JP5107673B2 - Management method of embankment density - Google Patents
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Description
本発明は、盛土密度の管理方法に関し、さらに詳細には、所定量の盛土材料を所定範囲に敷均して締固めることにより所定密度の締固め層が得られるように盛土密度を管理する方法に関する。 The present invention relates to a method for managing embankment density, and more particularly, a method for managing embankment density so that a predetermined amount of embankment material is spread over a predetermined range and compacted to obtain a compacted layer with a predetermined density. About.
盛土密度を計測するための慣用方法としては、締固め層から試験体を採取して密度を計測する方法、締固め層に形成した穴に砂を充填して密度を計測する砂置換による方法、RIによる密度測定方法、平板載荷試験、打撃による密度管理等がある。
しかしながら、上述の慣用方法では、仕上がり盛土面を破壊しないと計測できなかったり、また抜取り試験となるため盛土量にあわせて数箇所の計測が必要となり時間が掛かり過ぎたり、さらには、斜面上や凹凸のある仕上がり面では密度計測が困難であるといった欠点がある。
As a conventional method for measuring the embankment density, a method of measuring the density by collecting a test body from the compaction layer, a method by sand substitution that measures the density by filling the hole formed in the compaction layer with sand, There are density measurement method by RI, flat plate loading test, density management by impact, and the like.
However, in the above-mentioned conventional method, it is impossible to measure unless the finished embankment surface is destroyed, and since it is a sampling test, it is necessary to measure several locations according to the embankment amount, and it takes too much time. There is a drawback in that it is difficult to measure density on the finished surface with unevenness.
また盛土密度をリアルタイムに計測する慣用技術としては、締固め機械の沈下量を計測することによる現状密度の確認方法や、レーザーレベル計測器により沈下量を測定する方法がある。しかしながら、上述した従来のリアルタイム計測技術では、予備転圧試験によるデータを使用した盛土沈下量による密度算定であるため、現場条件により計測結果の正確性に欠け、仕上がり目標程度にしか使用することができないといった欠点がある。 In addition, as a conventional technique for measuring the embankment density in real time, there are a method for confirming the current density by measuring the settlement amount of the compacting machine and a method for measuring the settlement amount with a laser level measuring instrument. However, in the above-mentioned conventional real-time measurement technology, the density calculation is based on the amount of embankment subsidence using the data from the preliminary rolling test, so the measurement results lack accuracy due to on-site conditions and can only be used to the finished target level. There is a drawback that it cannot be done.
上述したもの以外では、特許文献1に、GPSシステムを用いた盛土の締固め管理方法が記載されている。これは、GPS受信機を備えた基準局と、基準局にデータリンクするGPS受信機を備えた転圧作業車と、締固め作業車からの情報を受信する受信局とからなり、締固め作業車には締固め密度センサを含む密度測定装置が設けられる。この密度測定装置による計測結果を位置データと共に受信局に送信し、計測結果及び位置データをデータ処理することにより、締固め度合いを求めるものである。
そして、特許文献1には、密度測定装置として採用可能な手段が、RI式水分・密度測定装置、電磁波式締固め度測定装置、及び加速度計により計測した波形から締固め程度を推定する手法である旨が記載されている。
しかしながら、何れの密度測定装置を締固め作業車に設けたとしても、これらによって得られるデータにはバラツキが多く、そのようなデータから推定される締固め程度の精度も悪く、実用化が困難であるという欠点がある。
Other than those described above,
In
However, even if any density measuring device is installed in the compacting work vehicle, there are many variations in the data obtained from these, the accuracy of compaction estimated from such data is poor, and practical application is difficult. There is a drawback of being.
また特許文献2には、締固め施工機械における振動ローラの振動加速度の時間変化を示す加速度波形を用いて地盤応答値を演算し、この演算値から締固め施工エリアの締固め程度の実測値を推定する手法が記載されているが、この場合にも、締固め密度は振動ローラの振動加速度により間接的に求められるものであるため、信頼性に関して課題が残るものであった。
本発明は、以上のような現状を鑑みて提案されたものであり、盛土の形状に拘らず、締固め程度を高精度、且つリアルタイムに管理することができる盛土密度の管理方法を提供することである。 The present invention has been proposed in view of the current situation as described above, and provides a banking density management method capable of managing the degree of compaction with high accuracy and in real time regardless of the shape of the banking. It is.
本発明では、以下に記載する(1)乃至(3)の手段により上記課題が解決される。 In the present invention, the above problems are solved by means (1) to (3) described below.
(1)所定量の盛土材料を保管場所から締固め施工エリアに搬送し、締固め施工エリアの所定範囲に盛土材料を敷均した後に、盛土材料を締固めることにより所定密度の締固め層が得られるように盛土密度を管理する方法であって、前記締固め施工エリアの所定範囲に締固め層を形成するのに先立って、試験施工として、前記盛土材料を締固め施工エリアに敷き均して締固めることにより締固め層を形成し、当該締固め層から採取した試験体を測定して実測値としての密度を求め、且つ、立体計測手段により求めた締固め層を形成する前後の表面形状と盛土材料の質量とから演算値として密度を求め、これら実測値と演算値とから補正係数を求め、盛土密度評価工程における締固め層の密度の演算に前記補正係数を使用することを特徴とする盛土密度の管理方法。 (1) A predetermined amount of embankment material is transported from the storage location to the compacting construction area, and after the embedding material is spread over a predetermined range of the compacting construction area, the embedding material is compacted to form a compacted compaction layer. fill density so as to obtain a method for managing, prior to forming the compacted layer in a predetermined range of the compaction construction area, as a test construction, leveling spread the fill material to the compaction construction area The surface before and after forming a compaction layer by forming a compaction layer, measuring a specimen taken from the compaction layer to determine the density as an actual measurement value, and forming the compaction layer obtained by a three-dimensional measurement means calculated density as operation value from the mass shape and fill material, it obtains a correction coefficient from these measured values and the calculated value, the use of the correction factor for the calculation of the density of the compacted layer in the overlay soil density evaluation step It shall be the feature Soil density management method.
(2)所定量の盛土材料を保管場所から締固め施工エリアに搬送し、締固め施工エリアの所定範囲に盛土材料を敷均した後に、盛土材料を締固めることにより所定密度の締固め層が得られるように盛土密度を管理する方法であって、前記保管場所において盛土材料の含水比を測定し、当該含水比を用いて、前記所定範囲に前記締固め層を形成するために必要な盛土材料の質量を演算で求める質量演算工程と、盛土材料を敷き均す以前に、三次元レーザースキャナ等の立体計測手段により前記締固め施工エリアの所定範囲の地表面形状を表面形状として計測する表面形状計測工程と、前記質量の盛土材料を前記所定範囲に敷均し、締固め機械により所定程度まで締固めた後に、前記立体計測手段により締固め層の表面形状を締固め形状として計測する締固め形状計測工程と、当該締固め形状、前記表面形状、及び前記質量演算工程で求めた盛土材料の質量を用いて締固め層の密度を演算し、締固められた盛土が所定密度に達したか否かを評価する盛土密度評価工程とを含み、締固められた盛土が所定密度に達した場合には、他の締固め層を形成する工程に進み、所定密度に達していない場合には、所定密度に達するまで締固め工程と前記盛土密度評価工程とを繰り返す盛土密度の管理方法において、前記締固め施工エリアの所定範囲に締固め層を形成するのに先立って、試験施工として、前記盛土材料を締固め施工エリアに敷き均して締固めることにより締固め層を形成し、当該締固め層から採取した試験体を測定して実測値としての密度を求め、且つ、立体計測手段により求めた締固め層を形成する前後の表面形状と盛土材料の質量とから演算値として密度を求め、これら実測値と演算値とから補正係数を求め、前記盛土密度評価工程における締固め層の密度の演算に前記補正係数を使用することを特徴とする盛土密度の管理方法。 (2) A predetermined amount of embankment material is transported from the storage location to the compaction construction area, and the embedding material is spread over a predetermined area of the compaction construction area, and then the embedding material is compacted to form a compaction layer with a predetermined density. It is a method for managing the embankment density so as to obtain the embankment necessary for measuring the moisture content of the embankment material at the storage location and using the moisture content to form the compaction layer in the predetermined range. Mass calculation step for calculating the mass of the material, and a surface that measures the ground surface shape of the predetermined area of the compaction construction area as a surface shape by a three-dimensional measuring means such as a three-dimensional laser scanner before spreading and filling the embankment material After the shape measuring step, the embedding material of the mass is spread over the predetermined range and compacted to a predetermined level by a compacting machine, the surface shape of the compacted layer is measured as a compacted shape by the three-dimensional measuring means. The density of the compacted layer is calculated using the compacted shape measuring step, the compacted shape, the surface shape, and the mass of the embankment material obtained in the mass calculating step, and the compacted embankment has a predetermined density. Including an embankment density evaluation process for evaluating whether or not the embankment has reached, and when the compacted embankment reaches a predetermined density, the process proceeds to a process of forming another compaction layer and the predetermined density is not reached. the, in the compaction step and the embankment density evaluation step and repeat to managing Sheng soil density reaches a predetermined density, prior to forming the compacted layer in a predetermined range of the compaction construction area, As test construction, a compaction layer is formed by spreading and compacting the embankment material in a construction area, measuring a specimen taken from the compaction layer, and determining a density as an actual measurement value; and , Tightening determined by the three-dimensional measuring The density is calculated as the calculated value from the surface shape before and after the formation of the ground layer and the mass of the embankment material, and the correction coefficient is obtained from the measured value and the calculated value, and the density of the compaction layer in the embedding density evaluation process is calculated. managing Sheng soil density you characterized by using said correction factor.
(3)前記質量演算工程において求めた質量の盛土材料を前記所定範囲に敷均すことにより敷均し層を形成した後、且つ敷均し層を締固める以前に、敷均した盛土材料の表面形状を立体計測手段により敷均し形状として計測する敷均し形状計測工程を実施し、当該敷均し形状、前記表面形状、及び前記質量演算工程で求めた盛土材料の質量を用いて敷均し層の密度を演算して求め、当該敷均し層の演算密度を用いて、他の締固め層を形成する工程における盛土材料の敷均し高さの目標値を算出することを特徴とする請求項2に記載の盛土密度の管理方法。
(3) After forming the spreading layer by spreading the mass of the embankment material obtained in the mass calculation step in the predetermined range, and before compacting the spreading layer, A leveling shape measuring step is performed in which the surface shape is measured as a leveled shape by a three-dimensional measuring means, and the leveling shape, the surface shape, and the mass of the embankment material obtained in the mass calculation step are used to spread the surface shape. It calculates the density of the leveling layer, and uses the calculated density of the leveling layer to calculate the target value of the leveling height of the embankment material in the process of forming another compaction layer. The banking density management method according to
前記(1)〜(3)の盛土密度の管理方法において、立体計測手段として例示した三次元レーザースキャナは慣用の装置であり、これは、計測対象物とセンサーの間をレーザパルスが往復する時間を計測して距離を計測すると共に、レーザービームを発射した方向を計測して計測対象点の3次元座標を得るものである。
したがって、本発明では、施工エリアの所定範囲において、盛土材料を搬入する以前の地表面形状である基面形状と、敷均した盛土材料の表面形状である敷均し形状と、締固めた後の盛土材料の表面形状である締固め形状とは、それぞれ多数の計測点の3次元座標から構成されるものである。そして、敷均した盛土材料の体積は、基面形状と敷均し形状とを構成する多数の3次元座標データより、仮想平面との間で体積を計算し、敷均し面から仮想平面までの体積Vaと、基面から仮想平面までの体積Vbとの間で、Va−Vbのように計算処理すれば求められる。また締固めた盛土材料の体積も同様な計算手法により、基面形状と締固め形状とを構成する多数の3次元座標データから求めることができる。これら表面形状データから体積を算出する工程は、三次元レーザースキャナ自体に組み込まれた機能、又は、別のコンピュータにより実行される。
In the method for managing embankment density according to (1) to (3), the three-dimensional laser scanner exemplified as the three-dimensional measuring means is a conventional device, and this is the time for the laser pulse to reciprocate between the measurement object and the sensor. Is measured to measure the distance, and the direction in which the laser beam is emitted is measured to obtain the three-dimensional coordinates of the measurement target point.
Therefore, in the present invention, in a predetermined range of the construction area, after the base surface shape, which is the ground surface shape before carrying the embankment material, and the spread shape, which is the surface shape of the spread embankment material, after compaction The compacted shape, which is the surface shape of the embankment material, is composed of three-dimensional coordinates of a large number of measurement points. The volume of the spread embankment material is calculated from the three-dimensional coordinate data constituting the base surface shape and the spread shape to the virtual plane, and from the spread surface to the virtual plane. It can be obtained by performing a calculation process such as Va−Vb between the volume Va and the volume Vb from the base surface to the virtual plane. Further, the volume of the compacted embankment material can be obtained from a large number of three-dimensional coordinate data constituting the base surface shape and the compacted shape by a similar calculation method. The step of calculating the volume from the surface shape data is executed by a function incorporated in the three-dimensional laser scanner itself or by another computer.
前記(1)の質量演算工程において、含水比は、例えば、保管場所の盛土材料(湿潤状態)からサンプリングした試料を乾燥炉により乾燥させ、水分量を計測すれば求めることができる。
また施工エリアにおいて一度に締固め工程が実施される範囲、すなわち、面積及び締固め高さは、施工計画や設計データにより予め設定されており、さらに、締固め層の設計乾燥密度も予め設定されている。したがって、一回の締固め工程に使用される盛土材料(湿潤状態)の質量は下記の式(1)により求めることができる。
M=V×γd0×(1+w/100)・・・・・・・・・式(1)
M:一回の締固め工程に使用される盛土材料の質量
V:一回の締固め工程で形成される締固め層の体積
γd0:締固め層の設計乾燥密度
w:含水比
ここで、締固め層の体積Vは、締固め層の面積A及び締固め高さhとから、V=A×h
のような計算により求められる。
In the mass calculation step (1), the water content ratio can be obtained by, for example, drying a sample sampled from the embankment material (wet state) at the storage location and measuring the moisture content.
In addition, the range in which the compaction process is performed at once in the construction area, that is, the area and the compaction height, are preset according to the construction plan and design data, and the design dry density of the compaction layer is also preset. ing. Therefore, the mass of the embankment material (wet state) used in one compaction process can be obtained by the following equation (1).
M = V × γd 0 × (1 + w / 100)... Equation (1)
M: Mass of embankment material used in one compaction process V: Volume of compaction layer formed in one compaction process γd 0 : Design dry density of compaction layer w: Water content ratio The volume V of the compaction layer is determined by V = A × h from the area A of the compaction layer and the compaction height h.
It is calculated | required by calculation like.
前記(1)の盛土密度評価工程において、締固め層の乾燥密度は下記の式(2)によって求めることができる。
γd1=γt1/(1+w/100)・・・・・・・・・式(2)
γd1:締固め層の乾燥密度
γt1:締固め層の湿潤密度
w:盛土材料の含水比
In the embankment density evaluation step (1), the dry density of the compacted layer can be obtained by the following equation (2).
γd 1 = γt 1 / (1 + w / 100)... Equation (2)
γd 1 : dry density of compaction layer γt 1 : wet density of compaction layer w: moisture content of embankment material
ここで、締固め層の湿潤密度(γt1)は下記の式(3)により求められる。
γt1=M/V・・・・・・・・・式(3)
γt1:締固め層の湿潤密度
M:締固め層を形成する際に用いた盛土材料の質量
V:締固め層の体積(基面形状と締固め形状とから算出される)
Here, the wet density (γt 1 ) of the compacted layer is obtained by the following equation (3).
γt 1 = M / V (3)
γt 1 : wet density of compaction layer M: mass of embankment material used for forming compaction layer V: volume of compaction layer (calculated from base shape and compaction shape)
前記(2)の盛土密度の管理方法では、試験施工により形成した締固め層から試験体を採取し、当該試験体の体積及び重量を計測することにより、実測値としての密度を算出することができる。
ここで、立体計測手段による基面形状及び締固め形状と、盛土材料の質量と、から求めた演算値が乾燥密度である場合、試験体からも乾燥重量により乾燥密度を求めて実測値とし、下記の式(4)により補正係数(α)を求める。
補正係数(α)=実測値/演算値・・・・・・・・・式(4)
In the embankment density management method of (2), the density as an actual measurement value can be calculated by taking a specimen from a compacted layer formed by test construction and measuring the volume and weight of the specimen. it can.
Here, when the calculated value obtained from the base surface shape and compacted shape by the three-dimensional measuring means, and the mass of the embankment material is the dry density, the dry density is obtained from the test specimen by the dry weight, and the measured value is obtained. The correction coefficient (α) is obtained by the following equation (4).
Correction coefficient (α) = actual measurement value / calculated value (4)
前記(3)の盛土密度の管理方法では、試験施工又は他の締固め層を形成する工程において、所定範囲に敷均した盛土材料から求めた乾燥密度(γd2)、すなわち敷均し乾燥密度を使用し、これから敷均し湿潤密度(γt2)を求め、この湿潤密度(γt2)から新たな締固め層を形成する工程における盛土材料の敷均し高さの目標値(ΔH)を演算により求めるものである。
ここで、敷均し湿潤密度(γt2)は、下記の式(5)により求められる。
γt2=γd2×(1+w/100)・・・・・・・・・式(5)
γd2:敷均し層の乾燥密度
γt2:敷均し層の湿潤密度
w:締固め工程に使用される盛土材料の含水比
そして、敷均し高さの目標値(ΔH)は、敷均す盛土材料の質量(M)を、敷均し湿潤密度(γt2)により除し、さらに盛土材料を敷均す範囲の面積(A)で除すると、下記の式(6)のようにしてΔHを求めることができる。
ΔH=M/γt2/A・・・・・・・・・式(6)
M:一回の締固め工程に使用される盛土材料の質量
γt2:敷均し層の湿潤密度
A:一回の締固め工程が実施される範囲の面積
In the method for managing embankment density in (3) above, the dry density (γd 2 ) obtained from the embankment material spread in a predetermined range in the test construction or other step of forming the compacted layer, that is, the spread dry density Is used to determine the spread wet density (γt 2 ), and the target value (ΔH) of the spread height of the embankment material in the process of forming a new compacted layer from this wet density (γt 2 ). It is obtained by calculation.
Here, the spread wet density (γt 2 ) is obtained by the following equation (5).
γt 2 = γd 2 × (1 + w / 100)... Equation (5)
γd 2 : Drying density of spreading layer γt 2 : Wet density of spreading layer w: Moisture content of embankment material used for compaction process And the target value (ΔH) of spreading height is When the mass (M) of the leveling material is divided by the leveling wet density (γt 2 ) and further divided by the area (A) within the range where the leveling material is leveled, the following equation (6) is obtained. ΔH can be obtained.
ΔH = M / γt 2 / A (6)
M: Mass of embankment material used for one compaction process γt 2 : Wet density of spreading layer A: Area in a range where one compaction process is performed
本発明の盛土密度の管理方法では、締固めに使用する盛土材料の含水比及び質量を求め、締固め施工エリアにおける盛土材料を敷均す前後の表面形状や、盛土材料を締固めた後の表面形状を三次元レーザースキャナ等の立体計測手段を用いて求め、これらデータから締固め層の密度を算出して締固め程度を管理するものであるため、盛土の形状に拘らず、締固め程度をリアルタイムに管理することが可能になった。したがって、締固め層の密度をリアルタイムに把握しながら、締固め回数を調整することにより、たとえ、締固め層の密度管理の上限値と下限値が比較的狭い幅で設定されている場合であっても、これを高精度で達成することが可能になった。 In the embankment density management method of the present invention, the moisture content and mass of the embedding material used for compaction are obtained, the surface shape before and after the embedding material is spread in the compacting construction area, and after the embedding material is compacted. The surface shape is obtained using a three-dimensional measuring means such as a three-dimensional laser scanner, and the compaction layer density is calculated from these data to control the compaction level. Can be managed in real time. Therefore, by adjusting the number of compactions while grasping the density of the compaction layer in real time, even if the upper and lower limits of density management of the compaction layer are set within a relatively narrow range. However, this can be achieved with high accuracy.
また本発明では、必要に応じて予め試験施工を実施し、締固め層から試験体を採取して密度を測定し、この実測値から補正係数を求めても良い。
すなわち、本発明では、本施工において、三次元レーザースキャナ等の立体計測手段を使用して締固め層の体積を求め、盛土材料の質量により締固め密度を算出し、これにより盛土密度の管理を行うものであるため、試験施工では、実際に締固め層から採取した試験体により締固め密度及び補正係数を求め、これにより立体計測手段による締固め密度を補正して盛土密度の管理を実施すれば、盛土の締固め程度を高精度に管理することが可能になる。
In the present invention, if necessary, test construction may be performed in advance, a specimen is collected from the compacted layer, the density is measured, and the correction coefficient may be obtained from the actual measurement value.
That is, in the present invention, in this construction, the volume of the compaction layer is obtained using a three-dimensional measuring means such as a three-dimensional laser scanner, and the compaction density is calculated from the mass of the embankment material, thereby managing the embankment density. Therefore, in the test construction, the compaction density and the correction coefficient are obtained from the specimens actually collected from the compaction layer, and the compaction density by the three-dimensional measuring means is corrected accordingly, and the embankment density is managed. For example, it is possible to manage the degree of compaction of the banking with high accuracy.
本発明の盛土密度の管理方法では、敷均した盛土材料の表面形状を立体計測手段で計測することにより、敷均し層の演算密度を求めることが好ましく、この敷均し密度を用いれば、他の締固め層を形成する工程における盛土材料の敷均し高さの目標値を算出することができる。この敷均し高さの目標値を用いて施工管理を実施すれば、盛土材料の敷均し作業を効率良く且つ高精度に行うことができ、これに続く盛土の締固め工程も円滑に進めることができる。 In the embankment density management method of the present invention, it is preferable to obtain the calculation density of the spreading layer by measuring the surface shape of the spread embankment material with a three-dimensional measuring means, and using this spreading density, The target value of the spread height of the embankment material in the step of forming another compaction layer can be calculated. If the construction management is carried out using the target value of the leveling height, the leveling work of the embankment material can be performed efficiently and with high accuracy, and the subsequent compaction process of the embankment can be smoothly advanced. be able to.
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, although embodiment of this invention is described, this invention is not limited to this.
[試験施工]
本発明の盛土密度の管理方法では、最初に、試験施工を実施することが好ましく、試験施工は、立体計測により敷均し層の密度及び締固め層の密度を求め、試験体の実測により締固め層の密度を求め、これら締固め層の密度から補正係数を求めるものである。
この試験施工について、図1のフローチャートにしたがって説明すれば、最初に、STEP1により盛土材料の含水比を測定し、STEP2により初期設定値を入力し、STEP3により試験施工を実施する地表面の表面形状を立体計測する。これらSTEP1〜3の各工程は同時に実行しても良く、または適宜順番を入れ替えて実行しても良い。
ここで、STEP1は、保管倉庫やストックヤードにおいて所定量の盛土材料を採取し、その湿潤状態における質量を測定した後に、この盛土材料を、例えば、乾燥炉に入れて乾燥状態にした後に再び質量を測定することにより、湿潤状態の盛土材料の含水比を算出するものである。このように求められた含水比は、盛土の締固め施工に用いるコンピュータ等の制御装置に入力される。
STEP2では、試験施工により形成する締固め層の面積、高さ、乾燥密度のそれぞれ目標値を前記コンピュータ等の制御装置に管理データとして入力する。
STEP3では、試験施工により締固め層を形成する地表面の形状を、三次元レーザースキャナ等の立体計測装置により測定し、この地表面における多数の計測点の3次元座標データを基面形状データとして求め、この基面形状データを前記コンピュータ等の制御装置に入力する。
[Test construction]
In the embankment density management method of the present invention, it is preferable to perform test construction first. In the test construction, the density of the leveling layer and the density of the compaction layer are obtained by three-dimensional measurement, and tightening is performed by actually measuring the specimen. The density of the compacted layer is obtained, and the correction coefficient is obtained from the density of the compacted layer.
If this test construction is explained according to the flowchart of FIG. 1, first, the moisture content of the embankment material is measured in
Here,
In
In
STEP1〜3の各工程が終了したら、STEP4として、前記コンピュータ等の制御装置により、試験施工として締固め層を形成するために必要な盛土材料の質量(M)を、上述の式(1)を用いて演算する。
M=V×γd0×(1+w/100)・・・・・・・・・式(1)
V:試験施工で形成される締固め層の体積
γd0:STEP2で入力された締固め層の乾燥密度の目標値
w:STEP1で求められた含水比
ここで、締固め層の体積Vは、STEP2で入力された締固め層の面積A及び高さhの目
標値から、V=A×hのように計算して求められる。
When the
M = V × γd 0 × (1 + w / 100)... Equation (1)
V: Volume of compaction layer formed in test construction γd 0 : Target value of dry density of compaction layer input in STEP 2 w: Moisture content ratio determined in
STEP4において算出された質量(M)の盛土材料を、保管倉庫やストックヤードからトラックやベルトコンベア等の搬送手段により施工エリアまで搬送し、この盛土材料をSTEP5として施工エリアに敷き均し、この敷均し層の表面形状を、STEP6として三次元レーザースキャナ等の立体計測装置により測定し、この敷均し表面における多数の計測点の3次元座標データを敷均し形状データとして求め、この敷均し形状データを前記コンピュータ等の制御装置に入力する。
The embankment material with the mass (M) calculated in
次に、STEP7として敷均し層の乾燥密度(γd2)を演算により求める。
敷均し層の乾燥密度(γd2)は、下記の式(7)により求められる。
γd2=γt2/(1+w/100)・・・・・・・・・式(7)
γd2:敷均し層の乾燥密度
γt2:敷均し層の湿潤密度
w:STEP1により求めた盛土材料の含水比
ここで、敷均し層の湿潤密度(γt2)は、STEP3で計測された基面形状データと、STEP6で計測された敷均し形状データとから、敷均し層の体積(V)が求められ、敷均した盛土材料の質量(M)を敷均し層の体積(V)により除すれば、式(5)のように敷均し層の湿潤密度(γt2)が求められる。
γt2=M/V・・・・・・・・・・・・・式(5)
γt2:敷均し層の湿潤密度
M:STEP4において算出された盛土材料の質量
V:敷均し層の体積
Next, as
The dry density (γd 2 ) of the spread layer is determined by the following equation (7).
γd 2 = γt 2 / (1 + w / 100) (7)
γd 2 : Drying density of spreading layer γt 2 : Wetting density of spreading layer w: Moisture content of embankment material obtained in
γt 2 = M / V (5)
γt 2 : wet density of spreading layer M: mass of embankment material calculated in STEP 4 V: volume of spreading layer
次に、STEP8として、敷均し層の乾燥密度(γd2)と、STEP2で入力された締固め層の乾燥密度の目標値(γd0)と比較し、γd2≦γd0である場合には次のSTEP9に進み、γd2≦γd0でない場合には、敷均し層の乾燥密度が既に締固め層の乾燥密度の目標値に達しているため、STEP13に進む。
Next, as
次に、STEP9として、例えば、転圧ローラーなどの締固め装置により敷均し層を一回締固めて締固め層を形成し、STEP10として、この締固め層の表面形状を三次元レーザースキャナ等の立体計測装置により測定し、この締固め層における多数の計測点の3次元座標データを締固め形状データとして求め、この締固め形状データが前記コンピュータ等の制御装置に入力される。そして、これらのデータから、STEP11として、締固め層の乾燥密度(γd1)が演算により求められる。
この締固め層の乾燥密度(γd1)は、式(2)に示したように求められる。
γd1=γt1/(1+w/100)・・・・・・・・・式(2)
γd1:締固め層の乾燥密度
γt1:締固め層の湿潤密度
w:STEP1により求めた盛土材料の含水比
ここで、締固め層の湿潤密度(γt1)は式(3)により求められる
γt1=M/V・・・・・・・・・式(3)
γt1:締固め層の湿潤密度
M:STEP4で算出された盛土材料の質量
V:締固め層の体積(STEP3により求めた基面形状データと、STEP10により求めた締固め形状データとから算出される)
Next, as
The dry density (γd 1 ) of this compacted layer is determined as shown in equation (2).
γd 1 = γt 1 / (1 + w / 100)... Equation (2)
γd 1 : Drying density of the compaction layer γt 1 : Wet density of the compaction layer w: Water content ratio of the embankment material obtained by
γt 1 : Wet density of the compaction layer M: Mass of the embankment material calculated in STEP 4 V: Volume of the compaction layer (calculated from the base surface shape data obtained in
次に、STEP12では、締固め装置により一回締固められた締固め層の乾燥密度(γd1)と、STEP2で入力された締固め層の乾燥密度の目標値(γd0)とを比較する。
γd1≧γd0である場合には、締固め層の乾燥密度が既に目標値に達しているため、次のSTEP13に進み、γd1≧γd0でない場合には、締固め層の乾燥密度が目標値に達していないため、STEP9に戻り、もう一回、締固め装置による締固め工程を実行してSTEP10〜12を繰り返す。
Next, in STEP 12, the dry density (γd 1 ) of the compacted layer compacted once by the compaction device is compared with the target value (γd 0 ) of the dry density of the compacted layer input in STEP2. .
When γd 1 ≧ γd 0 , the dry density of the compaction layer has already reached the target value, so the process proceeds to the next STEP 13. When γd 1 ≧ γd 0 is not satisfied, the dry density of the compaction layer is Since the target value has not been reached, the process returns to STEP 9, and the compaction process by the compaction device is executed once again, and STEPs 10 to 12 are repeated.
STEP13では、乾燥密度の目標値(γd0)まで締固められた締固め層から試験体を採取し、この試験体から実測値としての乾燥密度(γd3)を求める。ここで、試験体からは、体積を求めた後に、乾燥炉を用いて乾燥重量を求め、この乾燥重量を体積で除することにより、締固め層の実測値として乾燥密度を求める。
そして、STEP14では、この実測値としての乾燥密度(γd3)を、STEP11により演算により求めた締固め層の乾燥密度(γd1)で除することにより、式(4)に示したように補正係数(α)を求める。
補正係数(α)=実測値/演算値=γd3/γd1・・・・・・・・・・式(4)
In STEP 13, a specimen is collected from the compacted layer compacted to the target value (γd 0 ) of the dry density, and the dry density (γd 3 ) as an actual measurement value is obtained from this specimen. Here, after obtaining the volume from the specimen, the dry weight is obtained using a drying furnace, and the dry density is obtained as an actual measurement value of the compacted layer by dividing the dry weight by the volume.
Then, in STEP14, the dry density (γd 3 ) as the actually measured value is divided by the dry density (γd 1 ) of the compacted layer obtained by calculation in STEP11, thereby correcting as shown in the equation (4). The coefficient (α) is obtained.
Correction coefficient (α) = actual value / calculated value = γd 3 / γd 1 Equation (4)
[本施工]
以上のように、STEP1からSTEP14までの試験施工が終了したら、次に、本施工として、盛土材料を所定範囲に締め固める工事を実施する。
本施工について、図2のフローチャートにしたがって説明すれば、最初に、STEP20により盛土材料の含水比を測定し、STEP21により初期設定値を入力し、STEP22により本施工を実施する地表面の表面形状を立体計測する。これらSTEP20〜22の各工程は同時に実行しても良く、または適宜順番を入れ替えて実行しても良い。
ここで、STEP20では、試験施工のSTEP1と同様に、保管倉庫やストックヤードの盛土材料の含水比を求め、これがコンピュータ等の制御装置に入力される。
STEP21では、施工エリアにおいて一度に締固め工程が実施される範囲の締固め層の面積、高さ及び乾燥密度のそれぞれ目標値、敷均し層の乾燥密度(γd2)をコンピュータ等の制御装置に管理データとして入力する。ここで、敷均し層の乾燥密度(γd2)は、試験施工のSTEP7で求めたものを使用するか、又は他の締固め層を形成する際に求められたものを使用することができる。なお、締固め層の面積、高さ及び乾燥密度の目標値が、施工計画や設計データにより複数回にわたり施工される全ての締固め層に関して予め設定されている場合、これらを一度に入力し、これ以降、他の締固め層を形成する際には省略しても良い。
STEP22では、これらから締固め工程が実施される範囲における地表面の形状を、試験施工におけるSTEP3と同様に立体計測装置により測定し、基面形状データをコンピュータ等の制御装置に入力する。
[Main construction]
As described above, when the test construction from
If this construction is explained according to the flowchart of FIG. 2, first, the moisture content of the embankment material is measured in STEP 20, the initial setting value is input in STEP 21, and the surface shape of the ground surface on which the construction is carried out in STEP 22 is determined. Three-dimensional measurement. These steps 20 to 22 may be executed at the same time, or may be executed by appropriately changing the order.
Here, in STEP 20, the moisture content of the embankment material in the storage warehouse or stock yard is obtained in the same manner as in
In STEP 21, the area of the compaction layer, the target value of the height and the dry density in the range where the compaction process is performed at once in the construction area, and the dry density (γd 2 ) of the spread layer are controlled by a control device such as a computer. To enter as management data. Here, as the drying density (γd 2 ) of the spread layer, the one obtained in
In STEP 22, the shape of the ground surface in the range where the compaction process is carried out is measured by a three-dimensional measuring device in the same manner as in
STEP20〜22の各工程が終了したら、STEP23として、これから形成する締固め層に必要な盛土材料の質量(M)を、試験施工のSTEP4と同様に演算して求め、さらに、STEP24として盛土材料の敷均し高さの目標値(ΔH)を算出する。 When each step of STEP20 to 22 is completed, as STEP23, the mass (M) of the embankment material necessary for the compaction layer to be formed is calculated in the same manner as in STEP4 of the test construction, and further, as STEP24, The target value (ΔH) of the spread height is calculated.
敷均し高さの目標値(ΔH)は、STEP23で求めた盛土材料の質量(M)を、敷均し湿潤密度(γt2)により除し、さらに盛土材料を敷均す範囲の面積(A)で除すると、下記の式(6)のようにΔHを求めることができる。
ΔH=M/γt2/A・・・・・・・・・式(6)
M:一回の締固め工程に使用される盛土材料の質量
γt2:敷均し層の湿潤密度
A:一回の締固め工程が実施される範囲の面積
ここで、敷均し湿潤密度(γt2)は、試験施工時又は他の締固め層を形成する工程において、所定範囲に敷均した盛土材料から求めた乾燥密度(γd2)、すなわち敷均し乾燥密度を使用し、下記の式(5)により求められる。
γt2=γd2×(1+w/100)・・・・・・・・・式(5)
γd2:敷均し層の乾燥密度
γt2:敷均し層の湿潤密度
w:締固め工程に使用される盛土材料の含水比
The target value (ΔH) of the spread level is determined by dividing the mass (M) of the embankment material obtained in STEP 23 by the spread and wet density (γt 2 ), and then the area in the range where the embankment material is spread ( When divided by A), ΔH can be obtained as shown in the following equation (6).
ΔH = M / γt 2 / A (6)
M: Mass of embankment material used for one compaction process γt 2 : Wetting density of spreading layer A: Area within a range where one compacting process is carried out Here, spreading wet density ( γt 2 ) is the dry density (γd 2 ) obtained from the embankment material spread in a predetermined range at the time of test construction or in the process of forming another compaction layer, that is, the spread dry density is used. It is obtained by equation (5).
γt 2 = γd 2 × (1 + w / 100)... Equation (5)
γd 2 : Drying density of spreading layer γt 2 : Wetting density of spreading layer w: Moisture content of embankment material used in compaction process
次に、STEP25では、STEP23で求めた質量(M)をの盛土材料を施工エリアまで搬送し、この盛土材料を施工エリアに敷き均し、この敷均し層の表面形状を、STEP26として三次元レーザースキャナ等の立体計測装置により測定し、この敷均し形状データを前記コンピュータ等の制御装置に入力し、STEP27では、敷均し層の乾燥密度(γd2)を求める。
以上のSTEP25からSTEP27では、試験施工のSTEP5からSTEP7と同様な工程が実施される。
Next, in STEP 25, the embankment material having the mass (M) obtained in STEP 23 is transported to the construction area, the embedding material is spread on the construction area, and the surface shape of the spread layer is defined as STEP 26 in three dimensions. Measurement is performed by a three-dimensional measuring device such as a laser scanner, and the spread shape data is input to a control device such as the computer. In STEP 27, the dry density (γd 2 ) of the spread layer is obtained.
In STEP 25 to STEP 27 described above, the same steps as those in
次に、STEP28では、敷均し層の乾燥密度(γd2)と、STEP21で入力された締固め層の乾燥密度の目標値(γd0)と比較し、γd2≦γd0である場合には、次のSTEP29からSTEP31までを実行し、STEP32に進み、STEP31で得られた締固め層の乾燥密度(γd2)に補正係数(α)を乗じて補正値を求める。ここで、STEP29からSTEP31は、試験施工のSTEP9からSTEP11までと同じ工程が実施される。補正係数(α)は、試験施工のSTEP14で求めたものが使用される。
一方、STEP28において、γd2≦γd0でない場合には、敷均し層の乾燥密度が既に締固め層の乾燥密度の目標値に達しているため、STEP32に進み、ここでは敷均し層の乾燥密度(γd2)を締固め層の乾燥密度(γd1)と見なして、このγd2に補正係数(α)を乗じて補正値を求める。
Next, in STEP 28, the drying density (γd 2 ) of the spread layer is compared with the target value (γd 0 ) of the drying density of the compaction layer input in STEP 21, and when γd 2 ≦ γd 0 is satisfied. Executes the following STEP 29 to STEP 31, proceeds to STEP 32, and obtains a correction value by multiplying the dry density (γd 2 ) of the compacted layer obtained in STEP 31 by the correction coefficient (α). Here, in STEP29 to STEP31, the same steps as in STEP9 to STEP11 of the test construction are performed. As the correction coefficient (α), the value obtained in STEP 14 of the test construction is used.
On the other hand, if γd 2 ≦ γd 0 is not satisfied in STEP 28, the drying density of the spreading layer has already reached the target value of the drying density of the compaction layer. The dry density (γd 2 ) is regarded as the dry density (γd 1 ) of the compacted layer, and a correction value is obtained by multiplying γd 2 by a correction coefficient (α).
STEP33では、STEP32において求めた補正値と、締固め層の乾燥密度の目標値(γd0)とを比較し、補正値≧目標値(γd0)である場合には、STEP20からSTEP33までの締固め層形成工程は終了し、次の締固め層を形成する工程に進む。
一方、STEP33において、補正値≧目標値(γd0)でない場合には、締固め層の乾燥密度が未だ目標値に達していないと見なして、STEP29に戻り、補正値≧目標値(γd0)を満たすまで、STEP29〜33を繰り返し実行する。
In STEP 33, the correction value obtained in STEP 32 is compared with the target value (γd 0 ) of the dry density of the compacted layer. If correction value ≧ target value (γd 0 ), the tightening from STEP 20 to STEP 33 is performed. The compacted layer forming step is completed, and the process proceeds to the step of forming the next compacted layer.
On the other hand, if the correction value ≧ target value (γd 0 ) is not satisfied in STEP 33, it is considered that the dry density of the compaction layer has not yet reached the target value, and the process returns to STEP 29, where the correction value ≧ target value (γd 0 ). Until the condition is satisfied, STEPs 29 to 33 are repeatedly executed.
Claims (3)
前記締固め施工エリアの所定範囲に締固め層を形成するのに先立って、試験施工として、前記盛土材料を締固め施工エリアに敷き均して締固めることにより締固め層を形成し、当該締固め層から採取した試験体を測定して実測値としての密度を求め、且つ、立体計測手段により求めた締固め層を形成する前後の表面形状と盛土材料の質量とから演算値として密度を求め、これら実測値と演算値とから補正係数を求め、盛土密度評価工程における締固め層の密度の演算に前記補正係数を使用することを特徴とする盛土密度の管理方法。 A predetermined amount of embankment material is transported from the storage location to the compacting area, and after the embankment material is spread over the predetermined area of the compacting area, the embankment material is compacted so that a compacted layer with a predetermined density can be obtained. A method for managing the embankment density,
Prior to forming the compacted layer in a predetermined range of the compaction construction area, as a test construction, to form a compacted layer by compacting the fill material smoothed spread compaction construction area, the clamping Measure the specimen collected from the compacted layer to determine the density as an actual measurement value, and calculate the density as the calculated value from the surface shape before and after forming the compacted layer and the mass of the embankment material obtained by the three-dimensional measuring means. obtains a correction coefficient from these measured values and the calculated values, the management method of Sheng soil density you characterized by the use of the correction factor for the calculation of the density of the compacted layer in the overlay soil density evaluation step.
前記保管場所において盛土材料の含水比を測定し、当該含水比を用いて、前記所定範囲に前記締固め層を形成するために必要な盛土材料の質量を演算で求める質量演算工程と、
盛土材料を敷き均す以前に、三次元レーザースキャナ等の立体計測手段により前記締固め施工エリアの所定範囲の地表面形状を表面形状として計測する表面形状計測工程と、
前記質量の盛土材料を前記所定範囲に敷均し、締固め機械により所定程度まで締固めた後に、前記立体計測手段により締固め層の表面形状を締固め形状として計測する締固め形状計測工程と、
当該締固め形状、前記表面形状、及び前記質量演算工程で求めた盛土材料の質量を用いて締固め層の密度を演算し、締固められた盛土が所定密度に達したか否かを評価する盛土密度評価工程とを含み、
締固められた盛土が所定密度に達した場合には、他の締固め層を形成する工程に進み、所定密度に達していない場合には、所定密度に達するまで締固め工程と前記盛土密度評価工程とを繰り返す盛土密度の管理方法において、
前記締固め施工エリアの所定範囲に締固め層を形成するのに先立って、試験施工として、前記盛土材料を締固め施工エリアに敷き均して締固めることにより締固め層を形成し、当該締固め層から採取した試験体を測定して実測値としての密度を求め、且つ、立体計測手段により求めた締固め層を形成する前後の表面形状と盛土材料の質量とから演算値として密度を求め、これら実測値と演算値とから補正係数を求め、前記盛土密度評価工程における締固め層の密度の演算に前記補正係数を使用することを特徴とする盛土密度の管理方法。 A predetermined amount of embankment material is transported from the storage location to the compacting area, and after the embankment material is spread over the predetermined area of the compacting area, the embankment material is compacted so that a compacted layer with a predetermined density can be obtained. A method for managing the embankment density,
A mass calculation step of measuring the moisture content of the embankment material at the storage location, and using the moisture content ratio to determine the mass of the embankment material necessary for forming the compaction layer in the predetermined range,
Before leveling laid embankment material, the front surface shape measuring step of measuring the ground surface shape of the predetermined range of the compaction construction area by steric measuring means such as a three-dimensional laser scanner as a table surface shape,
A compaction shape measuring step of measuring the surface shape of the compaction layer as a compacted shape by the three-dimensional measuring means after leveling the embankment material of the mass in the predetermined range and compacting to a predetermined extent by a compaction machine; ,
The density of the compacted layer is calculated using the compacted shape, the surface shape, and the mass of the embankment material obtained in the mass computation step, and whether or not the compacted embankment has reached a predetermined density is evaluated. Including the embankment density evaluation process,
When the compacted embankment reaches a predetermined density, the process proceeds to a process of forming another compacted layer. When the embankment does not reach the predetermined density, the compaction process and the embankment density evaluation until the predetermined density is reached. in repeat to managing Sheng soil density and a step,
Prior to forming the compacted layer in a predetermined range of the compaction construction area, as a test construction, to form a compacted layer by compacting the fill material smoothed spread compaction construction area, the clamping Measure the specimen collected from the compacted layer to determine the density as an actual measurement value, and calculate the density as the calculated value from the surface shape before and after forming the compacted layer and the mass of the embankment material obtained by the three-dimensional measuring means. obtains a correction coefficient from these measured values and the calculated values, the management method of Sheng soil density you characterized by the use of the correction factor for the calculation of the density of the compacted layer in the embankment density evaluation step.
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