JPH10293027A - 盛土の締固め管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 盛土工は平面積がきわめて大きく、限られた
予算内での計測データから全体の品質を評価するのは難
しかった。品質管理の評価を向上させるためには、多く
の労力と時間を必要とし、コストアップにつながる。 【解決手段】 ＤＧＰＳ方式のＧＰＳ受信機４を備えた
基準局１と、基準局１にデータリンクするＧＰＳ受信機
７を備えた移動局としての転圧作業車２と、転圧作業車
２からの情報を受信するコントロールセンター３とから
なり、転圧作業車２には、締固め密度検出用センサ１１
と、センサ１１によって計測された計測結果を現在位置
情報とともに記録するパソコン１３と、この記録内容を
送信するデータ送信器１４を設け、コントロールセンタ
ー３には、記録内容を受信するデータ受信器１５と、こ
の受信器１５に接続されて受信されたデータを処理する
パソコン１６を設け、このパソコン１６に転圧作業車２
の移動軌跡とともに、締固めデータを記録、表示させ
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、例えばＧＰＳシス
テムを用いた盛土の締固め管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】盛土工事において、掘削運搬によって緩
められた土砂を土構造物として必要な強度を得るために
盛土面を均一かつ十分に締固める必要がある。

【０００３】締固め度合の管理には、撒き出し厚さ、締
固め回数、締固め機種および締固め速度などの目視によ
る管理と、目視の補助手段として試験による管理方法が
ある。

【０００４】このうち、試験による管理方法としては、
施工面に穴を掘って砂などで置換して体積や重量（密
度）などを求める方法や、締固めた施工箇所の土を掘出
して土の重量を求める方法が通常行われている。

【０００５】しかしながら、この試験方法では、以下に
述べる技術的課題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】まず、飛行場、道路、
埋立て地およびダムなどの盛土工は平面積がきわめて大
きく、限られた予算内での計測データから全体の品質を
評価するのは難しかった。

【０００７】品質管理の評価を向上させるためには、計
測データ数を増す必要があるが、この場合には広大な面
積のために、多くの労力と時間を必要とし、コストアッ
プにつながるものとなっていた。

【０００８】またこのように多数のサンプリング点で計
測を行ったとしても、一部において締固め不足部分が生
じたり、未転圧の部分があった場合には容易には確認す
ることができず、検査結果の大多数が基準を満たしてい
たとしても施工区域全域を完全に掌握しているとは言え
なかった。

【０００９】ところで、ＧＰＳシステムを用いて基準局
に対する移動局の移動方向および移動高さを精密計測す
る方法や、これをモニタ画面上に表示したり、移動軌跡
を記録させるためのディフレンシャルＧＰＳ（以下ＤＧ
ＰＳという）方式が確立されている。ＧＰＳ衛星から得
られる信号のうち、民間で使用可能なＣ／Ａコードは単
独では精度が低いものの、このようなＤＧＰＳ方式を取
ることで、両者間の相対距離を極めて精度良く計測する
ことができる。

【００１０】また、締固め管理の自動化のために、振動
ローラ、タンピングローラなどの転圧作業車に締固め密
度を間接的に計測できるセンサを取付ける方法も最近で
は採用されている。

【００１１】この発明は、以上の着眼点に基づきなされ
たものであって、その目的は、移動局としての転圧作業
車の移動軌跡をＧＰＳシステムによりモニタするととも
に、その移動軌跡に応じた締固め度合も管理できるよう
にした盛土の締固め管理方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ディフレン
シャルＧＰＳ方式のＧＰＳ受信機を備えた基準局と、基
準局にデータリンクするＧＰＳ受信機を備えた移動局と
しての転圧作業車と、転圧作業車の情報を受ける受信局
とからなり、前記転圧作業車には、前記ＧＰＳ受信器に
加え、締固め密度センサと、センサによって計測された
計測結果を現在位置情報とともに記録する記録手段と、
この記録内容を送信するデータ送信手段を設け、前記受
信局には、記録内容を受信するデータ受信手段と、デー
タ受信手段に接続されて受信データを処理するデータ処
理手段を設け、このデータ処理手段に前記転圧作業車の
移動軌跡とともに、締固めデータを記録、表示させるこ
とを特徴とするものである。

【００１３】なお、この発明で言うＤＧＰＳ方式とは、
予め正確な位置が計測されている基準局において、受信
した各衛星からの疑似距離、時刻情報および軌道データ
から誤差成分を検出し、それを補正値として移動局に送
信し、移動局はその値により、移動局受信機で受信した
ＧＰＳ信号の補正を行うものである。

【００１４】したがって、この請求項１記載の発明で
は、受信局側で転圧作業車の移動軌跡、およびその移動
軌跡に沿った全ての締固めデータを把握することができ
る。

【００１５】本発明のうち請求項２に記載の発明は、前
記転圧作業車には、予め定められた基準締固め密度に対
する、前記センサの計測結果に応じた実締固め密度を比
較する手段と、実締固め密度が前記基準締固め密度に到
達していない場合、および／または基準密度を越えてい
る場合に、警報出力を発生させる警報発生手段とを備え
たことを特徴とするものである。

【００１６】したがって、この請求項２に記載の発明に
あっては、警報出力に応じて締固めの圧密度合が基準値
に到達しているか否かが転圧作業車を操作運行している
オペレータに直ちに判別でき、規定回数往復による締固
め作業を必ずしもすることなく、次の締固め位置に移動
して作業を継続できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明方法を実施するためのシステ
ム構成図を示すものである。図において、１は作業敷地
内の適宜位置に配置された基準局、２は作業敷地内の作
業エリアＡを走行する移動局としての転圧作業車、３は
作業敷地内にあって、転圧作業車２からのデータを受け
てこのデータを処理する仮設工事事務所の一部に設けた
コントロールルームである。

【００１９】基準局１は複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ
信号を受けるアンテナを含むＧＰＳ受信器４と、ＧＰＳ
受信器４に接続されたデータプロセッサ５、アンテナを
含むデータリンク送信器６およびインターフェイス装置
などからなっており、この基準局１は特に電波ブロッキ
ングなどのないような見晴しの良い位置に配置される。

【００２０】なお、空港などでは管制塔にＤＧＰＳ基準
局などを設置している場合あり、このような場所での工
事の場合には、これを基準局１として利用することもで
きる。

【００２１】転圧作業車２には、同図１および図２に示
すように、前記ＧＰＳ衛星からの信号を受けるアンテナ
を含むＧＰＳ受信器７、データプロセッサ８、アンテナ
を含むデータリンク受信器９、およびインターフェイス
装置などからなるＤＧＰＳ受信装置を備えている。

【００２２】さらに、転圧作業車２には、以上のＤＧＰ
Ｓ受信装置とともに、締固め密度検出用センサ１１を含
む密度測定装置１２と、センサ１１の検出結果から実締
固め密度に換算するほか、ＤＧＰＳによりディフレンシ
ャル補正された現在位置座標の取込み、その他の演算処
理を実行するノート型などの小型パソコン１３、および
パソコン１３に接続されて、これに取入れられた現在位
置座標、締固め密度データを送信するアンテナを含むデ
ータ送信器１４とを備えている。

【００２３】なお、アンテナ類は転圧作業車２の天蓋上
に突出配置され、パソコン１３のディスプレイはオペレ
ータの見やすい位置に設置され、センサ１１は車体下部
に配置され、その他の機器類は運転席背面に落下防止処
置、防振処置を施した状態で一括配置される。

【００２４】コントロールルーム３には、前記データ送
信器１４から送られたデータを受信するアンテナを含む
受信器１５と、受信器の出力端に接続され、送られたデ
ータを各種ユーザインターフェイスにより加工処理し、
表示、記録するためのデータ処理手段としての大型パソ
コン１６、その他プリンタ、あるいはプロッタ、通信モ
デムなどのパソコン付属周辺機器、補助機器一式を備え
ている。

【００２５】なお、パソコン１３、１６同士を双方向通
信可能とするために、転圧作業車２とコントロールルー
ムの双方に送受信器を備えることも可能であり、大型パ
ソコン１６側の管理者から、転圧作業車を操作するオペ
レータ側に指示を送ることもできるし、双方に別途無線
通話器を設け、これによって互いに連絡を取合う構成と
しても良い。

【００２６】転圧作業車２としては、振動ローラ、コン
パクションローラなどがある。また、密度測定装置１２
は、締固め度合を間接的に計測するもので、以下の測定
装置を用いることができる。

【００２７】ａ）ＲＩ式水分・密度測定装置 放射性同位元素により密度と水分量を間接的に測定す
る。 ｂ）電磁波式締固め度測定装置 電磁波の速度が、土の含水比と乾燥密度に影響されるこ
とから、その相関関係を予め把握し、間接的に密度の測
定を行う。 ｃ）振動ローラにより振動を加えたときの反力が締固め
状態とともに変化する現象から間接的に密度を測定す
る。この場合加速度計と組合わせて波形（振幅）も計測
することにより精度が上がる。

【００２８】さらに、以上の各種測定装置とＧＰＳ受信
器による高度計測結果を組合わせて用いることもでき
る。ＧＰＳ受信器では４つ以上のＧＰＳ衛星を捕捉する
ことにより、方位に加えて高度もｃｍ単位で検出可能で
あり、以上の測定装置のデータに加え、作業位置での沈
下量などのデータをパソコン１６に取込んで解析するこ
とで、前回の高度に対する今回の高度を比較するように
すれば、作業位置における締固め度合をさらに精度良く
管理できる。

【００２９】以上の構成において、転圧作業車２は所定
長さ往復して転圧しつつ、次の作業場所に移動する作業
を繰返す。

【００３０】図３は、その移動軌跡を示すもので、作業
エリアＡの出発地点から順次往復動作を繰返し、作業エ
リアＡの端まで走行したら次のレーンに移動し、同一動
作を繰返すことで、最終地点までを締固める作業が行わ
れる。この移動軌跡はコントロールセンター３側のパソ
コン１６に取入れられ、図の斜線で示すごとく転圧作業
車１の移動軌跡がディスプレイに表示される。

【００３１】そして、転圧作業車２の往復回数は、予め
規定回数に定めておくとともに、パソコン１３ではその
往復毎に密度測定装置１２により計測されたデータを取
込み、予め定められた基準締固め密度に対する前記セン
サ１１の計測結果に応じた実締固め密度を比較し、実締
固め密度が基準密度を越えている場合に、警報出力を発
生させる。

【００３２】例えば、パソコン１３のディスプレイにこ
の状態を表示させても良いし、音声により例えば「締固
め密度になりました、次にお進みください」などの音声
を出力することもできる。

【００３３】また、規定往復回数となった場合には、基
準密度に到達していなくても、警報出力が発生され、例
えば音声の場合には「規定回数になりました、次にお進
みください」などの音声が出力される。

【００３４】以上の作業状況はコントロールセンター３
側のパソコン１６に順次取入れられ、その画面上に、図
示省略するが、前記移動軌跡の往復部位毎にその転圧回
数、締固め度合の合否が記録される。

【００３５】したがって、締固めが良好に行われれば、
規定往復回数に到達しなくとも、次に進んで転圧作業が
できるため、余分な時間を取ることがない。

【００３６】また基準締固め密度に到達していない部位
は直ちにその位置が特定されるため、その位置の土砂の
除去と入替え施工などを直ちに行うことができる。

【００３７】例えばパソコン１６のディスプレイ画面上
において不合格箇所の色表示を変えるなどのユーザイン
ターフェイスを取ることで、簡単にその不合格区域を特
定できる。

【００３８】なお、転圧作業車２は、コントロールセン
ターからのコントロールにより無人で操縦することもで
きることは勿論である。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による盛土の締固め管理方法にあっては、転圧作業車
の移動軌跡をＧＰＳシステムによりモニタするととも
に、その移動軌跡に応じた締固め度合も管理できるた
め、従来の測定方法に比べて作業と同時にリアルタイム
でその作業域の検査を行うことができる。また規定往復
によらず、基準を満たしていれば次の締固め箇所に移動
できるため、作業の無駄を省くことができる。さらには
不良個所の早期発見にも極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するためのシステム構成の全
体の概略を示す説明図である。

【図２】転圧作業車に設けたシステム構成図である。

【図３】転圧作業車の移動軌跡を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 基準局 ２ 転圧作業車 ３ コントロールセンター ４ ＧＰＳ受信器 ６ データリンク用送信器 ７ ＧＰＳ受信器 ９ データリンク用受信器 １１ 締固め密度検出用センサ １３、１６ パソコン １４ データ送信器 １５ データ受信器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディフレンシャルＧＰＳ方式のＧＰＳ受
   信機を備えた基準局と、基準局にデータリンクするＧＰ
   Ｓ受信機を備えた移動局としての転圧作業車と、転圧作
   業車からの情報を受信する受信局とからなり、 前記転圧作業車には、前記ＧＰＳ受信器に加え、締固め
   密度センサと、センサによって計測された計測結果を現
   在位置情報とともに記録する記録手段と、この記録内容
   を送信するデータ送信手段を設け、 前記受信局には、記録内容を受信するデータ受信手段
   と、データ受信手段に接続されて受信されたデータを処
   理するデータ処理手段を設け、このデータ処理手段に前
   記転圧作業車の移動軌跡とともに、締固めデータを記
   録、表示させることを特徴とする盛土の締固め管理方
   法。
2. 【請求項２】 前記転圧作業車には、予め定められた基
   準締固め密度に対する、前記センサの計測結果に応じた
   実締固め密度を比較する手段と、実締固め密度が前記基
   準締固め密度に到達していない場合、および／または基
   準密度を越えている場合に、警報出力を発生させる警報
   発生手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の
   盛土の締固め管理方法。