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GPSと加速度応答値を用いた土の締固め管理技術

技術概要

GPSと加速度計による高品質盛土管理技術。施工ロスを激減。

盛土施工管理における工法規定/品質規定の両方式による締固め管理が可能です。

  • GPSによる振動ローラの軌跡データから規定された平面メッシュごとに転圧回数を積算し、従来のタスクメータ管理(施工時間管理)を行わず、転圧回数管理を実施します(工法規定)。
     ⇒位置精度20mmの高精度GPSを利用して振動ローラの稼働を追跡します。
  • 地盤から伝達される加速度波形を分析して加速度応答値(CCV)を算定し、従来、点的管理であったRI管理(土の密度管理)では不足していた面的な品質管理を行います(品質規定)。
     ⇒地盤の強度が高くなるほど加速度応答値も大きくなる性質を利用しています。

システム構成

  1. ローラ位置検出機能 : RTK−GPS方式、平面精度=20mm以下
  2. 転圧回数判定機能 : 設定エリアの通過回数をカウント
  3. 加速度計測機能 : 加速度データを計測し、加速度応答値に変換

GPS受信機・アンテナ/加速度計(鉛直成分計測)

車載モニター

施工管理帳票

国土交通省「TS・GNSSを用いた盛土の締固め管理要領」などに準じて面的に色分けされた管理図を作成し、回数管理の不足がないかあるいは強度的な弱部が存在していないかを確認することができます。

締固め回数分布図

加速度応答値分布図

加速度応答値分析手法

解説

振動ローラの振動輪に取り付けた加速度計により、地盤上で振動輪を振動させたときの加速度を計測します。
計測した振動輪加速度を周波数分析し、振動ローラの基本振動数成分とその他の成分の比により求めた値である加速度応答値(CCV)を算定します。車載のGPSによる振動ローラの転圧軌跡と加速度応答値をリンクさせて、振動ローラが走行した各場所における加速度応答値を記録します。

(a)加速度時刻歴

 

加速度応答値(CCV)の計算方法

(b)周波数分析結果

転圧回数の増加に伴う加速度の変化

原位置試験(変形係数)とCCVとの関係(例)

施工実績・特許・発表論文など

施工実績

  • 高速道路総合技術研究所(旧日本道路公団試験研究所)との共同研究に参画
     「土の締固め自動管理手法の実用化に関する共同研究」 (1999〜2000)
     「ローラ加速度応答を用いた盛土品質管理手法の実用化に関する共同研究」 (2001〜2003)
     「ローラ加速度応答法を用いた施工管理手法に関する研究」 (2011〜)
  • (独)土木研究所との共同研究に参画
     「盛土施工手法及び品質管理向上技術に関する研究」 (2010〜)
  • 第二名神高速道路土山工事 (2000.8〜2001.7)
  • 第二東名高速森町PA工事 (2001.8〜2003.2)
  • 第二東名高速道路岡崎SA工事 (2011〜)
  • 国土交通省東北地方整備局 長井ダム本体建設第一工事(2007,2008)
      津軽ダム本体建設(第1期)工事 (2010〜)
  • 国土交通省中部地方整備局 平成19年度伊豆縦貫加茂道路建設工事(2009)

など

  • 国土交通省東北地方整備局 一般国道7号摩当山トンネル工事(2009,2010)

特許など

  • 特許第3542780号 「締固め管理方法」
  • 国土交通省NETIS KT-010048‐A 「GPS・地盤反力データを用いた盛土締固め管理システム」

発表論文

  • 土木学会
  • 地盤工学会
  • 日本道路会議

など多数。

  • 日本建設機械施工協会

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