振動ローラの自動転圧システムの開発 ― RCD ダム施工での試験適用
鹿島建設（株）正会員 ○浜本 研一，大塩 真，三浦 悟，林 健二，松本 信也，取違 剛
１．はじめに
重機土工に ICT を活用した，いわゆる情報化施工 システムの導入が進められている．例えば振動ロー ラでは締固め管理システムの導入により，施工管理 の合理化等の成果が得られている．しかし，我々は 今後の施工の効率向上や将来的な熟練作業員の減 少・高齢化を見据えた場合に，現状と同等以上の施 工効率を少ない人数で達成する新しい施工技術とし て建設重機の自動化が重要な課題と考えている．
そこで我々は，その第一段階として，汎用の振動 ローラに後付で自動化する装置を製作し，自動転圧 システムを開発した．本報告では開発したシステム の概要と，本システムをRCD ダム現場で試験適用し た結果を報告する．
２．自動転圧システム (1)開発の概要
建設施工の効率化を実現するために，先ずは振動 ローラの自動化を行った．汎用の振動ローラに計測 機器や後付自動化装置を用いて自動化し，タブレッ ト PC で指示した施工範囲を自動で振動ローラが転 圧作業を行うシステムを実現した．さらに複数台の 振動ローラを一人のオペレータで操作可能にした．
(2)自動化装置
汎用の振動ローラに設置し自動化する各種装置に ついて，RCDダムで適用した11t振動ローラ（酒井重 工製SD451）を用いて説明する（図1）．
ア．後付自動制御装置
既存の振動ローラを自動化するために後付自動制 御装置を設置した．ハンドルには専用治具で操舵用 ロボットを設置し，操舵制御をできるようにしてい る．また前後進レバー・起振スイッチは電子回路に て制御している（図2）．
イ．計測センサ
振動ローラに次の量を計測するための各種センサ を搭載した（図3）．
・車体位置計測：GPS
・車体方位計測：GPS方位計
・車体の傾き（ロール，ピッチ角）計測：ジャイロ
・アーティキュレート角（前輪ローラとキャビンの 相対角）計測センサ
ウ．安全装置
前方監視センサとしてレーザスキャナを前後に設 置し，障害物や法肩・法尻を検出し，停止や走行方 向の反転することができる．また車体位置が万が一 指示した設定範囲外に出た場合には停止する．さら に緊急時には非常停止ボタンを押すことで直ちにエ ンジンを停止できる（図4）．
エ．作業指示インタフェース
作業指示をするためのインタフェースプログラムを 図5に示す．これをタブレットPC上で動かしタッチ パネルにより転圧範囲や作業内容の指示ができる．
キーワード 自動化，転圧作業，振動ローラ，コンクリートダム，効率化
連絡先 〒182-0036 東京都調布市飛田給2-19-1 鹿島建設（株）技術研究所 TEL 042 – 489 - 6256 ハンドル操作 後付ロボット レバー操作
電子回路化
図-1 11tローラ（酒井重工 SD451）
図-2 操舵・走行・起振の自動化 土木学会第70回年次学術講演会(平成27年9月)
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オ．走行制御アルゴリズム
走行制御アルゴリズムを検討するために，熟練オ ペレータの操作を計測した．直進転圧走行時に遠方 の轍を目標にしていることから，車体位置や姿勢が 目標線に対し5～6m先で誤差0に補正されよう，ハ ンドル操作をフィードバック制御している．また隣 接レーン移動時の切返し走行制御についても，熟練 オペレータの操作を参考に目標軌道を作成した．
３．RCDダム施工での試験適用
RCDダム施工現場に本システムを試験適用し，実 用性を検証した．試験適用は福岡県・五ヶ山ダム堤
体工事現場にて行った．試験適用にて本システムの 転圧施工の性能評価と一人のオペレータで二台の自 動化振動ローラを操作できることを確認した（図6）
転圧走行時の軌跡を図 7 に示す．直進走行では直
線y = 0を目標として転圧し，切返し走行では青線を
目標軌道として走行後，直線y = 0を目標として転圧 を開始する．赤線は直線y = 0に対する±10cmの誤 差領域を示しており，どちらの図も転圧時の誤差が
±10cm内に収まっていることが判る．
４．おわりに
本報告では，汎用の振動ローラに自動化装置を後 付し，自動転圧システムを実現した．開発システム を RCD ダム現場に試験適用し，その有用性を明らか にした．本システムの実用導入向けては，自動化に 合わせた施工手順や方法の検討を並行して実施して いくことが必要である．
謝辞：本試験適用では福岡県五ヶ山ダム建設事務所よ り多大なご協力を頂きました．ここに謝意を表します．
図-3 計測センサ
図-4 安全装置
図-6 現場での適用試験状況
図-7 転圧走行精度
図-5 作業指示インタフェース
(a)直進走行（転圧時）
(b)切返し走行（レーン移動）
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土木学会第70回年次学術講演会(平成27年9月)
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