特集 情報化施工の新たな展開

舗装工における情報化施工の有効活用
国土交通省関東地方整備局企画部施工企画課課長補佐に へい

まさやす

二瓶正康

た出来形管理（以下「TS出来形」という）に着

１． はじめに目した，舗装工における施工の効率化と高精度な施工目的物の評価を可能とする新たな施工管理手法を検討したので報告する。

国土交通省は「施工および施工管理の効率化」

２． 舗装工に活用する情報化施工技術「施工の精度向上」等の実現が期待できる，情報化施工の導入を促進してきた。
平成２０年２月に，産学官それぞれの分野の有識者による「情報化施工推進会議」を設置し，情報!

化施工の戦略的な普及方策について同年７月「情MCグレーダ（図―１）は，路盤などの敷均し報化施工推進戦略」としてとりまとめ，平成２２年に用いられる情報化施工技術であり，測位技術や８月には，情報化施工技術の普及状況を踏まえ，機械の状態把握機能を用いて，機械や排土板の位より具体的な方針として「情報化施工技術の一般置，進行方向や排土板の傾き等の情報を取得し，化・実用化の推進について」を提示した。

あらかじめ入力した設計値（目標高さや傾斜）に現在までこの方針に則り情報化施工の試行工事を実施し，その導入効果を検証してきたところでMCグレーダ対する差分をリアルタイムに計算し，排土板を目標値に自動制御できる施工技術である。

ある。
平成２５年３月に新たな「情報化施工推進戦略」が策定され，平成２５年度の一般化に向けて導入促進に努めてきた，モータグレーダのマシンコントロール技術（以下「MCグレーダ」という）はさらなる導入促進と効果検証をすすめるべく，引き続き一般化を推進する技術とされている。
新たな「情報化施工推進戦略」では「使う」から「活かす」をサブタイトルとして謳われている。本稿ではMCグレーダの施工特性とTS（トータルステーション）の計測機能およびTSを用い

３
２ 建設マネジメント技術

2013 年 5 月号

図―１

MCグレーダ施工状況

情報化施工の新たな展開 特集

敷均し操作の自動化によるメリットとしては以下のものがある。
!

ブレードコントロールがオペレータの技量に左右されなくなり，施工範囲全面にわたり施工と，測量用プリズムを使わずに計測点を直接視準するノンプリズム方式がある。
現在，出来形管理においては，プリズム方式を用いることを原則としている。

精度が向上する。
"

丁張の設置が不要となり施工効率が向上す

３． 現状の課題

る。
#

敷均し後の検測作業が減り，作業者の接触事故が低減される。

$

オペレータは走行に集中でき安全性が向上する。

図―３に情報化施工技術を用いた舗装工（路盤工）での施工フローを示す。
これはMCグレーダによる施工現場でTS出来形を通常の管理基準により実施することを想定した" TS出来形ものである。なお現状の管理基準では新設舗装工

TS（図―２）は，「距離と角度」を同時に測るがTS出来形は適用範囲になっていないが（関連測量機器であり，計測により測点の３次元空間座を後述），将来的な課題を明確にするためあえて標（x，y，z）が取得できる。また出来形管理用適用した。課題を以下に示す。のソフトウェアを用いることで，設計値と出来形計測値との差を算出できる機能や２点の測点デー
タより，その２点間距離を算出する機能等を有している。
TS出来形の導入メリットとしては以下がある。
!

計測は２名で行える（自動追尾機能搭載機種ならば１名で計測可能）ので，従来のレベル，巻き尺での計測より，手間・人数が減る。

"

計測時，即座に設計値と計測値との差を確認できる。

#

帳票の自動作成機能により事務作業が省力化する。また，転記による記載ミスが解消する。
一般的にTSによる計測方法では，計測点に測量用プリズムを設置して視準するプリズム方式
図―３!

情報化施工技術を用いた路盤工の施工フロー

３次元データ作成の重複MCグレーダ施工後にTS出来形を実施する場
合，同一目的物に対して，機器によって「MCグレーダ施工用の３次元データ（以下「施工用デー
タ」と い う）」と「TS出 来 形 用 の３次 元 デ ー タ
図―２

TS出来形計測状況（土工）（以下「出来形管理用データ」という）」の二つの建設マネジメント技術2013 年 5 月号 ３３

特集 情報化施工の新たな展開

４． 新たな施工管理手法

前項で挙げた現状の課題を踏まえて，新たな施工管理手法を検討した。
!
図―４３次元データの違いイメージ

施工用データとの連携

MCグレーダ施工のシステムには施工者ごとの差異はあるが，機械の位置計測で使用していたTSを用いて施工用データとの差分を計測ができるも３次元データを作成する必要がある（図―４）。のがある。自主管理手法として利用されており，この似て非なるデータの作成は，工事の効率化

これを発注者に提出する出来形管理手法として活用できるかが一つのポイントである。

を阻害することとなる。
" 定点管理１）期待される効果

出来形計測については，現行の「土木工事施工管施工用データと出来形管理用データ各々の３次理基準及び規格値」に準じて４０mごとに設定され元データを作成していたが，出来形管理用データ

る管理断面において，基準高，幅等を計測していの作成が不要になるため業務の省力化が図れる。

る。MCグレーダ施工では丁張によらず施工が可能になるが，計測員が管理断面ごとの出来形計測位置を把握するため丁張設置の必要が生じる。

２）導入に向けての課題
TS出来形を実施するに当たり，機能要求仕様

また，MCグレーダ施工では，施工範囲全面にとして計測範囲制限による精度確保や改竄防止をわたり均一な精度の施工を実現できるにもかかわ意識した構造とするなど規定されている。一方，らず，施工後の成果物に対しては，定められた管施工用データは改竄防止を想定されていないこと

理断面での計測値が規格値内に入っていれば合格や任意の施工用ツールであり，施工用データと出となる。よって，図―５に示す二つの施工面は同来形形状が全く同じとは限らないため，データ作じ評価になり，優れた施工技術に対して定量的に成上のルールを規定する必要性も想定される。

優位な評価ができていないこととなる。

出来形計測機能を自主管理機能として用いており，管理帳票の出力機能などには新たにソフトウェアの改修も必要となる。
施工用データを出来形管理用データ形式へ変換させる。もしくは，出来形管理用データを先に作成し，それを元に施工用データへ変換する対応も可能であるが，いずれにせよソフトの導入や改修に関わる費用が必要となり，既存システムや施工用データの有効活用による効率化

図―５

定点管理による施工精度の評価には至らない。
これらの取り組みについては，継続的

３４ 建設マネジメント技術

2013 年 5 月号

情報化施工の新たな展開 特集

すべきである。に検討していく必要がある。
! 任意点管理"

MCグレーダによる施工では，施工範囲全面で現行の４０mごとの管理断面における出来形計測の均一な施工精度が実現できることから，管理断よりも計測頻度を高くして，多点での出来形計測面での定点管理ではなく，任意点で出来形計測をを行うようにする。計測ピッチに関しては，関東行っても施工者に対する過大な品質管理を求める

地方整備局関東技術事務所において「H２３盛土のことにならないと想定される。

１）
面的な管理手法の検討業務」
で検討した結果を用多点管理

またTS出来形では，使用する設計データは管いるものとする。この計測ピッチ８mは，以下の理断面ごとの数値を入力するが，管理断面間につ条件を考慮して１mから１０mの中から決定した値いてもシステムで連続データを自動生成するためである。

管理断面以外での出来形管理が可能である。

・従来の定点管理（丁張設置，管理断面におけるそこでMCグレーダによる施工では，管理断面出来形計測）以下の作業時間であること。

周辺の任意点で出来形計測を行うことを提案す・計測ピッチ０．
５mで計測した結果と平均値，標る。

準偏差が同等になること。

従来管理手法（定点管理）と「任意点管理」の

なお，厳密に８mの計測ピッチで出来形計測し違いのイメージを図―６に示す。

ようとすると，測点へのプリズム誘導に時間がかかるため任意点管理と同様に「おおよそ８m」と幅を持たせ歩測でのピッチ把握

定点管理

任意点管理
管理断面

40ｍ
管理断面により出来形計測することとした。従来

40ｍ
よそおお
当初管理断面との違いを表―１に示す。

管理断面：測点

図―６

当初管理断面：測点

従来施工管理手法（定点管理）と「多定点管理と任意点管理の違い点管理」の違いのイメージを図―７に示す。

１）期待される効果

表―１

従来施工管理手法と新たな施工の管理手法の計測ピッチの違い

施工管理用の丁張りが不要となり現場管理用の従来測定基準
管理対
象工種 測定項目 計測ピッチ

目印レベルで施工が可能となる。丁張りの設置や管理に関わる手間が軽減できる。また出来形計測

層厚時の位置決めを気にする必要がなくなるため施工下層路盤
上層路盤管理全体での効率化が図れる。

基準高幅員２）導入に向けての課題! 計測点数については，従来と同等程度の計測

新たな測定基準
測定項目

計測ピッチ

１，０００m２に１カ所（掘起こ
基準高しによる）（※１）
管理断 面４０m
ごとに１カ所８mごとに１カ所の割合で道路中心，左右端部の任意点を計
測

管理断 面８０m 幅員ごとに１カ所 （※２）

管理断面付近の任意断面で，延長約８０m
ご と に１断 面 計 測（メジャによる）（注） １．
厚さ管理は廃止し，代わりに基準高管理を管理する。基
準高の規格値は，従来の厚さの規格値と同等の品質担保の確実性を有する値を設定。
２．
幅員の計測ピッチ，規格値は，従来どおりとする。

点数を想定する，任意点のおおむねの配置や計測範囲を目安として示す必要がある。
" 後述の多点管理とは逆のアプロ

多点管理

定点管理

ーチになるが，技術の成立性，施工データの事前確認を行うことで

管理断面

40ｍ
管理断面
管理断面：測点：測点

任意点かつ少数の代表点管理によるさらなる効率化の可能性も検討

８ｍ
よそ
おお図―７

定点管理と多点管理の違い

建設マネジメント技術

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特集 情報化施工の新たな展開

して以下の項目についても実施，検討していく。

１）期待される効果
多点出来形計測の実施により均一な施工に対す!

る評価が可能になる。

ノンプリズムTSの活用

多点出来形計測では，おおよそ８mという計測

今般検討した任意点や多点での出来形管理によピッチだけを定めており，各層異なる平面位置をって，出来形計測の効率化が期待できるが，さら計測しても良いこととして，出来形計測をするたなる効率化を目指し，ノンプリズムでのTSを用めの丁張設置を不要とし，計測作業の効率化が図いた出来形管理を検討する。ノンプリズムでのTSれる。

計測イメージを図―８に示す。
ノンプリズムでのTS計測では，計測対象から２）導入に向けての課題の反射光により計測を行うため，施工現場の条件! 表―１の計測ピッチは，盛土の試験フィールという不確定要素が計測可否に影響する，しかしドでの実験により決定した数値なので，実現場以下のメリットが考えられているため活用が期待

環境における適用性確認とデータの蓄積が必されている。

要。

!

" おおよそ８mと幅を持たせる管理をしていく

測点にプリズムを設置する作業員が不要となり，計測時に作業員が本線へ入る必要がなくなるため安全性が高い。

ことを考えており，歩測等の活用についてオー"

ソライズが必要。
# 多点計測した結果について，全計測点が規格車線規制なしで計測できるため作業効率が良値に入っていれば合格にするのか，あるいは，い。
#

指定した間隔で自動計測が可能なため計測時閾値を設けて計測点のうちの何％以上が規格値間が短縮する。に入っていれば合格にするのか，データ数が増過年度まで，ノンプリズムでのTS計測適用にえることに伴う管理方針を定めることが必要。

ついて試験施工での検証に努めてきた。実現場に$ 多点計測により従来できなかった目的物の形おいて，計測数値の妥当性を確認することで活用状把握が可能となり，均一な施工に対する評価できることから，運用方法を関東地方整備局内のも可能となる。しかし評価を行う定量的な裏付事務所に通知した。
ノンプリズムTSの自動計測機能やレーザースけが必要。
以上，舗装工（路盤工）をモデルとして施工現場内でのデータ連係や任意点・多点での出来形管理について検討してきた。施工用データの連携に関して課題はあるが，実現されれば，「出来形管理用データ作成」「丁張設置」が省略でき，出来形計測時間の短縮による，施工全体の効率化あるいはより均一な施工の評価につながると考える。

５． 今後の方針
図―８

今後は，さらなる効率化への取り組みと３
６ 建設マネジメント技術

2013 年 5 月号

ノンプリズムTSの計測イメージ

情報化施工の新たな展開 特集

図―９

多点出来形計測および平坦性のイメージ

キャナー等の多点計測技術を活用することによの寿命には影響を与える複数の要因が存在し（路り，さらに迅速かつ多くの測点で出来形計測する

床施工の均一性，路盤材の材質，路盤の密度分ことが可能となり，施工範囲全面にわたる「面的布，舗装材料および表層施工時の温度管理等）さな多点出来形計測」が期待できる。

まざまな要因の影響を個別に整理，積み重ねてい多点出来形計測は，詳細な施工評価ができ一例として，図―９のように路盤の平坦性を表す計測手法になり得ると考える。

くことが必要である。
高品質な構造物の必要性に関する議論や個別要因に関する研究の進捗に期待したい。

! 新設舗装でのTS出来形活用

６． おわりに

新設舗装工事では，コア抜き・掘起こしによる密度管理と合わせて，出来形管理として厚み計測を 行 っ て い る。こ の た めTS出 来 形 を 導 入 し て

国土交通省では，平成２０年２月に「情報化施工も，コア抜き等が不要にならない限り施工管理の推進会議」を設置して以来，情報化施工の本格導効率化に直接寄与できないことから，現在適用外入を目指し，年々試験施工の実施件数を増やしてとなっている。しかし，非破壊による密度計測技きているところであるが，未だ一般的な施工技術術が日々発展しており，今後新設舗装においてもとして情報化施工が浸透していないのが現状であTS出来形の適用拡大が可能であると考え て いる。

る。

この現状を打開するには，受発注者のニーズを的確につかみ，導入しやすいような環境整備をし" 均一な施工に対する評価ていくことが重要と考える。本稿では，その一歩前述したとおり，多点出来形管理を実施することして，従来の管理基準等にとらわれず，情報化とにより均一（高精度）な施工に対する評価がで施工技術の機能を活かせるような新たな管理手法きるようになるが，評価を行う定量的な裏付けがを提案した。今後は，この提案を現場試行による必要である。

実証などを積み重ね，「使うから活かす」を実現

高品質な構造物に期待される効果としてライフできるよう努めたい。

サイクルコストの低減があるが，一例として示した平坦性は，定性的には効果が期待できるものの【参考文献】

平坦性の高い路盤と「舗装の寿命」の関係は定量

１） 国土交通省関東技術事務所，H２３盛土の面的な管理的に明確になっていないのが現状である。
「舗装」

０〜６―２２（２０１２．
３）
手法の検討業務，pp．
６―２

建設マネジメント技術

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