JP3904733B2 - 路面排水性測定装置 - Google Patents
路面排水性測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3904733B2 JP3904733B2 JP21774798A JP21774798A JP3904733B2 JP 3904733 B2 JP3904733 B2 JP 3904733B2 JP 21774798 A JP21774798 A JP 21774798A JP 21774798 A JP21774798 A JP 21774798A JP 3904733 B2 JP3904733 B2 JP 3904733B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound
- road surface
- drainage
- signal
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、路面の排水性を測定する路面排水性測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
排水性舗装の路面が増加してきている。理由は排水性を増すことにより雨天走行時の安全性を増すためである。路面に水が溜まることによるハイドロプレーン現象により、スリップ事故が発生することがあることは良く知られている。さらに、冬季にたまり水が凍結することにより事故の可能性が増加する。
【0003】
排水性が見直されているもう一つの理由は、排水性舗装により走行騒音が低減するという効果があるからである。高速走行時の道路交通騒音の大半は路面とタイヤとの接触による騒音である。排水性を増すことによりタイヤ騒音が数dB低下することが知られている。これは、排水性舗装は通水性を有するため、音も路面内部に入り込み吸音されること、タイヤの窪み部分での空気の圧縮・膨張の程度が低減されることなどによるものであることが知られている。
【0004】
しかしながら、排水性舗装は通水性の構造を持つため柔らかい構造であり、車両の走行により痛み易いという欠点を持っている。従来型の舗装に比べて修理の頻度も増えることになる。その度に路面を全面舗装するのでは費用がかさみ、修理期間が長引くことによる不便さも発生する。そこで、痛みの激しい所を局所的に見出す測定方法があればその部分だけを補修することも可能になる。また、測定する際に通常の交通を妨げずに行うことが出来れば非常に有効な方法となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように排水性舗装が良好な排水性と走行騒音の低減との双方の側面を持っていることに着目し、路面の各部分の局所的な吸音率を測定することにより、吸音率が低い、すなわちその部分での騒音が大きいことをもって排水性が劣化していること、すなわち傷みが激しいことを検出することが考えられる。
【0006】
この吸音率の測定方法としては従来以下の方法が知られている。
【0007】
(1)音響管を用いて垂直入射吸音率を求める方法
垂直入射の吸音率を求めるもっとも良く用いられる方法である(JIS規格で規定)。資料を円形に切り取る必要があるが、信頼性の高い測定方法である。路面の吸音率を測定するためには、サンプルの切り出しを行う必要があるので、リアルタイムの測定には使えない。 (2)路面を残響箱の1面とし、残響時間からランダム入射吸音率を求める方法
残響室を用いる吸音率測定もJISで規格化されている標準的な方法である。吸音材を室内に持ち込む前と後の残響時間を測定し、それらの値から吸音率を求める。
【0008】
残響箱による方法では、大きな箱を扱うこと、完全反射面と路面との2回の残響時間を測定する必要があること、外気温度の影響が現われやすいこと、などの欠点があり、これもリアルタイムの測定は不可能である。
【0009】
(3)インパルスを用いる方法
反射面にパルス状の音波を放射し、被測定面での反射波の大きさと剛床面(完全反射面での反射波の大きさとの比から吸音率を求める方法である。計測装置の構成の例を図5に示す。信号発生器10で、指定の周波数を中心とし、有限のバンド幅を有するパルス信号を発生させ、そのパルス信号を増幅器20で適宜増幅してスピーカ30でパルス音に変換しそのパルス音を被測定面および剛床面に順次に入射する。
【0010】
それら被測定面あるいは剛床面からの反射波をマイクロホン40で集音し、その集音した音信号を増幅器50で増幅して信号分析器60に送る。信号分析器では、それらの音信号の大きさの比から吸音率を測定する。吸音率αは次式で求められる。
【0011】
α=1−P1/P2
ただし、P1:被測定面での反射波のエネルギー、
P2:剛床面での反射波のエネルギー、
である。この場合でも同じ場所で実際の路面とそこに剛床面を置いた状態との2回測定する必要がある。この方法でも走行中の吸音率の測定、すなわち走行中の排水性の測定は不可能である。
【0012】
以上のように、従来の吸音率測定法では、走行中にリアルタイムで吸音率を測定することのできる適当な方法は見当たらない。
【0013】
本発明は、上記事情に鑑み、検査車両に搭載し走行中に路面の排水性を測定することができる路面排水性測定装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の路面排水性測定装置は、
所定のパルス信号を生成する信号発生器、
信号発生器で生成されたパルス信号を、路面に向けて発せられるパルス音に変換するスピーカ、
スピーカから発せられた、路面に到達する前の直接音と、スピーカから発せられ路面で反射した後の反射音との双方を検出する音センサ、および
音センサで検出された直接音と反射音とに基づいて路面の排水性を求める信号分析器を備えたことを特徴とする。
【0015】
ここで上記本発明の路面排水性測定装置において、上記信号分析器が、音センサで検出された直接音と反射音の、15kHz以上の周波数帯域内の信号に基づいて、路面の排水性を求めるものであることが好ましい。
【0016】
この場合に、上記信号発生器が、15kHz以上の周波数帯域内であって、かつ1オクターブ以内の周波数幅の帯域パルス信号を生成するものであってもよく、あるいは信号発生器側には制限は加えず、すなわち信号発生器では短いパルス信号、すなわちある程度広い周波数帯域の信号成分を含むパルス信号を生成させ、信号分析器が、音センサで検出された直接音と反射音の、15kHz以上の周波数帯域内であって、かつ1オクターブ以内の周波数幅の信号を抽出し、抽出した信号に基づいて、路面の排水性を求めるものであってもよい。
【0017】
また上記本発明の路面排水性測定装置において、上記音センサとして分散配置された複数の音センサを備え、これら複数の音センサのうちの少なくとも1つの音センサで直接音を検出し、これら複数の音センサのうちの全部もしくは一部の複数の音センサで反射音を検出するものであってもよい。
【0018】
また上記本発明の路面排水性測定装置が、路面上の位置を検出する位置検出器を備え、この路面排水性測定装置が、路面上の位置に対応させた排水性情報を得るものであることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の基本的な考え方は、周波数により違いはあるものの、基本的には排水性舗装は吸音が大きい(即ち、反射が少ない)ということを利用することである。ただし、ここでは、「吸音率」という音響工学で定義された量を求めることにはこだわらない。また、吸音率が通常問題となる周波数は可聴周波数帯域であるが、排水性と吸音性能との相関性が最も高い周波数帯域であれば超音波領域でもよい、ということになる。一方、ここでは、走行中にリアルタイムで排水性を求めることが要求されている。リアルタイム計測とは、走行速度との関連もあるが、決められた距離毎に測定結果を求める必要があるということである。例えば、走行速度100km/hで0.5m間隔で結果を出すには、18ms毎に結果を求める必要がある。そのためには用いる音響パルスの幅も数ms以内のものを用いることが必要となる。このような制限事項を考慮し、ここでは、超音波領域を含む周波数帯域で排水性と音波の吸音性の関係を調べた。
【0020】
図1は、排水性と音波の吸音性との関係を調べる測定系を示す図であり、本発明の路面排水性測定装置の一実施形態に相当する。この図1に示す路面排水性測定装置では、解り易さのため、従来の吸音率測定法の一例として挙げた、図5に示すインパルス法による吸音率の測定系を構成するブロックと同様の作用のブロックには、図5に付した符号と同じ符号を付して示したが、各ブロックの詳細な作用は、図5に示すそれとは同一ではなく、例えばマイクロホン40では、直接音と反射音との双方が検出され、信号分析器60ではそれら直接音と反射音とに基づいて排水性が求められる。
【0021】
この図1に示す路面排水性測定装置には、図5に示す構成には示されていない新たな要素として、位置検出器70が示されている。この位置検出器70は、いわゆるカーナビゲータに利用するGPS(global positioning system)を利用した位置検出器70であり、人工衛星から電波を受信して現在位置を知ることができるものである。
【0022】
この図1に示す路面排水性測定装置では、位置検出器70からは現在の位置をあらわす位置情報、すなわち、路面を走行して排水性の測定を行なっている途中であればその路面上の位置をあらわす位置情報が出力され、信号分析器60では、以下に説明するようにして求められた、路面上の現在測定中の部分の排水性をあらわす排水性情報が出力され、これら位置情報と排水性情報とからなる出力情報が生成される。すなわち、この図1に示す路面排水性測定装置では、路面上の位置に対応させた排水性情報が得られる。
【0023】
ここでは、上述のように、1つのマイクロホン40で、スピーカ30から発生し路面で反射する前のパルス音(以下「直接音」と呼ぶ)と、反射した後のパルス音(以下反射音と呼ぶ)の2つのパルス音を測定する。ここでは、それらの比が反射面100の状況によりどのように変化するかを調べた。スピーカ30から路面までの距離は0.5m、マイクロホン40から路面までの距離は0.3mである。
【0024】
図2は直接音(A)と反射音(B)の波形の一例を示した図である。
【0025】
直接音(A)に対して反射音(B)の大きさが減少していることが分かる。
【0026】
これら直接音、反射音のパルスには、低周波成分から、30kHzを越える高周波数成分までの広い周波数帯域の信号成分が含まれている。
【0027】
図3は異なる路面について、それらのパルスをフーリエ変換を用いて周波数分析を行い、直接音に対する反射音のスペクトルの減少の程度を示した図である。横軸は周波数で35kHzまでの範囲を示す。縦軸は、直接音と反射音のパワーの比をデシベルで表したもので、dBの大きい方が減衰の割合が大きいことを示す。実線は排水性アスファルトを測定対象としたときのもの、点線は、排水性アスファルトの目地に粘土を詰めることにより排水性アスファルトが傷んだ状態を模擬し、それを測定対象としたときのものである。排水性舗装の路面(実線)では傷んだ状態を模擬した路面(点線)と比較して吸音性の高い周波数がところどころ見られる。しかも、この吸音性の高い周波数は、15kHz以上の部分において顕著にあらわれている。30kHzを越えるような高周波になるとスピーカでも音を出すのが難しくなり、しかも空気中を伝播する間における減衰も激しくなることから、30kHz以下の周波数が好ましいものと考えられる。このような周波数帯域を用いれば、直接音に対する反射音のパワーの比を測定することにより、路面の排水性を測定することができる。しかも、図3に示す測定結果によると、吸音性は周波数軸に沿って振動するように繰り返すことから、ある程度の狭い周波数幅、例えば1オクターブ以内の周波数幅の信号に基づいて排水性を求めることが好ましい。この1オクターブ以内の周波数幅を実現するには、信号発生器側で、もともと1オクターブ以内の信号成分しか含まないパルス信号を生成することにより実現してもよく、あるいは、信号発生器側では例えばある程度広い周波数帯域の信号成分を含む時間的に短いパルスを発生させ、信号分析器側で1オクターブ以内の信号成分のみを抽出することにより実現してもよい。
【0028】
図4は、本発明の路面排水性測定装置の他の実施形態の、スピーカとマイクロホンの配置形態を示す平面図(A)および正面図(B)である。
【0029】
実際に路面の反射性を実際に評価しようとすると、路面の傾きや粗さにより、反射波の到来する方向が変化する可能性がある。そこで図4に示すように1つのスピーカ30に対して複数のマイクロホン40を用いて平均的なパワーの減衰量を求めることが好ましい。このように、複数のマイクロホン40を分散配置することにより、広い範囲の反射音を検出することができるようになる。
【0030】
尚、ここに示す例では信号分析器60において図3に示すように周波数分析が行われているが、信号発生器側で、あるいはマイクロホンで受信した後に、例えば1オクターブ以内等に帯域制限をした場合は、信号分析器60において周波数分析を行なうことは必ずしも必要ではなく、その制限された帯域内の直接音と反射音のパワーを比較することにより吸音性を求め、その吸音性から排出性を求めることができる。
【0031】
この図4に示す例では、1つのスピーカ30に対し5本のマイクロホン40が分散配置され、それら5本のマイクロホン40のうちの中央のマイクロホン40aで直接音が検出され、残りの4本のマイクロホン40b、あるいは5本のマイクロホン全部で反射音が検出される。複数のマイクロホンで検出された反射音は信号分析器60(図1参照)においてそれぞれが検波された後互いに加算され、その加算後の信号が全体としての反射音の信号として取り扱われる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、リアルタイムで路面の吸音性を測定し、その吸音性から路面の排水性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】排水性と音波の吸音性との関係を調べる測定系を示す図である。
【図2】直接音(A)と反射音(B)の波形の一例を示した図である。
【図3】異なる路面について、それらのパルスをフーリエ変換を用いて周波数分析を行い、直接音に対する反射音のスペクトルの減少の程度を示した図である。
【図4】本発明の路面排水性測定装置の他の実施形態の、スピーカとマイクロホンの配置形態を示す平面図(A)および正面図(B)である。
【図5】従来の吸音率測定装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
10 信号発生器
20 増幅器
30 スピーカ
40,40a,40b マイクロホン
50 増幅器
60 信号分析器
70 位置検出器
100 反射面
Claims (5)
- 所定のパルス信号を生成する信号発生器、
前記信号発生器で生成されたパルス信号を、路面に向けて発せられるパルス音に変換するスピーカ、
前記スピーカから発せられた、路面に到達する前の直接音と、前記スピーカから発せられ路面で反射した後の反射音との双方を検出する音センサ、および
前記音センサで検出された直接音と反射音との、15kHz以上の周波数帯域内の信号に基づいて路面の排水性を求める信号分析器を備えたことを特徴とする路面排水性測定装置。 - 前記信号発生器が、15kHz以上の周波数帯域内であって、かつ1オクターブ以内の周波数幅の帯域パルス信号を生成するものであることを特徴とする請求項1記載の路面排水性測定装置。
- 前記信号分析器が、前記音センサで検出された直接音と反射音の、15kHz以上の周波数帯域内であって、かつ1オクターブ以内の周波数幅の信号を抽出し、抽出した信号に基づいて、路面の排水性を求めるものであることを特徴とする請求項1記載の路面排水性測定装置。
- 前記音センサとして分散配置された複数の音センサを備え、これら複数の音センサのうちの少なくとも1つの音センサで直接音を検出し、これら複数の音センサのうちの全部もしくは一部の複数の音センサで反射音を検出するものであることを特徴とする請求項1記載の路面排水性測定装置。
- 路面上の位置を検出する位置検出器を備え、この路面排水性測定装置が、路面上の位置に対応させた排水性情報を得るものであることを特徴とする請求項1記載の路面排水性測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21774798A JP3904733B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 路面排水性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21774798A JP3904733B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 路面排水性測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000046803A JP2000046803A (ja) | 2000-02-18 |
JP3904733B2 true JP3904733B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=16709123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21774798A Expired - Fee Related JP3904733B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 路面排水性測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3904733B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002243709A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-28 | Pasuko:Kk | 路面排水性測定装置および路面排水性測定車 |
JP2003083943A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-19 | Pasuko:Kk | 音波式高機能舗装空隙度検出方法およびその装置 |
JP4597727B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2010-12-15 | 本田技研工業株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
JP6164882B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-07-19 | 株式会社クボタ | 空隙率測定装置及び空隙率評価方法 |
CN111487178B (zh) * | 2020-06-02 | 2022-02-22 | 邹宏良 | 一种透水路面透水性无损快速检测装置及方法 |
CN111608117B (zh) * | 2020-06-02 | 2022-03-22 | 范继军 | 一种透水路面清洁装置 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP21774798A patent/JP3904733B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000046803A (ja) | 2000-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5095465A (en) | In situ testing with surface seismic waves of materials having properties that change with time | |
US6581466B1 (en) | Acoustic inspection of structures | |
KR102282400B1 (ko) | 다채널 탄성파 측정에 기반한 콘크리트 층분리 검사 방법 | |
KR101936849B1 (ko) | 비접촉식 공동 탐지 시스템 및 방법 | |
JP3904733B2 (ja) | 路面排水性測定装置 | |
Crocker et al. | Measurement of acoustical and mechanical properties of porous road surfaces and tire and road noise | |
CN103344702A (zh) | 一种利用超声波检测装置检测沥青混凝土降噪性能的方法 | |
JP3722211B2 (ja) | コンクリート構造物の診断方法及び装置 | |
JP2829828B2 (ja) | 仕上げ面の剥離診断装置 | |
JP2559658B2 (ja) | 道路舗装の透水性能試験方法及び装置 | |
Henderson et al. | Acoustic inspection of concrete bridge decks | |
Donavan | Tire noise generation and propagation over porous and nonporous asphalt pavements | |
Bernhard et al. | Basics of noise generation for pavement engineers | |
JP3476929B2 (ja) | 舗装の評価方法 | |
Crocker et al. | Measurements of tyre/road noise and of acoustical properties of porous road surfaces | |
JP2000241397A (ja) | 表面欠陥検出方法および装置 | |
JP3802534B2 (ja) | 道路舗装路面の吸音率測定方法及び装置 | |
JPH04323553A (ja) | 超音波共振探傷方法および装置 | |
JP3448593B2 (ja) | 土木構造物の傷検出方法 | |
JP2007064651A (ja) | 舗装空隙検査装置及び舗装空隙検査方法 | |
JP4209536B2 (ja) | 音響特性測定装置および音響特性測定方法 | |
JP3977671B2 (ja) | 構造物に生じたひび割れ深さの計測方法及び装置 | |
JP2003083943A (ja) | 音波式高機能舗装空隙度検出方法およびその装置 | |
JP2000304731A (ja) | 測定帯域外の音響特性推定方法 | |
JP3009543B2 (ja) | コンクリート健全度判定方法及び装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060926 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061010 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061211 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070110 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |