JPH01271504A

JPH01271504A - 舗装厚測定装置

Info

Publication number: JPH01271504A
Application number: JP9997488A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Honma; 一哉本間
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1989-10-30
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JP2584823B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、アスファルトフィニッシャにより施工した舗
装路面の舗装厚を測定する舗装厚測定装置に関する。

［従来の技術］アスフアルトフィニツシＶにより通路の舗装を行なう場
合、舗装厚か設計値より薄くなれば舗装強度が弱くなっ
て路面の耐久性が低下し、逆に設計値より厚くなればア
スフフ・ルト混合物の消費用が増えて経済的な損失とな
る。従って、通路の舗装に当っては、舗装厚が設計値通
りになっているか否かを随時確認しながら作業しなけれ
ばならない。

従来、舗装厚の確認は、差し込み代が設計目標値に調整
された棒状のシックネスグージを作業者か施工された舗
装面中に差し込んで確ル２している。

１光明が解決しよう゛とする課題］しかしながら、シックネスゲージによる舗装厚の測定に
あっては、施工済みの舗装路面に傷が付くと同時に、舗
装厚を連続して確認することができず、しかもシックネ
スゲージによる確認作業自体（、二熟諌を要し、高精度
で舗装厚を測定することか非渚に困難であるという問題
があった。

そこで、例えば特開昭６１−９５１０３号に示されるよ
うに、アスファルトフィニッシャに設けているレベリン
グアームの角度を検出すると共に、レベリングアームの
回転中心からアスファルトを路面に敷きならすスクリー
ドまでの水平距離を検出し、これらの検出値に基づいて
舗装厚を測定する装置も提案されている。しかし、一般
に舗装工事を行なう路面は緩かなうねりをもっており、
路面のうねりによって車体の姿勢か変化すると測定誤差
が大きくなり、依然として正確な舗装厚の測定は困難で
あった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、舗装厚を自動的に連続して高精度で計測すること
のできる舗装厚測定装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段１この目的を達成するため本発明にあっては、走行車体に
レベリングアームが走行方向に向かう鉛直面内で揺動自
在に取付けられ、該レベリングアームの後部にアスファ
ルト混合物を敷きならすスクリードが装着され、該スク
リードによる舗装厚を測定する舗装厚測定装置に於いて
、スクリードの前方に等間隔に設置されて舗装前の路面
高さを測定する第ｌ、第２及び第３の路面センサと；ス
クリードの後方に設置されて舗装済みの路面高さを測定
する第４の路面測定センサと；前記第１乃金弟４の路面
センサの測定結果に基づいて舗装厚を演算する舗装厚演
算手段と；を設けるようにしたもので必る。

舗装厚演算手段は、スクリードの手前に等間隔に設置し
た第１乃至第３の路面センサの各設置距離間隔をｌ、第
３の路面センサからスクリードの後方に設置した第４の
路面センサまでの設置距離をｎｌ、第１の路面センサの
測定出力をＳｆ、第２の路面センサの測定出力をＳｃ１
第３の面センサの測定出力をＳｒ、更に第４の路面セン
サの測定出力をＳｅとすると、現在位置の舗装厚さＴ（
Ｘ）を、Ｔ　（Ｘ）　＝Ｓｅ　　（Ｘ）＋ｎ　−３ｃ　　（Ｘ＋（Ｎ＋’ｌ　）
Ｌ）但し、ｎは１，２，３．　　・・・の整数として演
算する。

より具体的には、スクリード前方に設置した第３の口論
センサからスクリード後方に設置した第４の路面センサ
までの設置距離を２ｌ（ｎ＝２の時）とすると、舗装厚
Ｔ　（Ｘ＞は、Ｔ（Ｘ＞−３ｅ　　（Ｘ）＋２Ｓｃ　（Ｘ＋ｌｌｌ、）＋４Ｓｃ（Ｘ＋２ｌ）＋２Ｓｃ　　（Ｘ＋３ｌ１１．） −Ｓｒ　　（Ｘ＞一２Ｓｒ　　（Ｘ＋ｌＬ＞一３Ｓｒ　　（Ｘ＋２ｌ） −Ｓｆ　　（Ｘ＋２ｍ＞一２Ｓｆ　　（Ｘ＋３ｌ）として演算できる。

［作用］このような構成を備えた本発明の舗装厚測定装置におっ
ては、スクリードの前方に設置した舗装前の面高さを測
定する第１乃至第３の路面センサの測定出力Ｓｆ　、３
ｃ　、３ｒと、スクリードの後方に設置した舗装済みの
路面高さを測定する第４の路面センサの測定出力Ｓｅの
みによって現在位置における舗装厚Ｔ　（Ｘ＞を自動的
に連続して計測することができる。

その結果、本発明による舗装厚の測定結果を使用してレ
ベリングアームの駆動などにより自動的に舗装厚を一定
厚さに保つフィードバック制御が可能となり、舗装工事
を高精度で行なうことができる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

第１図において、１０．１２．１４は舗装前の路面の高
さをスクリード前方の等間隔の３ケ所で測定する第ｌ、
第２及び第３の路面センサとしての舗装前高さセンサ、
１６はスクリードの後方となる舗装竣の路面高さを測定
する第４の路面センサとしての舗装後高さセンサである
。舗装前高さセンサ１０．１２．１４及び舗装置変高さ
センサ１６としては、例えばレーザ高さ計を使用するこ
とができ、レーザ高ざ計以外に非接触方式、接触方式の
如何に係わらず適宜の高さセンサを使用することができ
る。

更に１８はアスファルトフィニッシャの移動距離を測定
する走行距離センサである。

２０は舗装厚部筒部であり、後の説明で明らかにするよ
うに、最先端に設置した舗装前高さセンサ１０の測定出
力Ｓｆ、次に設置した舗装前高さセンサ１２の測定出力
Ｓｃ、スクリードの直前に設置した舗装前高ざセンサ１
４の測定出力３ｒ、及びスクリー　ドの後方に設置した
舗装後高さセンサ１６の測定出力Ｓｅ、更に走行距離セ
ンサ１８の検出出力に基づいて舗装後高さセンサ１６の
設置位置で決まる舗装済み路面の舗装厚Ｔ　（Ｘ）を演
口する。舗装厚演算部２０で演算された舗装厚Ｔ　（Ｘ
＞は表示部２２に与えられて、例えばデジタル数値表示
されると共に、舗装厚制御部２４にＬ５えられ、舗装厚
を目標値に保つようにアスファルトフィニッシャに設け
ているレベリングアーム簀の駆動制御を行なう。

第２図は第１図に示した舗装前高さセンサ１０゜１２．
１４及び舗装後高さセンサ１６のアスファルトフィニッ
シャに対する設置状態を示した説明図である。

第２図において、２６はアスファルトフィニッシャの走
行車体であり、走行車体２６は例えばキＡ・タビラ３０
により走行することができる。走行中体２６には回転軸
３２を中心にレベリングアーム３４が取り付けられてい
る。レベリングアーム３４はキャタピラ３０の後方に延
出され、レベリングアーム３４の先端下部に路面に対し
アスファルト混合物を敷きならすスクリード３６を装着
している。

このような構造を持ったアスファルトフィニッシャの詳
細は例えば特開昭６２−２９６０６号で周知である。

第２図において、第１乃至第３の路面センサとしての舗
装前高さセンサ１０，１２．１４は、スクリード３６の
前方に設置間隔距離比をもって等間隔に設置される。一
方、第４の路面センサとしての舗装後高さセンサ１４は
走行車体２６より後方に取り出されたセンサアームの先
端に装着され、少なくともスクリード３６をはずれる後
方位置に設置される。この実施例にあっては、スクリー
ド３６の前方に等間隔に設置された舗装前高さセンサ１
０，１２．１４のうち、スクリード３６の直前に位置す
る舗装前高さセンサ１４から設置距離２ｌだけ離れたス
クリード３６の後方位置に舗装後高ざセンサ１６を設置
している。

尚、舗装前高さセンサ１０．’１２．１４及び舗装後高
さセンサ１６の設置位置としては次の２つの条件を満足
すればよい。

第１に、舗装前高さセンサ１０，１２．１４はスクリー
ド３６による作業位置の前方に等間隔に５２ける。

第２に舗装後高さセンサ１６はスクリード３６の後方で
かつ舗装前高さセンサ１０，１２．１４の各設置距離１
の整数倍となる設置距離に設ける。

従って、舗装前高ざセンサ１０，１２．１４の設置距離
１に対し舗装後高ざセンサ１６の設置距離はスクリード
直前の舗装前高さセンサ１４から後方にｎｘｌｌ、（但
し、ｒｌ＝１．２，３．−−−の整数）となる設置距離
をもつ関係にある。

次に、第２，３図を参照して第１図の実施例にｄ３ける
舗装厚演算部２０による測定原理を説明する。

第３図は第２図に示す舗装前高さセンサ１０゜１２．１
４及び舗装後高さセンサ１６の設置状態で、図示のよう
なうねりを持った路面３８上をアスファルトフィニッシ
ャが走行して舗装厚Ｔ（Ｘ）を持つ舗装４０を行なった
状態を示す。

また第３図にあっては、うねりを持った路面３８に対し
高さ測定の基準となる仮想基準面４２を設定している。

更にうねりを持った路面３８に対し第２図の舗装後高さ
センサ１６の位置が仮想基準面４２のＸ位置にあり、舗
装前高さセン法１４が仮想基準面４２の（Ｘ＋２ｌ）に
あり、舗装前高さセンサ１２が仮想基準面４２の（Ｘ＋
３ｌ）位置にあり、更に舗装前高さセンサ１０が仮想基
準面４２の＜Ｘ＋４ＪＬ）にある状態を示しており、こ
の時、走行車体２６は車体基準線２６ａに示す傾いた状
態となっている。

第３図に示すようなうねりを持った路面３８上において
、まず仮想基準面４２の（Ｘ＋３Ｌ）位置にある舗装前
高ざセンサ１２は路面３８と車体基準線２６ａとの間の
高さ３ｅ　（Ｘ＋］Ｌ）を測定出力として生じ、また仮
想基準面４２の（Ｘ＞（装置にある舗装後高さセンサ１
６は車体基準線２６ａと舗装４０の舗装面までの高さに
応じた測定出力Ｓｅ　（Ｘ＞を生ずる。

また、舗装前高ざセンサ１０センサ１４は第３図の仮想
基準面４２の（Ｘ＋４１）位置にあける車体基準線２６
ａと路面３８との間の間隔で決まる測定出力Ｓｆ　（Ｘ
＋４１＞を生じ、一方、舗装前高さセンサ１４は仮想基
準面４２における（Ｘ−Ｆ２　ｍ　＞位置の車体基準線
２６ａと路面３８との間隔で決まる測定出力Ｓｒ　（Ｘ
＋２ｌ）を生ずる。

更に、第３図における仮想基準面４２に対する各位置Ｘ
、Ｘ＋２Ｌ　Ｘ＋３Ｌ　Ｘ＋４１（７）路面３Ｂの高さ
をＨ（Ｘ＞、　Ｈ（Ｘ＋２ｌ１）　、　Ｈ（Ｘ＋３ｌ）
及びＨ（Ｘ＋４１１１．）とする。

このような第３図の関係において、まずＸ地点に第２図
の舗装前高さセンサ１２が位置した時の測定出力Ｓｃ（
Ｘ＞は、Ｓｃ　　（Ｘ）＝１−１　（Ｘ）−［（Ｈ（Ｘ４）−３ｒ　　（Ｘ４））
＋（Ｈ（Ｘ＋ｆｌ、）−３ｆ（Ｘ−＋−Ｌ）月７２・　
・　・　（１）但し、Ｈ（Ｘ）　　　；Ｘ位置の路面高さト１　（Ｘ−
１１，）；　（Ｘ−ｉｌｌ、）位置の路面高さ５ｒ（Ｘ
　−１）、）；　（Ｘ　−Ｄ、　）位置の路面高さＨ（
Ｘ＋仏）；（Ｘ＋ｆＬ＞位置の路面高さ５ｒ（Ｘ＋　ｉ
ｌｌ、）；　（Ｘ＋　ｆＬ　）位置の路面高さで与えら
れる。逆にＸ地点における路面３８の高さＨ（Ｘ＞は、Ｈ（Ｘ）　＝一２Ｓｃ（Ｘ−Ｌ）＋２Ｈ（Ｘ−ｆｌ、）−Ｈ（Ｘ−２
ｌ）、）＋５ｒＣＸ−２ｌ）＋５ｆ（Ｘ＞・・・（２）でおる。

次に、第３図の状態において、（Ｘ＋４１）地点の高さ
Ｈ（Ｘ＋４ｍ）の値を舗装後高さセンサ１６の測定出力
Ｓｅ及び舗装前高さセンサ１２の測定出力Ｓｃを用いて
表わすと次のようになる。

Ｈ（Ｘ＋４　Ｌ＞　−３ｆ　（Ｘ＋４　Ｉｌｌ、）−２
（Ｈ（Ｘ＋２ｌ１．）−３ｒ（Ｘ＋２ｌ））−（Ｔ　（
Ｘ）＋）−１（Ｘ）−３ｅ（Ｘ＞）・・・（３）Ｈ（Ｘ＋４１）　　−３ｆ　　（Ｘ＋４１）−２（Ｈ（
Ｘ＋３ｌ）−８ｃ（Ｘ＋３ｌ））−（Ｈ（Ｘ　＋２　Ｌ
　）−８ｒ（Ｘ　＋２　ｆｈ　））・・・（４）従って、前記第（３）、（４）式及び第（２）式よりＸ
地点における舗装厚下＜Ｘ＞は、Ｔ（Ｘ）＝Ｓｅ（Ｘ）＋２Ｓｃ（Ｘ＋３Ｄ、）−３３ｒ（Ｘ＋２ｌ
））−Ｈ（Ｘ＞＋３Ｈ（Ｘ＋２ｌ）−２Ｈ（Ｘ＋３ｆＬ
）・・・（５）ここで、第（５）式にあける右辺最終項の（Ｘ＋３ｌ）
地点の高さＨ（Ｘ＋３ｌ）を前記第（２）式と同様にし
て求めて代入すると、Ｔ（Ｘ）＝Ｓｅ（Ｘ）＋２５ｃ（Ｘ＋３Ｌ）＋４５ｃ（Ｘ＋２ｆｌ
、　）−３Ｓｒ（Ｘ＋２ｌ）−２Ｓｒ（Ｘ十ｍ）−２３
（Ｘ＋３ｌ１１．）−Ｈ（Ｘ）＋２）−１（Ｘ＋１）−
）−１（Ｘ＋２ｌ）・・・（６）が得られる。この第（６）式について同様に右辺最終項
の（Ｘ＋ｉ）地点における高ざＨ（Ｘ＋２ｌ＞を前記第
（２）式と同様に求めて代入すると、最終的に仮想基準
面４２に対する高さ成分Ｈを含まないセンサ測定出力Ｓ
ｃ、Ｓｅ、Ｓｆ及び３ｒのみをパラメータとした次式が
得られる。

Ｔ　（Ｘ）　＝Ｓｅ（Ｘ）＋２Ｓｃ（Ｘ＋ｌ）＋４Ｓｃ（Ｘ＋２ｌ）＋
２５ｃ（Ｘ＋３０．）−８ｒ（Ｘ）−２５ｒ（Ｘ＋Ｌ　
＞−３Ｓｒ（Ｘ＋２ｍ）−３ｆ（Ｘ＋２ｌ）−２Ｓｆ（
Ｘ＋３ｆｌ、）・・・（７）ここで、上記の実施例は第３図に示す仮想基準面４２に
おける位置Ｘ〜（Ｘ＋ｌＬ）を関数として表すものであ
ったが、前記第（７〉式を時間の関数として表わすと、
現在時刻ｔにおける舗装厚Ｔ（ｔ　）は、Ｔ　（ｔ　）　−８ｅ（ｔ　）＋２Ｓｃ（ｔ　＞＋４Ｓ
ｃ（を−口）＋　２　Ｓ　Ｃ（ｔ−ｔ２　）−３Ｓｒ（
↑）−２Ｓ　ｒ（ｔ−Ｈ）−８ｒ（ｔ−ｔ２）−２Ｓ　
ｆ（ｔ−ｔｌ）−８ｆ（ｔ−ｔ２＞・・・（８）１［」シ、ｔ；現在時刻の位置の時刻ｔ−ｔ１　：現在位置から１だけ手前にいた時刻ｔ−ｔ
２　；現在位置から２ｍだけ手前にいた時刻となる。

前記第（７）（８）式のそれぞれは、第２図に示したよ
うに後輪３０に対する舗装前高さセンサ］０，１２．１
４の設置距離をｌ、舗装後高さセン（Ｊｉ６の設置距離
を２倍の設置距離２ｌとした場合を例にとるものでめっ
たが、舗装前高さセンサ１０，１２．１４の設置距離止
に対し舗装後高さセンサ１６の設置距離を整数ｎ倍（但
し、ｎ＝１．２，３．　　・・・の整数）として−膜化
した場合の一般式は、前記第（７）式については、丁　
（Ｘ＞　　−３ｅ（Ｘ＞＋ｎ−８ｃ（Ｘ＋（ｎ＋１）Ｌ
）−夕１・Ｓ　ｆ（Ｘ＋（ｉ＋１）肪）１す・　・　・　（９）として表わすことができる。一方、前記第（８）式の時
間関数で表わした式については、Ｔ　（ｔ　）　＝Ｓｅ
（ｔ）＋ｎ−５ｃ（ｔ）−ｐ、ｉ　−３ｆ（ｔ−１ｎ＋
１−ｉ　＞・・・（１０）但し、１−１　　　・　；現在位置から（ｎ＋１−ｉ）
ｎ＋１−＋・１だけ手前にいた時刻として表わすことができる。

次に、第１図の実施例の動作を説明する。

今、舗装厚演算部２０には前記第（７）式による演ｎ機
能が設定されていたとする。この状態でアスファルトフ
ィニッシャによる舗装作業を開始づると、舗装厚演算部
２０は走行距離センサ１８Ｊ、り得られる単位走行距離
の検出出力に基づいて単位走行距離毎の各センサの測定
値Ｓｃ、　Ｓｅ。

Ｓｆ及び３ｒを順次単位距離情報を指示パラメータとし
て記憶保持する。舗装厚演算部２０は所定の演算周期で
舗装後高さセンサ１６が位置する現在地点Ｘにおける舗
装厚Ｔ　（Ｘ）を前記第（７）式に基づいて演算する。

具体的には現在地点Ｘにおける測定出力５ｅ（Ｘ＞、５
ｃ（Ｘ＋３ｍ＞及び５ｒ（Ｘ＋２ｌ）　、現在地点Ｘか
ら１だけ手前にいた時の測定出力５Ｃ（Ｘ＋２Ｌ）、５
ｒ（Ｘ＋ｆＬ）　、５ｆ（Ｘ＋３ｌ＞　、更に現在地点
Ｘから２ｌだけ手前にいた時の測定出力５Ｃ（Ｘ＋ＩＱ
、）、Ｓ　ｒ（Ｘ　）及び５ｆ（Ｘ＋２ｌ）を読み出し
て第（７）式の演算を行なう。

以下同様に走行距離センサ１８より単位距離パルスが得
られる毎に各測定出力の記″隠保持とすると共に記憶保
持した測定出力に基づく第（７）式の演算を繰り返し行
なうことで、連続的に現在地点における舗装厚Ｔ　（Ｘ
＞を求めることができ、表示部２２に出力されたＴ　（
Ｘ）の値をリアルタイムで表示すると共に、舗装厚制御
部２４に測定された舗装厚Ｔ　（Ｘ）を出力して舗装厚
を一定厚に保つようなレベリングアーム３４の駆動制御
を行なう。

勿論、第１図の舗装演算部２０による演詐は前記第（７
〉式の他に、第（８）式の演算機能を設定することで同
様に行なうことができる。

尚、上記の実施例は第２図に示したようにキャタピラ走
行方式のアスファルトフィニッシャを例にとるものであ
ったが、特開昭６１−２９４００５号に示されるような
車輪走行方式にっていも、ぞのまま適用することができ
る。

［発明の効果］以上説明してきたように本発明によれば、スクリードに
よる作業位置に対し所定の位置関係を持って前後に設置
された４つの路面センサによる３ケ所の舗装前の路面高
さと１ケ所の舗装後の路面高さの検出出力に基づいて、
路面にうねりがあってもうねりの影響を受けることなく
高精度に舗装厚を連続測定することができる。

更に、本発明の舗装センサにあっては、高さ測定の基準
となる仮想基準面を設定する必要がなく、路面センサに
よる高ざの測定出力のみによって舗装厚を測定すること
ができ、高さ測定の基準となる仮想基準面を設定した場
合に予想される累積的な誤差の発生がなく、より精度の
高い路面厚の測定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロック図：第２図
はアスファルトフィニッシャのセンサ設置状態を示した
説明図；第３図は本発明の測定原理を示した説明図である。 ’ｔｏ、１２．１４：舗装前高さセンサ（第１乃至第３
の路面センサ）１６：舗装後高さセンサ（第４の路面センサ）１８二走
行距離センサ２０：舗装厚演算部２２：表示部２４：舗装厚制御部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）走行車体にレベリングアームが走行方向に向かう
鉛直面内で上下に揺動自在に取付けられ、該レベリング
アームの後部に路面にアスファルト混合物を敷きならす
スクリードが装着され、該スクリードによる舗装厚を測
定する舗装厚測定装置に於いて、前記スクリードの前方に等間隔に設置されて舗装前の路
面高さを測定する第１、第２及び第３のの路面センサと
；前記スクリードの後方に設置されて舗装済みの路面高さ
を測定する第４の路面センサと；前記第１乃至第４の路
面センサの測定結果に基づいて舗装厚を演算する舗装厚
演算手段と；を備えたことを特徴とする舗装厚測定装置
。
（２）前記舗装厚演算手段は、前記スクリードの前方に
等間隔に設置した前記第１乃至第３の路面センサの設置
間隔距離をｌ、前記第３の路面センサからスクリードの
後方に設置した第４の路面センサまでの設置距離をｎｌ
、第１の路面センサの測定出力をＳｆ、第２の路面セン
サの測定出力をＳｃ、第３の路面センサの測定出力をＳ
ｒ、更に第４の路面センサの測定出力をＳｅとした時、
現在位置の舗装厚Ｔ（Ｘ）を、Ｔ（Ｘ）＝Ｓｅ（Ｘ）＋ｎＳｃ｛Ｘ＋（ｎ＋１）ｌ｝＋■２ｉＳｃ（Ｘ＋ｉｌ） −■ｉ・Ｓｒ｛Ｘ＋（ｉ−１）ｌ｝ −■ｉＳｆ｛Ｘ＋（ｉ＋１）ｌ｝但し、ｎは１、２、３、・・の整数として演算することを特徴とする請求項１記載の舗装厚
測定装置。
（３）前記舗装厚演算手段は、前記スクリードの前方と
後方に設置した第３の路面センサと第４の路面センサと
の設置距離を２ｌとした時、現在位置の舗装厚Ｔ（Ｘ）
を、Ｔ（Ｘ）＝Ｓｅ（Ｘ）＋２Ｓｃ（Ｘ＋ｌ）＋４Ｓｃ（Ｘ＋２ｌ）＋２Ｓｃ（Ｘ＋３ｌ） −Ｓｒ（Ｘ） −２Ｓｒ（Ｘ＋ｌ） −３Ｓｒ（Ｘ＋２ｌ） −Ｓｆ（Ｘ＋２ｌ） −２Ｓｆ（Ｘ＋３ｌ）但し、Ｓｅ（Ｘ）は現在位置の舗装済み路面の測定出力
；Ｓｃ（Ｘ＋ｌ）は現在位置（Ｘ）よりｌ先の未舗装路面測定出力；Ｓｃ（Ｘ＋２ｌ）は現在位置（Ｘ）より２ｌ先の未舗装路面の測定出力；Ｓｃ（Ｘ＋３ｌ）は現在位置（Ｘ）より３ｌ先の未舗装路面の測定出力として演算することを特徴とする請求項２記載の舗装厚
測定装置。