(57)【要約】【課題】コンクリートの締固め作業を効率良く行えるようにするとともに品質を向上させる。【解決手段】コンクリートの締固め管理方法は、練り混ぜが完了したコンクリート材料を施工エリアに敷き均した後に当該施工エリアを転圧機３により締固めるコンクリートの締固め管理方法であって、転圧機３は、ＧＮＳＳ移動局３２と、レーザー温度計３３と、赤外線水分計３４と、データを表示可能な車載パソコン３５と、を備え、転圧機３の移動速度及び転圧回数を車載パソコン３５に算出させるとともに記録及び表示させ、コンクリート材料の練り混ぜ完了時からの経過時間と、コンクリートの温度と、コンクリートの水分量と、を車載パソコン３５に記録及び表示させて、転圧機３の移動速度、転圧回数、経過時間、コンクリートの温度及び水分量を管理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
練り混ぜが完了したコンクリート材料を施工エリアに敷き均した後に当該施工エリアを転圧機により締固めるコンクリートの締固め管理方法であって、
前記転圧機は、ＧＮＳＳ移動局と、前記コンクリートの温度を検出する温度検出手段と、前記コンクリートの水分量を検出する水分検出手段と、データを表示可能なデータ処理手段と、を備え、
前記ＧＮＳＳ移動局及び前記施工エリア周辺に設けられたＧＮＳＳ基地局から得られた前記転圧機の位置データから、前記転圧機の移動速度及び転圧回数を前記データ処理手段に算出させるとともに記録及び表示させ、
前記コンクリート材料の練り混ぜ完了時からの経過時間と、前記温度検出手段により検出した前記コンクリートの温度と、前記水分検出手段により検出した前記コンクリートの水分量と、を前記データ処理手段に記録及び表示させて、
前記転圧機の移動速度、前記転圧回数、前記経過時間、前記コンクリートの温度及び前記コンクリートの水分量を管理することを特徴とするコンクリートの締固め管理方法。
【請求項２】
前記転圧速度、前記コンクリートの温度又は前記コンクリートの水分量が、所定の値を超過した場合又は下回った場合には、前記データ処理手段に警告を表示させることを特徴とする請求項１に記載のコンクリートの締固め管理方法。
【請求項３】
施工エリア内又は施工エリア外にデータ管理手段が更に設けられ、
前記データ管理手段に、前記転圧機の移動速度、前記転圧回数、前記経過時間、前記コンクリートの温度及び前記コンクリートの水分量を記録及び表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリートの締固め管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの締固め管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＣＤ（Roller Compacted Dam-Concrete）やＣＳＧ（Cemented Sand and Gravel）盛土の造成においては、土砂とセメントを混合した盛土材料を用いてどのように締固めを行うかが重要であり、よく締まって密な構造になっている土は外力に対する抵抗が大きく、より高い安定性を保つ。このような安定性の高い盛土を造成するためには、撒き出された盛土材料を締固め用の転圧機械等で十分に締固めなければならない。
【０００３】
これについて、特許文献１には、ブルドーザー及び転圧機械にＧＰＳ（Global Positioning System）機能を搭載し、ＧＰＳにより得られた位置情報を元に、敷き均し段階で盛土の層厚を管理するとともに、転圧機械による敷き均し面の転圧回数を管理することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３８５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし盛土の強度を更に向上させるためには、盛土の層厚及び転圧回数だけでなく、締固め機械による転圧速度、盛土材料完成からの経過時間、敷き均した盛土材料（コンクリート材料）の温度及び水分量などを適切に管理することが必要となる。これらの要素の管理を作業者の主観的な判断に基づき行うと、結果として締固め作業の効率が悪くなり、施工完了後のコンクリートの品質が低くなる。
【０００６】
本発明は上記問題を解決しようとしてなされたものであり、コンクリートの締固め作業時において転圧回数だけでなく、転圧速度、締固め作業完了までの残り時間、敷き均し後のコンクリート材料の温度及び水分量を管理して、締固め作業を効率良く行えるようにするとともにコンクリートの品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
練り混ぜが完了したコンクリート材料を施工エリアに敷き均した後に当該施工エリアを転圧機により締固めるコンクリートの締固め管理方法であって、
前記転圧機は、ＧＮＳＳ移動局と、前記コンクリートの温度を検出する温度検出手段と、前記コンクリートの水分量を検出する水分検出手段と、データを表示可能なデータ処理手段と、を備え、
前記ＧＮＳＳ移動局及び前記施工エリア周辺に設けられたＧＮＳＳ基地局から得られた前記転圧機の位置データから、前記転圧機の移動速度及び転圧回数を前記データ処理手段に算出させるとともに記録及び表示させ、
前記コンクリート材料の練り混ぜ完了時からの経過時間と、前記温度検出手段により検出した前記コンクリートの温度と、前記水分検出手段により検出した前記コンクリートの水分量と、を前記データ処理手段に記録及び表示させて、
前記転圧機の移動速度、前記転圧回数、前記経過時間、前記コンクリートの温度及び前記コンクリートの水分量を管理することを特徴とするコンクリートの締固め管理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、転圧速度、転圧回数、締固め完了までの残り時間、敷き均された後のコンクリート材料の温度及び水分量を管理するので、締固め作業を効率良く行うことができるとともに、施工完了後のコンクリートの品質が向上する。また、施工完了後のコンクリートの品質にばらつきがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】コンクリートの締固め作業を管理する管理システムの概略図である。
【図２】転圧機に搭載される車載パソコンの表示画面に表示される画像の一例を示した図である。
【図３】転圧機に搭載される車載パソコンの表示画面に表示される画像の他の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態に限定するものではない。
【００１１】
図１を参照して本実施形態におけるコンクリートの締固め管理方法について説明する。図１は、コンクリートの締固め管理方法に用いる管理システム１を示した図である。
【００１２】
管理システム１は、ＤＧＮＳＳ（Differential Global Navigation Satellite System）方式を採用してコンクリートの締固め管理を行うシステムである。ＤＧＮＳＳ方式とは、予め正確な位置が分かっている地上の基準局から電波を発信させ、これを利用してＧＮＳＳ利用者の位置を正確に特定する方式である。
【００１３】
管理システム１は、施工エリアを転圧して締固めを行う転圧機３と、施工エリア周辺に設けられるＧＮＳＳ基地局２と、練り混ぜ管理用パソコン４と、施工エリア内又は施工エリア外に設けられる施工管理用パソコン（データ管理手段）６と、を備える。転圧機３には作業者が搭乗し、作業者は転圧機３を運転して施工エリア内を移動しながらコンクリートを転圧する。
【００１４】
ＧＮＳＳ基地局２は、無線アンテナ２１と、ＧＮＳＳ固定局２２と、データ処理部２３とを有する。無線アンテナ２１は転圧機３との間でデータのやり取りを行うデータ送受信器であり、ＧＮＳＳ固定局２２は複数のＧＮＳＳ衛星５から発信されるＣ／Ａコードを受信する信号受信器である。これら無線アンテナ２１及びＧＮＳＳ固定局２２は見晴らしの良い場所に設置されている。データ処理部２３はＧＮＳＳ固定局２２が受信したＣ／Ａコードから各ＧＮＳＳ衛星５毎の誤差成分を算出するよう構成されている。
なお、施工現場によってはＤＧＮＳＳ方式の基準局が常設されている場合もあり、かかる場合にはこれをＧＮＳＳ基地局２として使用してもよい。
【００１５】
転圧機３は、無線アンテナ３１と、ＧＮＳＳ移動局３２と、レーザー温度計（温度検出手段）３３と、赤外線水分計（水分検出手段）３４と、車載パソコン（データ処理手段）３５とを有する。
無線アンテナ３１はＧＮＳＳ基地局２の無線アンテナ２１との間でデータのやり取りを行うデータ送受信器であり、ＧＮＳＳ移動局３２は複数のＧＮＳＳ衛星５から発信されるＣ／Ａコードを受信する受信器である。これら無線アンテナ３１及びＧＮＳＳ移動局３２は見晴らしの良い箇所、例えば転圧機３の天井部等に設置されている。
【００１６】
レーザー温度計３３は、コンクリートが放出する遠赤外線量を測定することで、コンクリートに接触することなくコンクリートの温度を検出できるよう構成されている。同じく赤外線水分計３４は、コンクリートに赤外線を照射することで、コンクリートに接触することなくコンクリート内の水分量を検出できるよう構成されている。なお、レーザー温度計３３及び赤外線水分計３４は、コンクリートに接触することなく各値を検出することができるよう構成されていればよく、検出方法をこれらに限るものではない。
【００１７】
車載パソコン３５は、各種データを表示する表示画面３６を備えている。表示画面３６は転圧機３に搭乗する作業者から見易い位置に設置されている。車載パソコン３５は各種データの演算処理及び記録を行い、これらを表示画面３６に表示することが可能となっている。また、車載パソコン３５には後述する各種データがあらかじめ記録されており、必要に応じてこれを表示画面３６に表示したり、演算処理に用いたりすることができるように構成されている。
【００１８】
練り混ぜ管理用パソコン４は、施工エリア内又は施工エリア外に設けられ、転圧機３に練り混ぜ完了時刻データとしてコンクリート材料の練り混ぜが完了した時刻を送信するものである。
【００１９】
施工管理用パソコン６は、施工エリア内又は施工エリア外に設けられ、車載パソコン３５に記録されている各種データをリアルタイムで記録及び表示することができるように構成されている。これにより、施工エリアから遠く離れた場所においてもコンクリートの品質や締固め作業の進捗状況をリアルタイムで確認することができる。なお、管理システム１はこのような施工管理用パソコンを複数備えていてもよい。また、その場合には施工管理用パソコンが施工エリア内及び施工エリア外にそれぞれ設けられていてもよい。
【００２０】
以上のように構成された管理システム１を用いて施工エリア内のコンクリートの締固め管理方法について説明する。
【００２１】
締固め作業を行う前に次の作業を行う。
まず、配合試験及び転圧試験を行う。配合試験においては、施工エリア内で採取した土砂とセメントとの添加量及び含水比（水分量）を変化させた供試体を作成し、２８日強度より土砂とセメントの配合率を決定する。転圧試験においては、転圧機３を用いてその施工エリア内を何回転圧すべきかを決定する。このとき配合試験において決定した規定水分量Ｗ及び転圧試験において決定した規定転圧回数は、車載パソコン３５に入力され、記録される。
続いて土砂の含水比を計測し水分量の過不足を調整した後、土砂とセメントをプラントで練り混ぜる。練り混ぜが完了したらその練り混ぜ完了時刻を、練り混ぜ管理用パソコン４から練り混ぜ完了時刻データとして車載パソコン３５に送信する。なお、練り混ぜ完了時刻は車載パソコン３５に直接入力するものとしてもよい。
そして練り混ぜが完了した土砂とセメントの混合物（以下、コンクリート材料）をダンプトラックで施工エリアまで運搬し、これをブルドーザーで所定の厚さ（２５ｃｍ程度）に敷き均す。
【００２２】
コンクリート材料が敷き均されたら、転圧機３による締固め作業を開始する。締固め作業中、締固め作業の管理を以下のようにして行う。図２及び図３は、コンクリートの締固め管理を行う際に表示画面３６に表示される画像の一例を示した図である。図２は施工エリア表示３６ａ内を転圧回数で色分けして表示した場合、図３は施工エリア表示３６ａ内をコンクリートの水分量で色分けして表示した場合を示しており、これらは締固め作業中いつでも切り換えて表示させることが可能である。
【００２３】
〔転圧速度管理〕
転圧機３による締固め作業中、転圧機３のＧＮＳＳ移動局３２は複数のＧＮＳＳ衛星５からＣ／Ａコードを受信して、リアルタイムで転圧機３の位置情報を得る。転圧機３の位置情報は車載パソコン３５に入力され、記録される。
同時に、ＧＮＳＳ基地局２のＧＮＳＳ固定局２２は複数のＧＮＳＳ衛星５からＣ／Ａコードを受信してＧＮＳＳ基地局２の位置情報を得る。ＧＮＳＳ基地局２の位置情報はデータ処理部２３に記録される。データ処理部２３にはＧＮＳＳ基地局２の正確な位置情報が予め記録されており、データ処理部２３はＣ／Ａコードによる位置情報から各ＧＮＳＳ衛星５毎の誤差成分を算出する。算出された誤差成分は無線アンテナ２１により転圧機３に送信される。
転圧機３の無線アンテナ３１はこの誤差成分を受信し、これが車載パソコン３５に入力され、記録される。車載パソコン３５は、入力された誤差成分から転圧機３の位置情報を補正し、転圧機３の正確な位置情報を算出する。車載パソコン３５は算出した転圧機３の正確な位置情報を連続して記録する。なお、転圧機３の正確な位置情報の算出は車載パソコン３５ではなく他の演算処理手段が行うようにしてもよい。
【００２４】
車載パソコン３５は、転圧機３の位置情報から、施工エリア表示３６ａ及び現在地表示３６ｂを表示画面３６に表示する。施工エリア表示３６ａは施工エリアを矩形状に表示したものであり、その施工エリア表示３６ａ内に転圧機３の現在位置を示す現在地表示３６ｂが表示されている。
【００２５】
車載パソコン３５は転圧機３の位置情報から、転圧機３が施工エリア内を移動（転圧）する速度（以下、転圧速度）を算出し、これを締固め作業中連続して記録する。
また車載パソコン３５には当該施工エリアを転圧する上で好ましい規定転圧速度Ｖが予め記録されており、車載パソコン３５は規定転圧速度Ｖを示す規定値表示３６ｆを表示画面３６に表示する。例えばその規定転圧速度Ｖは、転圧機３が振動ローラの場合には１０００ｍ／ｈ程度、転圧機３が章動ローラの場合には４０００ｍ／ｈ程度である。
更に、車載パソコン３５は表示画面３６に速度警告用表示３６ｃを表示する。
【００２６】
車載パソコン３５は、転圧機３の転圧速度が規定転圧速度Ｖを所定値以上超過又は下回っている場合には速度警告用表示３６ｃの色を変化させる。速度警告用表示３６ｃの色が変化した場合にはその履歴が車載パソコン３５に記録される。したがって作業者は、転圧機３の転圧速度が規定転圧速度Ｖを所定値以上超過又は下回っていないかを確認しながら締固め作業を行うことができる。これにより作業者は転圧機３の転圧速度の過不足をすぐに察知でき、転圧速度を適宜修正することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では速度警告用表示３６ｃの色彩を変化させて作業者に注意を喚起するものとしているが、作業者が転圧速度が所定の速度範囲を逸脱したことを即座に認識できるようになっていればこれに限られるものではない。例えば、速度警告用表示３６ｃが点滅したり、車載パソコン３５が警告音を発するようにしたり、これらを組み合わせて行うようにしたりするものである。これは以下に述べる転圧回数管理、時間管理、温度管理及び水分量管理においても同様である。
【００２８】
〔転圧回数管理〕
車載パソコン３５は上述の位置情報から、転圧機３が施工エリア内の各箇所を転圧した回数（以下、転圧回数）を算出し、これを記録する。図２に示すように、車載パソコン３５は施工エリア表示３６ａ内をその転圧回数別に色分けするとともに、その転圧回数に対応した色を表示した転圧回数色別表示３６ｈを表示する。したがって作業者は施工エリア表示３６ａ及び転圧回数色別表示３６ｈを確認して施工エリア内のどの部分を何回転圧したのかリアルタイムで知ることができる。
なお、上述の通り車載パソコン３５には転圧試験により決定した規定転圧回数が記録されており、この規定転圧回数が表示画面３６上に表示されるものとしてもよい。これにより作業者は転圧機３により実際に転圧した回数が規定転圧回数を超過又は下回っていないかの確認をしながら締固め作業を行うことができる。
【００２９】
〔時間管理〕
締固め作業は土砂とセメントの練り混ぜ完了時刻から６時間が経過する前に完了しておく必要がある。これを過ぎるとコンクリート材料の硬化が始まりコンクリートの品質の低下を引き起こすためである。上述の通り車載パソコン３５には練り混ぜ完了時刻データが記録されているため、車載パソコン３５は締固め作業を完了すべき時刻までの残り時間を算出し、その値を残り時間表示３６ｇとして表示画面３６に表示する。これにより作業者は残りの時間を確認しながら締固め作業を行うことができる。
なお、車載パソコン３５は、残りの時間が０（ゼロ）になっても締固め作業が終了していない場合には表示画面３６に警告を表示するものとしてもよい。また、警告が表示された場合にはその履歴が車載パソコン３５に記録されるものとしてもよい。
【００３０】
〔温度管理〕
締固め作業中、転圧機３のレーザー温度計３３はコンクリートが放出する遠赤外線量を測定してコンクリートの温度を検出する。レーザー温度計３３による温度の検出は一定時間毎に行うものとしてもよいし、締固め作業中連続して行うものとしてもよい。車載パソコン３５は検出したコンクリートの温度を記録する。
また、車載パソコン３５には予め締固め作業を行う上で好ましい規定温度ＴＥＭＰが記録されており、車載パソコン３５はこの規定温度ＴＥＭＰを示す規定値表示３６ｆを表示する。その規定温度ＴＥＭＰは例えば、暑中コンクリートの場合には３５℃以下であり、寒中コンクリートの場合には５〜２０℃の範囲である。
更に、車載パソコン３５は表示画面３６に温度警告用表示３６ｄを表示する。
【００３１】
車載パソコン３５は、検出したコンクリートの温度が規定温度ＴＥＭＰを所定値以上超過又は下回っている場合には温度警告用表示３６ｄの色を変化させる。これにより作業者は、締固めているコンクリートの温度が規定温度ＴＥＭＰを所定値以上超過又は下回っていないかを確認しながら締固め作業を行うことができる。
【００３２】
〔水分管理〕
締固め作業中、転圧機３の赤外線水分計３４はコンクリートに赤外線を照射して、コンクリートの水分量を検出する。赤外線水分計３４による水分量の検出は一定時間毎に行うものとしてもよいし、締固め作業中連続して行うものとしてもよい。車載パソコン３５は検出したコンクリートの水分量を記録する。図３に示すように、車載パソコン３５は施工エリア表示３６ａ内をその水分量別に色分けするとともに、その水分量に対応した色を表示した水分量色別表示３６ｉを表示する。したがって作業者は施工エリア表示３６ａ及び水分量色別表示３６ｉを確認して施工エリア内のどの部分がどの程度の水分量なのかをリアルタイムで知ることができる。
また、上述の通り車載パソコン３５には配合試験で決定した規定水分量Ｗが記録されており、車載パソコン３５はこの規定水分量Ｗを示す規定値表示３６ｆを表示する。
更に、車載パソコン３５は表示画面３６に水分量警告用表示３６ｅを表示する。
【００３３】
車載パソコン３５は、検出したコンクリートの水分量が規定水分量Ｗを所定値以上超過又は下回っている場合には水分量警告用表示３６ｅの色を変化させる。これにより作業者は、締固めているコンクリートの水分量が規定水分量Ｗを所定値以上超過又は下回っていないかを確認しながら締固め作業を行うことができる。
【００３４】
以上の各種管理において車載パソコン３５が記録又は表示した各種データは全て、施工管理用パソコン６にリアルタイムで記録されるとともに表示可能となっている。
【００３５】
各種管理により、図２又は図３に示すような画像が表示画面３６に表示される。上述のようにこれらの表示は切り換えて表示することが可能であるが、これらを切り換えても、施工エリア表示３６ａ、現在地表示３６ｂ、速度警告用表示３６ｃ、温度警告用表示３６ｄ、水分量警告用表示３６ｅ、規定値表示３６ｆ及び残り時間表示３６ｇは表示画面３６上に表示されたままである。表示を切り換えると、施工エリア表示３６ａ内の色分けが切り換わるとともに、転圧回数色別表示３６ｈと水分量色別表示３６ｉとが切り換わる。
なお、表示画面３６には転圧回数又はコンクリートの水分量の代わりに、コンクリートの温度が表示されるものとしてもよい。その場合には、施工エリア表示３６ａ内をコンクリートの温度で色分けして表示するとともに、転圧回数色別表示３６ｈ又は水分量色別表示３６ｉの代わりにコンクリートの温度を色別に表したものが表示される。
【００３６】
以上のようにして、締固め作業時の転圧速度、転圧回数、締固め完了までの残り時間、敷き均されたコンクリートの温度及び水分量をそれぞれ管理することで、締固め作業を効率良く行えるようにするとともに施工完了後のコンクリートの品質を向上させることができる。また、コンクリートの品質のばらつきをなくすことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  締固め管理システム
２  ＧＮＳＳ基地局
３  転圧機
６  施工管理用パソコン（データ管理手段）
２２  ＧＮＳＳ固定局
３２  ＧＮＳＳ移動局
３３  レーザー温度計（温度検出手段）
３４  赤外線水分計（水分検出手段）
３５  車載パソコン（データ処理手段）
３６  表示画面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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