路面形状計測・評価システム

 高速道路を維持管理していく上で、舗装路面の平坦性は利用者の走行快適性、舗装の維持補修計画、沿道環境に影響を与える重要な要因となります。その評価指標の一つであるIRI(International Roughness Index:国際ラフネス指数)をより効率的、かつ適切に計測できる路面形状計測・評価システムを、西日本高速道路エンジニアリング関西株式会社と共同で開発しました。
 本システムでは、高速道路と一般道のそれぞれの特徴に適した2つのシステムがあります。(詳細仕様はシステム仕様参照)


高速移動下での測定

高速移動下(Pro:80km/h、Lite:60km/h)の走行速度で、1cm ピッチの路面データ(路面プロファイル)を測定することが可能です。

車両改造なしで計測器が設置可能

計測器(センサー)は、車両のルーフキャリアに固定する仕様であり、車両改造を必要としません。(※Liteのみ)

距離補正機能

急カーブや運転精度により生じる距離の累積誤差を分析ソフトにより補正することができ、ジョイント位置などを正確に検出することができます。

任意区間での路面プロファイル・IRIの算出

路面プロファイルは1cm または10cm ピッチ、IRIデータは10m、100m、200m ごとに任意の区間で算出することができます。

IRIデータの可視化

IRIデータはKLMファイルに出力することができ、GoogleEarthなどから走行位置および路面状況を確認することができます。

システム概要


計測車両(ハードウェア)
 路面形状計測・評価システムは、レーザー変位計、加速度計、非接触距離計、GPS等の各種センサーを搭載した計測車両で道路上を走行することで路面計状を計測します。
 本システムで得られた路面形状と従来の計測との整合性は、JHS248-2005 に規定されている精度(3m プロフィルメーターによる路面形状に対して±30%以内)を満足しています。
計測ソフト
 計測専用ソフトウェアは走行中の操作となることから、できる限り入力項目を簡素化し、操作に伴う煩雑性を軽減させることに主眼を置いています。
分析ソフト(IRIViewer)
 IRIViewerでは、距離補正および路面プロファイル・IRIの算出機能により、計測データを効率的に整理することができます。特に、IRI Proではジョイント段差など局所的な変状も確認することができます。
 加えて、IRIデータはKLMファイルとして出力することでGoogleEarthなどから容易に路面状況を確認することができます。(IRIの大きさにより色分けする機能も実装)
(例えば、赤:3以上、黄:2.5~3、緑:2~2.5、青:2以下)

計測原理


路面プロファイルの測定手法(3点法)
 3台のレーザー変位計を使った路面プロファイルの測定原理は3点法と呼ばれ、測点1と測点3を結ぶ仮想直線を3mプロフィルメーターの基準梁と仮定し、この仮想基準梁と路面との相対変位を路面の縦断プロファイルとするものです。
 本手法で得られた相対変位は、走行時の車両振動や段差通過等によって生じる車両の挙動(前後の動き)をキャンセルすることが可能となります。
3mプロフィルメーターとの比較
 同一路面上におけるIRI Logger Proと3mプロフィルメーターの路面プロファイル波形を比較した結果、両者の路面計状がほぼ一致しています。 また、IRI Logger Proの標準偏差についても、3mプロフィルメーターの測定値に対して、誤差10%以内に収まっています。
(参考 : 土木研究センターの性能試験許容値は誤差30%)
IRI Logger ProIRI Logger Lite
計測可能速度80km/h60km/h
車両改造必要不要
計測ソフト
分析ソフト距離補正機能×
路面プロファイル出力データ間隔1cm、10cm10cm
IRI(10m、100m、200m)の算出
KLMファイル出力
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