【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第2項適用 (1)令和1年11月6日に株式会社シライシ舗道へ販売 (2)令和1年11月20日に株式会社原商へ販売 (3)令和1年11月19日に光東株式会社へ販売 (4)令和1年11月21日に株式会社明成へ販売 (5)令和2年3月9日にテクノレンタル株式会社へ販売 (6)令和2年2月25日に株式会社ジツタ中国へ販売 (7)令和2年3月16日に株式会社浅田組へ販売 (8)令和2年3月18日に田中建材輸送株式会社へ販売 (9)令和2年6月3日にオーケーリース株式会社へ販売 (10)令和2年6月3日に日立建機日本株式会社へ販売 (11)令和2年6月3日に株式会社カナモトへ販売 (12)令和2年7月27日に八木建設株式会社へ販売 (13)令和2年7月31日に上新建設株式会社へ販売 (14)令和2年8月19日に株式会社道南土木へ販売 (15)令和2年10月12日に株式会社政工務店へ販売 (16)令和2年10月22日に喜多機械産業株式会社へ販売
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
締固め施工の作業には多数の工程が存在する。前記工程として、例えば、振動ローラ等の転圧車両による所定回数の転圧、転圧後の地盤の現場密度測定(例:砂置換法、RI密度計による計測)、および、プルーフローリングがある。プルーフローリングは、施工した路面上に重量のあるダンプトラック等を走行させ、地面のたわみ具合を目視し、大きな変形を起こす不良箇所を見つける作業である。よって、これらの工程を含む締固め施工の作業には多大な時間を要するため、作業時間の短縮化が望まれている。
【0005】
そこで、本発明は、締固め施工の作業時間を短縮することができる締固め管理
方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための手段として、本発明の締固め管理方法は、転圧車両による締固め施工を管理す
る締固め管理方法であって
、所定領域の地盤のCCVを計測する計測ステップと、前記所定領域の地盤全体に亘って前記転圧車両が規定転圧回数番目の転圧を行った後、前記所定領域の地盤全体に亘って前記計測ステップで計測されたCCVが所定の目標値以上であるか否かを判定する判定ステップと、前記計測ステップで計測したCCVとして、任意回数の転圧が行われた地盤のCCVを表示デバイスに表示させる表示処理ステップと、を実行し、
事前の試験施工で前記地盤と同じ土を用いてCCVと乾燥密度との間に一定以上の相関関係を確認した後、当該CCVと転圧回数との関係式(曲線L1)を算出し、前記規定転圧回数よりも少ない回数の転圧を行った段階で、前記計測ステップで計測したCCVが前記目標値以上となった位置が存在する場合、前記表示処理ステップにて、当該位置において以降の転圧を中止する旨を前記表示デバイスに表示させ、前記規定転圧回数よりも少ない回数の転圧を行った段階で、前記計測ステップで計測したCCVが
、前記関係式を下回った位置が存在する場合、前記表示処理ステップにて、当該位置を表示デバイスに表示させることを特徴とする。
【0008】
前記構成によれば、所定の目標値を地盤の不良箇所がないとみなすことができる値とすることで、所定領域の地盤全体に亘って地盤の不良箇所が存在するか否かを客観的に判定することができる。このため、地盤の不良箇所が存在しないと判定することができた場合、プルーフローリングを省略することができる。その結果、締固め施工の作業時間を短縮することができる。
また、前記構成によれば、締固め施工の途中経過を都度確認することができる。
また、前記構成によれば、過転圧による地盤の破壊を未然に防ぐことができる。また、締固め施工の作業時間の短縮にも貢献し得る。
【0010】
前記構成によれば、転圧車両の走行軌跡を管理することができるとともに、所定領域の地盤全体の位置ごとのCCVの履歴を管理することができる。このため、所定領域の地盤全体に亘って地盤の不良箇所が存在するか否かの予測の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、締固め施工の作業時間を短縮することができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。また、各図面の同一の要素は、適宜配置変更されている場合がある。
【0020】
<構成>
本実施形態の締固め管理装置は、転圧車両による締固め施工を管理する計算機である。
図1に示すように、締固め管理装置1は、検出部11と、計測部12と、判定部13と、表示処理部14と、設定部15とを備えている。また、締固め管理装置1は、地図データd1と、施工条件d2と、施工データd3とを記憶している。
【0021】
検出部11は、転圧車両の位置を検出する。検出部11は、例えば、転圧車両が備えるGNSS(Global Navigation Satellite System)アンテナによって転圧車両の位置を検出することができるが、これに限定されない。
【0022】
計測部12は、締固め施工の対象となる所定領域の地盤のCCV(Compaction Control Value)を計測する。CCVは、加速度応答法に従い、締固めされた地盤の剛性値を示す指標である。CCVの詳細は、例えば、特開2018−154975号公報に開示されているため、説明は省略する。なお、特許文献1には、CCVと実質的に同等のCMV(COMPACTION METER VALUE)が開示されている。
【0023】
判定部13は、所定位置の地盤において計測部12が計測したCCVが所定の目標値以上であるか否かを判定する。所定の目標値は、設定部15が設定する目標値であるが、詳細については後記する。
【0024】
表示処理部14は、所定の表示デバイスが締固め施工の管理状況を所定の表示態様で表示するように処理する。表示処理部14は、判定部13の判定結果を表示デバイスに表示させることができる。表示デバイスは、例えば、締固め管理装置1が備える表示部(図示略)や、締固め施工の作業員が携帯し、表示処理部14からの情報を取得可能なディスプレイ機器とすることができるが、これらに限定されない。
【0025】
設定部15は、締固め施工の各種目標値を設定する。設定部15が設定する各種目標値については後記する。
【0026】
地図データd1は、締固め施工の対象となる所定領域についての地形等を示すデータである。地図データd1は、例えば、GNSSから取得可能なデータとすることができるが、これに限定されない。
【0027】
施工条件d2は、締固めに用いる土(盛土)に関するデータである。
図2に示すように、施工条件d2は、締固め施工の対象となる地盤に対応する土質、最大乾燥密度、最適含水比、および管理基準を対応付けたデータであり、施工現場ごとにエントリが作成されている。
【0028】
土質は、例えば、レキ、砂、細粒との混合比で決定することができる。レキは、粒径が2mm〜75mmの土であり、粗粒に分類される。砂は、粒径が0.075mm〜2mmの土であり、粗粒に分類される。細粒は、粒径が0.075mm以下の土である。細粒は、シルト(粒径:0.075mm〜0.005mm)、および、粘土(粒径:0.005mm以下)にさらに分類することができる。土質は、周知の室内試験によって決定することができる。
【0029】
最大乾燥密度は、対応の土に対する周知の突固め試験を行うことで得られる土の乾燥密度の最大値である。突固め試験において、対象の土に含水させる水の量を変えて所定条件下で突固めを行うことにより、最大乾燥密度を求めることができる。
【0030】
最適含水比は、対応の土の最大乾燥密度を実現する水の量(含水比)である。一般的には、土質に対して、最大乾燥密度および最適含水比は、一意に決まる。
【0031】
管理基準は、対応の土を用いた締固め施工を管理するための基準値である。具体的には、管理基準は、後記する規定乾燥密度であるがこれに限定されない。
【0032】
施工データd3は、転圧車両による締固め施工の進捗状況を示すデータである。
図3に示すように、施工データd3は、走行軌跡、転圧回数、CCVを含むデータであるが、施工データd3が含むデータは、これらに限定されない。
【0033】
施工データd3の走行軌跡は、地図データd1が示す領域における転圧車両の走行軌跡である。
施工データd3の転圧回数は、地図データd1が示す領域の位置ごとの転圧車両による転圧回数である。
施工データd3のCCVは、地図データd1が示す領域の位置ごとのCCVである。
表示処理部14は、施工データd3の内容を表示デバイスに表示させることができる。
【0034】
(規定転圧回数について)
設定部15は、締固め施工の目標値として規定転圧回数を設定することができる。規定転圧回数とは、締固めに用いる土の乾燥密度が規定乾燥密度に到達するまでに要する転圧回数をいう。規定乾燥密度は、例えば、最大乾燥密度の95%とすることができるが、これに限定されない。
【0035】
設定部15は、締固め材料に起因する材料的条件と、転圧車両に起因する機械的条件とに基づいて規定転圧回数を設定することができる。材料的条件には、例えば、土の含水比、土質、撒き出し厚、地盤剛性が含まれるが、これらに限定されない。機械的条件には、転圧車両の起振力、振幅、振動数、輪荷重、走行速度が含まれるが、これらに限定されない。一般的には、転圧回数が増大すると土の乾燥密度が増大する傾向にあるが、地盤の破壊を引き起こす過転圧にならないように規定転圧回数が設定される。
【0036】
(目標CCVについて)
設定部15は、締固め施工の目標値として目標CCVを設定することができる。目標CCVとは、締固め施工の対象となる所定領域の地盤のCCVの目標値をいう。目標CCVは、例えば、規定転圧回数の転圧が行われた地盤に対して得られるCCVとすることができるが、これに限定されない。
【0037】
設定部15は、前記した材料的条件および前記した機械的条件に基づいて目標CCVを設定することができる。一般的には、CCVと土の乾燥密度との間に一定以上の相関が確認されれば、CCVが増大すると土の乾燥密度が増大する傾向にあるが、地盤の破壊を引き起こす過転圧にならないように目標CCVが設定される。なお、本実施形態では、事前の試験施工によって、CCVと土の乾燥密度との間に一定以上の相関が確認されている土質を選択できた上で締固め施工を行うこととして説明を続ける。
【0038】
また、本実施形態では、指定の転圧車両を用いることとするため、機械的条件は決定済みであるとして説明を続ける。よって、材料的条件おいて撒き出し厚などの設計事項が決定している場合、設定部15によって、土質に対して、規定転圧回数および目標CCVは、一意に決まる。
【0039】
<処理>
次に、締固め管理装置1の処理について説明する。締固め管理装置1は、締固め施工の所定領域の規定転圧回数到達時(より詳細には、規定転圧回数番目の転圧完了時)に、本実施形態の処理を開始する。ここで、設定部15によって、規定転圧回数および目標CCVは設定済みであるとする。
【0040】
なお、
図4に示すように、締固め施工の所定領域を転圧車両Vが転圧する場合、当該領域を複数のレーンに区切り、1レーン目から転圧車両Vが往復走行することで転圧(往復により2回分)を行う。1レーン目における1往復の走行が終了すると、引き続き同レーンを往復するか、または点線表示で示すように転圧車両Vのレーンチェンジを行い、2レーン目の転圧を行う。結果的に、転圧車両Vはすべてのレーンについて規定転圧回数の転圧を行う。
【0041】
図5に示すように、まず、締固め管理装置1は、計測部12によって、締固め施工の所定領域の各位置のCCVを計測する(ステップS1)。CCVを計測する位置は、検出部11によって検出される。結果的に、計測部12は、所定領域の地盤全体に亘って規定転圧回数番目の転圧がなされた地盤の各位置のCCVを計測することができる。
【0042】
次に、締固め管理装置1は、判定部13によって、計測部12が計測したCCVのうち目標CCVを下回るCCVが存在するか否かを判定する(ステップS2)。存在しない場合(ステップS2でNo)、締固め管理装置1は、完了処理を実行する(ステップS3)。完了処理は、例えば、所定領域の地盤全体に亘って規定転圧回数番目の転圧がなされた地盤の各位置のCCVが目標CCV以上となったことを通知する処理、追加転圧を必要としないことを通知する処理であるが、これらに限定しない。完了処理実行後、
図5の処理を終了する。
【0043】
一方、計測部12が計測したCCVのうち目標CCVを下回るCCVが存在する場合(ステップS2でYes)、締固め管理装置1は、追加転圧処理を実行する(ステップS4)。追加転圧処理は、例えば、目標CCVを下回る位置を表示デバイスから通知する処理、目標CCVを下回る位置にて追加転圧(規定転圧回数を超える回数の転圧)を要求する処理、追加転圧後の地盤のCCVを計測部12が計測する処理、計測したCCVが目標CCV以上となるか否かを判定部13が判定する処理であるが、これらに限定しない。追加転圧処理実行後、
図5の処理を終了する。
【0044】
本実施形態によれば、目標CCVを地盤の不良箇所がないとみなすことができる値とすることで、所定領域の地盤全体に亘って地盤の不良箇所が存在するか否かを客観的に判定することができる。このため、地盤の不良箇所が存在しないと判定することができた場合、プルーフローリングを省略することができる。その結果、締固め施工の作業時間を短縮することができる。
【0045】
また、計測部12は、検出部11が検出した位置ごとの地盤のCCVを計測することができる。このため、転圧車両の走行軌跡を管理することができるとともに、所定領域の地盤全体の位置ごとのCCVの履歴を管理することができる。このため、所定領域の地盤全体に亘って地盤の不良箇所が存在するか否かの予測の精度を向上させることができる。
【0046】
例えば、規定転圧回数が10回であり、9回転圧した位置の地盤のCCVが9回転圧によって得られるCCV予測値よりも下回っていた場合、10回目の転圧をする前に、当該位置の地盤が不良箇所であることを予測することができる。この場合、10回よりも多く転圧を行った方が良いと予測される。9回転圧時にCCV予測値よりも大きく下回っていた場合は転圧を繰り返しても目標CCVに到達しないとの予測も可能となり、早期に地盤そのものに対策を打つことができる。
【0047】
また、表示処理部14は、計測部12が計測したCCVとして、任意回数の転圧が行われた地盤のCCVを表示デバイスに表示させることができる。このため、締固め施工の途中経過を都度確認することができる。任意回数は、規定転圧回数以下の回数を含むが、規定転圧回数を超える回数であることを妨げない。
【0048】
図6の曲線L1に示すように、
前記事前の試験施工によって、規定転圧回数:10回の転圧を行い目標CCVに到達可能な土を用いた締固め施工について説明する。計測部12は、所定領域の地盤について、転圧ごとのCCVを計測することができる。つまり、計測部12は、任意回数の転圧が行われたCCVを計測することができる。表示処理部14は、当該CCVを表示デバイスに表示させることができる。作業員は、表示デバイスを介して転圧ごとのCCVが適正であるか否かを確認することができる。例えば、転圧ごとのCCVが曲線L1(
図6)と略同等であった場合、適正であるといえる。
【0049】
表示処理部14は、
図6のグラフや、当該グラフ相当の数値群を表示デバイスに画面表示させることができる。また、表示処理部14は、CCVに代えて最大乾燥密度を用いて、グラフや数値群を表示デバイスに画面表示させることができる。
【0050】
図6の曲線L2の実線部分に示すように、7回転圧後に計測部12が計測したCCVが、
前記事前の試験施工によって得られた7回転圧後のCCVよりも大きく下回っていたとする。この場合、8回目以降の転圧を行っても、材料不良等により目標CCVに到達しないおそれがある(曲線L2の破線部分(予測値))。よって、作業員は、材料の入れ替えを実施すべきであると早期に判断することができる。
【0051】
また、
図6の曲線L3の実線部分に示すように、3回転圧後に計測部12が計測したCCVが、
前記事前の試験施工によって得られた3回転圧後のCCVよりも大きく上回っていたとする。この場合、4回目以降の転圧で早期に目標CCVに到達するため、規定転圧回数分の転圧を行うと過転圧のおそれがある(曲線L3の破線部分(予測値))。よって、作業員は、規定転圧回数よりも少ない回数の転圧を実施すべきであると早期に判断することができる。
【0052】
なお、規定転圧回数よりも少ない回数の転圧を行った段階で、計測部12が計測したCCVが目標CCV以上となった位置が存在する場合、表示処理部14は、当該位置において以降の転圧を中止する旨を表示デバイスに表示させてもよい。かかる表示により、過転圧による地盤の破壊を未然に防ぐことができる。また、締固め施工の作業時間の短縮にも貢献し得る。
【0053】
上記のように、締固め施工の途中経過を都度確認することで、現場で起こり得る不均一なCCVを略同等にし、入れ替えようとする材料の選択や、転圧の必要回数を正しく評価することができる。また、CCVの増大または土の乾燥密度の増大を客観的に判定することができる。
【0054】
<ハードウェア構成>
また、上述してきた締固め管理装置1は、所定のハードウェア構成で示されるコンピュータによって実現される。このコンピュータは、CPU、RAM、ROM、HDD、通信I/F(インターフェイス)、入出力I/F、およびメディアI/Fを有する。
【0055】
CPUは、ROMまたはHDDに格納されたプログラムに基づいて動作し、各部(検出部11、計測部12、判定部13、表示処理部14、設定部15を含む)の制御を行う。ROMは、コンピュータの起動時にCPUによって実行されるブートプログラムや、コンピュータのハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【0056】
HDDは、CPUによって実行されるプログラム、および、かかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信I/Fは、通信網を介して他の機器からデータを受信してCPUへ送り、CPUが生成したデータを、通信網を介して他の機器へ送信する。
【0057】
CPUは、入出力I/Fを介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、および、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。CPUは、入出力I/Fを介して、入力装置からデータを取得する。また、CPUは、生成したデータを入出力I/Fを介して出力装置へ出力する。
【0058】
メディアI/Fは、記録媒体に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、RAMを介してCPUに提供する。CPUは、かかるプログラムを、メディアI/Fを介して記録媒体からRAM上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体は、例えばDVD(Digital Versatile Disc)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto Optical disk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
【0059】
例えば、コンピュータが締固め管理装置1として機能する場合、コンピュータのCPUは、RAM上にロードされたプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。プログラム実行の際、HDDが格納するデータ等が使用される。コンピュータのCPUは、これらのプログラムを記録媒体から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から通信網を介してこれらのプログラムを取得してもよい。
【0060】
上記プログラムによれば、締固め管理装置1の普及を促進させることができる。
【0061】
<変形例>
(a):
図5の処理に対して、判定部13による判定は、計測部12が各位置でのCCVの計測ごとに行うようにしてもよい。計測したCCVが目標CCVを下回っていた場合、転圧車両Vはその場で追加転圧を行うようにしてもよい。
【0062】
(b):その他、各実施形態で説明した技術的特徴は、適宜組み合わせることが可能である。