(57)【要約】      （修正有）【課題】振動地面締固めドラムを必要としない、下層材の現在の固さの度合い、言い換えれば地面締固めの現在の度合いを決定することに適する地面締固め装置を提供する。【解決手段】地面締固め装置１は、下層材Ｕの締固め中に回転軸回りに回転する地面締固めドラム８を備える地面締固め装置であって、前記地面締固めドラムは、前記下層材の固さの度合いを決定するために前記地面締固めドラムの弾性変形を検出するための変形センサを含む。【選択図】図１
2019052525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層材（Ｕ）の締固め中に回転軸（Ｄ）回りに回転する地面締固めドラム（８）および評価ユニット（５１）を備える地面締固め装置（１）であって、
前記地面締固めドラム（８）は、前記地面締固めドラム（８）の弾性変形を検出するための変形センサ（１１）を含み、かつ前記評価デバイス（５１）は、前記下層材（Ｕ）の固さの度合いおよび／または作業方向（ａ）に前記地面締固めドラム（８）に先行する頭部波の形状および／または前記地面締固めドラム（８）の凹みトラフの形状を、前記変形センサ（１１）が最大変形を測定する、前記地面締固めドラム（８）の外周上のポイント（Ｒ）の位置に基づいて決定するように構成されることを特徴とする地面締固め装置（１）。
【請求項２】
前記地面締固めドラム（８）は、前記回転軸（Ｄ）に面する内側を有する本質的に中空の円筒状ドラムシェル（９）を備え、前記変形センサ（１１）は、前記ドラムシェル（９）の前記内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項３】
前記変形センサ（１１）は、前記地面締固めドラム（８）の一部分における前記弾性変形を検出するように設計されることを特徴とする請求項１または２に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項４】
前記変形センサ（１１）は、前記地面締固めドラム（８）の局所歪みを測定するための、特に回転方向に生じる前記地面締固めドラム（８）の局所歪みを測定するための歪みセンサであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項５】
該地面締固め装置（１）は、前記地面締固めドラム（８）の現在の回転角度を検出するための測定デバイス（５５）を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項６】
前記評価デバイス（５１）は、前記下層材（Ｕ）の前記固さの度合いおよび／または前記頭部波の前記形状および／または前記凹みトラフの前記形状を突き止めるために、前記回転軸（Ｄ）と前記ポイント（Ｒ）と交差する直線とたとえば水平線または垂直線である基準線とによって挟まれる回転角度（α）を使用するように構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項７】
該地面締固め装置（１）は、以下のデバイス、すなわち、
特に前記回転角度（１０１）の関数として、前記評価デバイスによって突き止められた結果および／または前記変形センサ（１１）によって検出された測定値を描く評価デバイス（５２）および／または
コメントを入力するための入力デバイス（５３）、および／または
前記測定結果および／または前記コメントを記憶するための記憶デバイス（５４）のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項８】
該地面締固め装置（１）は、揺動または静的地面締固めドラム（８）を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項９】
前記作業方向（ａ）に関して前部地面締固めドラム（８）および前記作業方向（ａ）に関して後部地面締固めドラム（８）は、それぞれ、少なくとも一つの変形センサ（１１）を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項１０】
該地面締固め装置（１）は、タンデムローラであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の地面締固め装置（１）。
【請求項１１】
地面締固め装置（１）、特に請求項１から１０のいずれか一項に記載の地面締固め装置（１）を使用して、下層材（Ｕ）の固さの度合いを決定するための方法であって、
以下のステップ、すなわち、
前記下層材（Ｕ）上を地面締固めドラム（８）を有する地面締固め装置（１）を移動するステップ（４１）、および
前記地面締固めドラム（８）を回転軸（Ｄ）回りに回転するステップ（４２）を備え、
第一の測定ステップ（４３）は、前記地面締固めドラム（８）の少なくとも一部分における弾性変形および最も大きな変形が生じる前記地面締固めドラム（８）の外周上のポイント（Ｒ）の位置を検出することを含み、前記下層材（Ｕ）の固さの度合いおよび／または作業方向（ａ）に前記地面締固めドラム（８）に先行する頭部波の形状および／または前記地面締固めドラム（８）の凹みトラフの形状が前記ポイント（Ｒ）の前記位置から決定されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第一の測定ステップ（４３）は、前記地面締固めドラム(８)の前記弾性変形の尺度として、前記地面締固めドラム（８）の局所歪み、特に、前記地面締固めドラムの回転方向へ生じる前記地面締固めドラムの局所歪みを測定するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
第二の測定ステップ（４４）は、前記地面締固めドラム（８）の回転角度（１０１）を突き止めるステップを含み、かつ評価ステップ（４５）は、前記回転角度（１０１）の関数として、前記地面締固めドラム（８）の弾性変形を描くステップを含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記下層材（Ｕ）の前記固さの度合いおよび／または前記頭部波の前記形状および／または前記凹みトラフの前記形状は、
前記回転角度（１０１）の関数としての前記測定された歪み（１０２）の漸進的な進行、および／または
前記測定された最大歪みの絶対値によってさらに決定されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下層材の締固め中に回転軸回りに回転する地面締固めドラム、および評価デバイスを備える地面締固め装置、特にローラに関する。本発明は、地面締固め装置を使用して、特に静的または揺動地面締固めドラムを使用して下層材の固さの度合いを決定するための方法にさらに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な地面締固め装置は、前記下層材を締固めするために提供され、かつ、たとえば、道路ローラ、より具体的には、地面層構造物、特に基礎を含むアスファルト道路を締固めることができるタンデムローラの形態で、従来の技術において周知になっている。地面締固め装置、特に自動推進地面締固め装置の必須の要素は、機械フレーム、駆動エンジン、ドライバの運転室、並びに作業方向に関して前部地面締固めドラムおよび後部地面締固めドラムを含む。締固めを達成するために、前記地面締固め装置は、締固めされるべき前記地面層構造物上を数回移動され、最大の締固めが達成されるまで、さらなる締固めが、通過毎に達成される。前記最大の締固めに達すると、前記下層材のさらなる締固めが前記締固めされた地面層構造物の緩みまたは粒子破壊を結果として生じるので、前記下層材のさらなる締固めはもはや必要ないかまたは有害でさえある。このために、前記下層材の現在の締固めの度合いを知ることが役に立つ。さらに、地面締固めローラを使用するときに特に重要である態様は、頭部波形の形成である。多かれ少なかれ前記下層材への前記ドラムの沈み込みに起因して、地面材料が前記ドラムの前および後に向かって外周方向に変位される。前記ドラムの前に集積された材料の量は、変位抵抗のために、前記材料が前記ドラムの前方へもはや押されないが前記ドラムが前記材料の上を転がるように多くなることができる。これは、路面の凸凹に繋がる。
【０００３】
地面締固めがもっぱら前記地面締固めドラムの重みで達成される静的地面締固め装置に加えて、締固め性能を増すために、前記地面締固めドラムが、前記下層材上を転がるときに回転軸回りに回転するだけではなく、前記下層材の粒子をより高い密度の層へ転移するためにさらに移動する動的地面締固め装置が従来の技術において知られている。ここでは、振動地面締固めドラムと揺動地面締固めドラムとに区別されている。揺動地面締固めドラムの場合、回転方向への前記地面締固めドラムの回転運動には、揺動運動が重ね合わされ、その結果、前記地面締固めドラムによってせん断力が前記下層材の表面に及ぼされることになる。この揺動運動は、通常、前記地面締固めドラムの内側で回転される二つの揺動質量によって引き起こされる。振動地面締固めドラムの場合、前記地面締固めドラムは、前記地面締固めドラムが振動運動を行う振動状態に入り、それによって、前記地面締固めドラムが、前記下層材上に接触力を及ぼし、該接触力は、前記下層材の方向へ向けられ、前記振動運動によって時間変調される。前記接触力の前記時間変調および前記下層材の前記結果としての時間可変変形によって、振動地面締固めドラムで生じる前記接触力の変化は、たとえば、独国特許発明第１０２０１００５２７１３号明細書（特許文献１）から知られるように、前記下層材の前記固さの度合いを決定するために利用されることができ、前記固さの度合いは、前記下層材の前記締固めの尺度である。静的地面締固め装置は、そのような時間変調接触力を欠いているので、振動地面締固め装置に対する固さの度合いを決定する既知の方法は、静的地面締固め装置へ転用されることができない。時間可変スラスト力は、揺動地面締固めドラムを有する地面締固め装置において生じるが、これらの力は、主に、前記ドラムと前記下層材との間の摩擦に依存しており、かつ結果として、むしろ地面固さを突き止めるためには不適当である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許発明第１０２０１００５２７１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、振動地面締固めドラムを必要としない、前記下層材の現在の固さの度合い、したがって、地面締固めの現在の度合いを決定することに適する地面締固め装置を提供することである。特に、本発明の目的は、揺動または静的締固めドラムを有し、前記揺動または静的締固めドラムにもかかわらず、作動中に前記下層材の前記固さの度合いを検出できる地面締固め装置を提供する。本発明の他の目的は、前記ドラムの前で大きすぎる頭部波によって路面が凸凹になることを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は独立の請求項に係る地面締固め装置および方法によって達成される。好適な実施形態は従属の請求項で言及される。
【０００７】
具体的には、本発明は、地面締固めドラムの弾性変形を検出するための変形センサを、前記地面締固めドラムの前記検出された弾性変形から下層材の固さの度合いを推定するために、配置することを提案する。地面締固め装置は、測定の結果を評価するための評価デバイスを含み、前記評価デバイスは、たとえば、演算ユニットとして、特にオンボードコンピュータとして、または前記地面締固め装置の前記オンボードコンピュータの一部として含む。本発明によれば、前記地面締固めドラムは、前記地面締固めドラムの弾性変形を検出するための変形センサを含み、かつ前記評価デバイスは、前記変形センサが最も大きな変形を測定する前記地面締固めドラムの外周上のポイントの位置に基づいて前記下層材の前記固さの度合いおよび／または作業方向に前記地面締固めドラムに先行する頭部波の形状および／または前記地面締固めドラムの凹みトラフの形状を決定するように構成される。このように、前記変形センサは、特に、前記地面締固めドラムの前記変形の最大値を突き止めかつ前記変形の位置を前記評価デバイスに送信するように構成される。前記変形センサによって送信された位置は、前記変形センサの測定範囲内の最大変形ポイントの位置または前記地面締固めドラムの回転角度に関する位置を指すことができる。最初のケースでは、前記回転角度に関する前記位置は、以下で記載されるように、前記回転角度の追加の決定によって測定される。ここでの必須の態様は、前記下層材との接触が前記下層材の変形のみならず前記地面締固めドラムの変形、特に弾性変形を引き起こすこと、およびこの変形が前記地面締固めドラムと前記下層材との間の接触の状態にしたがって変化することである。一方、前記接触状態が前記下層材の前記固さに依存するので、前記下層材の前記固さの度合いについての情報が、前記ドラムの前記変形を監視することによって間接的に得られることができる。一般的に、ここでの用語“接触状態”は、前記下層材と前記地面締固めドラムとの間の前記接触に関連する全ての要因に対する総称として理解されるべきである。前記接触状態は、たとえば、前記下層材と前記地面締固めドラムとの間の前記接触によって形成される接触エリアによって特徴付けられ、前記接触エリアは、下層材の固さが増すことに伴い、前記ドラムが比較的に小さい程度で前記地盤下層材内に沈むのでより小さくなる。このように、前記接触エリアは、特に、前記地面締固めドラムの回転の方向によって決定される方向へ固さが増すことに伴って狭くなる。前記接触状態のこれらの決定的な影響が全ての地面締固めドラムに生じるので、本発明に係る前記地面締固め装置によって、振動地面締固めドラムを必要とすることなく、前記固さの度合いの決定が可能とされる。具体的には、本発明は、前記地面締固めドラムが前記下層材上を通過するときに、前記地面締固めドラムの弾性変形が最大である前記地面締固めドラムの前記外周上の前記ポイントを見つけることを提案する。このポイントの前記位置は、前記接触状態、すなわち前記地面締固めドラムと前記地面下層材との間の前記接触エリアの前記形状に依存する。前記位置は、前記地面締固めドラムの変形が局所的最大に到達するポイントである。前記角度、すなわちこのポイントの前記位置を記述する前記地面締固めドラムの前記回転角度は、また、臨界回転角として、以下で呼ばれる。本発明は、前記下層材の前記締固めが増すと、前記地面締固めドラムの前記最大変形ポイントが前記地面締固めドラムの最低垂直ポイントにますます近接するとの発見に基づく。換言すれば、前記下層材の前記固さが増すと、前記地面締固めドラムの前記最大変形ポイントが、前記地面締固めドラムの前記回転軸の垂直方向下方に位置される前記地面締固めドラムの前記外周上のポイントに接近する。この相関関係によって、前記ポイントの前記位置に基づいて、前記接触状態、すなわち前記地面締固めドラムと前記下層材との間の前記接触エリアの形状に関し、したがって、前記下層材の前記固さに関する推定が可能とされる。次に、地面固さは、達成された締固めの指標として使用されることができる、すなわち、結論は、たとえば、弾性率、前記振動挙動および／または前記地面層が作られる材料の前記密度を使用して、前記決定された地面固さから下の前記地面の締固め状態に関して引き出されることができる。特に、前記締固め度を決定するために前記締固めプロセス中に前記アスファルトの温度を考察することも考えられる。さらに、特に、前記弾性変形は、前記地面締固め装置の前記作動中に監視されることができる。これによって、前記地面締固めを中断することなく、前記固さの度合いの決定が可能とされる。前記下層材の固さの対応する計算は、前記測定された変形または前記最大変形ポイントの前記位置に基づくことができる。しかしながら、これは、製造公差を含む実際のドラム形状についての正確な知識を必要とする。直接計算の代りとして、したがって、前記締固め度の決定は、前記各地面締固め装置に対して創出された特性ダイアグラムによって作られることもできる。したがって、このような特性ダイアグラムは、予め蓄積されかつ、たとえば、前記地面締固め装置の前記オンボードコンピュータに電子的に記憶される。前記特性ダイアグラムは、特に、前記地面の固さと前記最大変形ポイントの前記位置の間の相関関係を記述する。このように、前記測定された位置に基づいて、前記地面の固さまたは前記地面の前記締固め度は、前記地面締固め装置の前記作動中に前記特性ダイアグラムから推定されることができる。すでに記載されたように、前記変形センサによって突き止められた前記測定値の局所最大は、前記最大変形ポイントの前記位置を突き止めるために使用されることができる。前記最大変形ポイントは、逆変形のために前記変形センサの前記測定値の局所的最小によって前記変形センサの前記測定範囲内で時間的かつ空間的の両方で先行されかつ継続される。前記最大の前記変形の代りとして、前記変形センサを介してこれらの局所変形の最小の前記位置を突き止めることも可能である。前記最大変形ポイントが、前記最小値同士間の略中心に位置されるので、前記最大変形ポイントは、前記最小値の前記位置から推定されることができる。さらに、前記地面締固めドラムと前記下層材との間の接触ゾーンは、前記二つの最小値との間の距離に比例する。したがって、前記接触ゾーンの幅は、前記二つの最小の前記位置に基づいて推定されることができる。事前に指定された特性ダイアグラムとの比較で、前記下層材の固さおよび／または前記地面締固めドラムの侵入深さは、前記接触ゾーンの前記幅から引き出されることもできる。記載された最小の代替えとして、前記変形のゼロ交差が使用されてもよい。前記ゼロ交差は、前記変形センサによって測定された前記変形が負の変形から正の変形へ変化するポイントに対応する。そのようなポイントは、本質的に対称的に前記最大に先行しかつ前記最大に続く。
【０００８】
その代わりにまたはそれに加えて、前記最大変形ポイントの前記検出位置は、前記作業方向に前記地面締固めドラムに先行する前記頭部波の前記形状、特にサイズおよび／または伸長を推定するために使用されることができる。いわゆる頭部波は、前記接触状態の他の決定的要因である。前記頭部波は、前記作業方向における前記地面締固めドラムの直前に生じる物質蓄積を指し、前記頭部波のサイズは、前記下層材の前記固さが減少すると増大する。一方、この頭部波は、前記地面締固めドラムの前記変形特性に影響を及ぼし得る転がり抵抗を生成する。前記頭部波のサイズが減少すると、前記頭部波によって引き起こされる前記接触状態への、したがって、前記地面締固めドラムの弾性変形への前記転がり抵抗の影響は減少する。その結果、前記変形特性への前記頭部波の前記影響は、前記移動方向から独立する。車両のオペレータは、前記車両のオペレータが、前記頭部波の前記形状で前記地面の凸凹を後ろに残すのを回避するために、必要ならば、たとえば、作業方向を変えるときに、適切な対策を取ることができるように、前記頭部波の前記現在の形状が通報されるのが好ましい。可能な対策は、前記ローラの変形抵抗が増大するように、比較的低い重量を有するローラの使用、供給される締固めエネルギーの減少または加熱混合アスファルト材料の冷却を可能にすることである。前記頭部波が、前記凸凹の形成のリスクがあまりないように十分に小さい場合、前記締固め力は、たとえば、振動の印加によって増大されることができる。凹みトラフの形状、特に深さ、および、つづいて前記凹みトラフを介して間接的に、前記最大変形ポイントの位置から前記締固め度を推定することも考えられる。その代わりにまたはそれに加えて、前記ドラムの平均回転速度は、前記変形最大同士間の前記時間間隔の前記決定によって突き止められることができる。したがって、たとえば、前記変形ゾーンの概略的な幅は、対応するセンサを用いて回転角度を測定することなく突き止められることができる。ここでは、実際の場合にしばしば生じる一定の車両速度が仮定される。前記変形最大の期間継続中に突然の大きな変動がある場合、反転動作が取られることができ、かつ測定結果が破棄される。前記変形最大の前記検出は、非常に高い走査速度を必要とし、さらに、前記測定信号のランダムな乱れによって影響され得るので、前記最大の前後の勾配ｄε／ｄΦも突き止められることができる。前記勾配ｄε／ｄΦは、前記勾配ｄε／ｄΦがより高い下層材の固さレベルにあるときよりもより低い下層材の固さレベルのあるときにより低い。同様に、前記接触ゾーンの伸長は、前記ドラム変形の前記局所最小同士間の前記距離によって特徴付けられる。
【０００９】
原則として、前記地面締固めドラムの変形は、締固め作動中の前記回転軸回りの前記回転運動中に前記地面締固めドラムが受ける何らかの形状の変化を意味すると理解されるべきである。具体的には、前記変形は、前記地面締固めドラムが前記地面上を転がるときに前記下層材と前記地面締固めドラムとの間の前記接触に起因する前記地面締固めドラムが受ける形状の前記変化を意味すると理解される。ここで、前記形状の変化は、前記地面締固めドラムの前記外周上で、すなわちドラムシェル内に最も生じることが好ましい。典型的な変形は、たとえば、前記地面締固めドラムの湾曲、特に、局所的伸長または圧縮ある。
【００１０】
前記地面締固めドラムは、前記回転軸に面する内側を有する本質的に中空の円筒状ドラムシェルを備えることが好ましく、前記変形センサは、前記ドラムシェルの前記内側に配置される。このように、前記変形センサは、前記変形が生じる領域において前記地面締固めドラムの前記下層材から離れる方向を向く側に保護されるように配置される。迅速なアクセスのために、たとえば、メンテナンスのために、前記変形センサは、前記地面締固めドラムの端部領域において前記地面締固めドラムの両外縁の一方または両面側の一方から２５ｃｍ未満、好ましくは、１５ｃｍ未満、本質的には、１０ｃｍ未満の距離に配置されるのが好ましい。前記変形センサへの本質的に妨害の無いアクセスによって、必要に応じて、前記地面締固めドラムからの前記変形センサの取り外しまたは前記地面締固めドラムへの前記変形センサの取り付けが可能とされる。前記地面締固め装置は、前記変形センサの前記地面締固めドラムからの解放または前記地面締固めドラムへの取付けらを容易にする解放可能な結合機構、たとえばねじ接続を備えることが好ましい。さらに、前記地面締固め装置は、前記作業方向に関して前部地面締固めドラムと後部地面締固めドラムを備えることが好ましく、各ドラムは、変形センサを備える。前記変形センサが前記ドラムの皿形座金上に配置されることも考えられる。
【００１１】
空間解像度を向上するために、いくつかの変形センサが設けられることが好ましい。いくつかの変形センサを備えるシステムによって、前記測定ポイントの数は、都合よく増加されることができる。たとえば、複数の変形センサが前記外周方向に分配されると、前記地面締固めドラムの前記最大変形ポイントの前記位置は、前記地面締固めドラムの一回転当たり対応するより高い頻度で突き止められることができる。このように、前記地面の前記固さの変化はより速く検出されることができる。さらに、二つのドラムが使用されると、変形センサが、前記作業方向に関して前部ドラムおよび前記作業方向に関して後部ドラムにそれぞれ配置され、それによって、前記前部ドラムによって生じる締固めの増大が前記後部ドラムの前記変形センサを使用して突き止められることができる。このアプローチにしたがって、前記地面締固め装置の運動プロファイル、たとえばクラブステアリングモードにおける運動が考察されることも好ましい。
【００１２】
前記締固めプロセス中に生じる前記地面締固めドラムの前記変形、特に弾性変形を検出するために、前記地面締固めドラムの局所領域を、前記地面締固めドラムの完全な一回転中に前記局所領域が受ける前記変形に関して、好ましくは連続的に監視することが十分である。前記地面締固めドラムの一部分内への前記変形センサの配置の結果として、前記変形センサは、完全な一回転中に少なくとも一度前記固さの度合いの前記決定のために使用されることができる変形を測定する。本発明によれば、完全な一回転内の前記固さの変化は、前記地面締固めドラムの前記回転角度の関数として測定され、それによって、前記最大変形ポイントの前記位置が突き止められることができる。前記地面締固めドラムの前記角度位置は、従来の技術で既知の任意の方法で突き止められることができる。この目的を達成するために、前記地面締固め装置は、特に前記地面下層材に対する前記変形センサの前記位置を突き止めることができるために、前記地面締固めドラムの前記回転角度が検出されることができる測定デバイスを備えることが好ましい。前記回転角度を決定するための前記測定デバイスは、たとえば、回転速度センサまたは加速度計、特に、二軸加速度計であることができる。前記回転角度を決定するためのパルス発生器を利用することも考えられる。前記パルス発生器は、ここでは、一回転当たり特定数のデジタルパルスを提供し、それによって、前記回転角度が前記パルスをカウントすることによって突き止められる。運動が一定であるとき、すなわち、前記ドラムが、本質的に一定の速度で回転するときに前記回転角度を決定するための特に単純なアプローチでは、最大変形は、規則的な時間間隔で生じ、それによって、単一の変形センサが使用される場合、前記現在の回転角度が前記測定された振幅と前記回転角度から推定されることができる。原則として、前記回転角度の前記決定は、前記地面締固めドラムの回転中に前記地面締固めドラムの向きに対する尺度として働き、完全な一回転中に前記地面締固めドラムの特定の向きは、正確に一つの回転角度と明瞭に関係付けられる。たとえば、前記回転角度、特に、角度０°は、前記変形センサの前記位置によって設定される。
【００１３】
原則として、前記地面締固めドラムの弾性変形が検出されることができる任意の変形センサが本発明の文脈において使用されることができる。たとえば、横方向ストラットが前記地面締固めドラムの内側に延在することかつ弾性変形の場合に圧力が前記横方向ストラットに対して印加され、一方で、前記圧力が測定されることができること、あるいは、カスタマイズされたカメラシステムが前記弾性変形を検出するために使用されることが考えられる。好適な実施形態では、歪みセンサは、前記地面締固めドラム内に置かれるまたは前記ドラムシェルの内側に配置される。前記歪みセンサは、たとえば、圧電素子に働くたとえば歪みによって引き起こされる引張力である力が、検出されかつ前記ドラムの歪みに対する測定値として使用されることができる張力を引き起こす圧電歪みセンサであり得る。一般的に、前記歪みセンサは、特に、少なくとも一つの歪みゲージ、歪み変換器、ファイバ・ブラッグ・グレーチング等を備える。このような歪みセンサ、特に歪みゲージとして構成された歪みセンサの使用は、前記歪みセンサが、比較的平らに前記ドラムシェルの前記内側に取付けられることができ、したがって、前記地面締固め装置、すなわち前記地面締固めドラムの内側の大きな設置空間を占有しないことにおいて有利である。また、歪みセンサは、前記地面締固めドラムが前記下層材上を転がるときに前記下層材と前記地面締固めドラムとの間の前記接触の結果として生じる弾性変形から生じる歪みの測定に特に良好に適合している。完全な一回転中に、前記歪みセンサは、前記地面締固めドラムの前記回転運動中に前記接触領域を通過するように案内されている間に関連の測定結果を提供する。特に、前記地面締固めドラムの前記回転方向によって決定される方向に沿って生じる歪みが監視される。前記歪みセンサは、回転角度の指定の範囲に対して作動され、かつ回転角度の前記指定の範囲外にあるときにはスタンバイモードに切り替わることがここでは考えられる。
【００１４】
原則として、前記地面締固めドラムの前記最大変形ポイントの前記位置は、異なる方法で突き止められることができる。好適な実施形態によれば、前記下層材の前記固さの度合いおよび／または前記頭部波の形状および／または前記凹みトラフの前記形状を突き止めるために、前記評価デバイスが、前記回転軸および前記地面締固めドラムの前記最大変形ポイントと交差する直線と、たとえば水平または垂直線である基準線とによって挟まれる回転角度を使用するように構成されるときに特に正確な測定が達成される。特に、重力ベクトルの方向は、垂直基準線として、特に確実にかつ容易に、たとえば二軸加速度計で突き止められることができ、したがって、前記最大変形ポイントの前記位置を突き止めるための適切な基準線を構成する。次に、前記最大変形ポイントの前記位置は、前記垂直基準線と、前記地面締固めドラムの前記回転軸と前記最大変形ポイントとの間の接続線との間の角度によって表される。この角度は、以下でより詳細に記載されるように、前記凹みトラフの深さ、すなわち前記作業方向における前記地面締固めドラムの前後の前記地盤の高さの差に特に比例する。
【００１５】
本発明によれば、前記地面締固め装置は、使い勝手の良い方法で、前記測定された変形および／または前記最大変形ポイントの前記位置および／または地盤固さまたは締固めに関する突き止められた値および／または前記頭部波および／または前記凹みトラフをユーザに提供するために評価デバイスを備える。そのような評価デバイスによって、たとえば、前記変形センサによって測定される前記変形の前記回転角度への依存は、表示装置に描かれることができる。前記表示装置は、オペレータプラットフォーム上に配置されるのが好ましく、それによってユーザまたは車両オペレータは、前記オペレータプラットフォームを離れることなく、前記下層材の前記固さの度合いを取得する。前記地面締固め装置が入力デバイスおよび記憶デバイスを有することがさらに考えられる。このように、測定された変形を、特に前記回転角度の関数として、たとえば、地面組成、外気温度または前記弾性変形の前記検出に関する個別性に関するコメントとともに記憶することが好ましい。その結果、前記記憶デバイスによって、固さの度合いの将来の決定のために、参照されることができるデータベースが編集されることができる。
【００１６】
特に好ましい実施形態では、前記地面締固め装置は、静的または揺動地面締固めドラムを備える地面締固め装置である。前記揺動地面締固めドラムは、前記地面締固めドラムの内側に配置された二つの回転可能揺動質量を備える。これら二つの揺動質量は、二つの不均衡軸回りに同じ方向へ回転し、さらに前記二つの揺動質量は、対応する質量分布を有しかつ作動中に前記二つの揺動質量のそれぞれの不均衡軸回りに特に１８０°の位相シフトでオフセットして回転することが好ましい。前記不均衡軸は、ここでは、一対として互いに反対側に配置されかつ前記ドラムの前記回転軸は、前記不均衡軸同士間の中心に配置される。
【００１７】
本発明の他の実施形態によれば、前記地面締固め装置は、タンデムローラである。タンデムローラの特徴的機能は、これらのタンデムローラが、前部および後部地面締固めドラムを有することであり、理想的には、変形センサが上記された方法で前記地面締固めドラムの少なくとも一方に、好ましくは両方に設けられる。
【００１８】
本発明の目的は、上述で提供された説明にしたがう地面締固め装置を使用して前記下層材の固さを決定する方法でも達成される。本発明に係る前記地面締固め装置に関連して上で記載された全ての特徴および前記全ての特徴の利点は本発明に係る前記方法に同様に当てはまりかつ逆も同様である。
【００１９】
具体的に、本発明は、第一の測定ステップにおいて、前記地面締固めドラムの少なくとも一部分における弾性変形、および最も大きな変形が生じる前記地面締固めドラムの外周上のポイントの位置を検出するステップを提案し、このステップでは、前記下層材の前記固さの度合いおよび／または作業方向に前記地面締固めドラムに先行する頭部波の形状および／または前記地面締固めドラムの凹みトラフの形状が前記ポイントの前記位置から決定される。このために、前記地面締固め装置は、前記下層材が回転軸回りに回転する前記地面締固め装置の地面締固めドラムで締固めされるべき下層材上を案内される。前記最大変形ポイントの前記位置の検出、したがって前記固さの度合いの前記決定は、作動中に、すなわち前記地面締固め装置が前記下層材上を転がるときに行われる。特に、前記地面締固めドラムと前記下層材との間の前記接触によって生成される前記変形が検出される。これを達成するために、前記地面締固めドラムと前記下層材との間の前記接触によって画定される前記接触領域近くの前記変形が検出される、すなわち測定されることが好ましい。また、前記変形は、特に、前記変形センサが前記接触エリアを通って案内されるときに、前記地面締固めドラムの一回転当たり一回検出される。
【００２０】
前記地面締固めドラムの局所領域における歪み測定は、前記地面締固めドラムにおける前記弾性変形の範囲、たとえば前記最大変形ポイントの前記位置を検出することに適することが判明した。歪みセンサは、前記歪みの前記測定のために設けられ、ここでは、前記弾性変形が前記回転方向によって決定される方向に沿って歪みによって伴われる事実から使用される。この歪みは、簡単な方法で前記歪みセンサによって検出されることができる。他の利点は、歪みセンサは、歪みセンサが前記変形を検出するための空間節約選択肢であるように比較的に小さい。前記歪みセンサが前記ドラムシェルの前記内側に配置されると、前記歪みセンサは、完全な一回転当たり一回前記接触領域に比較的近接して通過するように案内される。前記歪みセンサは、前記地面締固めドラム内の凹部に配置されることがさらに考えられる。
【００２１】
本発明によれば、前記弾性変形は、前記下層材の前記固さの度合いを決定するために前記回転角度の関数として使用される。たとえば、いくつかの移動駆動システムが前記回転角度についての情報を提供する装置を常に含むので、別個に、前記地面締固めドラムの前記回転角度を常に測定することは必要ない。測定精度を増すために、代わりに、前記弾性変形に加えて、第二の測定ステップで、回転角度が、たとえば回転速度センサまたは加速度計によって、別個に検出されることが提供されることができる。
【００２２】
前記測定された歪みが局所最大を取る臨界回転角度の記載された使用に加えて、前記固さの度合いに関する前記測定精度を増すために、前記回転角度および／または前記測定された最大歪みの絶対値の関数として前記測定された歪みの緩徐進行を利用することが特に可能である。
【００２３】
本発明は概略的に示す図面に示される実施形態を用いて以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】タンデムローラの形態の地面締固め装置の側面図である。
【図２】図１に示される前記地面締固め装置のドラムシェルの斜視図である。
【図３】フローチャートとして描かれる下層材の固さの度合いを決定する方法である。
【図４ａ】様々な条件下での地面締固めドラムの回転角度への前記地面締固めドラムにおいて測定された歪みの依存性である。
【図４ｂ】様々な条件下での地面締固めドラムの回転角度への前記地面締固めドラムにおいて測定された歪みの依存性である。
【図４ｃ】様々な条件下での地面締固めドラムの回転角度への前記地面締固めドラムにおいて測定された歪みの依存性である。
【図５】低い固さを有する下層材上を転がる地面締固めドラムの側面図である。
【図６】より高い固さを有する下層材上を転がる地面締固めドラムの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
同じ要素は、図面において、同じ参照番号によって指定される。いくつかの繰り返される要素は、各図面では、個別に指定されないこともある。
【００２６】
図１は、自己推進地面締固め装置１、より具体的には、タンデムローラを示す。前記ローラの必須要素は、関節ジョイント５を介して互いに接続された前部フレーム３と後部フレーム４を有する機械フレーム２、駆動エンジン６、運転手の操縦室７、並びに、作業方向ａに関して前部および後部地面締固めドラム８を含む。作動中、前記ローラ１は、前記二つの地面締固めドラム８で下層材Ｕ上を転がることによって締固めされるべき前記下層材Ｕ上を前記作業方向ａにまたは前記作業方向ａとは反対方向に移動する。他の地面締固め装置１、たとえば、ピボット操縦装置を有する地面締固め装置等が、以下で記載される方法で構成されることもできることは言うまでもない。
【００２７】
前記地面締固めドラム８は、図２に概略的に表されるように、本質的に中空で円筒状のドラムシェル９を含む。作動中に、前記地面締固めドラム８は、水平方向にかつ前記作業方向ａに対して垂直に延在する前記地面締固めドラム８の回転軸Ｄ回りに回転する。前記地面締固めドラム８、すなわち前記ドラムシェル９は、前記軸Ｄに沿う幅Ｂ並びに半径Ｒを有する。前記ドラムシェル９は、一体物として構成されることができるまたは前記ドラムシェル９は、図２に破線１０で示されるように、二つのドラムセグメントから構成されてもよい。前記ドラムシェル９は、前記ドラムシェル９によって前記半径方向へ範囲が定められるドラム内部を囲む。前記回転軸Ｄの方向に、前記ドラム内部は、両側でそれぞれの面側に向かってまたは前記ドラムシェル９の外側縁１２に向かって前記半径方向へ延在する。
【００２８】
前記ドラムの必須の仕事は、下層材Ｕ、特にアスファルト道路の下層材Ｕの締固めにある。この目的を達成するために、前記地面締固め装置１は、通常、前記下層材Ｕの最大締固めまでの望ましい締固め度が達成されるまで、いくつかの作業ステップで締固めされるべき前記下層材Ｕ上を移動する。前記最大締固めに達すると、前記下層材Ｕのさらなる締固めが前記締固めされた地面層構造のゆるみを生じるので、前記さらなる締固めはもはや必要とされないかまたは有害でさえある。これに関して、効率的かつ確実な締固めプロセスを可能とするために、作動中に前記下層材Ｕの現在の締固め度を知ることが役に立つ。
【００２９】
振動ローラを有する地面締固め装置１の場合、前記地面締固めドラム８が振動運動を行う振動状態に前記地面締固めドラム８をすることによって締固め力が増大される。この手段によって、前記地面締固めドラム８は、振幅が前記振動運動にしたがって時間変調される接触力を前記下層材Ｕへ印加する。そのような印加は、本質的に垂直方向、すなわち前記下層材Ｕの表面輪郭に対して垂直な方向に沿って前記地面締固めドラムＢと前記下層材Ｕとの間の接触領域で生じる。前記地面締固めドラム８の前記振動状態は、ここでは、作動中に従来の技術で既知の方法で前記地面締固めドラム８の内側で回転されかつ不均衡および前記望ましい振動状態を発生するために特に設計される揺動質量によって開始される。
【００３０】
円形励振器の場合、前記振動は、前記地面締固めドラム８の前記回転軸Ｒ回りに回転する揺動質量によって行われるが、逆励振器の場合、前記地面締固めドラム８は、二つの互いに逆方向に回転する揺動質量によって前記振動状態に置かれる。このような振動ローラに対して、時間変調方法で前記下層材Ｕ上に垂直に働く前記接触力は、一方で前記下層材Ｕの前記締固め度の尺度として使用されることができる固さの度合いを決定するために使用されることができる。
【００３１】
上記の振動ローラを有する地面締固め装置１とは異なり、ここに記載される、静的または揺動地面締固めドラム８を有する地面締固め装置１は、前記下層材の固さを決定するために使用される可能性がある、前記下層材Ｕに向かって垂直に向けられる時間変調接触力を欠いている。静的地面締固めドラム８を有する地面締固め装置１の場合に、前記締固めは、もっぱら、前記地面締固めドラム８の静的重量によって行われる。揺動地面締固めドラム８の場合に、前記回転軸Ｒ回りの前記地面締固めドラム８の実際の回転運動は、せん断力が前記下層材Ｕに伝達されて前記締固め性能を向上する揺動運動が重畳される。前記回転運動を重畳する前記揺動運動は、たとえば、二つの揺動質量によって生成され、第一の揺動質量は、前記回転軸Ｒ上方に垂直方向に沿って配置され、かつ第二の揺動質量は、前記回転軸Ｒの下方に前記垂直方向に沿って配置される。作動中に、前記第一と第二の揺動質量は、前記地面圧縮ドラム８の内側で同じ方向に回転される。振動ローラ上で地面締固めドラムを揺動することの利点は、前記地面締固め装置８が前記機械の周囲において引き起こす振動がより少ないことである。このように、周囲の建物や橋への損傷が防止されることができる。
【００３２】
本発明によれば、静的または揺動地面締固めドラム８を有する地面締固め装置１を使用するときにも前記下層材Ｕの前記固さの度合いの前記決定を可能とするために、前記地面締固めドラム８の弾性変形は作動中に確認される。この目的を達成するために、前記地面締固めドラム８は変形センサ１１を備える。次に、前記下層材Ｕの前記固さの度合いは、特に、前記測定された変形の変化および／または回転角度１０１の関数としての変形の変化と組み合わせて、前記地面締固めドラム８の前記シェル上の測定された最大変形のポイントＲの位置（図５及び図６を参照）から推定される。前記下層材Ｕと前記地面締固めドラム８との間の接触状態の変化が前記地面締固めドラム８の前記弾性変形、したがって、前記測定された最大変形ポイントＲの前記位置の変化を結果として生じる限り、前記下層材Ｕの前記固さの度合いに関するそのような推定が可能である。前記下層材Ｕの前記固さの度合いに依存する、前記下層材Ｕと前記地面締固めドラム８との間の前記変化する接触状態によって、このように、前記下層材Ｕの前記固さの度合いに関する間接的結論は、前記ポイントＲの前記位置を介して有利なように引き出されることができる。本発明に係る前記最大変形ポイントＲの前記位置の使用によって、前記地面特性の特に正確な測定がもたらされる。
【００３３】
前記弾性変形の変化を結果として生じる前記接触状態の変化は、たとえば、前記下層材Ｕと前記地面締固めドラム８との間の前記接触領域の減少を含み、この減少は、前記地面締固めレベルが増すと観察されることができる。前記接触領域のこの減少は、ここでは、前記地面締固めドラム８の前記外周方向によって決定される方向に沿って生じることが観察される。前記接触領域の前記減少は、前記下層材Ｕに働く最大接触圧力の増大を結果として生じ、この増大は、また、前記地面締固めドラム８の前記弾性変形に究極的に影響を及ぼす。さらに、前記弾性変形に関連する前記接触状態は、前記作業方向ａにおける前記地面締固めドラム８の前に形成する頭部波によって影響を及ぼされる。この頭部波は、前記地面締固め装置が前記下層材Ｕ上を案内される移動方向に関して、地面固さを増すこと、したがって前記接触状態の依存性、したがって前記検出可能な変形を減少することによってより小さくなる。これら全ての要因は、前記地面締固めドラム８上の測定された前記最大変形ポイントＲの前記位置に影響を及ぼすために、前記ポイントが基準として利用される。
【００３４】
変形センサ１１、好ましくは、歪みセンサは、前記地面締固めドラム８の前記弾性変形の前記検出のために設けられる。前記歪みセンサによって、弾性変形は、有利な方法で前記地面締固めドラム８の局所領域に確認されることができる。その目的を達成するために、前記歪みセンサ１１は、たとえば、前記ドラムシェル９の内側に配置される。たとえば、交換やメンテナンスのために、前記歪みセンサ１１へのアクセスを容易にするために、たとえば、前記ドラムシェル９の一方の前記面側、すなわち前記外側縁１２の領域に配置されるのが好ましい。さらに、前記歪みセンサ１１は、前記歪みセンサ１１が前記回転方向に沿って前記地面締固めドラム８の歪みを検知するように配置されるのが好ましい。前記歪みセンサ１１は、特に、前記地面締固めドラム８の前記外周に関して前記地面締固めドラム８の前記変形が最大である前記ポイントＲを突き止める。これは、たとえば、前記地面締固めドラム８上の前記変形センサ１１の前記設置場所に関して生じ得る。前記歪みセンサ１１は、前記地面締固めドラム８の前記外周上の前記歪みセンサ１１の測定範囲内に前記ポイントＲを突き止める。前記ポイントＲが前記地面締固めドラム８の前記外周上に位置される前記回転角度（α）は、この測定および前記地面締固めドラム８の前記回転状態または回転角度についての情報から突き止められることができる。前記地面締固めドラム８の前記回転状態または回転角度は、たとえば、そのような情報を提供する推進システムを使用することによって知ることができる。前記変形センサ１１に加えて、前記地面締固め装置１は、特に、前記回転角度１０１を決定するための測定デバイス５５を備える。この測定デバイス５５によって、前記回転角度１０１の関数として、前記測定された変形値、特に前記測定された歪み値１０２の描画、および特に前記地面締固めドラム８の前記シェル上の前記最大変形ポイントＲの前記位置の前記決定が可能とされる。本明細書では、前記回転角度１０１は、前記回転軸Ｒ回りに回転する前記地面締固めドラム８の前記向きの尺度を意味すると理解され、そこでは、特に、前記地面締固めドラム８の任意の可能な向きが０°と３６０°との間の特定の回転角度１０１に関連し得る。ここでは、前記回転角度１０１は、前記角度０°が前記変形センサ１１、特に、前記歪みセンサが前記下層材Ｕに最も近接する前記地面締固めドラム８の前記向きに関連付けされるように関連付されることが好ましい。
【００３５】
前記変形センサ１１は、通信デバイス、好ましくは、無線通信のための通信デバイスを備え、前記通信デバイスによって前記地面締固めドラム８の前記歪みを表す前記検出された測定値が評価デバイス５１に送信されることがさらに考えられる。前記評価デバイス５１において、前記記録された測定値が分析され、たとえば、表示デバイス５２上でユーザに提供される。前記地面締固め装置１は、記憶デバイス５４を備えることがさらに考えられる。そのような記憶デバイス５４によって、前記測定値または分析された測定値、したがって、たとえば、異なるタイプの下層材および／またはアスファルト温度に対する測定された変形１０２からなる実験値のポートフォリオの編集を記憶することが可能となる。たとえば、前記下層材のタイプ、前記アスファルトの温度および／または前記アスファルトの特有性に関するコメントは、入力デバイス５３によって追加の情報として記憶されることができる。
【００３６】
地面締固め装置１、特に図１に示すような地面締固め装置を使用して前記固さの度合いを決定するための作動手順を、図３に概略的に示すフローチャートによって以下に説明する。本方法の必須ステップは、前記下層材Ｕ上を地面締固めドラム８を有する地面締固め装置１を移動するステップ４１および回転軸Ｒ回りに前記地面締固めドラム８を回転するステップ４２である。第一の測定ステップ４３において、前記地面締固めドラム８の前記変形は、前記地面締固めドラム８の弾性変形を検出するために、変形センサ１１によって監視される。これに関して、前記変形は、すなわち本質的に中断することなく、特に、連続的に検出されるかまたは測定される。歪みセンサが、起こり得る歪みに対して前記地面締固めドラム１１の局所領域を観察するために使用される場合、前記歪みセンサは、特に、前記回転の間隔内で前記回転軸Ｒ回りの前記地面締固めドラム８の完全な一回転中に一回歪みの大きな変化を検知する。これらの値に基づき、前記変形センサ１１または前記評価デバイス５１は、前記最大変形ポイントＲの位置を突き止める。前記第二の測定ステップ４３で記録された回転角度１０１によって、評価ステップ４５において前記現在の回転角度１０１の関数として前記測定された変形を描くことが可能である。ここでは、前記回転角度１０１は、別個に測定されてもよいし、または前記駆動システムによって提供されてもよい。前記回転角度１０１への前記測定された変形の前記依存性の結果として、前記地面締固めドラム８の前記変形挙動に関する変化を登録しかつ前記地面締固めドラム８の回転角度に関しても前記最大変形ポイントＲの前記位置を突き止めることが可能である。前記測定された歪み１０２の前記従属性は、前記地面締固め装置１の前記ユーザのために図形にプロットされ、かつ、たとえば、前記地面状態に関して前記現在の締固めプロセスの前記ユーザの経験および前記ユーザの知識に基づいて、前記ユーザは、前記下層材Ｕの前記固さの度合いに関する結論を引き出すことが、ここでは考えられる。あるいは、前記評価デバイス５１は、前記回転角度１０１への前記弾性変形の依存性をデータベースからの基準データと比較し、かつこの評価の後に、前記固さの度合いの尺度としてパラメータを前記ユーザに提供することも考えられる。前記評価ステップ４５の結果が、前記下層材Ｕの望ましい固さの度合い、すなわち目標の地面締固めを示すと、前記評価デバイスは、警告信号、たとえば、音響および／または可視警告信号を発することも考えられる。
【００３７】
図４ａから図４ｃは、様々な条件下での前記回転角度１０１の関数としての測定された歪み１０２の一般的な進行を示している。これらの一般的な進行は、地面締固めドラム８の前記歪みが測定されたテストシリーズの結果として得られた。この目的を達成するために、本出願人によって製造されるＢＷ１３８タイプの関節ジョイントタンデムローラが、締固めされるべき前記下層材Ｕ上を案内された。前記ローラは、前記回転角度１０１を決定するためにＡＤ２２２８４タイプの二軸加速度計を備えていた。さらに、ＣＳＴ／３００タイプの歪みセンサは、前記作業方向ａに関連して前記後部地面締固めドラム８の内側にねじ止めされ、前記歪みセンサが、一般的な進行として概略的にここで描かれた前記測定された歪み１０２を提供した。
【００３８】
図４ａは、任意のユニットにおいてかつ前記回転角度１０１の関数として、前記ローラがアスファルト代用物上を繰り返し案内されたときに測定された変形１０２を示す。ここで、実線は、前記アスファルト代用物上の一回目の通過中に測定された変形挙動を表し、他方、点線は、地面締固めが増した前記アスファルト代用物上の引き続く通過中に測定された変形挙動を反映している。各々の場合において、前記ローラは、前記作動方向ａに移動した。ここに示した前記二つの測定された変形の進行は、それぞれの進行が最大に達したときの臨界回転角度Ａ、Ｂによって特徴付けられる。図４ａから明らかなように、引き続く通過中、したがってより高い固さの度合いで得られた前記臨界回転角度Ａは、前記第一回目の通過中に得られた前記臨界回転角度Ｂに関してシフトする。さらに、前記第二回目目の通過中に前記測定された最大変形１０２の絶対値、すなわち前記測定された変形１０２の振幅は、前記一回目の通過に比較して増大した。
【００３９】
図４ｂは、任意のユニットにおいてかつ前記回転角度１０１の関数として、前記ローラがアスファルト代用物上を繰り返し案内されたときに測定された変形１０２を示す。このテストは、前記ローラが、ここで、前記作業方向ａの反対方向に、すなわち後方へ前記下層材Ｕ上を移動された点で、図４ａのテストとは異なっている。両方の進行は、前記一回目の通過後に実行された通過から結果として生じ、前記下層材Ｕの前記固さの度合いは、前記実線の場合よりも前記点線の場合においてより大きい。図４ａとの組み合わせでの図４ｂに基づいて、前記地面締固めが増すと、前記測定された最大変形の前記振幅は増し、連続しての通過中に結果として生じる前記それぞれの臨界回転角度Ａ、Ｂ間の距離は、地面締固が増すとともに減少すると結論付けることができる。
【００４０】
図４ｃは、任意のユニットにおいてかつ前記回転角度１０１の関数として、前記ローラが締固めアスファルト材料、たとえば、さらに締固めされることができない材料上を案内されたときに測定された前記変形を示す。図４ａおよび図４ｂの前記進行に比較して、前記測定された最大変形の前記振幅は、前記臨界回転角度Ａ、Ｂの前記領域における前記回転角度１０１での前記変形の漸変と同様に、前記締固めアスファルト材料の場合においてより大きい。
【００４１】
図４ａから図４ｃで観察された前記進行の結果として、前記下層材Ｕの前記固さの度合いは、前記測定された歪み１０２が局所最大に達する臨界回転角度Ａ、Ｂ、前記回転角度１０１の関数としての前記測定された歪み１０２の漸進的な進行、および／または、前記測定された最大歪みの絶対値から決定または推定されることができる。
【００４２】
図５および図６は、前記下層材Ｕの前記固さが低いとき(図５)のおよび前記下層材Ｕの前記固さが高いとき(図６)の地面締固めドラム８で下層材Ｕ上を転がるプロセスを描いている。簡略化のために、前記下層材は、実際に十分に近似していることを証明した理想的なプラスチック特性を有すると仮定する。ここでの前記地面締固めドラム８は、前記下層材Ｕ上を右から左に前記作業方向ａに移動する。前記下層材Ｕの固さのレベルが異なるために、前記侵入深さｈは、通過の回数が増すことによって減少する。前記侵入深さｈは、沈降尺度とも呼ばれる。図５及び図６は、前記地面締固めドラム８の前記外周上の前記最大変形ポイントＲの前記決定並びに前記ポイントＲの前記位置と前記下層材Ｕの前記固さまたは前記侵入深さｈとの間の相関関係を特に示している。本発明のこの態様をさらに説明するために、前記変形センサ１１によって測定されかつ図４ａから図４ｃに描かれる、時間経過に伴う前記変形の前記進行は、これらの図面中の曲線によって示される。前記地面締固めドラム８の前記回転軸から延在する破線は、前記変形トラフの前記前縁を示す。前記最大変形ポイントＲは、前記破線と前記垂直基準線Ｖとの間の二等分角上に略配置される。概して、前記変形センサ１１は、前記変形が最大である、前記地面締固めドラム８の前記外周のポイントＲを突き止める。図示の前記実施形態では、このポイントＲは、垂直基準線Ｖ、たとえば重力ベクトルの方向に関連して測定された前記地面締固めドラム８の前記回転角度αによって示される。前記回転角度αは、異なる基準線、たとえば水平な直線に関連して示されることもできることは明らかである。重要なことは、前記地面締固めドラム８の前記外周上の前記ポイントＲの前記位置が突き止められることである。図５及び図６の比較から理解できるように、前記地面締固めドラム８の前記回転軸を前記地面締固めドラム８の前記外周上の前記ポイントＲと接続する線と前記垂直基準線Ｖとの間の前記回転角度αは、前記下層材Ｕの固さを増すにしたがってより小さくなる。このように、前記回転角度αは、前記侵入深さｈに比例する。前記ポイントＲが前記地面締固めドラム８の前記回転軸から前記下層材Ｕへ延在する前記前記垂直線に接近するので、前記下層材Ｕの前記固さ、または前記地面締固めドラム８と前記下層材Ｕとの間の前記接触状態は、前記ポイントＲの前記位置から推定されることができる。たとえば、前記侵入深さｈは、次の式ｈ＝ｒ・（１−ｃоｓ（２・α）にしたがって、前記角度αと前記ドラムの半径ｒから直接的に導出されることができる。たとえば、５００ｍｍのドラム半径ｒの場合に、前記沈降尺度または侵入深さｈは、角度α＜１．２５°以下に対して０．５ｍｍよりも小さい。このステージで、すなわち、この小さな侵入深さｈでは、不当に多い回数の通過が、締固めの測定可能な増大を達成するために実行されなければならない。したがって、前記締固めの目標が達成された。前記測定された角度αが非常に小さくなっていることを認識することによって前記締固めプロセスの終了を認識することができることに加えて、本発明では、前記地面締固めドラム８に先行する前記頭部波が大きくなり過ぎていることを認識することも可能である。これは、大きな角度αによって示される。このように、前記地面締固め装置のオペレータは、前記地面締固めドラム８が前記路面上を転がり、したがって、前記路面に凸凹を生じるように前記頭部波が大きくなる前に適時に対策を開始できる。最大変形ポイントＲの前記位置から前記地面固さまたは前記地面の前記締固め度の決定と同様に、大きすぎる頭部波の認識のために予め決定された前記角度αに対する特性図によって前記評価を行うことが好ましい。このように、前記評価は、前記特性図を生成するために使用される実験的に突き止められた限定によって実行される。
【図１】
2019052525.tif 000003
【図２】
2019052525.tif 000004
【図３】
2019052525.tif 000005
【図４ａ】
2019052525.tif 000006
【図４ｂ】
2019052525.tif 000007
【図４ｃ】
2019052525.tif 000008
【図５】
2019052525.tif 000009
【図６】
2019052525.tif 000010
【外国語明細書】
2019052525000001.pdf
2019052525000002.pdf
2019052525000003.pdf
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