(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１締め固め監視装置（５）を有する第１振動ローラドラム（１）を備えた振動式ロードローラにおいて、
さらに第２締め固め監視装置（６）を有する第２振動ローラドラム（３）が備えられており、この第２振動ローラドラム（３）は実質的に第１振動ローラドラム（１）の軌跡を追従するように第１振動ローラドラム（１）と連係されており、第１・第２締め固め監視装置（５，６）の測定結果を対比する評価ユニット（９）が設けられており、
前記第１・第２振動ローラドラム（１，３）が、コンピュータを利用した追従方式でもって相互に連係された２つの独立したシングルローラドラムとして構成されていることを特徴とする振動式ロードローラ。
【請求項２】
前記第１・第２締め固め監視装置（５，６）がキャリブレーション手段（１１）によってキャリブレーション可能であることを特徴とする請求項１に記載の振動式ロードローラ。
【請求項３】
前記評価ユニット（９）が遅延手段（１２）を含んでおり、この遅延手段によって第１締め固め監視装置の測定結果を一定時間保持して、同一の検出地点での前記第２締め固め監視装置の測定結果と対比を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の振動式ロードローラ。
【請求項４】
前記評価ユニット（９）に視覚的な表示ユニット（１０）がつながっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の振動式ロードローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤工事や道路工事、特にアスファルトなどの瀝青材料を用いた舗装工事における締め固めのために使用される、締め固め監視装置を有する振動ローラドラムを備えた振動式ロードローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロードローラで地面を処理する際、常時締め固めを監視することでより経済的な工事施工が可能となることは以前から知られている。通常、このような締め固め監視装置の原理は、地面を振動転圧している間にローラから伝達される振動の反射を測定することに基づいている。非常に軟らかい材質からはほとんど振動エネルギーが反射して戻ってこないのに対して、すでに強力に締め固められた地面、あるいは極端な場合として厚みのあるコンクリートプレートは、実質的にすべての振動エネルギーを振動ローラドラムにはね返す。
【０００３】
この種の締め固め監視装置は、たとえばローラフレームに取り付けたパルス変換器（例えば圧電素子など）であってよく、このようなパルス変換器は統計的な処理を用いた加速度測定法を応用して利用される。
【０００４】
ローラフレームに設けたこのような種類の加速度発生器によって、振動ローラドラムの振動する表面材が締め固められるべき表面に作用するときに発生する衝撃力も取り込まれてしまう。
【０００５】
このような締め固め監視装置では、締め固めの通過回数が増えていくにもかかわらず締め固め具合が変化しなくなったとき、このロードローラで達成可能な最大密度が得られたことになる。求めた値が再び低下するときはこの密度をすでに越えているが、それは緩みが生じるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの種の締め固め監視装置は、アスファルトなどの瀝青材料を用いた舗装の締め固めを行う場合には限界にぶつかってしまう。
【０００７】
上に述べた公知の方法によってアスファルト層で動力学的な地面剛性を求める場合、剛性およびこれに伴うアスファルト層の密度を正確に求めることができない。アスファルト層の剛性は温度によって大きく変動する。アスファルト層の正確な温度測定は不可能である。特に、簡単に求めることのできるアスファルト層の表面温度は、層全体の温度を表す目安としては採用できない。なぜなら、特に表面層の温度がそのときの風や降雨といった環境要因に強く依存しすぎており、その一方でこうした環境要因はアスファルト層の内部温度には影響を及ぼさないからである。
【０００８】
したがって結局のところ、アスファルト層の動力学的な剛性が内部の温度に依存していることを考えると、その上を走行する際に公知の締め固め監視装置で求めた値は、瀝青材料を用いた舗装工事で瀝青材料、一般にはアスファルト層の締め固め具合を判定するのには十分な情報をもたらさない。
【０００９】
したがって、最初にその上を走行した際に締め固め監視装置を備えた振動ローラドラムで求めた値を記憶しておいて、２回目にその上を走行した際に求めた値と比較して、その差異から締め固め具合を推定するという、地面締め固め作業で採用されてきた方法はあきらめなければならない。ロードローラによる１回目と２回目の通過の間に生じるアスファルト内部の温度変化は、補正できる影響要因ではないのである。
【００１０】
上記実状に鑑み、本発明の課題は、地盤工事や道路工事、特にアスファルトなどの瀝青材料を用いた舗装工事の場合にも上述した欠点をもたない測定データと評価を与えるように、締め固め監視装置をさらに改良することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明によれば、第１締め固め監視装置を有する第１振動ローラドラムを備えた振動式ロードローラにおいて、さらに第２締め固め監視装置を有する第２振動ローラドラムが備えられ、この第２振動ローラドラムが実質的に第１振動ローラドラムの軌跡を追従するように第１振動ローラドラムと連係され、第１・第２締め固め監視装置の測定結果を対比する評価ユニットが設けられ、前記第１・第２振動ローラドラムが、コンピュータを利用した追従方式でもって相互に連係された２つの独立したシングルローラドラムとして構成されることによって解決される。
【００１２】
本発明による、第２振動ローラドラムによる実質的に第１振動ローラドラムの軌跡を外さない忠実な追従を可能にする両振動ローラドラムの連係により、振動ローラドラムによる通常の土壌締め固めとの著しい相違点である瀝青材料を用いた舗装工事の特殊事情がさらに考慮されることになる。すなわち、通常の締め固め工程では個々の締め固め軌道が軌跡ごとに平行に相並んでいるのに対し、瀝青舗装工事では溝ができるのを防ぐために湾曲状に曲がりくねった走行経路が採用され、こうした走行経路では、次に２回目の通過をする際通常は正確に前の軌跡を追従することができないという事情である。
しかしながら、本発明では、振動ローラドラムペアシステムを２つの独立したシングルローラドラムから構成して、これらのシングルローラドラムを特にコンピュータを利用した追従方式を介して相互に連係するので、上記の正確に前の軌跡を追従することができないという問題が解決される。特に、コンピュータを利用した追従方式では、たとえば衛星支援式のグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を利用することができる。或いは、互いに追従する両方のシングルローラドラムをレーダ、超音波、赤外線等を介して相互に連係させてもよい。
【００１３】
本発明の利点は、第１振動ローラドラムと連係された第２振動ローラドラムによって、２回目の通過が時間的にすぐ後続するように行われ、それによって舗装層、特にアスファルトなどの瀝青材料層内部の温度変化に関して両方の通過の間の時間間隔を無視できることである。さらに第１・第２振動ローラドラムに組み込まれたそれぞれの締め固め監視装置の測定結果を対比する評価ユニットが設けられていることにより、測定深さに起因して舗装層（アスファルト層）の下に位置する路床の剛性を含んだ形で測定されても、影響量を補正することができる。路床剛性のこうした影響は、対比を行う際に測定結果を差分処理することによって除去することができる。
【００１４】
その際、やはり本発明の基礎となっているのは、舗装層の剛性（アスファルト剛性）の変化は舗装層（アスファルト）の締め固め進行度の上昇を表すかなり優れた参照値であるという知見である。
【００１５】
両方の振動ローラドラムが軌跡を忠実に合わせるように連係されていることにより、上記の問題点が克服される。
【００１６】
設けられている２つの締め固め監視装置がそれ自体は公知なキャリブレーション手段によってキャリブレーション可能であり、それによって測定値記録のずれを調整できるようにすると好都合である。
【００１７】
特にキャリブレーションについては、既知の又は同一のあるいはその両方である動力学的な剛性を備えた部材、たとえば弾性的な材料からなるブロックに２つの振動ローラドラムに載置して、ここで得られた測定値を調整する手法が提案される。
【００１８】
締め固めプロセスの間に求められた値のために、評価ユニットは好ましくはさらに遅延手段を含み、この遅延手段によって第１締め固め監視装置の測定結果を一定時間保持して、同一の検出地点での第２締め固め監視装置の測定結果との対比を行う。
【００１９】
遅延手段の保持時間が走行速度によって変更されるとともに相互に連係された両方の振動ローラドラムの間隔によっても変更されることは当然である。
【００２０】
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施例の説明により明らかになるだろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１には、２つの振動ローラドラムを備えた公知のタンデムローラの形態をとる、外観上は従来の構造を有しているロードローラが示されている。このロードローラは、タンデムローラの運転台も設けられている前側ボディ２ａに取り付けられた前側振動ローラドラム１と、ロードローラの駆動エンジンも設けている後側ボディ２ｂに取り付けられた後側振動ローラドラム３とを有している。このタンデムローラを操向可能にするため、両方のボディ２ａおよび２ｂは縦枢支連結部４を介して互いに接続されている。
【００２２】
図２には模式図が示されており、この図を見ると、前側振動ローラドラムつまり第１振動ローラドラム１が第１締め固め監視装置５を備えており、同じく後側振動ローラドラムつまり第２振動ローラドラム３は第２締め固め監視装置６を備えていることがわかる。これらの締め固め監視装置５および６は動力学的な地面剛性を検出することによって、地盤締め固め技術上の公知のやり方で作動する。その際これらの締め固め監視装置は、図示した実施形態では、締め固められる瀝青材料層、通常アスファルト層７の動力学的な剛性だけでなく、その下にあるすでに締め固められた路床８の剛性も含んだ全体的な剛性を検出する。
【００２３】
両方の締め固め監視装置５および６で求められた動力学的な全体的な剛性は測定結果として評価ユニット９に転送され、評価ユニットは前側及び後側（第１及び第２）の振動ローラドラムのための締め固め監視装置５及び６によって得られた測定結果を対比する。このとき、前側及び後側（第１及び第２）振動ローラドラム１及び３で測定された剛性の比較をすることで、ローラが通過する結果として引き起こされる剛性の上昇を求める。上昇分が少なければ、アスファルト層７の締め固めは完了したと考えることができる。
【００２４】
前側振動ローラドラム１と後側振動ローラドラム３は前側ボディ２ａと後側ボディ２ｂを介して比較的短い間隔で連結されているので、同一地点を前側振動ローラドラム１と後側振動ローラドラム３が通過する間には非常にわずかな時間しか経過せず、そのため締め固め具合とともにアスファルト層の剛性に影響を与えるアスファルト温度はその間には変化しない。したがって第１および第２締め固め監視装置５及び６で検出された値はほぼ同一の温度で求められたものとみなされ、温度補償は必要ない。
【００２５】
評価ユニット９で差分処理を行うことにより、路床剛性の影響も除去される。したがって評価ユニット９から表示装置１０に送られる結果は、アスファルト層７で達成されている締め固め具合の直接の目安となる。
【００２６】
この表示装置１０は、例えば締め固め具合の相違を表示する指針デバイスであってよく、あるいはまた締め固め具合が十分かまだ十分でないかを信号のように知らせる発光ダイオード表示素子であってもよい。
【００２７】
第１・第２締め固め監視装置５及び６から供給される測定値を互いに直接比較できるようにするため、ここに図示した実施形態では、ローラ固有の差異を補正するために監視装置内にさらに、ハードウエア又はソフトウエアあるいはその両方で構築されるキャリブレーション手段１１が設けられており、このキャリブレーション手段によってたとえば異なるローラ重量などを補正可能である。さらに表示ユニット１０によって、前側振動ローラドラム１と後側振動ローラドラム３で求めた測定値を同じ地面位置について比較するために、評価ユニット９にはさらに、ハードウエア又はソフトウエアあるいはその両方で構築される遅延手段１２が組み込まれている。前側振動ローラドラム１で求めた測定値を遅延させて転送するための保持時間は、前側振動ローラドラム１と後側振動ローラドラム３との間の間隔や、図１および図２に矢印１３で示すロードローラの走行速度に依存している。
【００２８】
さらに付言しておくと、後側振動ローラドラム３はここで図示した実施形態では前側・後側ボディ２ａ、２ｂ及び縦枢支連結部４で機械的に連結されているので実質的に軌跡を一致させるように忠実に前側振動ローラドラム１に追随させることになり、従って両方の振動ローラドラム１及び３で求めた値はそれぞれ同一地点の測定値ということになる。
【００２９】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、締め固め監視装置が備えられたロードローラを示す側面図
【図２】締め固め監視装置が評価ユニットとの関連で図示されている模式図
【符号の説明】
１  前側振動ローラドラム（第１振動ローラドラム）
２ａ  前側ボディ
２ｂ  後側ボディ
３  後側振動ローラドラム（第２振動ローラドラム）
５  前側締め固め監視装置（第１締め固め監視装置）
６  前側締め固め監視装置（第２締め固め監視装置）
７  舗装層（瀝青層、アスファルト層）
９  評価ユニット
１０  表示ユニット
１１  キャリブレーション手段
１２  遅延手段
【図１】
0004012681.tif 000002
【図２】
0004012681.tif 000003