JP2000292330A - 移動式路面たわみ測定装置及び移動式路面たわみ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 路面上を移動しながら路面のたわみを測定す
ることができる移動式路面たわみ測定装置及び移動式路
面たわみ測定方法を提供する。 【解決手段】 本発明の移動式路面たわみ測定装置は、
衝撃荷重付与手段２０と、たわみ測定センサ３０、３
０′と、信号処理手段４０とを備えている。たわみ測定
センサ及び各手段は、路上を移動可能な車両５０、６０
上に搭載されている。上記たわみ測定センサ３０、３
０′は、上記車両の移動方向に沿う直線上に複数配置さ
れている。信号処理手段は、各たわみ測定センサからの
信号を処理して、路面固有の凹凸を取り除いて、衝撃荷
重によるたわみのみを分離抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路の舗装路面や
橋梁のコンクリート床版構造などの健全度や耐久性の評
価を行うための路面たわみ測定装置及び測定方法に関す
る。特には、路面上を移動しながらたわみ測定できる移
動式路面たわみ測定装置及び測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アスファルトやコンクリートの舗装路面
あるいは橋梁の舗装構造やコンクリート床版構造は、ひ
び割れが進んで次第に劣化する（第２１回日本道路会議
論文集p.910, 911など参照）。このようなひび割れによ
る劣化の進行状況を調べ、構造の健全性を評価するた
め、路面に衝撃荷重を与えた時の路面のたわみを測定す
ることが行われている。

【０００３】路面たわみ測定試験方法（装置）には、以
下のようなものが知られている。 ベンケルマンビーム法（ASPHALT Vol.29, No.147,
p.4-） デフレクトグラフ法（ASPHALT Vol.29, No.147, p.
4-） ロードレータ法（ASPHALT Vol.29, No.147, p.4-） ダイナフレクト法（ASPHALT Vol.29, No.147, p.4
-） サンパー法（ASPHALT Vol.29, No.147, p.4-） フォリングウエイトデフレクトメータ法（FWD 法,
ASPHALT Vol.35, No.175, p.2-） 建設省土木研究所式（特公昭５０−３４９３７号）

【０００４】これらのうち最も一般的に普及しているの
が上記ＦＷＤ（Falling Weight Deflectometer）法であ
る。図１１にＦＷＤの基本原理を示す。同方法では、載
荷板１を路面に接地し重錘２をある高さから載荷板１上
に落下させて衝撃荷重を発生させる。この時の発生する
力の最大値のＦmax は次式で表される。 Ｆmax ＝（２・Ｍ・ｇ・Ｈ・Ｒ）^1/2 Ｍ：重錘の質量（kg） Ｒ：載荷板上のバネ５のバネ定数（Ｎ／ｍ） Ｈ：落下高さ（ｍ） ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ² ）

【０００５】この路面に与えられた衝撃荷重を受けて、
路面が瞬間的にたわむ。この衝撃荷重をロードセル３で
測定すると同時に、たわみを複数のたわみ測定センサ４
で測定する。このたわみ測定センサ４として、リニアゲ
ージセンサを使っているものがある。すなわち、このリ
ニアゲージセンサのスピンドル先端の測定子を直接路面
に接触させておき、衝撃荷重により路面がたわむと、ス
ピンドルも上下に動き、その動いた量に応じた量子化さ
れたパルスが出力される。このパルス量をカウントする
ことによりたわみ量が検出できる。

【０００６】この方式の場合、リニアゲージセンサのス
ピンドル以外の部分は、衝撃荷重が加わって路面がたわ
みを生じている間は、不動点になっている必要がある。
そこで、リニアゲージセンサは板バネのついた支持ビー
ムで固定することで、リニアゲージセンサ本体は固有振
動数の低いバネマス系で支持される。このため、衝撃荷
重が加わって路面がたわむ瞬間は、リニアゲージセンサ
本体は動かず（不動点となる）、スピンドルのみが変動
し、変位量が捉えられるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＦＷＤ式路
面たわみ測定装置を用いる場合は、測定時には装置を一
旦測定地点に停止させ、載荷板１及びたわみ測定センサ
４を路面上に接地する等の準備を行う。その後、重錘２
を載荷板１に落下させて衝撃荷重を発生させ、その時の
ロードセル３及びたわみ測定センサ４からの信号を捉え
て処理していく。そして、測定が終了すると、たわみ測
定センサ４と載荷板１を路面上から離し、次の測定地点
に移動してから再び接地する等の準備を行う。

【０００８】このように測定時には、必ず装置を停止さ
せたり、また載荷板１やたわみ測定センサ４の接地、収
納といった準備をしなければならず、手間や時間がかか
るものになっている。また、通常の道路上で測定する場
合は、測定時に交通の妨げにもなり安全上も問題があっ
た。なお、ＦＷＤ以外の上述の各方法も、たわみ測定時
に一時停止する必要があり、移動しながらたわみ測定で
きる実用的なものはなかった。

【０００９】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、路面上を移動しながら路面の
たわみを測定することができる路面たわみ測定装置及び
測定方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記課題を
解決するため、本発明の移動式路面たわみ測定装置は、
路面Ｒに衝撃荷重を与える衝撃荷重付与手段２０と、該
衝撃荷重による路面Ｒのたわみを検出するたわみ測定セ
ンサ３０、３０′と、該たわみ測定センサからの信号を
受けてそれを処理する信号処理手段４０と、を具備する
路面たわみ測定装置であって；上記衝撃荷重付与手段２
０、たわみ測定センサ３０、３０′及び信号処理手段４
０が路上を移動可能な車両５０、６０上に搭載されてい
るとともに、各手段は移動中においても作動可能なよう
に構成されており、上記たわみ測定センサ３０、３０′
が、上記車両５０の移動方向に沿う直線上において複数
配置されており、上記信号処理手段４０が各たわみ測定
センサ３０、３０′からの信号を処理し、路面Ｒ固有の
凹凸を取り除いて衝撃荷重によるたわみのみを分離抽出
することを特徴とする。

【００１１】また、本発明の移動式路面たわみ測定方法
は、路面Ｒに衝撃荷重を与え、該衝撃荷重による路面Ｒ
のたわみをたわみ測定センサ３０、３０′で検出し、該
たわみ測定センサ３０からの信号を受けてそれを処理す
ることにより路面たわみを測定する方法であって；上記
衝撃荷重を与える手段２０、上記たわみを検出するたわ
み測定センサ３０、３０′及び上記信号を処理する手段
４０を路上を移動可能な車両５０、６０上に搭載し、上
記たわみ測定センサ３０、３０′を上記車両の移動方向
に沿う直線上に複数配置し、各たわみ測定センサ３０、
３０′からの信号を処理し、路面固有の凹凸を取り除い
て衝撃荷重によるたわみのみを分離抽出することを特徴
とする。

【００１２】路面たわみ測定装置１０は、全体が移動可
能な車両５０、６０に搭載され、かつ移動中に作動可能
なように構成されている。そして、一つのたわみ測定セ
ンサ３０が通過したラインを他のたわみ測定センサ３
０′も通過するように配置しているため、同一路面の状
態を測定して路面固有の凹凸と衝撃荷重付与時路面のた
わみを分離することができる。本発明によれば、長距離
にわたる路面を比較的短時間で測定することができ、路
面のひび割れによる劣化の進行状況を経済的に把握する
ことができる。

【００１３】本発明の移動式路面たわみ測定装置１０に
おいては、上記複数のたわみ測定センサ３０、３０′か
らの信号を時系列的に以下Ｔだけずらし、Ｔ＝Ｓ／Ｖ
（Ｓは複数のたわみ測定センサ間の距離、Ｖは車両の速
度）、次に、該複数のたわみ測定センサ３０、３０′の
信号の差分を取ることにより上記衝撃荷重によるたわみ
を分離抽出することができる。

【００１４】一つのたわみ測定センサ３０が路面Ｒのあ
る位置を通過した時に生じる路面の凹凸の変位量が、他
のたわみ測定センサ３０′からも、たわみ測定センサ間
隔／車両速度に対応した時間だけ遅れて同じように出力
される。したがって、たわみ測定センサ間隔だけ移動し
て差分をとることにより、路面の凹凸の影響を除去し、
衝撃荷重に伴う路面のたわみのみの検出を、移動しなが
ら行うことができる。

【００１５】本発明の移動式路面たわみ測定装置１０
は、上記衝撃荷重付与手段２０が、重錘を落下させる機
構２２と、該重錘落下による衝撃荷重を計測するロード
セル２３と、該衝撃荷重を路面に伝える載荷輪２４を有
することとしてよい。衝撃荷重付与部が、載荷板でなく
載荷輪になっているため、移動しながら路面のたわみを
測定することができる。

【００１６】本発明の移動式路面たわみ測定装置１０
は、上記構成に加え、上記たわみ測定センサ３０、３
０′が、上記路面上を移動する上記車両５０の本体に取
り付けられた測定輪３１、３１′と、該車両５０本体に
取り付けられたセンサベース３２と、該センサベース３
２上に取り付けられた該ベースと上記測定輪との相対的
変位を検出するリニアゲージセンサ３３と、を備え、上
記衝撃荷重が路面に加わって路面のたわみが生じている
間は、上記センサベースが実質的に不動点となることと
してよい。この場合、上記センサベースを固有振動数が
５Hz以下のバネマス系で支持することもできる。たわみ
測定部が、測定輪３１となっているため、移動しながら
路面のたわみを測定することができる。さらに、センサ
ベースが実質的に不動点となっているため、リニアゲー
ジセンサのスピンドルのみが動いて、衝撃荷重に伴う路
面のたわみを測定することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の１つの実施の形態に
係る移動式路面たわみ測定装置について、図面を参照し
つつ詳細に説明する。図１は、本発明の移動式路面たわ
み測定装置の構成例を示す概略図である。この移動式路
面たわみ測定装置１０は、衝撃荷重付与手段２０、たわ
み測定センサ３０、３０′及び信号処理手段４０を備え
ている。

【００１８】衝撃荷重付与手段２０及びたわみ測定セン
サ３０、３０′は、路面Ｒ上を移動可能な被牽引車両５
０上に搭載されている。そして、たわみ測定センサ３
０、３０′は、被牽引車両５０の移動方向に沿う直線上
において、衝撃荷重付与手段２０の載荷輪２４の前後等
距離に２台配置されている。なお、たわみ測定センサ３
０、３０′は、４台あるいは６台以上配置してもよい。
信号処理手段（コンピュータ）４０は、被牽引車両５０
を牽引するベース車両６０上に搭載されている。

【００１９】衝撃荷重付与手段２０は、路面Ｒに衝撃荷
重を与える構成となっている。たわみ測定センサ３０
は、衝撃荷重付与手段２０で付与される衝撃荷重による
路面Ｒのたわみを含む路面の凹凸を検出する機能を有す
る。信号処理手段４０は、たわみ測定センサ３０からの
信号を受けてそれを処理する機能を有する。そして、各
手段２０、３０、４０は、路面Ｒ上を移動中においても
作動可能なように構成されている。

【００２０】以下に各手段２０、３０、４０について詳
述する。衝撃荷重付与手段２０は、図２の詳細図にも示
すように、重錘落下機構２２、ロードセル２３及び載荷
輪２４を備えている。重錘２１は、重錘落下機構２２に
上下スライド可能に取付けられている。ロードセル２３
及び載荷輪２４は、重錘落下機構２２の下部に配設され
ている。重錘落下機構２２は、重錘２１を落下させる構
成となっている。ロードセル２３は、重錘落下による衝
撃荷重を測定する機能を有する。載荷輪２４は、衝撃荷
重を路面Ｒに伝える構成となっている。

【００２１】重錘落下機構２２は、図３の詳細断面図に
も示すように、台座２２ａ、油圧シリンダ２２ｂとピス
トン２２ｃ、重錘載置台２２ｄ、チャック２２ｅ、落下
高さ調整用金具２２ｆ及びバネ２２ｇを備えている。台
座２２ａは、図２に示すようにロードセル２３及び載荷
輪２４の上に取り付けられている。油圧シリンダ２２ｂ
とピストン２２ｃは、台座２２ａ上に垂直に配設されて
いる。重錘載置台２２ｄは、油圧シリンダ２２ｂの側周
面に軸方向に摺動可能に挿入されている。チャック２２
ｅは、油圧シリンダ２２ｂの上部側周面に軸方向に設け
られている溝２２ｂａを介して、ピストン２２ｃの側周
面にボルト２２ｅａにより固定されている。落下高さ調
整用金具２２ｆは、油圧シリンダ２２ｂの上部側周面に
移動可能に配設されている。バネ２２ｇは、台座２２ａ
上において油圧シリンダ２２ｂの周囲に配設されてい
る。

【００２２】ピストン２２ｃは、油圧シリンダ２２ｂの
下端からの油圧により、油圧シリンダ２２ｂ内部で上下
動する構成となっている。なお、この油圧は、図１に示
すベース車両６０上に搭載されている操作ユニット６１
及び被牽引車両５０上に搭載されている油圧装置５１を
介して制御されるようになっている。重錘載置台２２ｄ
は、両端につば２２ｄａ、２２ｄｂを有する略円筒形状
に形成されている。この重錘載置台２２ｄは、下端のつ
ば２２ｄｂ上にリング状の重錘２１を積層載置可能な構
成となっている。

【００２３】チャック２２ｅは、３本のアーム２２ｅ
ａ、２２ｅｂ、２２ｅｃが略Ｈ字状に形成されている。
すなわち、チャック２２ｅは、中央のアーム２２ｅａの
中央部が、ピストン２２ｃの側周面にボルト２２ｅａに
より固定され、両側のアーム２２ｅｂ、２２ｅｃの中央
部が、アーム２２ｅａの両端にヒンジ結合されている。
そして、アーム２２ｅｂ、２２ｅｃの下端は鉤状に形成
されている。このチャック２２ｅは、アーム２２ｅｂ、
２２ｅｃの下端の開閉動作により、重錘載置台２２ｄの
上端のつば２２ｄａを把持・解放可能な構成となってい
る。

【００２４】落下高さ調整用金具２２ｆは、アーム２２
ｅｂ、２２ｅｃの上端を挿入可能な円錐台形状の中空部
を有する中空円錐台形状に形成されている。この落下高
さ調整用金具２２ｆは、重錘２１の落下高さが調整可能
な構成となっている。バネ２２ｇは、台座２２ａと重錘
載置台２２ｄの間に介在し、重錘載置台２２ｄの落下に
よる衝撃が緩衝可能な構成となっている。

【００２５】たわみ測定センサ３０は、図４の詳細図に
も示すように、測定輪３１、センサベース３２及びリニ
アゲージセンサ３３を備えている。なお、図４（Ａ）は
側面図であり、（Ｂ）は板バネの配置を示す平面図であ
る。測定輪３１は、被牽引車両５０の本体に取り付けら
れており、例えば日本ポリペンコ社製のＭＣ車輪、径１
５０mm等が使用できる。センサベース３２も、被牽引車
両５０の本体に取り付けられている。リニアゲージセン
サ３３は、センサベース３２に取り付けられており、例
えば小野測器社製のＧＳ−５０１１等を使用できる。

【００２６】測定輪３１は、衝撃荷重付与手段２０によ
り衝撃荷重が路面Ｒに加わって生じる路面Ｒのたわみに
応じて、また路面の凹凸に応じて上下に変位する。セン
サベース３２は、リニアゲージセンサ本体３３ａ及びウ
エイト３２ａの質量と板バネ３２ｂの弾性力に対応した
固有振動数が５Hz以下のバネマス系で支持されている。
ウエイト３２ａは、リニアゲージセンサ本体３３ａの下
部に取り付けられている。板バネ３２ｂは、リニアゲー
ジセンサ本体３３ａの四方を囲むように４つ配置され、
横から見て略Ｕ字状に湾曲させた状態で上下が固定され
ている。このセンサベース３２は、衝撃荷重付与手段２
０により衝撃荷重が路面Ｒに加わって路面Ｒのたわみが
生じている間は、実質的に不動点となる。

【００２７】リニアゲージセンサ３３は、そのスピンド
ル３３ｂがジョイント３３ｃを介して測定輪３１に直結
されている。このリニアゲージセンサ３３は、センサベ
ース３２と測定輪３１との相対的変位を検出する機能を
有する。

【００２８】ここで、路面Ｒに衝撃荷重を加えることに
より路面Ｒがたわむと、このたわみに応じて各たわみ測
定センサ３０の測定輪３１が上下に変動する。しかし、
路面Ｒのたわみの振動数は約２０Hz〜１００Hzの範囲に
あるので、固有振動数が５Hz以下のバネマス系で支持さ
れているリニアゲージセンサ本体３３ａは、路面Ｒがた
わみを生じている間は不動点となる。したがって、測定
輪３１に直結されたリニアゲージセンサ３３のスピンド
ル３３ｂのみが動くことになるので、路面Ｒのたわみの
みを測定することができる。図５は、被牽引車両５０を
停止させ、重錘２１を自由落下させた時の、ロードセル
２３で検出した荷重波形とリニアゲージセンサ３３で検
出した舗装路面のたわみ波形の一例である。

【００２９】信号処理手段４０は、各センサ、すなわち
ロードセル２３、リニアゲージセンサ３３及び走行距離
を検出するローラ付きエンコーダ（図示せず）等からの
信号を処理して、路面Ｒ固有の凹凸を取り除いて、衝撃
荷重による路面Ｒのたわみのみを分離抽出する機能を有
する。すなわち、信号処理手段４０は、複数のたわみ測
定センサからの信号を時系列的に以下Ｔだけずらす。 Ｔ＝Ｓ／Ｖ （Ｓは複数のたわみ測定センサ間の距離、Ｖは車両の速
度） そして、ある１つの地点における複数のたわみ測定セン
サの信号を同期させて差分を取ることにより、衝撃荷重
による路面Ｒのたわみを分離する。

【００３０】このような構成において、ベース車両６０
で被牽引車両５０を牽引しているときの動作について図
６のフローチャートを参照して説明する。まず初期状態
においては、図３に示す重錘載置台２２ｄは、台座２２
ａ上のバネ２２ｇの上に位置しており、重錘載置台２２
ｄ上には、所定重量の重錘２１が積層載置されている。
そして、チャック２２ｅは、油圧シリンダ２２ｂの最下
点に位置しており、チャック２２ｅのアーム２２ｅｂ、
２２ｅｃの下端が、重錘載置台２２ｄの上端のつば２２
ｄａを把持している。

【００３１】この状態で、オペレータは、操作ユニット
６１を操作して油圧が規定の圧力に達しているか否かを
確認し（Ｓ１）、油圧が規定の圧力に達していないとき
は、油圧装置５１の油圧ポンプを作動させる（Ｓ２）。
そして、油圧が規定の圧力に達したら、油圧装置５１の
油圧ポンプを停止させ（Ｓ３）、重錘落下スイッチを押
す（Ｓ４）。

【００３２】これにより、油圧装置５１の電磁弁が開き
（Ｓ５）、油圧駆動によりピストン２２ｃが、油圧シリ
ンダ２２ｂ内で上昇する。同時に、ピストン２２ｃに固
定されているチャック２２ｅも、油圧シリンダ２２ｂの
溝２２ｂａに沿って上昇すると共に、チャック２２ｅに
把持されている重錘載置台２２ｄ及び重錘２１も、油圧
シリンダ２２ｂに沿って上昇する（Ｓ６）。

【００３３】そして、チャック２２ｅのアーム２２ｅ
ｂ、２２ｅｃの上端は、落下高さ調整金具２２ｆの中空
部内に進入し、テーパ状の中空壁に閉じる方向に加圧さ
れる（Ｓ７）。これにより、チャック２２ｅのアーム２
２ｅｂ、２２ｅｃの下端が開き、重錘載置台２２ｄの上
端のつば２２ｄａが解放される。そして、重錘載置台２
２ｄ及び重錘２１が、バネ２２ｇ及び台座２２ａを介し
た載荷輪２４上に落下する（Ｓ８）。

【００３４】この落下開始は、落下高さ調整金具２２ｆ
に配設されている図示しない近接スイッチにより検出さ
れる。そして、落下開始を知らせるトリガ信号が、図７
（Ａ）に示すように、近接スイッチから信号処理手段４
０に出力される（Ｓ９）。落下による衝撃荷重は、図７
（Ｂ）に示すように、ロードセル２３により検出されて
信号処理手段４０に出力される。この衝撃荷重は、信号
処理手段４０によりトリガ信号入力時点から一定時間Ｔ
測定される。

【００３５】そして、載荷輪２４を介して路面Ｒに加え
られる衝撃荷重により路面Ｒがたわみ、このたわみに応
じてたわみ測定センサ３０の測定輪３１が上下に変動す
る。さらに、このときの被牽引車両５０は、路面Ｒ上を
移動中であるので、路面Ｒの凹凸に応じてたわみ測定セ
ンサ３０の測定輪３１も上下に変動する。この路面Ｒの
たわみは、図７（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、各リニア
ゲージセンサ３３により検出されて信号処理手段４０に
出力される。この路面Ｒのたわみも、信号処理手段４０
によりトリガ信号入力時点から一定時間Ｔ測定される
（Ｓ１０）。

【００３６】ところが、路面Ｒの凹凸に応じた測定輪３
１の変動量は、衝撃荷重が加わって路面Ｒがたわむ量で
ある数百μm に比べて大きいものであるため、このまま
では路面Ｒのたわみは、路面Ｒの凹凸に埋もれてしまい
検出ができない。しかし、この移動式路面たわみ測定装
置１０は、一方（前側）のたわみ測定センサ３０の測定
輪３１が通過したライン上を、他方（後側）のたわみ測
定センサ３０′の測定輪３１′が通過するように構成さ
れている。したがって、前側のたわみ測定センサ３０の
測定輪３１が路面Ｒを通過した時に検出される路面Ｒの
凹凸が、後側のたわみ測定センサ３０′にもたわみ測定
センサ間隔の移動時間（図７（Ｃ）、（Ｄ）に示すΔ
Ｌ）だけ遅れて同じように出力される。

【００３７】そこで、信号処理手段４０は、図８
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、後側のたわみ測定センサ
３０′の測定データをたわみ測定センサ間隔の移動時間
ΔＬだけシフトし、前側のたわみ測定センサ３０の測定
データとシフトした後側のたわみ測定センサ３０′の測
定データの差分をとる。これにより、図８（Ｃ）に示す
ような路面Ｒの凹凸の影響を除去した路面Ｒのたわみの
測定データを得ることができる（Ｓ１１）。

【００３８】なお、信号処理手段４０は、ローラ付きエ
ンコーダからの信号を入力しているため、走行速度が変
化しても等ピッチ毎に各たわみ測定センサ３０、３０′
からの信号を入力することができる。このため、信号処
理手段４０は、上記移動差分処理を極めて容易に処理す
ることができる。そして、信号処理手段４０は、各測定
データをＣＲＴやプリンタ等に出力表示する（Ｓ１
２）。

【００３９】その後、油圧駆動によりピストン２２ｃ
が、油圧シリンダ２２ｂ内で下降する。同時に、ピスト
ン２２ｃに固定されているチャック２２ｅも、油圧シリ
ンダ２２ｂの溝２２ｂａに沿って下降する。そして、チ
ャック２２ｅのアーム２２ｅｂ、２２ｅｃの上端が、落
下高さ調整金具２２ｆの中空部から抜けると、図示しな
いバネの復元力により下端が閉じる。そして、チャック
２２ｅが、油圧シリンダ２２ｂの最下点に位置するとき
に、チャック２２ｅのアーム２２ｅｂ、２２ｅｃの下端
が、重錘載置台２２ｄの上端のつば２２ｄａにより押し
開かれ、再度つば２２ｄａを把持する（Ｓ１３）。これ
により、初期状態に戻る。

【００４０】オペレータは、路面Ｒのたわみの測定を終
了するか否か確認し（Ｓ１４）、路面Ｒのたわみ測定を
続行するときは、ステップＳ１に戻って上述した動作を
繰り返す。このように、上記移動式路面たわみ測定装置
１０によれば、走行しながらでも路面Ｒの凹凸の影響を
除去して、重錘２１の落下による路面Ｒのたわみを検出
することができる。

【００４１】図９及び図１０は、衝撃荷重付与手段の重
錘落下機構の別の実施形態を、図２及び図３にそれぞれ
対応させて示す図であり、同一構成箇所は同一番号を付
して説明を省略する。この衝撃荷重付与手段７０の重錘
落下機構７２は、重錘落下機構２２のチャック２２ｅ及
び落下高さ調整用金具２２ｆ代わりに、チャック７２ｅ
及び油圧または空圧で動作するシリンダ７２ｆを備えて
いる。

【００４２】チャック７２ｅは、中央部がピストン２２
ｃの上部にヒンジ結合されている。そして、チャック７
２ｅの上端はシリンダ７２ｆに接合され、下端は鉤状に
形成されている。このチャック７２ｅは、シリンダ７２
ｆによる上端の揺動により下端も揺動し、重錘載置台２
２ｄの上端のつば２２ｄａを把持・解放可能な構成とな
っている。このような構成の衝撃荷重付与手段７０で
も、重錘２１を所定の高さから精度良く落下させること
ができる。

【００４３】通常、路面の変位を測定する装置として、
加速度計を用いることも考えられる。ところが、加速度
計を用いる場合、一旦積分して路面の変位を算出する必
要があるので、算出誤差が生じてしまう。今回、リニア
ゲージセンサを用いているため、直接路面の変位を捉え
ることができ、誤差は生じない。また、車輪を用いず非
接触方式の変位計を用いることも考えられる。ところ
が、路面の細かな凹凸を捉えてしまい、移動差分した場
合でも路面の細かな凹凸の影響が残る。車輪にした場合
は、路面の細かな凹凸の影響はキャンセルされるため、
移動差分した場合の影響は微少となる。

【００４４】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明の移動式路面た
わみ測定装置及び移動式路面たわみ測定方法によれば、
装置全体が移動可能な車両に搭載され、かつ移動中に作
動可能なように構成されているため、従来のように測定
の度に装置を停止させたり、また載荷板やたわみ測定セ
ンサの接地、収納といった準備をする必要がない。この
ため、測定効率を向上させることができる。また、通常
の道路の場合でも、測定時に交通を妨げることもなく、
安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動式路面たわみ測定装置の構成例を
示す概略図である。

【図２】図１の移動式路面たわみ測定装置の衝撃荷重付
与手段の詳細図である。（Ａ）は、正面図、（Ｂ）は、
側面図である。

【図３】図２の衝撃荷重付与手段の重錘落下機構の詳細
断面図である。（Ａ）は、重錘の上昇途中を示す正面
図、（Ｂ）は、重錘の落下途中を示す正面図である。

【図４】図１の移動式路面たわみ測定装置のたわみ測定
センサの詳細図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）
は板バネの配置を示す平面図である。

【図５】図１の被牽引車両を停止させ、移動式路面たわ
み測定装置で検出した荷重波形と舗装路面のたわみ波形
の一例である。

【図６】図１の移動式路面たわみ測定装置の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図７】図１の移動式路面たわみ測定装置における測定
データを示す第１の波形図である。

【図８】図１の移動式路面たわみ測定装置における測定
データを示す第２の波形図である。

【図９】図１の移動式路面たわみ測定装置の別の衝撃荷
重付与手段の詳細図である。

【図１０】図９の衝撃荷重付与手段の重錘落下機構の詳
細断面図である。（Ａ）は、重錘の上昇途中を示す正面
図、（Ｂ）は、重錘の落下途中を示す正面図である。

【図１１】従来の路面たわみ測定装置の構成例を示す概
略図である。

【符号の説明】 １ 載荷板 ２ 重錘 ３ ロードセル ４ たわみ測定セン
サ １０ 移動式路面たわみ測定装置 ２０、７０ 衝撃荷
重付与手段 ２１ 重錘 ２２、７２ 重錘落
下機構 ２３ ロードセル ２４ 載荷輪 ３０ たわみ測定センサ ３１ 測定輪 ３２ センサベース ３３ リニアゲージ
センサ ４０ 信号処理手段 ５０ 被牽引車両 ５１ 油圧装置 ６０ ベース車両 ６１ 操作ユニット ２２ａ 台座 ２２ｂ 油圧シリンダ ２２ｃ ピストン ２２ｄ 重錘載置台 ２２ｅ、７２ｅチャ
ック ２２ｆ 落下高さ調整用金具 ２２ｇ バネ ７２ｆ シリンダ ３２ａ ウエイト ３２ｂ 板バネ ３３ａ リニアゲー
ジセンサ本体 ３３ｂ スピンドル ３３ｃ ジョイント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠見 尚彦 神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ コ マツエンジニアリング株式会社川崎事業所 内 (72)発明者 原 浩次 神奈川県川崎市川崎区中瀬３−20−１ コ マツエンジニアリング株式会社川崎事業所 内 Ｆターム(参考） 2D053 AA35 AD01 FA01 2F069 AA06 BB24 GG01 GG56 GG59 HH02 HH11 LL06 MM04 2G061 AA13 AB04 BA15 BA16 CA20 DA12 EA01 EA02 EA10 EB02 EB05 EC02 EC04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面Ｒに衝撃荷重を与える衝撃荷重付与
   手段２０と、 該衝撃荷重による路面Ｒのたわみを検出するたわみ測定
   センサ３０、３０′と、 該たわみ測定センサからの信号を受けてそれを処理する
   信号処理手段４０と、 を具備する路面たわみ測定装置であって；上記衝撃荷重
   付与手段２０、たわみ測定センサ３０、３０′及び信号
   処理手段４０が路上を移動可能な車両５０、６０上に搭
   載されているとともに、各手段は移動中においても作動
   可能なように構成されており、 上記たわみ測定センサ３０、３０′が、上記車両５０の
   移動方向に沿う直線上において複数配置されており、 上記信号処理手段４０が、各たわみ測定センサ３０から
   の信号を処理し、路面Ｒ固有の凹凸を取り除いて衝撃荷
   重によるたわみのみを分離抽出することを特徴とする移
   動式路面たわみ測定装置。
2. 【請求項２】 上記複数のたわみ測定センサ３０、３
   ０′からの信号を時系列的に以下Ｔだけずらし、 Ｔ＝Ｓ／Ｖ （Ｓは複数のたわみ測定センサ間の距離、Ｖは車両の速
   度） 次に、該複数のたわみ測定センサ３０、３０′の信号の
   差分を取ることにより上記衝撃荷重によるたわみを分離
   抽出することを特徴とする請求項１記載の移動式路面た
   わみ測定装置。
3. 【請求項３】 上記衝撃荷重付与手段２０が、 重錘を落下させる機構２２と、 該重錘落下による衝撃荷重を計測するロードセル２３
   と、 該衝撃荷重を路面に伝える載荷輪２４と、 を有することを特徴とする請求項１又は２記載の移動式
   路面たわみ測定装置。
4. 【請求項４】 上記たわみ測定センサ３０が、 上記路面上を転動する上記車両５０の本体に取り付けら
   れた測定輪３１、３１′と、 該車両５０の本体に取り付けられたセンサベース３２
   と、 該センサベース上に取り付けられた該ベースと上記測定
   輪との相対的変位を検出するリニアゲージセンサ３３
   と、 を備え、 上記衝撃荷重が路面に加わって路面のたわみが生じてい
   る間は、上記センサベース３２が実質的に不動点となる
   ことを特徴とする請求項１、２又は３のいずれか１項記
   載の移動式路面たわみ測定装置。
5. 【請求項５】 上記センサベース３２が固有振動数が５
   Hz以下のバネマス系で支持されていることを特徴とする
   請求項４記載の移動式路面たわみ測定装置。
6. 【請求項６】 路面Ｒに衝撃荷重を与え、 該衝撃荷重による路面Ｒのたわみをたわみ測定センサ３
   ０、３０′で検出し、 該たわみ測定センサ３０、３０′からの信号を受けてそ
   れを処理することにより路面たわみを測定する方法であ
   って；上記衝撃荷重を与える手段２０、上記たわみを検
   出するたわみ測定センサ３０、３０′及び上記信号を処
   理する手段４０を路上を移動可能な車両５０、６０上に
   搭載し、 上記たわみ測定センサ３０、３０′を上記車両の移動方
   向に沿う直線上に複数配置し、 各たわみ測定センサ３０、３０′からの信号を処理し、
   路面固有の凹凸を取り除いて衝撃荷重によるたわみのみ
   を分離抽出することを特徴とする移動式路面たわみ測定
   方法。