ICMVとDensity Directの違い：舗装エンジニア向け解説

過去数年間、インテリジェント締固め（IC）には、舗装プロセスの推測要素を減らすための多くの進歩がありました。実際、連邦道路庁（FHWA）は多くの州とメーカーと協力し、オペレーターがその場で情報に基づいた判断を下せるよう、リアルタイム情報を提供するICシステムの強化を続けています。これらの要素には、パス回数、マット温度、インテリジェント締固め測定値（ICMV）が含まれます。

しかし、すべてのICシステムがICMVのみを測定するわけではありません。例えば、Volvoローラーが採用するCompact Assist with Density Direct™は、実際の現場密度をリアルタイムで算出し、ICMVを一歩先へ進めたものです。その違いを見てみましょう。

インテリジェント締固めの仕組み

インテリジェント締固めシステムは、加速度計ベースの測定システム、GPS、赤外線温度センサー、リアルタイム締固め情報をオペレーターに提供する車載コンピューターを備えています。ICシステムの主要機能（全プロバイダー共通）は、パスマッピング、路面温度マッピング、データ収集です。

• パスマッピング – ICシステムは、完了したパス回数をリアルタイムでオペレーターに表示し、マット全体の100%でより良い均一性を獲得できるよう支援します。過締固めは不十分な締固めと同様に品質に悪影響を及ぼし、パスマッピングはオペレーターがパスを多すぎず少なすぎず行えるよう助けます。
• 温度マッピング – ICシステムは、舗装路面温度をリアルタイムでオペレーターに表示します。これは極めて重要で、温度は材料の締固めやすさに大きく影響するからです。リアルタイム温度情報を持つ熟練ローラーオペレーターは、ピーク温度でアスファルトを締固め、プロジェクトコスト増と工期延長を招く追加パスを避けるため、舗装プロセスを調整できます。
• データ収集 – FHWAはICデータが品質管理プロトコルに大きな価値を提供することを認識し、全メーカーのICシステムでデータが標準フォーマットで収集・報告されることを重要視しています。

これら3機能はほぼすべてのICシステムで標準ですが、大きく異なるのがアスファルトICMVの算出方法です。大半のICシステムはリアルタイムICMV算出を提供しますが、各メーカーで算出方法論がわずかに異なります。算出方法の差異はあれど、すべての目標は同じです――ICMVを密度に等価化することです。

インテリジェント締固め測定値（ICMV）とは？

インテリジェント締固め測定値は、振動ローラーの加速度計測定値を用いて算出される剛性の尺度を指す、広い業界用語です。ICMVは密度そのものの測定値ではなく、密度算出に用いられる値です。

2014年、FHWAはICMV算出値と実測アスファルト密度の明確な相関を特定しようとした研究報告書を発表しました。報告書は、「パスごとのICMVはブレークダウン締固め中の核密度計測定値とよく相関する。しかし、最終ICMVはコア密度とはよく相関しない」と述べています。

相関不足の要因として、測定深度、フットプリント、アスファルト温度が一定閾値を下回った際のドラム反発変化などが挙げられています。しかし報告書は、ICシステムが「リアルタイムでICMVを監視し、締固めの機会の窓を最大化することで、品質管理のための強化ツールとして使用できる」と強調しています。

Volvo Density Directがオペレーターにリアルタイム密度値を提供する仕組み

Density Directは、Volvoローラー専用の密度予測代替手法です。他のICシステムと同様に、Volvo Compact Assist with Density Directは、Volvo Co-Pilotディスプレイを通じて、路面温度マッピング、パスマッピング、データ収集機能を提供します。しかし、Volvoシステムにはリアルタイム密度算出という追加メリットがあります。画面タッチ一つで、オペレーターは締固め中材料の予測密度を見られます。ICMV値が無次元量であるのに対し、Density Directデータは「除去された空隙率のパーセンテージ」スケールで表されます。

Density Directシステム内には、キャリブレーションテストストリップ用のシステムセットアップ画面があります。キャリブレーション開始後、システムはオペレーターが4回の振動パスでカバーすべきエリアを自動的にプロットします。これらのパスで、システムの人工ニューラルネットワークを学習させます。完了するとキャリブレーションが保存され、Co-Pilotに予測密度がパーセンテージで表示されます。最高精度を得るには、キャリブレーションストリップからコアサンプルを採取（最終締固め後）、実験室で試験し、その値をキャリブレーションに入力して予測密度精度を高めます。ICMVはキャリブレーション不要ですが、密度結果との相関付けが容易ではありません。

Volvo Compact Assist with Density Directのユーザーインターフェースは、密度マップを描画し、ローリング面の各マス目を予測密度を表す色で表示します。また、ドラム幅平均の予測密度数値、路面温度、パス回数を画面片側にリアルタイム表示します。ユーザーは密度マッピング、温度マッピング、パスマッピングを切り替え可能です。パスマッピングは各ローラーパスとドラムオーバーラップを異なる色で取得し、オペレーターが隙間を確認し均一カバーを維持しやすくします。温度マッピングはローラー経路上に記録された路面温度を重ねて表示します。

Density Direct搭載インテリジェント締固めの利点

インテリジェント締固めを活用する道路請負業者は、DOT入札で有利になり、現場で品質管理判断をリアルタイムで下せます。Density Directを選ぶ業者は、コア密度との実証済み相関という、他システムにはない優位性を得られます。

ICの必要性が高まる中、請負業者は競争力を維持するためにこの技術に習熟する必要があります。複数の州がすでにIC仕様を採用し、特定プロジェクトでICシステム使用を義務付けています。この数は今後増える見込みです。ICシステムの実績を示せる請負業者は、IC仕様付きDOT案件で明確なアドバンテージを得られます。

Volvo Density Directで長寿命道路を建設

まだインテリジェント締固めシステムを導入していないなら、第一歩としてCompact Assist Startを提供しています。Volvo DD110C、DD120C、DD128C、DD140Cアスファルトローラーで利用可能です。このエントリーレベルパッケージはセットアップ不要で使いやすく、パスマッピングと温度マッピング機能を含み、オペレーターにジョブ進行状況のリアルタイムデータを提供します。

Volvo Compact Assist with Density Directのさらなる利点については、詳細をお読みください。VolvoアスファルトローラーでCompact Assist with Density Directを有効化・キャリブレーションするステップバイステップ手順もご確認いただけます。

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By Mark Eckert – Product Manager, Compaction, Volvo Construction Equipment

Markは現在、Volvo CEの締固め機械製品マネージャーを務めています。建設機械業界で20年の経験を持ち、現在、舗装・締固めベストプラクティス、建設機械、マテリアルハンドリング用途について顧客トレーニングを行っています。