JPH0749645B2

JPH0749645B2 - 敷均し機械における舗装厚制御方法

Info

Publication number: JPH0749645B2
Application number: JP2307588A
Authority: JP
Inventors: 巻雄藤田; 文夫後藤; 哲夫小川; 知宏後町; 生雅山辺; 一郎宮崎
Original assignee: 株式会社新潟鐵工所; 日本鋪道株式会社
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH04179710A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、アスファルトフイニッシャやベースペーバ等
の敷均し機械に用いられる舗装厚制御方法に関する。

〔従来の技術〕

道路等を舗装するような場合、通常、平坦に仕上げるこ
とが要求される。

従来、舗装面を平坦に仕上げる方法の一つに、舗装しよ
うとする道路の側方に存する縁石や側溝、等を基準面
（線）として利用し、それら基準面にならって舗装面を
仕上げる方法があった。

また、車両の側部に走行方向に沿ってほぼ車両の長さと
同程度の長さを有してなるロングスキーを配置し、該ロ
ングスキーによって未舗装面をあらかじめ凹凸の少ない
平坦面と見なし、該平坦面に沿って舗装面を仕上げる方
法もあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者の縁石等を基準面としながら舗装を
行なう方法では、縁石等がいつもあるとは限らず、しか
も縁石等がある場合でもそこから離れるにしたがい地面
の平坦性を徐々に損なわれる欠点があった。

また、後者のものでは、ロングスキーを必要とするの
で、装置が大掛かりになる欠点があり、また、それに伴
い幅の狭い道路では実施し難い欠点があった。さらに、
ロングスキーを用いた制御は、路盤形状を凹凸が少なく
なるようある程度平坦化して制御するものであり、舗装
厚そのものを制御することはできなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、ロングスキー等の大掛かりな装置を用い
ることなく、舗装厚そのものの制御が行える敷均し機械
における舗装厚制御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、上記の目的を達成するために、車両の後部
に前後方向傾動自在に設けたスクリードの傾きを変える
ことによって、該スクリードにより敷き均される舗装の
厚さを制御する敷均し機械における舗装厚制御方法にお
いて、前記敷均し機械上に一対の高さセンサを走行方向
に所定間隔をあけてかつ前記スクリードと一体的に傾動
するよう配置するとともに、それら一対の高さセンサの
傾斜角を測定する傾斜センサを備え、前記敷均し機械に
設けられた距離センサからの出力信号に基づき敷均し機
械が前記一対の高さセンサの離隔距離走行するごとに該
一対の高さセンサ及び前記傾斜センサにより未舗装面を
高さ測定してそれらの値から既舗装面の舗装厚を算出す
る一方、前記スクリードの前方に該スクリードと一体的
に上下動するように設けられたアームの先端に取り付け
た高さセンサによって該アームの先端とスクリードの前
方所定距離にある未舗装面との距離を検出し、該距離と
変位可能な目標値との偏差に基づき前記スクリードを制
御するとともに、前記算出した既舗装厚の平均値とあら
かじめ設定した目標舗装厚との差をフィードバックしな
がら前記目標値を補正することを特徴とする。

〔作用〕

スクリードの前方に設けたアームの先端に取り付けた高
さセンサによって、アームの先端とスクリードの前方所
定距離にある未舗装面との距離を検出し、この距離と目
標値との偏差に基づきスクリードを制御するので、従来
の技術で説明したロングスキー等の特別な装置を用いる
ことなく、舗装面の平滑性が確保できる。

〔実施例〕

添付図面はアスファルトフイニッシャに適用した本発明
の一実施例を示すもので、第１図中符号１はアスファル
トフイニッシャAFの走行車両である。その前部には、ア
スファルト合材を入れるホッパ２が設けられている。該
ホッパ２内のアスファルト合材は車体下部のフィーダに
よって後方（第１図で右方）に移送され、その後スクリ
ュによって左右に均等に広げられて、左右一対のスクリ
ード５によって敷き均される。

スクリード５はレベリングアーム６を介して走行車両１
の略中央側面に設けられた支持軸７により支持されてい
る。支持軸７はピボットシリンダ８によって上下に移動
操作される。なお、上記アスファルトイニッシャAFの基
本構造は周知である。

また、符号11は左右にそれぞれ設けられた測定装置であ
る。測定装置11は、測定アーム12の先端に設けられた第
１の高さセンサ13と、測定アームの中央部に設けられて
第１の高さセンサ13と対をなす第２の高さセンサ14と、
測定アーム12の傾斜角を測定する傾斜センサ15とから構
成されている。測定アーム12の基端（図中右端）はスク
リード５を支持する枠体5aにピン支持され、これにより
測定アーム12はスクリード５に均って傾動する。

第１および第２の高さセンサ13,14は種々のものが考え
られるが、ここでは超音波を利用したセンサが用いられ
る。また、第３図に示すように上記両センサ13,14の距
離は、第２の高さセンサ14とスクリード５の後端との距
離の1/2（整数分の１であれば良い）に設定され、両セ
ンサ13,14のスクリード５に対する相対的な高さH₀は、
スクリード５および測定アーム12等がいかなる傾きの場
合でも常に一定の値になるように設定されている（第４
図参照）。

17は走行車両１の前部下端に設けられた走行距離算出用
の距離センサである。

また、１はスクリード５と一体的に上下動するように取
り付けられたＬ字状のアームである。アーム18の基端側
（第１図中右側）は図示しないスクリード支持用の枠体
に固定され、アーム18の先端には路面との距離を測定す
る第３の高さセンサ19が取り付けられている。第３のセ
ンサ19は前記第２の高さセンサ14とスクリード５の後端
のちょうど中央部分に配置されており、結局、スクリー
ド５の後端と第３の高さセンサ19、第３の高さセンサ19
と第２の高さセンサ14、および第２の高さセンサと第１
の高さセンサ13は、それぞれ同じ距離Ｍずつ離して配置
されている。第３のセンサ19には、前記第１および第２
の高さセンサ13,14と同様、超音波センサが利用され
る。

第１、第２の高さセンサ13,14、傾斜センサ15、および
距離センサ17には演算装置30が接続され、また第３の高
さセンサ19には演算装置40が接続されている（第２図参
照）。

演算装置30は、高さセンサ13,14および傾斜センサ15の
アナログ出力を受け、これをデジタル出力に変換するA/
D（アナログ−デジタル）変換器31と、このA/D変換器31
及び距離センサ17の各デジタル出力が入力されるI/O
（入力−出力）インターフェイス32と、このI/Oインタ
ーフェイス32からのデータに基づいて演算を行う演算部
33と、この演算部33で得られた数値を入力して記憶し、
また演算部33に出力するデータ記憶部34とから構成され
ている。

演算装置40は、前記第３の高さセンサ19のアナログ出力
を受け、これをデジタル出力に変換するA/D（アナログ
−デジタル）変換器41と、このA/D変換器41のデジタル
出力が入力されるI/O（入力−出力）インターフェイス4
2と、このI/Oインターフェイス42からのデータに基づい
て演算を行なうとともに前記演算部33と電気的に接続さ
れた演算部43と、該演算部43で演算された数値をデータ
加工するI/Oインターフェイス44とから構成されてい
る。

そしてI/Oインターフェイス44から出力される信号は、
図示せぬ油圧回路中に介装された電磁弁46に送られ、該
電磁弁46が操作されて前記ピボットシリンダ８が伸縮操
作されるようになっている。

演算装置30は、車両１が両高さセンサ13,14の離隔距離
を走行する毎に高さセンサ13,14から送られてくる測定
信号に基づいて所要の演算をし、他方演算装置40は車両
１が走行するときは常に所要の演算をする。

演算部33の主な演算内容は、一対の高さセンサ13,14
によって同時に測定された二つの測定地点の高低差から
舗装厚Ｔを演算すること、上記算出した舗装厚Ｔのう
ち連続する複数点を選んでその平均値Taを算出するこ
と、該算出した舗装厚の平均値Taと目標舗装厚T₀との
差εを算出することである。

また、演算部43の主は演算内容は、アスファルトフィ
ニッシャAFの作動が定常状態になったときのデータをも
とに、第３の高さセンサ19で測定される制御目標値L₀を
算出し、それに基づきスクリード５を制御させるべくピ
ボットシリンダ８の操作量を算出すること、第３の高
さセンサ19の装置値Ｌと前記制御目標値L₀の差Ｅを算出
すること、前記演算部33で求めた目標舗装厚T₀と実際の
平均舗装厚Taとの差εがある範囲を越えるとき、前記第
３の高さセンサ19で測定される制御目標値L₀に対し適切
な補正を行うことである。

なお、上記第３の高さセンサ19で測定される測定値Ｌが
制御目標値L₀からずれるとき、このずれをなくすようス
クリード５を制御するが、そのときの制御はあらかじめ
種々の実験を基に演算部に入力されている記憶データに
基づいて行われる。

ここで、一対の高さセンサ13,14によって同時に測定さ
れた二つの測定地点P₁，P₂、P₂，P₃、P₃，P₄…の高低差
δ₁，δ₂，δ₃…を演算する方法、および各測定地点
P₁，P₂……の舗装厚Ｔを演算する方法を第３図および第
４図に基づいて説明する。

まず、高低差δは次式によって算出する。

δ＝H₂-(H₁-MTanθ₁）……（１）ここで、上記符号は以下の意味をもつ。

H₁ ：第１の高さセンサ13によって検出された値 H₂ ：第２の高さセンサ14によって検出された値Ｍ：第1,第２の高さセンサ13,14間の距離 θ₁ ：測定アーム12の傾き上記高低差δに基づき舗装厚Ｔは次式によって算出され
る。

Ｔ＝H₂₁＋δ−MTanθ₂-H₀……（２）ここで、上記符号は以下の意味をもつ。

H₂₁ ：第２の高さセンサ14によって検出された値 δ ：上記（１）式で算出された値Ｍ：上記と同様 θ₂ ：測定アーム12の傾き H₀ ：高さセンサ14とスクリードとの高低差上記式（１），（２）は高低差δと舗装厚Ｔの算出方法
を分かり易くするために示したもので、第１図および第
３図に示したアスファルトフイニッシャAFで示す測定装
置11によるものとは若干異なる。実際に、本実施例の測
定装置11によって測定するには、車両１がスクリード５
と第２の高さセンサ14との離隔距離2Mではなく、両高さ
センサ13,14の離隔距離Ｍ走行するごとに舗装厚Ｔを算
出する。

なお、上記算出式（１），（２）では、高低差δおよび
舗装厚Ｔは傾きθを考慮していないので実際の値との間
に若干の差はあるが、傾きθは極めて小さいので無視で
きる。

次に、上記のように構成された敷均し機械による舗装厚
制御方法を説明する。

アスファルトフイニッシャAFによる道路の舗装は、従来
同様に走行車両１を一定速度で走行させながら、ホッパ
２内のアスファルト合材をフィーダでスクリュに送って
スクリード５の前に一様に広げ、そのアスファルト合材
をスクリード５で敷き均す。

上記において、車両１の走行距離は距離センサ17によっ
て測定され、走行距離がＭになるごとに第１および第２
の高さセンサ13,14によって路盤面からの距離を測定し
てその測定結果を演算装置30に出力する。

演算装置30は、高さセンサ13,14と距離センサ17、及び
傾斜センサ15の出力信号から、前述のように舗装厚Ｔを
演算する。それらの値から既舗装面の連続する複数の測
定点における舗装厚の平均値Taを算出する。そして、該
平均値とあらかじめ設定された目標舗装厚との差εを求
め、その値を演算部40に送る。このときの演算部40への
データ移送間隔は、車両が所定距離（例えば,5m）走行
する毎にあるいは所定時間毎に行う。

一方、車両１が走行している間は、スクリード５から前
方に距離Ｍ隔てた箇所の路盤面までの距離が、絶えず第
３の高さセンサ19によって測定され、演算装置40に出力
される。

演算装置40では、送られてくる第３の高さセンサ19から
の実際の測定値Ｌと、あらかじめ求めた制御目標値L₀と
の差を求め、その差に基づきピボットシリンダの制御量
を求める。なお、制御目標値L₀は、具体的には当該アス
ファルトフィニッシャの作動初期において、オペレータ
が定常状態になったと判断したときに所定のスイッチを
押すと、そのときの状況から求められる値である。

上記求めたピボットシリンダの制御信号は、I/Oインタ
ーフエイス44を介して電磁弁46に送られ、ピボットシリ
ンダ８を伸縮操作して、スクリード５を制御する。

すなわち、これにより路盤の凹凸を考慮しながらスクリ
ード５を制御することができ、もって舗装仕上がり面の
平坦性が確保できる。いわゆるグレートコントロールが
可能となる。

一方、車両が上記所定距離（例えば5m）走行するごと
に、前記演算部33から送られてくる信号を基に、実際の
舗装厚の平均値Taが目標舗装厚T₀から大きくずれている
か否か判断し、差がある範囲以上に大きくなる場合には
上記定数L₀を適宜値に変える補正を行なう。

これにより、本実施例のアスファルトフィニッシャで
は、平坦性が確保されるだけではなく、舗装厚が目標舗
装厚からずれる場合、それを補正して同目標舗装厚に近
づけることも可能である。

上記以外の実施例、及び技術事項等について以下に列記
する。

（１）上記の実施例では、高さセンサ13,14の離間距
離をＭに設定しているが、これに限られることなく、2M
あるいはM/2,M/3等いずれに設定してもよい。

（２）高さセンサ13,14,19は、超音波センサに限られ
ることなく、レーザ式や伸縮可能なシリンダなどを用い
ることもでき、その具体構造は任意である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、スクリードの前方
に設けたアームの先端に取り付けた高さセンサによっ
て、アームの先端とスクリードの前方所定距離にある未
舗装面との距離を検出し、この距離と目標値との偏差に
基づきスクリードを制御するので、従来の技術で説明し
たロングスキー等の特別な装置を用いることなく、舗装
面の平滑性が確保できる。

またスクリードを制御するにあたって基準となる上記目
標値は、固定した値ではなく、既舗装厚とあらかじめ設
定した目標舗装厚との差をフィードバックしながら適宜
間隔で補正されること、しかも、既舗装厚は一つではな
く複数の値の平均値であることから、未舗装厚の凹凸の
変化の激しさに影響されることなく、舗装厚を所望値に
近付けるよう段階的収束制御が行え、理想的な平滑舗装
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本
発明方法を実施するためのアスファルトフィニッシャの
側面図、第２図は演算装置のブロック図、第３図は本発
明方法を説明するための図、第４図（イ），（ロ）は路
盤の舗装厚を求めるための説明図である。１……車両、５……スクリード、８……ピボットシリン
ダ、11……測定装置、13,14……第1,第２の高さセンサ
（一対の高さセンサ）、15……傾斜センサ、17……距離
センサ、19……第３の高さセンサ、30……演算装置、33
……演算部、40……演算装置、43……演算部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川哲夫群馬県群馬郡群馬町棟高730番地株式会社新潟鉄工所高崎工場内 (72)発明者後町知宏東京都中央区京橋１丁目19番11号日本鋪道株式会社内 (72)発明者山辺生雅東京都中央区京橋１丁目19番11号日本鋪道株式会社内 (72)発明者宮崎一郎東京都中央区京橋１丁目19番11号日本鋪道株式会社内 (56)参考文献特開昭63−272803（ＪＰ，Ａ) 特開平１−295902（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の後部に前後方向傾動自在に設けたス
クリードの傾きを変えることによって、該スクリードに
より敷き均される舗装の厚さを制御する敷均し機械にお
ける舗装厚制御方法において、前記敷均し機械上に一対の高さセンサを走行方向に所定
間隔をあけてかつ前記スクリードと一体的に傾動するよ
うに配置するとともに、それら一対の高さセンサの傾斜
角を測定する傾斜センサを備え、前記敷均し機械に設け
られた距離センサからの出力信号に基づき敷均し機械が
前記一対の高さセンサの離隔距離走行するごとに該一対
の高さセンサ及び前記傾斜センサにより未舗装面を高さ
測定してそれらの値から既舗装面の舗装厚を算出する一
方、前記スクリードの前方に該スクリードと一体的に上下動
するように設けられたアームの先端に取り付けた高さセ
ンサによって該アームの先端とスクリードの前方所定距
離にある未舗装面との距離を検出し、該距離と変位可能な目標値との偏差に基づき前記スクリ
ードを制御するとともに、前記算出した既舗装厚の平均
値とあらかじめ設定した目標舗装厚との差をフィードバ
ックしながら前記目標値を補正することを特徴とする敷
均し機械における舗装厚制御方法。