JP6706514B2 - Surface water control method for construction materials - Google Patents
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Description
本発明は、建設材料の表面水量管理方法に関するものであり、詳しくは、表面水量の管理対象となる建設材料の含水率を測定するとともに、当該建設材料を均一に分散して流下させ、流下する建設材料を撮像して画像処理を行うことにより粒度分布を解析し、粒度分布に基づいて表面水量を管理する方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for controlling the amount of surface water of a construction material, and more specifically, it measures the water content of a construction material that is the target of surface water volume control, and evenly distributes the construction material to allow it to flow down. The present invention relates to a method for analyzing a particle size distribution by capturing an image of a construction material and performing image processing, and managing the amount of surface water based on the particle size distribution.
一般的な建設工事はもちろんのこと、特にＣＳＧ（Cemented Sand and Gravel）ダムやコンクリートダム工事等では、施工品質を向上させるために、使用する建設材料の表面水量を管理することが重要である。また、ＣＳＧ材やセメント系材料（骨材）は、粒径の異なる材料が混ざり合っていることが一般的であり、材料の表面水量を管理するためには粒度分布を正確に把握する必要がある。そこで、建設材料の粒度分布や表面水量を管理するための技術が種々提案されている（特許文献１〜特許文献４参照）。 In addition to general construction work, especially in CSG (Cemented Sand and Gravel) dam and concrete dam construction, it is important to control the amount of surface water of the construction material used in order to improve construction quality. In addition, CSG materials and cement-based materials (aggregates) are generally composed of materials having different particle sizes, and it is necessary to accurately grasp the particle size distribution in order to control the amount of surface water of the materials. is there. Therefore, various techniques have been proposed for controlling the particle size distribution and surface water amount of construction materials (see Patent Documents 1 to 4).
特許文献１に記載された技術は、地盤材料の表面水量をリアルタイムで管理する方法及びシステムに関するものであり、工事現場に継続的に供給される様々な粒径の混在する地盤材料の含水率を連続的に計測し、供給される地盤材料の一部を所定時間おきに抜き取って粒度分布を検出し、地盤材料の含水率から粒度分布に応じて所定粒径別の含水率を算出し、その粒径別の含水率に基づき地盤材料の表面水量をリアルタイムで推定するようになっている。この技術において、地盤材料の含水率は、地盤材料に近赤外光を照射したときの所定波長の反射率または透過率に基づいて計測する。 The technique described in Patent Document 1 relates to a method and a system for managing the surface water amount of the ground material in real time, and determines the water content of the ground material mixed with various particle sizes continuously supplied to the construction site. Measures continuously, extracts a part of the ground material supplied every predetermined time to detect the particle size distribution, and calculates the water content for each predetermined particle size according to the particle size distribution from the water content of the ground material, The surface water content of the ground material is estimated in real time based on the water content of each particle size. In this technique, the water content of the ground material is measured based on the reflectance or transmittance of a predetermined wavelength when the ground material is irradiated with near infrared light.
特許文献２に記載された技術は、多様な粒径の粒状材が混在する地盤材料の粒度を計測するためのものであり、地盤材料の所定量を蓋なし容器内に積載し、当該容器を加振して地盤材料の所定量を容器の底面全体に分散させ、容器の上方から容器内の地盤材料の分散画像を撮像する。そして、撮像した分散画像から地盤材料の粒度を測定するようになっている。 The technique described in Patent Document 2 is for measuring the particle size of a ground material in which granular materials having various particle sizes are mixed, and a predetermined amount of the ground material is loaded in a container without a lid, and the container is Excitation is performed to disperse a predetermined amount of the ground material on the entire bottom surface of the container, and a dispersed image of the ground material in the container is captured from above the container. Then, the particle size of the ground material is measured from the captured dispersed image.
特許文献３に記載された技術は、粒状材料の画像から各粒状材の全体に対する含有率を把握して粒度を管理するためのものであり、所定採取場で採取して継続的に供給される粒状材料の粒度品質を管理するたに、粒状材料の撒き出し画像を入力する入力手段と、撒き出し画像中の粒状材の輪郭を検出する検出手段と、各粒状材の輪郭からその粒状材の面積を求め、かつ撒き出し画像の対象材料全体の面積に対する所定粒径以上の粒状材の面積割合を粒度インデックスとして算出する算出手段と、粒状材料の最粗粒試料及び最細粒試料の粒度インデックスを記憶する記憶手段と、継続的に供給される粒状材料の粒度インデックスと最粗粒試料及び最細粒試料の粒度インデックスとを比較して供給材料の粒度品質を判定する判定手段とを備えている。 The technique described in Patent Document 3 is for grasping the content rate of each granular material to the whole from the image of the granular material and managing the particle size, and is continuously supplied after being sampled at a predetermined sampling site. In order to control the granular quality of the granular material, an input means for inputting a scattered image of the granular material, a detecting means for detecting the contour of the granular material in the scattered image, and a detecting means for detecting the contour of the granular material from the contour of each granular material Calculation means for obtaining the area and calculating the area ratio of the granular material having a predetermined particle size or more with respect to the entire area of the target material of the spread image as a particle size index, and the particle size index of the coarsest grain sample and the finest grain sample of the granular material And a determination means for comparing the particle size index of the granular material continuously supplied and the particle size index of the coarsest grain sample and the finest grain sample to determine the particle quality of the feed material. There is.
特許文献４に記載された技術は、多様な寸法、形状を呈してなる粒状材料が混在した試料において、その粒度を特定するための粒状材料の粒度特定方法であり、試料を光学系手段にて撮像し、入力画像を作成するステップと、入力画像に対してラプラシアンガウシアン関数を適用してウェーブレット変換を実施し、ウェーブレット画像を作成するステップと、ウェーブレット画像に対して予め設定されている閾値を適用して二値化処理を実施し、二値化画像を作成するステップと、二値化画像を使用して、少なくとも粒状材料の寸法および形状からなる粒状材料情報を算出するステップと、粒状材料情報を使用して、試料の粒度分布曲線を作成するステップとからなる。 The technique described in Patent Document 4 is a granular material particle size specifying method for specifying the particle size of a sample in which granular materials having various sizes and shapes are mixed, and the sample is analyzed by an optical system means. Capture and create an input image, apply a Laplacian-Gaussian function to the input image to perform a wavelet transform, create a wavelet image, and apply a preset threshold value to the wavelet image Performing a binarization process to create a binarized image, using the binarized image to calculate granular material information including at least the size and shape of the granular material, and the granular material information. To create a particle size distribution curve for the sample.
しかし、近赤外光等を用いて含水率を連続的に計測する技術では、測定物の表面から数百マイクロメートル（１ミリ以下）以下の含水率しか測定できず、また、測定物の色彩が変化すると、その色彩変化により測定結果が影響を受けることが多々あり、表面水量推定の精度が低下する。 However, the technique of continuously measuring the water content using near-infrared light can only measure the water content of a few hundred micrometers (1 mm or less) or less from the surface of the measurement object, and also the color of the measurement object. If the value changes, the measurement result is often affected by the color change, and the accuracy of surface water amount estimation decreases.
また、粒度測定の対象となる材料を加振して、容器底面に均質に分散させる手法により撮像すると、表面に存在する材料のみしか撮像できない。さらに、材料の含水状態によっては、粒子同士が付着して近接するため、土粒子の輪郭を把握することが難しくなり、画像処理の精度が低下する。この場合にも、測定対象となる材料の粒度分布を正確に把握できないため、施工品質が低下するおそれがある。 Further, when the material to be measured for particle size is vibrated and imaged by a method of uniformly dispersing the material on the bottom surface of the container, only the material existing on the surface can be imaged. Further, depending on the water content of the material, the particles adhere to each other and come close to each other, which makes it difficult to grasp the contour of the soil particle, and the accuracy of the image processing decreases. Also in this case, since the particle size distribution of the material to be measured cannot be accurately grasped, the construction quality may deteriorate.
ところで、従来、コンクリートの単位水量を求める際に、実機プラントまたは現場における粒度測定結果に基づく補正を行わない。このため、例えばダム工事などの現場において、粒度のばらつきを有する材料に対して、単位水量のばらつきが大きくなり、施工品質が低下するおそれがある。 By the way, conventionally, when determining the unit water amount of concrete, correction based on the particle size measurement result in an actual plant or on-site is not performed. For this reason, for example, in a site such as a dam construction work, there is a possibility that the unit water amount has a large variation with respect to a material having a variation in particle size and the construction quality may deteriorate.
本発明に係る建設材料の表面水量管理方法は、上述した事情に鑑み提案されたもので、使用する建設材料の粒度分布及び含水率を正確に把握して、表面水量を適切に管理することが可能な建設材料の表面水量管理方法を提供することを目的とする。 The method for controlling the surface water amount of the construction material according to the present invention has been proposed in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to accurately grasp the particle size distribution and the water content of the construction material to be used, and to appropriately control the surface water amount. It is an object to provide a possible method for controlling the surface water content of construction materials.
本発明に係る建設材料の表面水量管理方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係る建設材料の表面水量管理方法は、マイクロ波水分計により建設材料の水分量を測定して含水率を算出する。また、建設材料を均一に拡散した状態で流下させ、当該建設材料を撮像して画像解析を行うことにより、建設材料の粒度分布を求める。そして、含水率の測定結果と、粒度分布の解析結果とを用いて、建設材料の表面水量を管理することを特徴とするものである。 The method for controlling the amount of surface water of a construction material according to the present invention has the following features in order to achieve the above-mentioned object. That is, in the method for managing the surface water content of the construction material according to the present invention, the water content is calculated by measuring the water content of the construction material with the microwave moisture meter. Further, the particle size distribution of the construction material is obtained by allowing the construction material to flow down in a uniformly diffused state, imaging the construction material, and performing image analysis. The water content measurement result and the particle size distribution analysis result are used to control the surface water amount of the construction material.
本発明に係る建設材料の表面水量管理方法では、マイクロ波水分計による水分量の測定は、混合して使用する建設材料の種類毎に行う。また、建設材料を均一に拡散した状態で流下させる際、搬送経路で建設材料に振動を加えて薄層とした後に、建設材料を鉛直方向に落下させることが好ましい。 In the method for controlling the amount of surface water of a construction material according to the present invention, the amount of water is measured by a microwave moisture meter for each type of construction material to be mixed and used. Further, when the construction material is allowed to flow in a uniformly diffused state, it is preferable to drop the construction material in the vertical direction after vibrating the construction material in the transport path to form a thin layer.
本発明に係る建設材料の表面水量管理方法では、複数の建設材料を混合して使用する際、混合して使用する建設材料の種類毎に、マイクロ波水分計を用いて水分量を測定して含水率を算出し、建設材料を均一に拡散させた状態で（鉛直方向）に流下させることに主要な特徴点を有している。マイクロ波水分計の設置位置は、材料の搬送経路であれば特に限定されない。また、建設材料を薄層として鉛直方向に落下させることにより、撮像対象となる建設材料が重なり合うことを防止している。 In the method for controlling the amount of surface water of a construction material according to the present invention, when a plurality of construction materials are mixed and used, the water content is measured using a microwave moisture meter for each type of construction material to be mixed and used. The main characteristic point is that the water content is calculated and the construction material is allowed to flow down in the state of being uniformly dispersed (vertical direction). The installation position of the microwave moisture meter is not particularly limited as long as it is a material conveyance route. Further, the construction material is dropped in the vertical direction as a thin layer to prevent the construction materials to be imaged from overlapping each other.
本発明に係る建設材料の表面水量管理方法によれば、マイクロ波水分計を用いて建設材料の水分量を測定して含水率を算出するため、近赤外線等による含水率の連続測定手法と比較して、材料全体の水分量を把握することができるので、含水率の予測精度が向上する。また、事前に建設材料に対してキャリブレーションを行うことで、例えばベルトコンベア上を搬送する動的な建設材料に対しても計測が可能である。さらに、建設材料の厚みや幅などの形状の影響を受けず、製造設備に対して任意に取り付け位置を決定することが可能となる。 According to the method for controlling the surface water content of the construction material according to the present invention, since the water content is calculated by measuring the water content of the construction material using the microwave moisture meter, a comparison is made with the continuous measurement method of the water content by the near infrared ray or the like. Then, since the water content of the entire material can be grasped, the prediction accuracy of the water content is improved. Further, by calibrating the construction material in advance, it is possible to measure, for example, the dynamic construction material conveyed on the belt conveyor. Further, the mounting position can be arbitrarily determined for the manufacturing facility without being affected by the shape such as the thickness and width of the construction material.
また、加振装置により、例えばベルトコンベア上を搬送する建設材料を薄層で敷き詰め、さらに、鉛直方向に落下させることで、粒度分布解析のために撮像する建設材料を均質に分散させることができる。これにより、建設材料が重なり合うことを防止できるので、粒度分布解析の精度を高めることが可能となる。 In addition, by using a vibration device, for example, the construction material conveyed on a belt conveyor is spread in a thin layer and further dropped in the vertical direction, so that the construction material imaged for particle size distribution analysis can be uniformly dispersed. . As a result, it is possible to prevent the construction materials from overlapping with each other, so that it is possible to improve the accuracy of the particle size distribution analysis.
また、建設材料の粒度のばらつきを考慮したコンクリート製造プラントにおいて、単位水量を適切に管理することにより、常時、プラントでリアルタイムに表面水量を調整することが可能である。これにより、コンクリートの単位水量測定精度が向上し、従来よりも施工品質を向上させることができる。 Further, in a concrete manufacturing plant that considers the variation in the particle size of the construction material, by properly managing the unit water amount, it is possible to constantly adjust the surface water amount in real time in the plant. As a result, the accuracy of measuring the unit water amount of concrete is improved, and the construction quality can be improved as compared with the conventional case.
以下、図面を参照して、本発明に係る建設材料の表面水量管理方法の実施形態を説明する。図１〜図４は、本発明の実施形態に係る建設材料の表面水量管理方法を説明するもので、図１は建設材料の表面水量管理方法を適用する装置群の概略構成を示す模式図、図２は表面水量管理装置のブロック図、図３は建設材料を拡散流下させて撮像するための装置群の概略構成を示す模式図、図４は建設材料の品質管理手順の概要を示す説明図である。 Hereinafter, an embodiment of a surface water amount management method for a construction material according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 are for explaining a surface water amount control method for a construction material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an apparatus group to which the surface water amount control method for a construction material is applied, 2 is a block diagram of a surface water amount control device, FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a device group for diffusing and imaging a construction material, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a quality control procedure of the construction material. Is.
＜建設材料の表面水量管理方法の概要＞
本発明の実施形態に係る建設材料の表面水量管理方法は、水分量を計測する計測器としてマイクロ波水分計を使用し、建設材料を均一に拡散させた状態で（鉛直方向）に流下させることにより、使用する建設材料の粒度分布及び含水率を正確に把握して、表面水量を適切に管理するようになっている。
<Outline of surface water management method for construction materials>
The surface water amount control method for a construction material according to the embodiment of the present invention uses a microwave moisture meter as a measuring instrument for measuring the water amount, and allows the construction material to flow down in a state of being uniformly diffused (vertical direction). By this, the particle size distribution and water content of the construction material used can be accurately grasped and the surface water content can be properly controlled.
＜建設材料の表面水量管理方法に使用する装置群＞
本発明の実施形態に係る建設材料の表面水量管理方法では、表面水量管理装置１００を使用して建設材料の表面水量を管理する。以下、建設材料としてＣＳＧ材と砂を使用した場合を例にとって説明を行うが、本発明の表面水量管理方法は、ＣＳＧ材や砂に限られず、セメントや骨材等、他の建設材料にも適用することができる技術である。
<Apparatus group used for surface water management method for construction materials>
In the method of managing the surface water amount of the construction material according to the embodiment of the present invention, the surface water
図１に示す表面水量管理方法に使用する装置群は、ＣＳＧ材に砂を混合して使用する際に、ＣＳＧ材の水分量を測定して含水率を算出するとともに粒度分布を解析し、さらに、砂の含水量を測定して含水率を算出するための装置からなり、砂の搬送路に設けた第１のマイクロ波水分計１０と、ＣＳＧ材を分流して粒度分布を解析する搬送路に設けた第２のマイクロ波水分計２０と、ＣＳＧ材の搬送路に設けた第３のマイクロ波水分計３０と、粒度分布を解析するための粒度分布解析手段４０とを主要な構成要素とする。本実施形態では、粒度分布解析のために分流したＣＳＧ材は、ＣＳＧ材の搬送経路に戻して砂と混合する。
The device group used for the surface water content management method shown in FIG. 1 measures the water content of the CSG material to calculate the water content and analyzes the particle size distribution when the sand is mixed with the CSG material, and further, , A device for measuring the water content of sand to calculate the water content, the first
なお、第３のマイクロ波水分計３０により適切にＣＳＧ材の水分量を測定して含水率を算出することができれば、第２のマイクロ波水分計２０を省略することができる。さらに、予め含水率が判明している建設材料については、マイクロ波水分計による水分量の測定及び含水率の算出を省略してもよい。また、予め粒度が判明している建設材料については、画像処理による粒度分布解析を省略してもよい。
If the moisture content of the CSG material can be appropriately measured by the third
＜表面水量管理装置＞
表面水量管理装置１００は、建設材料の含水率を測定するとともに、当該建設材料を均一に分散して鉛直方向に流下させ、当該流下する建設材料を撮像することにより粒度分布を解析するための装置であって、図２に示すように、供給手段５０と、拡散流下手段６０と、撮像手段７０と、粒度分布解析手段４０とを備えており、供給手段５０と拡散流下手段６０との間に第２のマイクロ波水分計２０を配設してある。この表面水量管理装置１００は、図１に示すように、ＣＳＧ材を搬送するベルトコンベア（搬送路）から分岐した分流路に設けてある。また、図示しないが、表面水量の管理対象となる建設材料の重量を測定するための計量装置を備えている。
<Surface water amount control device>
The surface water
なお、各手段は、それぞれの機能を発揮するための単一または複数の部材、あるいはＣＰＵ等のハードウェアで実行されることにより、その機能を発揮するソフトウェアまたは同等の機能を有する論理回路から構成される。 It should be noted that each means is composed of a single or a plurality of members for exerting their respective functions, or software that exerts its functions when executed by hardware such as a CPU, or a logic circuit having an equivalent function To be done.
＜供給手段＞
供給手段５０は、建設材料を供給するための手段である。供給手段５０は、図３に示すように、分流したＣＳＧ材を受け入れるホッパー５１と、ホッパー５１で受け入れたＣＳＧ材を搬送するフィーダー５２と、フィーダー５２で搬送するＣＳＧ材を薄く敷き均す装置５３（例えば、振動装置）とを備えている。また、フィーダー５２には、分流して搬送するＣＳＧ材の水分量を測定するための第２のマイクロ波水分計２０が配置してある。
<Supply means>
The supply means 50 is a means for supplying a construction material. As shown in FIG. 3, the supply means 50 includes a
＜拡散流下手段＞
拡散流下手段６０は、供給手段５０から供給される建設材料を均一に拡散させて鉛直方向に流下させるための手段である。拡散流下手段６０は、図３に示すように、板状のスクリーン部材６１を備えている。
<Diffusion flow means>
The diffusion and flow-down means 60 is means for uniformly diffusing the construction material supplied from the supply means 50 and flowing it down in the vertical direction. As shown in FIG. 3, the diffusion flow-down means 60 includes a plate-shaped
なお、拡散流下手段６０は、図３に示すような部材構成に限られず、供給手段５０から供給される建設材料を均一に拡散して流下させることができれば、どのような装置であってもよく、例えば、筒状の収容体及び当該収容体の内部に収容された円筒状、三角錐状、四角錐状、円錐状、あるいはこれらを組み合わせた拡散部を有する装置と、拡散部を振動させる振動装置とから構成してもよい。
The diffusing and flowing down means 60 is not limited to the member configuration as shown in FIG. 3, and may be any device as long as it can uniformly diffuse and flow down the construction material supplied from the supplying
＜撮像手段＞
撮像手段７０は、図３に示すように、拡散流下手段６０により均一に拡散された建設材料を撮像するための手段である。また、図示しないが、撮像手段７０は、撮像レンズ系、撮像素子、画像データの送信インターフェース等を備えたデジタルカメラにより構成する。撮像手段７０の構成要素として、撮像対象となる建設材料を照明するための照明装置を含んでいてもよい。
<Imaging means>
As shown in FIG. 3, the
本実施形態では、拡散流下手段６０を構成するスクリーン部材６１を背景として撮像を行うため、デジタルカメラは、拡散流下手段６０の下部近傍であって、流下する建設材料が接触（衝突）しない位置に設置してある。また、粒度分布解析の精度を上げるために、撮像手段７０（デジタルカメラ）を複数箇所に設置してもよい。また、スクリーン部材６１は、撮像する建設材料の色調とのコントラストが明確になる色の材料を用いることが好ましい。さらに、建設材料の撮り逃しを防止して粒度分布の解析精度の向上を図るため、撮像手段７０による建設材料の撮像間隔を可能な範囲で短くすることが好ましい。すなわち、撮像間隔が短くなれば、それだけ粒度分布の解析精度を向上させることができる。
In the present embodiment, since the image is taken with the
＜粒度分布解析手段＞
粒度分布解析手段４０は、撮像手段７０で撮像した画像データを画像解析することにより、建設材料の粒度分布を解析するための手段である。例えば、粒度分布解析手段４０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）及び画像解析ソフトウェアからなり、パーソナルコンピュータにインストールされた画像解析ソフトウェアの機能により、撮像手段７０から受信した画像データに基づいて画像解析を行って、解析対象となる建設材料の粒度分布を解析する。画像解析は、公知のどのような手法を用いてもよいが、基本的には、画像データに基づいて、粒状体の輪郭認識を行って、粒状体の粒径を解析する手法が用いられる。
<Particle size distribution analysis means>
The particle size
＜粒度分布の解析＞
以下、粒度分布の解析手順を説明する。粒度分布の解析は、粒度分布解析手段４０の機能により実施されるものであり、粒度分布が既知である建設材料を用いて重回帰分析を行うことにより粒度毎に回帰式を作成し、作成した回帰式に、解析対象となる建設材料の画像解析結果から算出される説明変数を代入して、粒度毎の解析対象質量率を算出し、算出した各粒度の解析対象質量率を用いて、解析対象である建設材料の粒度分布を解析する。
<Analysis of particle size distribution>
The procedure for analyzing the particle size distribution will be described below. The analysis of the particle size distribution is performed by the function of the particle size distribution analysis means 40, and a regression equation is created for each particle size by performing multiple regression analysis using a construction material whose particle size distribution is known. Substituting the explanatory variable calculated from the image analysis result of the construction material to be analyzed into the regression equation, the analysis target mass ratio for each particle size is calculated, and the analysis target mass ratio of each calculated particle size is used to analyze. Analyze the particle size distribution of the target construction material.
この粒度分布の解析は、大別して６つの工程からなる。第１工程は、粒度分布が既知である建設材料を用いて、当該建設材料における粒度毎の土粒子平均短径（Ｄｉ）と合計投影面積（Ｓｉ）とを算出する工程である。第２工程は、粒度毎の合計投影面積（Ｓｉ）を、各粒度の合計投影面積（Ｓｉ）の総和である全投影面積（ΣＳｉ）で除して無次元化することにより、投影面積率（Ｓｉ／ΣＳｉ）を算出する工程である。第３工程は、粒度分布が既知である建設材料を用いて、粒度毎の合計質量（Ｍｉ）を、各粒度の合計質量（Ｍｉ）の総和である全質量（ΣＭｉ）で除して無次元化することにより、質量率（Ｍｉ／ΣＭｉ）を算出する工程である。第４工程は、目的変数を質量率（Ｍｉ／ΣＭｉ）とし、説明変数を土粒子平均短径（Ｄｉ）及び投影面積率（Ｓｉ／ΣＳｉ）として重回帰分析を行い、粒度毎に回帰式を作成する工程である。第１工程、第２工程、第３工程、第４工程により、粒度分布解析の基本となる粒度毎の回帰式を作成する。 The analysis of the particle size distribution is roughly divided into six steps. The first step is a step of calculating a soil particle average minor axis (Di) and a total projected area (Si) for each particle size in the construction material by using the construction material whose particle size distribution is known. In the second step, the total projected area (Si) for each grain size is divided by the total projected area (ΣSi) that is the sum of the total projected area (Si) of each grain size to make it dimensionless. This is a step of calculating Si/ΣSi). In the third step, using a construction material whose particle size distribution is known, the total mass (Mi) for each particle size is divided by the total mass (ΣMi) that is the sum of the total mass (Mi) of each particle size It is a step of calculating the mass ratio (Mi/ΣMi) by converting into In the fourth step, a mass regression (Mi/ΣMi) is used as an objective variable, a soil particle average minor axis (Di) and a projected area ratio (Si/ΣSi) are used as explanatory variables, and a multiple regression analysis is performed. This is the process of creating. By the first step, the second step, the third step, and the fourth step, a regression equation for each particle size, which is the basis of the particle size distribution analysis, is created.
なお、含水率を複数の範囲に区分し、各区分の含水率毎に、それぞれ異なる回帰式を作成することが好ましい。これにより、含水率の影響を受けることなく、正確な粒度分布解析を行うことができる。ここで、含水率を区分する境界値の数は、１あるいは２以上とする。この境界値は、建設材料の土質に対応して適宜設定するが、例えば、建設材料が団粒化する限界値を境界値とすることができる。 It is preferable to divide the water content into a plurality of ranges and create different regression equations for each water content of each section. As a result, accurate particle size distribution analysis can be performed without being affected by the water content. Here, the number of boundary values for dividing the water content is 1 or 2 or more. This boundary value is appropriately set according to the soil quality of the construction material, but for example, a limit value at which the construction material aggregates can be used as the boundary value.
第５工程は、作成された回帰式に、解析対象となる建設材料の画像解析結果から算出される解析対象土粒子平均短径（Ｄｉ）及び解析対象投影面積率（Ｓｉ／ΣＳｉ）を代入して、粒度毎の解析対象質量率（Ｍｉ／ΣＭｉ）を算出する工程である。第６工程は、第５工程で算出した各粒度の解析対象質量率（Ｍｉ／ΣＭｉ）を用いて、解析対象である建設材料の粒度分布を解析する工程である。この第６工程により、解析対象である建設材料の粒度分布を解析することができる。 The fifth step is to substitute the analysis target soil particle average minor axis (Di) and the analysis target projected area ratio (Si/ΣSi), which are calculated from the image analysis result of the construction material to be analyzed, into the created regression equation. Then, it is a step of calculating the analysis target mass ratio (Mi/ΣMi) for each particle size. The sixth step is a step of analyzing the particle size distribution of the construction material that is the analysis target, using the analysis target mass ratio (Mi/ΣMi) of each particle size calculated in the fifth step. Through the sixth step, it is possible to analyze the particle size distribution of the construction material to be analyzed.
また、第４工程において、説明変数として投影面積絶対量の逆数（１／Ｓｉ）を加えることにより、より一層正確に粒度分布を解析することができる。この場合、解析対象質量率（Ｍｉ／ΣＭｉ）を算出する工程（第５工程）において、回帰式に代入する値として、解析対象となる建設材料の画像解析結果から算出される投影面積絶対量の逆数（１／Ｓｉ）を加えて演算を行う。 In addition, in the fourth step, the particle size distribution can be analyzed more accurately by adding the reciprocal (1/Si) of the absolute value of the projected area as an explanatory variable. In this case, in the step of calculating the analysis target mass ratio (Mi/ΣMi) (fifth step), the absolute value of the projected area calculated from the image analysis result of the construction material to be analyzed is used as a value to be substituted into the regression equation. Calculation is performed by adding the reciprocal (1/Si).
＜粒度分布解析アルゴリズム＞
また、粒度分布解析に用いる回帰式は、施工進捗に応じて、データ更新を行うことが好ましい。具体的な粒度分布解析アルゴリズムについて説明する。本実施形態で用いる回帰式は、解析対象となる建設材料の粒度分布を解析するための式であり、粒度毎に、それぞれ目的変数と、説明変数と、相関係数とからなる。
<Particle size distribution analysis algorithm>
Moreover, it is preferable to update the data of the regression equation used for the particle size distribution analysis according to the progress of construction. A specific particle size distribution analysis algorithm will be described. The regression equation used in the present embodiment is an equation for analyzing the particle size distribution of the construction material to be analyzed, and consists of an objective variable, an explanatory variable, and a correlation coefficient for each particle size.
上述したように、本実施形態で用いる回帰式の目的変数は、質量率Ｙ＝Ｍｉ／ΣＭｉであり、説明変数は、Ｘ１＝土粒子平均短径Ｄｉと、Ｘ２＝投影面積率Ｓｉ／ΣＳｉである。また、説明変数として投影面積絶対量の逆数（１／Ｓｉ）を加えてもよい。例えば、粒度Ｄ８０（ｍｍ）、粒度Ｄ４０（ｍｍ）、粒度Ｄ２０（ｍｍ）、粒度Ｄ１０（ｍｍ）、粒度Ｄ５（ｍｍ）について、それぞれ回帰式を作成して、当該回帰式に対して、解析対象となる建設材料の画像解析結果から算出される説明変数を代入することにより、解析対象である建設材料の粒度分布を解析する。 As described above, the objective variable of the regression equation used in the present embodiment is the mass ratio Y=Mi/ΣMi, and the explanatory variables are X1=soil particle average minor axis Di and X2=projected area ratio Si/ΣSi. is there. In addition, the reciprocal of the absolute amount of the projected area (1/Si) may be added as an explanatory variable. For example, a regression formula is created for each of the grain size D80 (mm), the grain size D40 (mm), the grain size D20 (mm), the grain size D10 (mm), and the grain size D5 (mm), and the regression formula is analyzed. By substituting the explanatory variable calculated from the image analysis result of the construction material, the particle size distribution of the construction material to be analyzed is analyzed.
＜建設材料の品質管理＞
図４を参照して、本発明の実施形態に係る建設材料の表面水量管理方法を用いて行う建設材料の品質管理について説明する。図４に示すように、本発明の実施形態に係る建設材料の表面水量管理方法では、自動的な粒度分布及び含水率の管理として、ＣＳＧ材（建設材料（１））について画像処理を行うことにより粒度分布を求め、第３のマイクロ波水分計３０（又は第２のマイクロ波水分計２０）によりＣＳＧ材の含水率を求め、第１のマイクロ波水分計１０により砂（建設材料（２））の含水率を求める。また、人手による建設材料の管理として、吸水率の測定、表乾密度の測定を行う。そして、ＣＳＧ材の粒度分布及び含水率、砂の含水率、表乾密度に基づいて、建設材料の表面水率（表面水量）を管理することができる。各測定値は、コンピュータ処理により、数値、経時変化グラフ、統計グラフとして、逐次、出力して確認することができる。
<Quality control of construction materials>
With reference to FIG. 4, the quality control of the construction material performed using the surface water amount control method for the construction material according to the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, in the method of managing the surface water amount of the construction material according to the embodiment of the present invention, image processing is performed on the CSG material (construction material (1)) as automatic particle size distribution and water content management. The particle size distribution is determined by the third microwave moisture meter 30 (or the second microwave moisture meter 20) to determine the water content of the CSG material, and the first
１００ 表面水量管理装置
１０ 第１のマイクロ波水分計
２０ 第２のマイクロ波水分計
３０ 第３のマイクロ波水分計
４０ 粒度分布解析手段
５０ 供給手段
５１ ホッパー
５２ ベルトフィーダー
５３ 振動装置
６０ 拡散流下手段
６１ スクリーン部材
７０ 撮像手段
100 Surface
Claims (2)
前記建設材料を均一に拡散した状態で流下させ、
前記均一に拡散した状態で流下する建設材料を撮像し、
前記撮像した画像データを画像解析して前記建設材料の粒度分布を求め、
前記含水率の測定結果と、前記粒度分布の解析結果とを用いて、前記建設材料の表面水量を管理する、
ことを特徴とする建設材料の表面水量管理方法。 For each type of construction material to be mixed and used , calculate the water content by measuring the water content using a microwave moisture meter ,
Let the construction material flow down in a uniformly dispersed state,
Imaging the construction material flowing down in the uniformly diffused state,
Obtaining the particle size distribution of the construction material by image analysis of the captured image data,
Using the measurement result of the water content and the analysis result of the particle size distribution, managing the amount of surface water of the construction material,
A method for controlling the amount of surface water of a construction material, which is characterized in that
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