層厚測定装置を備える道路舗装機
【課題】道路舗装機の加速または傾斜の変化に影響を受けず、新しく道路舗装に加えられた層厚を測定するための測定装置を有する道路舗装機を提供する。
【解決手段】測定装置２は、路盤５まで、または道路舗装６までの距離１０、１１を測定するために、複数のセンサ９を備える。層厚測定装置２の特徴は、道路舗装機１またはそのスクリード７に回転可能に装着され、道路舗装機１またはスクリード７の水平に対する傾斜が変化する場合であっても、水平に対して、測定装置が保持する、または戻る既定の角度で平衡位置となることである。
【解決手段】測定装置２は、路盤５まで、または道路舗装６までの距離１０、１１を測定するために、複数のセンサ９を備える。層厚測定装置２の特徴は、道路舗装機１またはそのスクリード７に回転可能に装着され、道路舗装機１またはスクリード７の水平に対する傾斜が変化する場合であっても、水平に対して、測定装置が保持する、または戻る既定の角度で平衡位置となることである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特許請求項１の導入部分に記載の道路舗装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路舗装機の舗装作業中には、新しく敷設した道路舗装の層厚を、連続的に、できればリアルタイムで測定しなければならない。層厚を計算し、操作者のために層厚を視覚化することによって、具体的には、道路舗装機が最小または最大の層厚を作成することを確実に保証すべきである。施工者は契約によって合意した層厚を守らなければならないため、これは重要である。同様に、新しく敷設した道路舗装が様々な気候条件にさらされても、損傷を受けないようにしなくてはならない。
【０００３】
新しく加えた道路舗装の層厚を測定するために、様々なシステムが実施されていることは既知である。たとえば、超音波またはレーダを用いて層厚を測定する装置が用いられている。しかし、新しく敷設した道路舗装の位置をはっきりと特定できるように、正確な層厚を測定するための反射体を用いなければならないという技術的な不利点が存在する。
【０００４】
道路舗装の層厚を測定する別の方法によると、新しい道路舗装の下部にある平面に到達するまで、測定体を挿入する。この方法の不利点は、測定体を新しい道路舗装に挿入することによって、たとえば凹凸などの損傷が残る場合があることである。
【０００５】
また、路盤に対する高さ測定に基づいて、およびスクリードの傾斜測定に基づいて、スクリードの後端部で敷設した層厚を計算することができるシステムも既知である。このようなシステムでは、従来の距離センサ、たとえば、超音波またはレーザセンサを用いて高さを測定する。スクリードの傾斜測定のためには、このようなシステムはスクリード組立体上に装着される傾斜センサを装備する。路盤によっては、これらのシステムを用いて良好な測定結果を得ることができるものもあるが、層厚を測定するために傾斜センサを用いる測定システムは、特に不均一な地盤での測定結果が悪くなる傾向がある。層厚を計算するために用いる傾斜センサは、道路舗装機またはスクリードの加速または傾斜の突然の変化に大きく影響を受けるため、測定結果が劣化することも不利である。
【０００６】
たとえば、ドイツ公開特許第１００２５４６２号は、新しく敷設した道路舗装の層厚を、傾斜センサを用いて測定するシステムについて記載している。同公開特許が開示する装置は、高さセンサの位置とスクリードの後端部との間の距離と、路盤からの記録した距離と、傾斜センサによって記録される、牽引アーム−スクリード組立体の測定した傾斜とに基づいて、層厚を測定する装置である。すでに示唆されているように、このような解決方法では、層厚の測定結果は傾斜センサに大きく依存することになり、傾斜センサはすでに小さな振動や加速によって影響を受けていることもある。したがって、傾斜センサの小さな誤差であっても、層厚を計算する際にすでに大きな誤差となるには十分である。
【０００７】
ドイツ公開特許第１００２５４７４号は、道路舗装機によって路盤に敷設する敷設材の層厚を測定する装置について記載している。ここでは、道路舗装機はトラクタと、高さを調整できるように回転可能にトラクタ上に装着される少なくとも１つの牽引アームと、少なくとも１つの牽引アームにしっかりと取り付けられ、牽引アームと共に牽引アーム−スクリード組立体を形成する浮動スクリードと、基盤の底部に位置するアンダーキャリッジとを有する。この装置はさらに、トラクタに固定して取り付けられ、トラクタの基準位置と牽引アーム−スクリード組立体の基準位置との間の相対距離を測定するための距離センサを備える。トラクタの基準位置は、アンダーキャリッジの底部と既定の位置関係を有し、牽引アーム−スクリード組立体の基準位置は、スクリードの下部後端部と既定の位置関係を有する。
【０００８】
ドイツ特許第１９８５１１５３号は、走行表面を測定するための方法に関する。走行表面の輪郭は度量衡的に記録される。ここでの走行表面は、具体的には高速道路建築または修理作業のフレームワークにおいて、複数のコートまたは層を備える交通区域、つまり、道路または高速道路であるものと理解される。同発明はさらに、可動式の試験装置を用いて同方法を実行するシステムに関する。
【０００９】
欧州特許第０５１０２１５号は走行表面被膜層厚を規制する装置を記載する。装置は、高さセンサおよび傾斜センサを備え、すべてのセンサはスクリードの動作にしたがうように、スクリード組立体上に配置される。
【００１０】
米国特許第７，１７２，３６３号は舗装機械に関する。舗装機械は電源と、牽引システムと、舗装材を保持するように構成されるホッパーと、舗装材をホッパーから運搬するように構成される１または複数のコンベヤとを有することができる。舗装機械はまた、舗装材のマットを敷くように構成されるプレートまたはスクリード板を有することもある。舗装機械はさらに、舗装機械の前部に装着され、表面から前センサまでの高さを測定するために構成される少なくとも１つの前センサと、舗装機械に装着され、マットの表面から後センサまでの高さを測定するために構成される少なくとも１つの後センサとを備える。舗装機械はまた、マットの厚さを測定するように構成されるコントローラを備える。コントローラは、少なくとも１つの前センサによって記録された１または複数の正面高さの測定と、少なくとも１つの後センサによって記録された１または複数の後部高さの測定との間の差異を測定することによって、マットの厚さを測定する。センサはスクリードに恒久的に接続される支持体上に装着される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術の明白な技術的問題および不利点を考慮した上で、本発明の目的は、新しく道路舗装に加えられた層厚を測定するための測定装置を有する、道路舗装機を提供することである。測定装置は、道路舗装機の加速または傾斜の変化に影響を受けず、その結果として、層厚の測定結果を改善することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、特許請求項１の技術的特徴を用いて解決される。本発明をさらに改良した発展は、従属請求項の技術的特徴によって示される。
【００１３】
本発明によれば、道路舗装機は新しく敷設した道路舗装の層厚を測定するための測定装置と、新しい道路舗装を敷くためのスクリードとを備える。測定装置は支持要素と、支持要素に配設された少なくとも２つのセンサを有する。センサは平面、つまり道路舗装がまだ敷設されていない路盤までの距離、または新しく敷設された道路舗装までの距離を測定するように形成される。本発明によれば、測定装置は、道路舗装機またはスクリード上に回転可能に支持される。それによって、道路舗装機またはスクリードの傾斜が水平に対して変化する場合であっても、測定装置が保持する、または戻る水平に対する既定の角度で平衡位置を取る。
【００１４】
既定の角度は、したがって、測定装置が平衡位置にあるとき、水平に対する測定装置の様々な部品の位置によって画定することができる。たとえば、既定の角度を、水平に対する支持要素の位置によって画定することが可能であろう。このとき、測定装置を平衡位置に保持するために、支持要素を水平に配列する場合には、既定の角度はゼロとなる。
【００１５】
上記方法の代替として、水平に対するセンサの測定方向を考慮して、既定の角度を画定することもできる。ある適用では、センサの測定方向が、水平に整列された路盤に対して直角の方向を指向する場合は、既定の角度は９０度に対応する。既定の角度、つまり、水平とセンサの測定方向との間の角度は、測定装置の平衡位置が水平ではない場合には、それに対応して変化する。
【００１６】
したがって、測定装置の平衡位置を設定し、測定装置を、道路舗装機、つまり道路舗装機の牽引機が前進する平面に対してほぼ水平に整列させるようにすることもできる。測定装置の平衡位置とは、道路舗装機およびスクリードの傾斜が変化しても、測定装置は道路舗装機もしくはスクリードと共に動かないこと、または、道路舗装機もしくはスクリードの傾斜が変化した後に、測定装置は短時間で平衡位置に戻ることを意味する。つまり、結果的に、測定装置は道路舗装機またはスクリードの移動にほとんど影響を受けないことを意味する。
【００１７】
測定装置を回転可能に支持することによって、結果的に、走行中に道路舗装機またはスクリードの傾斜が変化するような路盤の凹凸を意図的に補償することができるため、層厚を計算する際に、傾斜の変化を考慮しなくてもよい。
【００１８】
本発明による測定装置はさらに、製造が簡単かつ経済的であり、道路舗装機、具体的には道路舗装機の牽引機またはスクリード上に簡単な方法で支持される。
【００１９】
測定装置は、好ましくは、道路舗装機またはスクリードに対して回転軸の周りを回転可能に支持される。このようにすると、道路舗装機が稼動中でも、測定装置は平衡位置に留まるか、または短時間で平衡位置に戻ることができる。
【００２０】
本発明の特に有利な実施形態では、回転軸は測定装置の重心を貫通する。この結果、舗装作業中に傾斜の変化が生じても、測定装置は簡単には静止位置から外れない、つまり、平衡位置から外れないという技術的特徴が得られる。これは具体的には、たとえば、道路舗装機の加速によって、舗装作業中の測定装置に作用するモーメントが低減されるか、または完全になくなるためである。
【００２１】
測定装置が平衡位置から簡単に外れないようにするためには、測定装置の重心は、好ましくは、回転軸から１０ｃｍ未満だけ離間して配置される。重心と回転軸をこのように近接して配置することによって、測定装置は舗装作業中に安定した平衡位置を保つことができると考えられる。これは、製造の観点からも有利である。
【００２２】
本発明の別の実施形態では、測定装置は舗装機またはスクリードの様々な位置に取り付け可能なように形成される。このようにして、測定装置を柔軟に用いることが可能であり、具体的には特別な特性、たとえば、センサの測定性能または支持要素の設計上の特徴などを考慮に入れることができる。さらに、このようにして、舗装箇所の天候状況または舗装材上方の温度を考慮に入れることができる。最終的には、操作担当者は、このようにして、複数の付帯する選択肢を利用可能となる。
【００２３】
あるいは、回転軸を測定装置の重心から離れた位置に配置することもできる。これによって、道路舗装機またはスクリードが傾斜が変化する場所を移動するときであっても、測定装置を平衡位置に確実に保つことができる。回転軸と重心との間の距離を変化させることによって、測定装置の慣性レベルを設定することもできる。
【００２４】
測定装置が平衡位置にあるとき、測定装置の重心は回転軸の下部に垂直に位置することが好ましい。その結果として、測定装置が平衡位置から外れたときには、復元力が測定装置に作用し、短時間で測定装置を平衡位置に戻す。
【００２５】
特別な実施形態では、測定装置が水平に対して既定の角度、つまり所望の傾斜位置を有するように、回転軸は重心に対して、たとえば、水平および／または垂直方向に変位可能である。あるいは、測定装置が水平に対して既定の角度を有するように、測定装置の支持要素を回転軸に対して移動可能に配置することができる。このようにして、測定装置の平衡位置をすべての走行表面の傾斜に対して調整可能とすることができる。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、センサのうち少なくとも１つは平面までの距離を測定し、スクリード後部のセンサのうち少なくとも１つは道路舗装までの距離を測定するように、センサを測定装置の支持要素上に配置し、構成する。このようにして、信頼できる方法で、スクリード後部の新しい道路舗装の層厚を測定できる。
【００２７】
支持要素は、好ましくは、走行方向から見て道路舗装機の左側または右側に配置される第１のバーを備える。バーはセンサを上に装着するための良い基盤となる。バーはさらに、測定装置を平衡位置で回転可能に支持するための、測定装置の適切な手段となり、これにより、道路舗装機が加速する場合や、凹凸のある走行表面で振動がある場合にも、平面に対して既定の位置、つまり、基本的に水平な位置を保つ。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、支持要素は、走行方向から見て、道路舗装機またはスクリードの別の側、つまり第１のバーと反対側に配置される第２のバーを備える。２つのバーを備えることで、測定装置は層厚を測定するために、広い区域の測定値を記録することができる。
【００２９】
測定装置の特に安定した実施例では、２つのバーは、走行方向に交差して整列される少なくとも第３のバーによって、互いにしっかりと接続される。その結果として、すべてのバーは互いに対して同調して移動可能であり、１つのバーの動作は他のバーの動作と連動する。
【００３０】
本発明のさらに別の実施形態では、測定装置は、層厚を測定するために、センサの距離測定を評価するように形成される評価部を備える。評価部によって、センサのすべての距離測定を考慮することができ、その結果として、実際に使用するにあたって信頼でき、かつ適切である層厚の測定結果が得られる。平面までの測定距離と、新しく敷設した層までの測定距離との差異の結果として層厚を計算するように、評価部を構成することができる。
【００３１】
評価部は、好ましくは、測定した層厚を視覚的に、または音響手段によって、操作者に表示する操作装置に接続される。操作装置を、評価部が重大な層厚を検知したこと、つまり、最小または最大の層厚に到達したことを、視覚または音響での警告信号によって操作者に表示するように形成することも考えられる。これによって、適切な措置によって、操作者が上記の極端な状態に迅速に対応できるような技術的有利点を提供する。
【００３２】
さらに有利な実施例では、ねじれ剛性を設定するように形成される測定装置の手段を提供する。ねじれ剛性とは、測定装置の回転性に対する抵抗性を意味する。これらの手段は、好ましくは、枢軸の回りに配置される。結果として、測定装置は容易には平衡位置から外れず、代わりに、道路舗装機またはスクリードに作用する突然の加速または傾斜の変化がある場合でも、この平衡位置を保持する。これによって、測定装置を安定して平衡位置に保つことができるため、層厚の測定結果が改善される。
【００３３】
別の実施例では、測定装置はサーボモータを備え、サーボモータは、測定装置の、回転軸の周りでの回転移動を支持するように構成される。その目的は、測定装置を平衡位置に戻すこと、または走行表面の傾斜に応じて測定装置を新しい平衡位置に移動させることのいずれかである。サーボモータはそれによって、自動固定するように形成され、結果的に測定装置の不要な回転運動に対抗する。
【００３４】
測定装置は、好ましくは、少なくとも１つのバラスト要素を備える。バラスト要素は測定装置上に配置され、それによって、測定装置は平面に対して、水平に安定した平衡位置、または水平に対して別の既定の角度で安定した平行位置に配置される。バラスト要素を備える結果として、具体的には、バラスト要素を測定装置の様々な場所に装着することができる場合は、測定装置の所望の平衡位置を平衡させ、設定することができる。
【００３５】
さらなる実施形態では、支持要素に対するバラスト要素の位置を、測定装置が水平に対して既定の角度を有するように、手動または自動で変更することができる。測定装置は、バラスト要素を変位するために、少なくとも１つの起動要素を備えることが有利である。そうすれば、油圧または空気圧起動要素を使用することができる。測定装置の平衡位置を制御するために、測定装置の平衡位置が水平に対して既定の角度となるように、操作装置によって起動要素の自動起動を行うこともできる。具体的には、これによって、走行表面が交互に隆起と陥没を繰り返す部分を舗装作業する際に、正確な層厚の測定が可能となる。
【００３６】
本発明のさらなる実施形態では、少なくとも１つのバラスト要素の位置を、測定装置の重心を回転軸上へと変位するために、手動または自動で変更することができる。このようにして、たとえば、舗装作業の前に、舗装作業中に測定装置に作用するモーメントの数が低減するように、測定装置、具体的には少なくとも１つのバラスト要素を調整することができる。結果として、舗装作業中の道路舗装機またはスクリードの傾斜が変化しても、測定装置は安定した平衡位置を保つことができる。
【００３７】
本発明の特に賢明な実施例では、測定装置は、その重心が回転軸上にあるかどうかを記録するように構成されている。このためには、たとえば、測定装置の重心と回転軸との間の相対距離を測定する測定手段が存在してもよい。したがって、特に有利には、測定装置が、重心が回転軸上にないと記録するときに、少なくとも１つのバラスト要素は重心を回転軸上に再び変位するために、自動的に任意の位置に移動する。このようにして、操作者が容易に測定装置の組立または調整をすることが可能となり、それによって、設置場所においてかなりの時間も節約できると期待される。
【００３８】
層厚の正確な測定結果を得るために、複数のセンサを測定装置に設置して、平面までの距離を測定することが有利である。このようにして、層厚の計算に、複数の距離の値を含むことができる。
【００３９】
距離の代表値を計算するために、平面までの複数の測定値を用いて、平均値を測定するように測定装置を形成し、この平均値を層厚を計算するために用いると便利であろう。
【００４０】
同様に、道路舗装までの距離を測定するために、測定装置が複数のセンサを備えていると有利である。上記平面までの距離を測定する場合と同様に、このようにして、１つの場所のみではなく、複数の場所において新しく敷設した道路舗装の表面条件の概要を得ることができる。
【００４１】
好ましくは、測定装置は、道路舗装までの複数の距離の値を用いて、平均値を形成することを目的として構成される。この平均値は新しく敷設した道路舗装までの距離を代表的に表す。平均することによって、測定装置は少ないメモリで管理することができる。
【００４２】
前述の平均値２つに基づいて、層厚を計算するように測定装置が形成された場合は、層厚を測定することは特に容易であろう。移動方向と交差するスクリードの傾斜を無視できる限り、これは非常に便利である。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態では、平面までの距離を記録する複数のセンサを群として支持要素上に配置する。このようにして、様々な場所の複数の測定結果を記録できる。これによって、特定の場所での距離の測定の結果を改善できる。これの代替法としては、センサを互いに等距離で支持要素上に配置する。この結果として、道路舗装の層厚は、幅全体にわたって信頼できるものとなる。同様に、群として配置すること、または互いに等距離に離間して配置することによって、道路舗装までの距離を測定するために、センサを支持要素上に配置することができる。
【００４４】
道路舗装機またはスクリード上の測定装置の支持をさらに改良するために、測定装置は、道路舗装機またはスクリードの加速を緩衝するために形成される、緩衝要素を備える。それによって、測定装置は既定の平衡位置を安定して保持し、静止位置から外れないようになる。緩衝要素は、たとえば、機械的または液圧式緩衝装置、具体的には、ばねまたは油圧式緩衝装置が考えられる。
【００４５】
本発明の特に有利な実施形態では、測定装置は、道路舗装機が加速するときでも力のモーメントが測定装置に作用しないように、少なくとも１つのスタビライザを備える。少なくとも１つのスタビライザは、測定装置の様々な場所に配置することができるが、最大のモーメントが第１のバーまたは第２のバーの端部にあることが予測されるため、第１のバーまたは第２のバーの端部に配置することが好ましい。したがって、少なくとも１つのスタビライザは、慣性モーメントが測定装置に作用する加速に対向し、それによって測定装置が平衡位置を保つことを特徴とする。特に凹凸のある舗装部分では、スタビライザは結果として、測定装置を静かな位置に保つ。
【００４６】
少なくとも１つのジャイロ要素を、好ましくは少なくとも１つのスタビライザに設置する。このジャイロ要素は、好ましくはジャイロ要素の重心を貫通する軸の周りを回転可能なように、測定装置に配置される。少なくとも１つのジャイロ要素は、実効慣性モーメントを備えて加速に対抗するために、特に好ましい幾何学的な本体を備える。慣性モーメントを増加させるために、ジャイロ要素を中空体として形成することも考えられる。
【００４７】
しかし、少なくとも１つのスタビライザは、ジャイロ要素に加えて、またはジャイロ要素の代わりに、少なくとも１つの別の幾何学的な本体を備えることも考えられる。別の幾何学的な本体とは、たとえば、少なくとも１つの円筒形、球形、立方形、円錐形、円錐台、および／またはピラミッド型の本体である。所望の慣性モーメントを得るために、これらの本体は、様々な寸法を有してよく、中空体または中実体として形成してもよい。
【００４８】
測定装置は、水平な路盤に対して平衡に支持され得るだけではなく、傾斜面、つまり傾斜した路盤に対しても平衡位置に変位可能でもあることが有利である。測定装置はこのようにして、傾斜する路盤に対して基本的に平行である、舗装作業中の位置を保つ。このようにして、特異な路盤、たとえば、傾斜している路盤または傾斜面または傾斜路をアスファルト舗装または舗装する際などに、信頼できる層厚の測定を実行することができる。バラスト要素は好ましくは、測定装置上で、測定装置の重心が回転軸上に変位するように配置される。
【００４９】
新しく敷設した道路舗装の層厚を計算するために、以下の装置および／または方法を用いることもできる。そのうちの１つの装置はスクリード上に移動可能に装着され、スクリードから、新しく敷いた混合物を貫通し、平面まで延在するキャリッジである。キャリッジに対するスクリードの高さを得るために、スクリードに対するキャリッジの変位を移動センサが記録する。角度センサはさらに、スクリードに対するキャリッジの傾斜の変化を記録するために、キャリッジ上に配置される。角度センサと移動センサを組み合わせることによって、敷設した層厚を計算できるように、キャリッジの後端部とスクリードの後端部との幾何学的関係が生成される。キャリッジが混合物の中でうまく移動できるように、キャリッジを別途加熱することもできる。
【００５０】
スクリードの前、場合によっては道路舗装機の牽引機に、加熱フックを装着することによって、層厚を測定することもできる。フックの端部が、平面上でスクリード後端部下部に敷設した層の中にあるように、加熱フックを形成する。スクリード上に装着したセンサによって、層厚を測定するために、スクリード後端部下部のフックの端部を記録する。
【００５１】
層厚の計算は、互いに前後して牽引され、かつ互いに流体的に連結された３つの測定要素を備えることが好ましい管水位によってもできる。２つの第１の測定要素が平面上をガイドされる一方、第３の、最終測定要素は新しく敷設した道路舗装の表面で牽引される。前２つの測定要素は基準を表し、第１測定要素が以前位置した場所に中央管水位が位置するととすぐに、後ろ２つの測定要素、つまり管水位によって、厚さを測定するために用いられる。測定結果において傾斜が無視されないように、傾斜センサを管水位に対して設けることができる。別の変更例では、傾斜センサを用いず、管水位について記録した高さの差に基づいて傾斜の変化を計算し、この差を、厚さの測定の際に考慮することもできる。
【００５２】
また、簡潔な方法で層厚を測定するための傾斜基準を生成するために、ピボットジョイントによって互いに接続した２つのフレームを牽引機に備え、このフレームのうち前フレームを平面と２点で接触させ、後フレームをジョイント全体で平面と接触させると共に、新しく敷設した層と後部ポイントで接触させることもできる。２つのフレームはそれぞれ、傾斜センサを有する。その結果、前フレームにより、後フレームが前フレームの以前の位置に来るとすぐに、厚さを測定するために用いる基準を記録する。また、代わりに、前フレーム上に配置され、前フレームに関節連結された後フレームの高さの変化を記録する赤外線センサを用いて、層厚を記録することもできる。
【００５３】
層厚を測定するための別の任意の方法では、ブリッジ構造をスクリード上に配置し、第１可動アームを平面上で角度記録手段によって牽引し、第２可動アームを、新しく敷設した道路層上で、走行方向に沿って、同じく角度記録手段によって牽引するようにする。同じく、角度調整可能な複数の牽引要素を、スクリード後部で牽引することもでき、それによって、平面上に位置する基準に対する層厚を記録することができる。同様に、スクリード上の２つの、角度を付けたブリッジを、ピボットベアリングに装着することもできる。
【００５４】
本発明の実施形態について、以下の図を用いて提示する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による回転可能に支持された測定装置を示す。
【図２】変位可能なバラスト装置を備える、緩衝器付き測定装置を示す。
【図３】測定装置を装着する道路舗装機の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１は測定装置２を備える道路舗装機１を示し、測定装置２は回転軸３上に回転可能に支持され、測定装置２は水平に対して既定の角度で平衡位置を取る。図１の実施形態によれば、回転軸３は測定装置２の重心Ｓを貫通して延在する。回転軸３と重心Ｓとの間の距離、具体的には低次元距離も考えられるが、図１には図示しない。
【００５７】
図１はさらに、測定装置２が、路盤５に基本的に水平に支持される支持要素４を有することを示す。道路舗装機１は路盤５を移動方向Ｖに移動し、それによって道路舗装機１は道路舗装６を、スクリード７を用いて路盤５に敷く。スクリード７は道路舗装機１に対して移動可能なように支持され、それによってスクリード７はレベリング技術（不図示）によって移動することができ、平坦な道路舗装表面を作成するために道路舗装機の傾斜の変化を補正する。
【００５８】
測定装置２の回転可能な平衡位置によって、測定装置２は道路舗装機１またはスクリード７の動作とは連動しない。結果として、道路舗装機１またはスクリード７が、傾斜が変化する場所で走行する場合であっても、測定装置２はその平衡位置を保ち、つまり、基本的に路盤５に水平な位置を保持することができる。ここで、距離を測定中に、設定角度が所定の閾値以上変化しない限り、わずかな角度で測定装置２が少々偏向しても、層厚の良好な測定結果には悪い影響を与えないことを指摘しておく。
【００５９】
図１では同様に、３つのセンサ９ａ、９ｂ、９ｃが支持要素４上に配置されていることを示す。センサ９ａ、９ｂ、９ｃは支持要素４の底面に沿って、互いから等距離に配置される。それによって、２つの前センサ９ａ、９ｂはセンサ９ａ、９ｂと路盤５との間の距離１０を測定する。第３のセンサ９ｃは支持要素４上に配置され、新しく敷設された道路舗装６までの距離１１、より具体的には、新しく敷設された道路舗装６の表面までの距離１１を測定する。適切な設計手段によって、支持要素４を変更し、第３のセンサ９ｃが距離１１を記録するために行う距離の測定を、スクリード７の後端部１２背後で様々な距離で行うこともできる。ただし、測定時間を不要に延長しないように、遠く離れた位置では測定しないことが好ましい。
【００６０】
また、図１では、バラスト要素１３ａ、１３ｂが回転軸３から等距離で、支持要素４の上側部に配置されていることも示す。したがって、バラスト要素１３ａ、１３ｂを支持要素４上の任意の場所に配置することができ、それによって、測定装置２は道路舗装機１が舗装作業中に、路盤５に平行な安定した平衡位置を取る。バラスト要素１３ａ、１３ｂを用いて、測定装置２を巧みに平衡位置にすることができ、傾斜した路盤５に基本的に平行に測定装置２を整列させることができる。
【００６１】
バラスト要素に加えて、図１に示す実施形態では、スタビライザ１７ａ、１７ｂを示し、それぞれ支持要素の外端部に配置される。ただし、用途によって、スタビライザ１７ａ、１７ｂを測定装置２の他の場所に配置することもできる。
【００６２】
図１はさらに、評価部５０を示す。評価部５０はセンサ９ａ、９ｂ、９ｃに接続され、センサの測定結果を層厚８に処理する。計算した層厚８を操作者に伝えるために、評価部５０と接続された操作装置６０を設置する。回転軸３に近接して、測定装置２のねじれ剛性を設定するように構成される手段１５をさらに配置する。
【００６３】
図２は、本発明には必須ではないが、支持要素４の動作を緩衝する緩衝要素１６をさらに備える測定装置２を示す。緩衝要素１６は回転軸３に対して等距離に配置され、異なる位置で支持要素４に作用することができる。図２はさらに、起動要素１４も示す。起動要素１４はバラスト要素１３ａ、１３ｂおよび操作装置６０に接続され、起動要素１４はバラスト要素１３ａ、１３ｂを変位させるピストンシリンダ部として形成される。最後に、水平Ｈを図２に示す。水平Ｈは測定装置２を所望する平衡位置に保持するために、既定の角度を決定するための基準と見なされる。ここで、既定の角度ａ＝９０°は、水平Ｈおよびセンサ９ａ、９ｂ、９ｃの測定方向との間の角度である。
【００６４】
図３は、測定装置２を上に備える道路舗装機１を概略的に示す。測定装置２は回転軸３の回りを回転することができる。支持要素４は第１のバー４ａと、第２のバー４ｂと、第１のバー４ａおよび第２のバー４ｂを接続する第３のバー４ｃとを備える。第１のバー４ａおよび第２のバー４ｂは、新しく敷設した道路舗装６までの距離１１を測定するために、スクリード７を超えて突出する。図３はさらに、測定装置２の重心Ｓを示す。重心Ｓは、図３では回転軸３の下部に位置するが、回転軸３上にあるのが好ましい。図３の両方向の矢印Ｐは、測定装置が既定の角度で平衡位置となるように、測定装置２または回転軸３の変位が可能であることを表す。図３には図示していないが、接続されていない第１のバー４ａおよび第２のバー４ｂの端部の１つを第４のバーによって接続するために、第３のバー４ｃに対向する第４のバーを用いることもできる。支持要素４のバーはこれによって、閉鎖したフレーム構造を表すことになる。
【００６５】
測定装置２は、本発明の道路舗装機１に用いられるように、路盤に道路舗装以外の層を敷くその他の建築機械上で、層厚を測定するためにも同様に用いることができる。たとえば、砂層または砂利層のみを敷く建設機械が考えられる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｈ 水平
Ｐ 測定装置２または回転軸３の変位を表す両方向の矢印
Ｓ 重心
Ｖ 移動方向
１ 道路舗装機
２ 測定装置
３ 回転軸
４ 支持要素
５ 路盤
６ 道路舗装
７ スクリード
８ 層厚
９ａ〜９ｃ センサ
１０または１１ 距離
１２ 後端部
１３ａ、１３ｂ バラスト要素
１４ 起動要素
１５ ねじれ剛性設定手段
１６ 緩衝要素
１７ａ、１７ｂ スタビライザ
５０ 評価部
６０ 操作装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は特許請求項１の導入部分に記載の道路舗装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路舗装機の舗装作業中には、新しく敷設した道路舗装の層厚を、連続的に、できればリアルタイムで測定しなければならない。層厚を計算し、操作者のために層厚を視覚化することによって、具体的には、道路舗装機が最小または最大の層厚を作成することを確実に保証すべきである。施工者は契約によって合意した層厚を守らなければならないため、これは重要である。同様に、新しく敷設した道路舗装が様々な気候条件にさらされても、損傷を受けないようにしなくてはならない。
【０００３】
新しく加えた道路舗装の層厚を測定するために、様々なシステムが実施されていることは既知である。たとえば、超音波またはレーダを用いて層厚を測定する装置が用いられている。しかし、新しく敷設した道路舗装の位置をはっきりと特定できるように、正確な層厚を測定するための反射体を用いなければならないという技術的な不利点が存在する。
【０００４】
道路舗装の層厚を測定する別の方法によると、新しい道路舗装の下部にある平面に到達するまで、測定体を挿入する。この方法の不利点は、測定体を新しい道路舗装に挿入することによって、たとえば凹凸などの損傷が残る場合があることである。
【０００５】
また、路盤に対する高さ測定に基づいて、およびスクリードの傾斜測定に基づいて、スクリードの後端部で敷設した層厚を計算することができるシステムも既知である。このようなシステムでは、従来の距離センサ、たとえば、超音波またはレーザセンサを用いて高さを測定する。スクリードの傾斜測定のためには、このようなシステムはスクリード組立体上に装着される傾斜センサを装備する。路盤によっては、これらのシステムを用いて良好な測定結果を得ることができるものもあるが、層厚を測定するために傾斜センサを用いる測定システムは、特に不均一な地盤での測定結果が悪くなる傾向がある。層厚を計算するために用いる傾斜センサは、道路舗装機またはスクリードの加速または傾斜の突然の変化に大きく影響を受けるため、測定結果が劣化することも不利である。
【０００６】
たとえば、ドイツ公開特許第１００２５４６２号は、新しく敷設した道路舗装の層厚を、傾斜センサを用いて測定するシステムについて記載している。同公開特許が開示する装置は、高さセンサの位置とスクリードの後端部との間の距離と、路盤からの記録した距離と、傾斜センサによって記録される、牽引アーム−スクリード組立体の測定した傾斜とに基づいて、層厚を測定する装置である。すでに示唆されているように、このような解決方法では、層厚の測定結果は傾斜センサに大きく依存することになり、傾斜センサはすでに小さな振動や加速によって影響を受けていることもある。したがって、傾斜センサの小さな誤差であっても、層厚を計算する際にすでに大きな誤差となるには十分である。
【０００７】
ドイツ公開特許第１００２５４７４号は、道路舗装機によって路盤に敷設する敷設材の層厚を測定する装置について記載している。ここでは、道路舗装機はトラクタと、高さを調整できるように回転可能にトラクタ上に装着される少なくとも１つの牽引アームと、少なくとも１つの牽引アームにしっかりと取り付けられ、牽引アームと共に牽引アーム−スクリード組立体を形成する浮動スクリードと、基盤の底部に位置するアンダーキャリッジとを有する。この装置はさらに、トラクタに固定して取り付けられ、トラクタの基準位置と牽引アーム−スクリード組立体の基準位置との間の相対距離を測定するための距離センサを備える。トラクタの基準位置は、アンダーキャリッジの底部と既定の位置関係を有し、牽引アーム−スクリード組立体の基準位置は、スクリードの下部後端部と既定の位置関係を有する。
【０００８】
ドイツ特許第１９８５１１５３号は、走行表面を測定するための方法に関する。走行表面の輪郭は度量衡的に記録される。ここでの走行表面は、具体的には高速道路建築または修理作業のフレームワークにおいて、複数のコートまたは層を備える交通区域、つまり、道路または高速道路であるものと理解される。同発明はさらに、可動式の試験装置を用いて同方法を実行するシステムに関する。
【０００９】
欧州特許第０５１０２１５号は走行表面被膜層厚を規制する装置を記載する。装置は、高さセンサおよび傾斜センサを備え、すべてのセンサはスクリードの動作にしたがうように、スクリード組立体上に配置される。
【００１０】
米国特許第７，１７２，３６３号は舗装機械に関する。舗装機械は電源と、牽引システムと、舗装材を保持するように構成されるホッパーと、舗装材をホッパーから運搬するように構成される１または複数のコンベヤとを有することができる。舗装機械はまた、舗装材のマットを敷くように構成されるプレートまたはスクリード板を有することもある。舗装機械はさらに、舗装機械の前部に装着され、表面から前センサまでの高さを測定するために構成される少なくとも１つの前センサと、舗装機械に装着され、マットの表面から後センサまでの高さを測定するために構成される少なくとも１つの後センサとを備える。舗装機械はまた、マットの厚さを測定するように構成されるコントローラを備える。コントローラは、少なくとも１つの前センサによって記録された１または複数の正面高さの測定と、少なくとも１つの後センサによって記録された１または複数の後部高さの測定との間の差異を測定することによって、マットの厚さを測定する。センサはスクリードに恒久的に接続される支持体上に装着される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術の明白な技術的問題および不利点を考慮した上で、本発明の目的は、新しく道路舗装に加えられた層厚を測定するための測定装置を有する、道路舗装機を提供することである。測定装置は、道路舗装機の加速または傾斜の変化に影響を受けず、その結果として、層厚の測定結果を改善することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、特許請求項１の技術的特徴を用いて解決される。本発明をさらに改良した発展は、従属請求項の技術的特徴によって示される。
【００１３】
本発明によれば、道路舗装機は新しく敷設した道路舗装の層厚を測定するための測定装置と、新しい道路舗装を敷くためのスクリードとを備える。測定装置は支持要素と、支持要素に配設された少なくとも２つのセンサを有する。センサは平面、つまり道路舗装がまだ敷設されていない路盤までの距離、または新しく敷設された道路舗装までの距離を測定するように形成される。本発明によれば、測定装置は、道路舗装機またはスクリード上に回転可能に支持される。それによって、道路舗装機またはスクリードの傾斜が水平に対して変化する場合であっても、測定装置が保持する、または戻る水平に対する既定の角度で平衡位置を取る。
【００１４】
既定の角度は、したがって、測定装置が平衡位置にあるとき、水平に対する測定装置の様々な部品の位置によって画定することができる。たとえば、既定の角度を、水平に対する支持要素の位置によって画定することが可能であろう。このとき、測定装置を平衡位置に保持するために、支持要素を水平に配列する場合には、既定の角度はゼロとなる。
【００１５】
上記方法の代替として、水平に対するセンサの測定方向を考慮して、既定の角度を画定することもできる。ある適用では、センサの測定方向が、水平に整列された路盤に対して直角の方向を指向する場合は、既定の角度は９０度に対応する。既定の角度、つまり、水平とセンサの測定方向との間の角度は、測定装置の平衡位置が水平ではない場合には、それに対応して変化する。
【００１６】
したがって、測定装置の平衡位置を設定し、測定装置を、道路舗装機、つまり道路舗装機の牽引機が前進する平面に対してほぼ水平に整列させるようにすることもできる。測定装置の平衡位置とは、道路舗装機およびスクリードの傾斜が変化しても、測定装置は道路舗装機もしくはスクリードと共に動かないこと、または、道路舗装機もしくはスクリードの傾斜が変化した後に、測定装置は短時間で平衡位置に戻ることを意味する。つまり、結果的に、測定装置は道路舗装機またはスクリードの移動にほとんど影響を受けないことを意味する。
【００１７】
測定装置を回転可能に支持することによって、結果的に、走行中に道路舗装機またはスクリードの傾斜が変化するような路盤の凹凸を意図的に補償することができるため、層厚を計算する際に、傾斜の変化を考慮しなくてもよい。
【００１８】
本発明による測定装置はさらに、製造が簡単かつ経済的であり、道路舗装機、具体的には道路舗装機の牽引機またはスクリード上に簡単な方法で支持される。
【００１９】
測定装置は、好ましくは、道路舗装機またはスクリードに対して回転軸の周りを回転可能に支持される。このようにすると、道路舗装機が稼動中でも、測定装置は平衡位置に留まるか、または短時間で平衡位置に戻ることができる。
【００２０】
本発明の特に有利な実施形態では、回転軸は測定装置の重心を貫通する。この結果、舗装作業中に傾斜の変化が生じても、測定装置は簡単には静止位置から外れない、つまり、平衡位置から外れないという技術的特徴が得られる。これは具体的には、たとえば、道路舗装機の加速によって、舗装作業中の測定装置に作用するモーメントが低減されるか、または完全になくなるためである。
【００２１】
測定装置が平衡位置から簡単に外れないようにするためには、測定装置の重心は、好ましくは、回転軸から１０ｃｍ未満だけ離間して配置される。重心と回転軸をこのように近接して配置することによって、測定装置は舗装作業中に安定した平衡位置を保つことができると考えられる。これは、製造の観点からも有利である。
【００２２】
本発明の別の実施形態では、測定装置は舗装機またはスクリードの様々な位置に取り付け可能なように形成される。このようにして、測定装置を柔軟に用いることが可能であり、具体的には特別な特性、たとえば、センサの測定性能または支持要素の設計上の特徴などを考慮に入れることができる。さらに、このようにして、舗装箇所の天候状況または舗装材上方の温度を考慮に入れることができる。最終的には、操作担当者は、このようにして、複数の付帯する選択肢を利用可能となる。
【００２３】
あるいは、回転軸を測定装置の重心から離れた位置に配置することもできる。これによって、道路舗装機またはスクリードが傾斜が変化する場所を移動するときであっても、測定装置を平衡位置に確実に保つことができる。回転軸と重心との間の距離を変化させることによって、測定装置の慣性レベルを設定することもできる。
【００２４】
測定装置が平衡位置にあるとき、測定装置の重心は回転軸の下部に垂直に位置することが好ましい。その結果として、測定装置が平衡位置から外れたときには、復元力が測定装置に作用し、短時間で測定装置を平衡位置に戻す。
【００２５】
特別な実施形態では、測定装置が水平に対して既定の角度、つまり所望の傾斜位置を有するように、回転軸は重心に対して、たとえば、水平および／または垂直方向に変位可能である。あるいは、測定装置が水平に対して既定の角度を有するように、測定装置の支持要素を回転軸に対して移動可能に配置することができる。このようにして、測定装置の平衡位置をすべての走行表面の傾斜に対して調整可能とすることができる。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、センサのうち少なくとも１つは平面までの距離を測定し、スクリード後部のセンサのうち少なくとも１つは道路舗装までの距離を測定するように、センサを測定装置の支持要素上に配置し、構成する。このようにして、信頼できる方法で、スクリード後部の新しい道路舗装の層厚を測定できる。
【００２７】
支持要素は、好ましくは、走行方向から見て道路舗装機の左側または右側に配置される第１のバーを備える。バーはセンサを上に装着するための良い基盤となる。バーはさらに、測定装置を平衡位置で回転可能に支持するための、測定装置の適切な手段となり、これにより、道路舗装機が加速する場合や、凹凸のある走行表面で振動がある場合にも、平面に対して既定の位置、つまり、基本的に水平な位置を保つ。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、支持要素は、走行方向から見て、道路舗装機またはスクリードの別の側、つまり第１のバーと反対側に配置される第２のバーを備える。２つのバーを備えることで、測定装置は層厚を測定するために、広い区域の測定値を記録することができる。
【００２９】
測定装置の特に安定した実施例では、２つのバーは、走行方向に交差して整列される少なくとも第３のバーによって、互いにしっかりと接続される。その結果として、すべてのバーは互いに対して同調して移動可能であり、１つのバーの動作は他のバーの動作と連動する。
【００３０】
本発明のさらに別の実施形態では、測定装置は、層厚を測定するために、センサの距離測定を評価するように形成される評価部を備える。評価部によって、センサのすべての距離測定を考慮することができ、その結果として、実際に使用するにあたって信頼でき、かつ適切である層厚の測定結果が得られる。平面までの測定距離と、新しく敷設した層までの測定距離との差異の結果として層厚を計算するように、評価部を構成することができる。
【００３１】
評価部は、好ましくは、測定した層厚を視覚的に、または音響手段によって、操作者に表示する操作装置に接続される。操作装置を、評価部が重大な層厚を検知したこと、つまり、最小または最大の層厚に到達したことを、視覚または音響での警告信号によって操作者に表示するように形成することも考えられる。これによって、適切な措置によって、操作者が上記の極端な状態に迅速に対応できるような技術的有利点を提供する。
【００３２】
さらに有利な実施例では、ねじれ剛性を設定するように形成される測定装置の手段を提供する。ねじれ剛性とは、測定装置の回転性に対する抵抗性を意味する。これらの手段は、好ましくは、枢軸の回りに配置される。結果として、測定装置は容易には平衡位置から外れず、代わりに、道路舗装機またはスクリードに作用する突然の加速または傾斜の変化がある場合でも、この平衡位置を保持する。これによって、測定装置を安定して平衡位置に保つことができるため、層厚の測定結果が改善される。
【００３３】
別の実施例では、測定装置はサーボモータを備え、サーボモータは、測定装置の、回転軸の周りでの回転移動を支持するように構成される。その目的は、測定装置を平衡位置に戻すこと、または走行表面の傾斜に応じて測定装置を新しい平衡位置に移動させることのいずれかである。サーボモータはそれによって、自動固定するように形成され、結果的に測定装置の不要な回転運動に対抗する。
【００３４】
測定装置は、好ましくは、少なくとも１つのバラスト要素を備える。バラスト要素は測定装置上に配置され、それによって、測定装置は平面に対して、水平に安定した平衡位置、または水平に対して別の既定の角度で安定した平行位置に配置される。バラスト要素を備える結果として、具体的には、バラスト要素を測定装置の様々な場所に装着することができる場合は、測定装置の所望の平衡位置を平衡させ、設定することができる。
【００３５】
さらなる実施形態では、支持要素に対するバラスト要素の位置を、測定装置が水平に対して既定の角度を有するように、手動または自動で変更することができる。測定装置は、バラスト要素を変位するために、少なくとも１つの起動要素を備えることが有利である。そうすれば、油圧または空気圧起動要素を使用することができる。測定装置の平衡位置を制御するために、測定装置の平衡位置が水平に対して既定の角度となるように、操作装置によって起動要素の自動起動を行うこともできる。具体的には、これによって、走行表面が交互に隆起と陥没を繰り返す部分を舗装作業する際に、正確な層厚の測定が可能となる。
【００３６】
本発明のさらなる実施形態では、少なくとも１つのバラスト要素の位置を、測定装置の重心を回転軸上へと変位するために、手動または自動で変更することができる。このようにして、たとえば、舗装作業の前に、舗装作業中に測定装置に作用するモーメントの数が低減するように、測定装置、具体的には少なくとも１つのバラスト要素を調整することができる。結果として、舗装作業中の道路舗装機またはスクリードの傾斜が変化しても、測定装置は安定した平衡位置を保つことができる。
【００３７】
本発明の特に賢明な実施例では、測定装置は、その重心が回転軸上にあるかどうかを記録するように構成されている。このためには、たとえば、測定装置の重心と回転軸との間の相対距離を測定する測定手段が存在してもよい。したがって、特に有利には、測定装置が、重心が回転軸上にないと記録するときに、少なくとも１つのバラスト要素は重心を回転軸上に再び変位するために、自動的に任意の位置に移動する。このようにして、操作者が容易に測定装置の組立または調整をすることが可能となり、それによって、設置場所においてかなりの時間も節約できると期待される。
【００３８】
層厚の正確な測定結果を得るために、複数のセンサを測定装置に設置して、平面までの距離を測定することが有利である。このようにして、層厚の計算に、複数の距離の値を含むことができる。
【００３９】
距離の代表値を計算するために、平面までの複数の測定値を用いて、平均値を測定するように測定装置を形成し、この平均値を層厚を計算するために用いると便利であろう。
【００４０】
同様に、道路舗装までの距離を測定するために、測定装置が複数のセンサを備えていると有利である。上記平面までの距離を測定する場合と同様に、このようにして、１つの場所のみではなく、複数の場所において新しく敷設した道路舗装の表面条件の概要を得ることができる。
【００４１】
好ましくは、測定装置は、道路舗装までの複数の距離の値を用いて、平均値を形成することを目的として構成される。この平均値は新しく敷設した道路舗装までの距離を代表的に表す。平均することによって、測定装置は少ないメモリで管理することができる。
【００４２】
前述の平均値２つに基づいて、層厚を計算するように測定装置が形成された場合は、層厚を測定することは特に容易であろう。移動方向と交差するスクリードの傾斜を無視できる限り、これは非常に便利である。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態では、平面までの距離を記録する複数のセンサを群として支持要素上に配置する。このようにして、様々な場所の複数の測定結果を記録できる。これによって、特定の場所での距離の測定の結果を改善できる。これの代替法としては、センサを互いに等距離で支持要素上に配置する。この結果として、道路舗装の層厚は、幅全体にわたって信頼できるものとなる。同様に、群として配置すること、または互いに等距離に離間して配置することによって、道路舗装までの距離を測定するために、センサを支持要素上に配置することができる。
【００４４】
道路舗装機またはスクリード上の測定装置の支持をさらに改良するために、測定装置は、道路舗装機またはスクリードの加速を緩衝するために形成される、緩衝要素を備える。それによって、測定装置は既定の平衡位置を安定して保持し、静止位置から外れないようになる。緩衝要素は、たとえば、機械的または液圧式緩衝装置、具体的には、ばねまたは油圧式緩衝装置が考えられる。
【００４５】
本発明の特に有利な実施形態では、測定装置は、道路舗装機が加速するときでも力のモーメントが測定装置に作用しないように、少なくとも１つのスタビライザを備える。少なくとも１つのスタビライザは、測定装置の様々な場所に配置することができるが、最大のモーメントが第１のバーまたは第２のバーの端部にあることが予測されるため、第１のバーまたは第２のバーの端部に配置することが好ましい。したがって、少なくとも１つのスタビライザは、慣性モーメントが測定装置に作用する加速に対向し、それによって測定装置が平衡位置を保つことを特徴とする。特に凹凸のある舗装部分では、スタビライザは結果として、測定装置を静かな位置に保つ。
【００４６】
少なくとも１つのジャイロ要素を、好ましくは少なくとも１つのスタビライザに設置する。このジャイロ要素は、好ましくはジャイロ要素の重心を貫通する軸の周りを回転可能なように、測定装置に配置される。少なくとも１つのジャイロ要素は、実効慣性モーメントを備えて加速に対抗するために、特に好ましい幾何学的な本体を備える。慣性モーメントを増加させるために、ジャイロ要素を中空体として形成することも考えられる。
【００４７】
しかし、少なくとも１つのスタビライザは、ジャイロ要素に加えて、またはジャイロ要素の代わりに、少なくとも１つの別の幾何学的な本体を備えることも考えられる。別の幾何学的な本体とは、たとえば、少なくとも１つの円筒形、球形、立方形、円錐形、円錐台、および／またはピラミッド型の本体である。所望の慣性モーメントを得るために、これらの本体は、様々な寸法を有してよく、中空体または中実体として形成してもよい。
【００４８】
測定装置は、水平な路盤に対して平衡に支持され得るだけではなく、傾斜面、つまり傾斜した路盤に対しても平衡位置に変位可能でもあることが有利である。測定装置はこのようにして、傾斜する路盤に対して基本的に平行である、舗装作業中の位置を保つ。このようにして、特異な路盤、たとえば、傾斜している路盤または傾斜面または傾斜路をアスファルト舗装または舗装する際などに、信頼できる層厚の測定を実行することができる。バラスト要素は好ましくは、測定装置上で、測定装置の重心が回転軸上に変位するように配置される。
【００４９】
新しく敷設した道路舗装の層厚を計算するために、以下の装置および／または方法を用いることもできる。そのうちの１つの装置はスクリード上に移動可能に装着され、スクリードから、新しく敷いた混合物を貫通し、平面まで延在するキャリッジである。キャリッジに対するスクリードの高さを得るために、スクリードに対するキャリッジの変位を移動センサが記録する。角度センサはさらに、スクリードに対するキャリッジの傾斜の変化を記録するために、キャリッジ上に配置される。角度センサと移動センサを組み合わせることによって、敷設した層厚を計算できるように、キャリッジの後端部とスクリードの後端部との幾何学的関係が生成される。キャリッジが混合物の中でうまく移動できるように、キャリッジを別途加熱することもできる。
【００５０】
スクリードの前、場合によっては道路舗装機の牽引機に、加熱フックを装着することによって、層厚を測定することもできる。フックの端部が、平面上でスクリード後端部下部に敷設した層の中にあるように、加熱フックを形成する。スクリード上に装着したセンサによって、層厚を測定するために、スクリード後端部下部のフックの端部を記録する。
【００５１】
層厚の計算は、互いに前後して牽引され、かつ互いに流体的に連結された３つの測定要素を備えることが好ましい管水位によってもできる。２つの第１の測定要素が平面上をガイドされる一方、第３の、最終測定要素は新しく敷設した道路舗装の表面で牽引される。前２つの測定要素は基準を表し、第１測定要素が以前位置した場所に中央管水位が位置するととすぐに、後ろ２つの測定要素、つまり管水位によって、厚さを測定するために用いられる。測定結果において傾斜が無視されないように、傾斜センサを管水位に対して設けることができる。別の変更例では、傾斜センサを用いず、管水位について記録した高さの差に基づいて傾斜の変化を計算し、この差を、厚さの測定の際に考慮することもできる。
【００５２】
また、簡潔な方法で層厚を測定するための傾斜基準を生成するために、ピボットジョイントによって互いに接続した２つのフレームを牽引機に備え、このフレームのうち前フレームを平面と２点で接触させ、後フレームをジョイント全体で平面と接触させると共に、新しく敷設した層と後部ポイントで接触させることもできる。２つのフレームはそれぞれ、傾斜センサを有する。その結果、前フレームにより、後フレームが前フレームの以前の位置に来るとすぐに、厚さを測定するために用いる基準を記録する。また、代わりに、前フレーム上に配置され、前フレームに関節連結された後フレームの高さの変化を記録する赤外線センサを用いて、層厚を記録することもできる。
【００５３】
層厚を測定するための別の任意の方法では、ブリッジ構造をスクリード上に配置し、第１可動アームを平面上で角度記録手段によって牽引し、第２可動アームを、新しく敷設した道路層上で、走行方向に沿って、同じく角度記録手段によって牽引するようにする。同じく、角度調整可能な複数の牽引要素を、スクリード後部で牽引することもでき、それによって、平面上に位置する基準に対する層厚を記録することができる。同様に、スクリード上の２つの、角度を付けたブリッジを、ピボットベアリングに装着することもできる。
【００５４】
本発明の実施形態について、以下の図を用いて提示する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による回転可能に支持された測定装置を示す。
【図２】変位可能なバラスト装置を備える、緩衝器付き測定装置を示す。
【図３】測定装置を装着する道路舗装機の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１は測定装置２を備える道路舗装機１を示し、測定装置２は回転軸３上に回転可能に支持され、測定装置２は水平に対して既定の角度で平衡位置を取る。図１の実施形態によれば、回転軸３は測定装置２の重心Ｓを貫通して延在する。回転軸３と重心Ｓとの間の距離、具体的には低次元距離も考えられるが、図１には図示しない。
【００５７】
図１はさらに、測定装置２が、路盤５に基本的に水平に支持される支持要素４を有することを示す。道路舗装機１は路盤５を移動方向Ｖに移動し、それによって道路舗装機１は道路舗装６を、スクリード７を用いて路盤５に敷く。スクリード７は道路舗装機１に対して移動可能なように支持され、それによってスクリード７はレベリング技術（不図示）によって移動することができ、平坦な道路舗装表面を作成するために道路舗装機の傾斜の変化を補正する。
【００５８】
測定装置２の回転可能な平衡位置によって、測定装置２は道路舗装機１またはスクリード７の動作とは連動しない。結果として、道路舗装機１またはスクリード７が、傾斜が変化する場所で走行する場合であっても、測定装置２はその平衡位置を保ち、つまり、基本的に路盤５に水平な位置を保持することができる。ここで、距離を測定中に、設定角度が所定の閾値以上変化しない限り、わずかな角度で測定装置２が少々偏向しても、層厚の良好な測定結果には悪い影響を与えないことを指摘しておく。
【００５９】
図１では同様に、３つのセンサ９ａ、９ｂ、９ｃが支持要素４上に配置されていることを示す。センサ９ａ、９ｂ、９ｃは支持要素４の底面に沿って、互いから等距離に配置される。それによって、２つの前センサ９ａ、９ｂはセンサ９ａ、９ｂと路盤５との間の距離１０を測定する。第３のセンサ９ｃは支持要素４上に配置され、新しく敷設された道路舗装６までの距離１１、より具体的には、新しく敷設された道路舗装６の表面までの距離１１を測定する。適切な設計手段によって、支持要素４を変更し、第３のセンサ９ｃが距離１１を記録するために行う距離の測定を、スクリード７の後端部１２背後で様々な距離で行うこともできる。ただし、測定時間を不要に延長しないように、遠く離れた位置では測定しないことが好ましい。
【００６０】
また、図１では、バラスト要素１３ａ、１３ｂが回転軸３から等距離で、支持要素４の上側部に配置されていることも示す。したがって、バラスト要素１３ａ、１３ｂを支持要素４上の任意の場所に配置することができ、それによって、測定装置２は道路舗装機１が舗装作業中に、路盤５に平行な安定した平衡位置を取る。バラスト要素１３ａ、１３ｂを用いて、測定装置２を巧みに平衡位置にすることができ、傾斜した路盤５に基本的に平行に測定装置２を整列させることができる。
【００６１】
バラスト要素に加えて、図１に示す実施形態では、スタビライザ１７ａ、１７ｂを示し、それぞれ支持要素の外端部に配置される。ただし、用途によって、スタビライザ１７ａ、１７ｂを測定装置２の他の場所に配置することもできる。
【００６２】
図１はさらに、評価部５０を示す。評価部５０はセンサ９ａ、９ｂ、９ｃに接続され、センサの測定結果を層厚８に処理する。計算した層厚８を操作者に伝えるために、評価部５０と接続された操作装置６０を設置する。回転軸３に近接して、測定装置２のねじれ剛性を設定するように構成される手段１５をさらに配置する。
【００６３】
図２は、本発明には必須ではないが、支持要素４の動作を緩衝する緩衝要素１６をさらに備える測定装置２を示す。緩衝要素１６は回転軸３に対して等距離に配置され、異なる位置で支持要素４に作用することができる。図２はさらに、起動要素１４も示す。起動要素１４はバラスト要素１３ａ、１３ｂおよび操作装置６０に接続され、起動要素１４はバラスト要素１３ａ、１３ｂを変位させるピストンシリンダ部として形成される。最後に、水平Ｈを図２に示す。水平Ｈは測定装置２を所望する平衡位置に保持するために、既定の角度を決定するための基準と見なされる。ここで、既定の角度ａ＝９０°は、水平Ｈおよびセンサ９ａ、９ｂ、９ｃの測定方向との間の角度である。
【００６４】
図３は、測定装置２を上に備える道路舗装機１を概略的に示す。測定装置２は回転軸３の回りを回転することができる。支持要素４は第１のバー４ａと、第２のバー４ｂと、第１のバー４ａおよび第２のバー４ｂを接続する第３のバー４ｃとを備える。第１のバー４ａおよび第２のバー４ｂは、新しく敷設した道路舗装６までの距離１１を測定するために、スクリード７を超えて突出する。図３はさらに、測定装置２の重心Ｓを示す。重心Ｓは、図３では回転軸３の下部に位置するが、回転軸３上にあるのが好ましい。図３の両方向の矢印Ｐは、測定装置が既定の角度で平衡位置となるように、測定装置２または回転軸３の変位が可能であることを表す。図３には図示していないが、接続されていない第１のバー４ａおよび第２のバー４ｂの端部の１つを第４のバーによって接続するために、第３のバー４ｃに対向する第４のバーを用いることもできる。支持要素４のバーはこれによって、閉鎖したフレーム構造を表すことになる。
【００６５】
測定装置２は、本発明の道路舗装機１に用いられるように、路盤に道路舗装以外の層を敷くその他の建築機械上で、層厚を測定するためにも同様に用いることができる。たとえば、砂層または砂利層のみを敷く建設機械が考えられる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｈ 水平
Ｐ 測定装置２または回転軸３の変位を表す両方向の矢印
Ｓ 重心
Ｖ 移動方向
１ 道路舗装機
２ 測定装置
３ 回転軸
４ 支持要素
５ 路盤
６ 道路舗装
７ スクリード
８ 層厚
９ａ〜９ｃ センサ
１０または１１ 距離
１２ 後端部
１３ａ、１３ｂ バラスト要素
１４ 起動要素
１５ ねじれ剛性設定手段
１６ 緩衝要素
１７ａ、１７ｂ スタビライザ
５０ 評価部
６０ 操作装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路舗装（６）の層厚（８）を測定するための測定装置（２）と、前記道路舗装（６）を敷設するためのスクリード（７）とを備える道路舗装機（１）であって、
前記測定装置（２）は支持要素（４）と、前記支持要素（４）上に配置される少なくとも２つのセンサ（９）とを備え、前記センサ（９）は平面（５）まで、または前記道路舗装（６）までの距離（１０、１１）を測定するように形成され、
前記測定装置（２）は前記道路舗装機（１）またはスクリード（７）上に回転可能に支持され、それによって、水平（Ｈ）に対して、前記道路舗装機（１）または前記スクリード（７）の傾斜が前記水平（Ｈ）に対して変化する場合であっても、前記測定装置（２）が保持、または戻る既定の角度で平衡位置を取ることを特徴とする、道路舗装機（１）。
【請求項２】
前記測定装置（２）は回転軸（３）の周りを回転可能なように支持されることを特徴とする、請求項１に記載の道路舗装機。
【請求項３】
前記回転軸（３）は前記測定装置（２）の重心（Ｓ）を貫通することを特徴とする、請求項２に記載の道路舗装機。
【請求項４】
前記測定装置（２）が前記平衡位置にあるとき、前記測定装置（２）の重心（Ｓ）は前記回転軸（３）から１０ｃｍ未満にあることを特徴とする、請求項２に記載の道路舗装機。
【請求項５】
前記測定装置（２）は前記道路舗装機（１）または前記スクリード（７）に、異なる位置で取り付け可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項６】
前記測定装置（２）は、前記測定装置（２）上に配置される少なくとも１つのバラスト要素（１３）を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項７】
前記少なくとも１つのバラスト要素（１３）の位置は、前記測定装置（２）の前記重心（Ｓ）を前記回転軸（３）上に移動するように、手動または自動で変更可能であることを特徴とする、請求項６に記載の道路舗装機。
【請求項８】
前記測定装置（２）は、前記少なくとも１つのバラスト要素（１３）を移動するために、少なくとも１つの起動要素（１４）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の道路舗装機。
【請求項９】
前記測定装置（２）は、その重心（Ｓ）が前記回転軸（３）上にあるかどうかを記録するように構成されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのバラスト要素（１３）は、前記重心（Ｓ）が前記回転軸（３）上に位置しないことを前記測定装置（２）が記録するときに、前記重心（Ｓ）を前記回転軸（３）上に再移動するために、自動的に特定の位置に移動することを特徴とする、請求項９に記載の道路舗装機。
【請求項１１】
前記測定装置（２）は、ねじれ剛性、つまり前記測定装置（２）の回転性に対する抵抗性を設定するように形成される手段（１５）を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１２】
前記測定装置（２）は、前記測定装置（２）の加速を低減するために、少なくとも１つのスタビライザ（１７ａ、１７ｂ）を備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスタビライザ（１７ａ、１７ｂ）は、少なくとも１つのジャイロ要素を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の道路舗装機。
【請求項１４】
前記測定装置（２）は、前記層厚（８）を測定するために、前記センサ（９）の前記距離測定を評価するように形成される評価部（５０）を備えることを特徴とする、請求項１〜１３のうちいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１５】
前記支持要素（４）は、第１のバー（４ａ）および／または第２のバー（４ｂ）を備え、前記移動方向（Ｖ）から見て前記第１のバー（４ａ）は前記道路舗装機（１）の左側または右側に配置され、前記第２のバー（４ｂ）は前記道路舗装機（１）のもう一方の側に配置されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１】
道路舗装（６）の層厚（８）を測定するための測定装置（２）と、前記道路舗装（６）を敷設するためのスクリード（７）とを備える道路舗装機（１）であって、
前記測定装置（２）は支持要素（４）と、前記支持要素（４）上に配置される少なくとも２つのセンサ（９）とを備え、前記センサ（９）は平面（５）まで、または前記道路舗装（６）までの距離（１０、１１）を測定するように形成され、
前記測定装置（２）は前記道路舗装機（１）またはスクリード（７）上に回転可能に支持され、それによって、水平（Ｈ）に対して、前記道路舗装機（１）または前記スクリード（７）の傾斜が前記水平（Ｈ）に対して変化する場合であっても、前記測定装置（２）が保持、または戻る既定の角度で平衡位置を取ることを特徴とする、道路舗装機（１）。
【請求項２】
前記測定装置（２）は回転軸（３）の周りを回転可能なように支持されることを特徴とする、請求項１に記載の道路舗装機。
【請求項３】
前記回転軸（３）は前記測定装置（２）の重心（Ｓ）を貫通することを特徴とする、請求項２に記載の道路舗装機。
【請求項４】
前記測定装置（２）が前記平衡位置にあるとき、前記測定装置（２）の重心（Ｓ）は前記回転軸（３）から１０ｃｍ未満にあることを特徴とする、請求項２に記載の道路舗装機。
【請求項５】
前記測定装置（２）は前記道路舗装機（１）または前記スクリード（７）に、異なる位置で取り付け可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項６】
前記測定装置（２）は、前記測定装置（２）上に配置される少なくとも１つのバラスト要素（１３）を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項７】
前記少なくとも１つのバラスト要素（１３）の位置は、前記測定装置（２）の前記重心（Ｓ）を前記回転軸（３）上に移動するように、手動または自動で変更可能であることを特徴とする、請求項６に記載の道路舗装機。
【請求項８】
前記測定装置（２）は、前記少なくとも１つのバラスト要素（１３）を移動するために、少なくとも１つの起動要素（１４）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の道路舗装機。
【請求項９】
前記測定装置（２）は、その重心（Ｓ）が前記回転軸（３）上にあるかどうかを記録するように構成されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのバラスト要素（１３）は、前記重心（Ｓ）が前記回転軸（３）上に位置しないことを前記測定装置（２）が記録するときに、前記重心（Ｓ）を前記回転軸（３）上に再移動するために、自動的に特定の位置に移動することを特徴とする、請求項９に記載の道路舗装機。
【請求項１１】
前記測定装置（２）は、ねじれ剛性、つまり前記測定装置（２）の回転性に対する抵抗性を設定するように形成される手段（１５）を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１２】
前記測定装置（２）は、前記測定装置（２）の加速を低減するために、少なくとも１つのスタビライザ（１７ａ、１７ｂ）を備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスタビライザ（１７ａ、１７ｂ）は、少なくとも１つのジャイロ要素を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の道路舗装機。
【請求項１４】
前記測定装置（２）は、前記層厚（８）を測定するために、前記センサ（９）の前記距離測定を評価するように形成される評価部（５０）を備えることを特徴とする、請求項１〜１３のうちいずれか一項に記載の道路舗装機。
【請求項１５】
前記支持要素（４）は、第１のバー（４ａ）および／または第２のバー（４ｂ）を備え、前記移動方向（Ｖ）から見て前記第１のバー（４ａ）は前記道路舗装機（１）の左側または右側に配置され、前記第２のバー（４ｂ）は前記道路舗装機（１）のもう一方の側に配置されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の道路舗装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−２２７７（Ｐ２０１３−２２７７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１３５１５３（Ｐ２０１２−１３５１５３）
【出願日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【出願人】（５９６０６８３４９）ヨゼフ フェゲーレ アーゲー (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３５１５３（Ｐ２０１２−１３５１５３）
【出願日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【出願人】（５９６０６８３４９）ヨゼフ フェゲーレ アーゲー (35)
【Ｆターム（参考）】
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