JPH06201617A - 路面摩耗検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバ形の温度分布検知センサを用いるこ
とにより、路面の摩耗を路面下の温度分布の変動とし
て、人手によらずに自動的に且つ的確に検知する。 【構成】当初は平らな路面１１下の同じ深さに光ファイ
バ２１，２２，２３を布設する。ところが、路面１１の
摩耗によって光ファイバ２２，２３の上方の路面１１に
は、轍２，２が形成される。すると、路面非摩耗部の光
ファイバ２１に比べて路面摩耗部の光ファイバ２２，２
３は路面１１からの熱影響を受け易くなる。このため、
光ファイバ２１，２２，２３の一日の温度変化３１，３
２，３３は異なり、この温度変化から路面１１の摩耗状
態を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ形の温度分
布検知センサを用いて道路面等の路面の摩耗状態を自動
的に検知する路面摩耗検知方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路などの路面の摩耗を自動的に
検知するような技術は実用化されておらず、現状では人
が目視により路面の摩耗状態を監視している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来にあっ
て、路面の摩耗監視が人の目視によってなされていたの
で、人手がかかるばかりでなく、路面が危険な摩耗状態
にあるか否かの判断は監視する人によりまちまちになる
という問題があった。

【０００４】特に、道路面の場合には、首都高速などの
交通量の多い道路面の摩耗監視を精度良く行うことは困
難な状況であった。

【０００５】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、路面の摩耗を自動的に的確に検知することが
できる新規な路面摩耗検知方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の路面摩耗検知方
法は、摩耗が予想される路面摩耗部と、摩耗があまり予
想されない路面非摩耗部の路面下に光ファイバを布設
し、当該光ファイバ中で発生する後方ラマン散乱光を計
測することにより光ファイバに沿った長手方向の温度情
報を得る。そして、この得られた温度分布情報より上記
路面摩耗部と路面非摩耗部との温度差を求め、この温度
差に基づいて路面の摩耗状態を検知するようにしたもの
である。

【０００７】上記光ファイバの布設にあっては、摩耗検
知用光ファイバを路面摩耗部に布設する一方、この摩耗
検知用光ファイバの検知温度に対する基準温度測定のた
めに基準用光ファイバを路面非摩耗部に布設するように
してもよい。あるいは、一本の光ファイバを路面摩耗部
と路面非摩耗部との路面下に交互に位置するように配設
してもよい。

【０００８】

【作用】路面下に埋設される光ファイバの温度は路面か
らの深さによって異なる。これは路面からの深さによっ
て、光ファイバと路面との間にあるアスファルト等の路
面形成部材の厚さに対応した熱抵抗が変わるからであ
る。このため、路面摩耗部が摩耗を受けて路面から光フ
ァイバまでの深さ（厚さ）が減少すると、路面摩耗部に
ある光ファイバの熱的特性が変化し、摩耗を受けない路
面非摩耗部にある光ファイバと比較して両光ファイバ間
の温度差に変化が生じてくる。従って、この温度差ない
し温度差の変化を測定することにより、路面摩耗部の摩
耗状態を検知することができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図２は、道路面１に生じる摩耗として車両
通過によって生じる轍２を検知する実施例であり、図面
は道路面１の付近の横断面図である。車の両輪によって
道路面１に２本の轍２が生ずる位置はおおよそ推定でき
るので、１本の光ファイバ３をいずれか一方の轍２がで
きると推定される位置の路面下ｌの深さに道路に沿って
舗装時などに布設する。これを轍２の検知用光ファイバ
３とする。また、摩耗をあまり受けない路面非摩耗部と
して、２本の轍２が生じると推定されるほぼ中央の位置
に路面１より深さｌのところに道路に沿ってもう１本の
光ファイバ４を布設する。これを、上記の検知用光ファ
イバ３の温度に対する基準温度を測定するための基準用
光ファイバとする。

【００１１】光ファイバ３、４は温度分布検知センサで
あり、光ファイバ３、４の端部には、図示省略の路面摩
耗監視装置が設けられている。路面摩耗監視装置では、
光ファイバ３、４にパルス光を入射し、光ファイバ３、
４中で発生した散乱光のうち、再び入射端に戻ってくる
後方ラマン散乱光を検出し、その強度と検出までの遅延
時間から温度分布を計測する。更に同装置では、後述す
るように両光ファイバ３、４の温度差と路面摩耗度との
関係から道路面１の摩耗状況、摩耗箇所などを検知して
出力するようになっている。

【００１２】轍２が生ずる前は、検知用光ファイバ３と
基準用光ファイバ４は道路面１より同じ深さｌで埋まっ
ており、道路面１からの熱抵抗が等しいので、両光ファ
イバ３、４には温度差はない。

【００１３】ところが、轍２が生じると検知用光ファイ
バ３にあっては道路面１からの深さが（ｌ’（ｌ’＜
ｌ）に減少し、検知用光ファイバ３は、基準用光ファイ
バ４に比べて道路面１からの放熱や道路面１への日射等
による入熱の影響を受けやすくなり、温度変化が大きく
なって基準用光ファイバ４との温度差が生じる。この温
度差と道路面１の摩耗度との関係を予め把握しこれを路
面摩耗監視装置に入力しておくことにより、自動的に路
面の摩耗監視ができる。

【００１４】図１には、上記の光ファイバの温度と路面
下の深さ（摩耗度）との関係を測定した具体例を示す。
図１（ａ）は、路面１１下の種々の深さのところに布設
した光ファイバにより測定した１日の温度変化を示す。
光ファイバは、図１（ｂ）にあるように、路面１１の下
の種々の深さのところに布設した光ファイバにより測定
した１日の温度変化を示す。光ファイバは、図１（ｂ）
にあるように、路面１１の下１００ｍｍの深さで布設し
た光ファイバ２１、７０ｍｍの深さの轍２の下３０ｍｍ
の位置に布設した光ファイバ２２、および３０ｍｍの轍
２の下７０ｍｍの位置に布設した光ファイバ２３の３本
を用いた。光ファイバ２１、２２、２３による測定結果
（温度の経時変化）はそれぞれ図１（ａ）の３１、３
２、３３である。

【００１５】日中は日射により路面温度が上昇し、夜間
は放射により路面温度が低下する傾向が見られたが、路
面１１から光ファイバ２１、２２、２３までの深さによ
り、その変化量は異なり、図示のように、路面１１から
浅い程、温度変化が大きかった。したがって実際に道路
面下に布設した光ファイバによっても、このような温度
変化状態の差を検出することにより、路面からの深さ、
つまり摩耗の程度を容易に知ることができる上記、図２
に示した実施例では、検知用光ファイバ３と基準用光フ
ァイバ４の２本の光ファイバを道路に沿って布設してい
るが、図３の実施例では、１本の光ファイバで摩耗検知
と基準温度測定の両方を行わせている。すなわち、図３
に示すように、一方の轍２に沿って光ファイバ５を布設
しつつ、適宜の間隔ｄで基準温度測定用の光ファイバ束
取り部６を轍２から外れた位置（図示例では２本の轍
２、２のほぼ中央）に形成する。そして、路面摩耗部で
ある轍２下の光ファイバ５で摩耗検知のための温度測定
を行う一方、路面非摩耗部の光ファイバ束取り部６で基
準温度を測定するようにしている。

【００１６】なお、７は光ファイバ５の端部に接続され
る上述と同一構成の路面摩耗監視装置である。光ファイ
バ５の基準温度測定部間隔ｄは数１０ｍ〜１ｋｍが妥当
であると思われるが、地形、交通量、路面摩耗監視の重
要度などで各々適当な値を選定すればよい。

【００１７】また、上記実施例では、当初においては路
面摩耗部（轍２）と路面非摩耗部の光ファイバの路面下
の深さを同一とし、両光ファイバの温度差、あるいは温
度差の経時変化の増大によって摩耗状態を検知するよう
にしている。ところが路面非摩耗部の光ファイバを路面
近く、例えば摩耗限界深さのところに埋設する一方、路
面摩耗部の光ファイバを路面非摩耗部の光ファイバより
も深いところに埋設し、路面摩耗部の摩耗によって両光
ファイバの温度差、あるいは温度差の経時変化が減少し
てくることにより、摩耗状態を検知するようにしてもよ
い。

【００１８】また、上記実施例では、摩耗検知の対象で
ある路面として、道路面１に適用した例を示したが、こ
れに限ることなく、ビル、プラントなど長尺、広域設備
における路面摩耗監視などにも勿論適用できる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、路面摩耗が路面下の温度分布に変動を与え
ることに着目し、路面下に温度分布検知センサとして光
ファイバを布設して摩耗検知を行っているので、路面の
摩耗が危険なレベルに達した等の摩耗状態を人手によら
ずに自動的にしかも的確に検知することができる。ま
た、光ファイバを引き回すことにより、容易に長距離な
いし、広域にわたる路面の摩耗監視を一箇所で集中的に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】路面からの深さを異にして布設した光ファイバ
により測定した或る特定点の温度の日間変化を示すグラ
フ。

【図２】本発明に係る路面摩耗検知方法の一実施例を示
す横断面図。

【図３】本発明の路面摩耗検知方法の他の実施例であっ
て、光ファイバの布設状況を示す平面図。

【符号の説明】

１ 道路面 ２ 轍（路面摩耗部） ３ 検知用光ファイバ ４ 基準用光ファイバ ５ 光ファイバ ６ 光ファイバ束取り部 ７ 路面摩耗監視装置 １１ 路面 ２１，２２，２３ 光ファイバ ３１，３２，３３ 光ファイバ２１，２２，２３の温度
変化

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】摩耗が予想される路面摩耗部と、摩耗があ
   まり予想されない路面非摩耗部の路面下に光ファイバを
   布設し、当該光ファイバ中で発生する後方ラマン散乱光
   を計測することにより、光ファイバに沿った長手方向の
   温度分布情報を得て、上記路面摩耗部と路面非摩耗部の
   路面下の温度差に基づいて、路面の摩耗状態を検知する
   ようにしたことを特徴とする路面摩耗検知方法。
2. 【請求項２】上記路面摩耗部の路面下と上記路面非摩耗
   部の路面下とにそれぞれ上記光ファイバが布設されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の路面摩耗検知方法。
3. 【請求項３】上記路面摩耗部の路面下と上記路面非摩耗
   部の路面下とに交互に上記光ファイバが位置するように
   配設されていることを特徴とする請求項１記載の路面摩
   耗検知方法。