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「重機の歴史とこれから」をざっくり解説!!!

建機

2021/12/15

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「重機の歴史とこれから」をざっくり解説!!!

◆重機の歴史とこれから…知っていますか??

現代社会において、普段何気なく私たちがお世話になっている「重機」
皆さんはこの現代社会の「功労者たち」について、どのように発展を遂げ、これからどうなっていくと思いますか?
近い将来、「功労者」を動かすのには人の手は必要ないのかもしれません。
もしそうなったら、現場での事故率減少や人員コスト削減・生産性向上など良いことだらけですね!
(重機を操作できないのは寂しいですが…)

今回はそんな「重機」についての歴史とこれからについて、ざっくり解説していきます!

◆人から道具、そして機械へ(古代エジプト~19世紀まで)

古代から人類は文明を発展させる中で様々な「道具」を発明してきましたが
実は古代エジプトからそれらの「発明品」を用いて農耕作業が始まりました。
もちろん電力や蒸気などの動力は認知されていない時代であるため、
大きな道具を利用する際は「身近な動物」たちの助けを借りて動力として利用してきました。

18世紀半ばになると、イギリスのJ・ワットが回転方式を採用した「蒸気機関」を開発します。
18世紀半ばといえばイギリス産業革命が始まった時代ですね。
もちろんJ・ワットの「偉大なる発明」はこの産業革命に利用されます。
さらに、19世紀末にかけてガソリン機関やディーゼル機関も発明されのちに
重機の動力源として利用されていきます

◆日本での重機の登場・普及

20世紀半ばから日本でも重機が登場します。
1930年代前半には、ヤンマーの創始者「山岡孫吉」が世界で初めてのディーゼルエンジンの小型化に成功します。
それ以前にも重機は登場し始めていましたが、山岡氏の功績は産業界に大きな影響を与えます。

◆現代で活躍している「重機」たち

数々の功績の下で進化していった重機たちですが、現代ではどんな用途で活躍しているのでしょうか。
例えば「一般土木機械」は土砂の移動や土木工事に用いられ、中型ブルドーザーや油圧ショベル・ホイールローダ等が該当します。
「重機」と一括りにしてもその中で様々なカテゴリに分けられるため紹介してもしきれませんが、一部を表形式でご紹介します。

カテゴリ 機械例
一般土木機械 ブルドーザー・油圧ショベル(ユンボ)・ホイールローダ等
小型建設機械 ミニショベル(ミニユンボ)・スキッドステアローダ等
鉱山機械 鉱山機械 大型油圧ショベル(大型ユンボ)・鉱山用ダンプ等
道路機械 アスファルトフィニッシャ等

◆世界最大・最小級の油圧ショベル(ユンボ)とは

先にご紹介した表の中でも油圧ショベル(ユンボ)は街中で見かける機会が多く親しみもあるでしょう。
土木・建設・解体でも多く用いられるこの機械は先端部分のアタッチメントを付け替えることでそれぞれの役割をはたします。
解体ではブレーカーや圧砕機などのアタッチメントが有名ですね。
そんな油圧ショベル(ユンボ)の世界最大・最小の大きさを誇る型式をご存じでしょうか。

・世界最大級のユンボ
世界「最大級」のユンボはズバリ「PC8000」、コマツが開発しています。
重量はなんと685トン、3730馬力を誇ります。
運転席の高さは8.45メートルで、これはビル3階程度の高さです。
バケットの大きさは42m3で、一回の採掘で風呂桶約117杯分もの土砂が採掘可能です。
規格外の大きさですね!筆者も一度でいいから乗ってみたいものです!(運転は怖いですが…笑)

・世界最小級のユンボ
そんな最大級の採掘機と対をなす、「最小級」の油圧ショベル(ユンボ)は一体何でしょうか。
ズバリ「PC01」です。こちらもコマツが開発しています。
全幅は580mmでまさに人の肩幅程度しかありません。
重量は300kgと、乗用車よりも遥かに軽いですね!
バケットの大きさは0.008m3、庭や別荘の手入れに最適ですね。
この大きさであれば筆者も運転できそうです!(ビビりなのでこれくらいが丁度いいですね…!)

◆様々な重機と未来の重機

ここまで重機そのものの歴史や、最大級・最小級の油圧ショベル(ユンボ)について
ご紹介してきましたが、すべて有人であり、ディーゼルエンジンを使用しています。

では、未来の重機はどうなっているのでしょうか。
どんなものが活躍していると思いますか?

◆未来の建設重機

・未来の重機は無人?
現在は有人にて重機を操作していますが、未来の重機は無人が基本になります。
現地には人がほとんどいない状態になりますので、労働災害などが減少します。
代わりにロボットや無人重機が現場に出ることになりますので、これらをコントロールする人は遠隔で離れた場所から現場に携わることになります。
現場の状況は?どう確認するの?そんな疑問が生まれるかもしれません。
これは仮想現実がカバーしてくれます。所謂VRというものです。
こうしてあたかも自分が現場にいるかのように立ち回ることができ、関係者とオンラインで会議することで円滑に作業を進めることも可能です。


・未来の重機のエンジンの方式は?
現在はディーゼルエンジンを使用していますが、未来は電気或いは水素に成るかもしれません。
電気は現在でも一部普及し始めていますしね。
こうすることによって、ランニングコストが削減できるほか、環境にも配慮した現場の実現が可能です。

◆まとめ

重機の歴史とこれからについて、お話をさせていただきましたがいかがでしたでしょうか。
いつか来る未来のために日々、様々なことを勉強していかなければならないですが
作業効率、環境、社会のために重機たちは今日も進化し続けています。

弊社でも、その未来のために日々精進してまいります。

ご拝読ありがとうございました。

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地盤改良工法を選ぶうえでまず考慮することは、建てる建物の規模と重量です。木造2階建てのような比較的軽量な住宅であれば、表層改良や柱状改良でも十分に対応できます。一方で、鉄骨造やRC造のように重量が大きな建物では、支持力の高い鋼管杭工法が求められることが多くなります。建物が大きくなるほど、地盤にかかる荷重も増えるため、安全性を優先した工法選定が必要です。 支持層までの深さ 地盤調査で確認される「支持層までの深さ」も大きな判断基準です。表層改良は2m程度まで、柱状改良は2〜8m前後までが一般的な対応範囲です。支持層が10m以上の深さにある場合は、鋼管杭工法など杭状に力を伝える工法が選ばれるのが通常です。都市部の埋立地や河川敷近くの宅地では、軟弱層が厚いため表層改良や柱状改良が使えず、必然的に鋼管杭が選択されることになります。 施工環境や敷地条件 工法の選定には、現場の環境や敷地の条件も影響します。表層改良や柱状改良は大型の撹拌機を用いるため、隣地との距離が近い狭小地や電線下では施工が難しくなることがあります。その点、鋼管杭工法は比較的コンパクトな重機で対応できるため、都市部の狭い土地でも採用されやすい工法です。ただし、騒音や振動の発生には注意が必要で、近隣環境への配慮も求められます。 地盤改良工事の流れと施工時の注意点 地盤改良工事は、「地盤調査」から始まり、調査後の結果を元に「工法選定」を行います。工法が決まれば、「施工準備」に入り、「改良施行」、「品質管理」「引き渡し」という流れで進行します。 地盤調査 地盤調査は、スウェーデン式サウンディング試験(SWS試験)やボーリング調査などによって、地盤の強さや土質を詳細に分析します。その結果を踏まえて、表層改良・柱状改良・鋼管杭など、建物に最も適した工法を選定します。選定時には、改良範囲の深さ、建物の荷重、周辺環境、そしてコスト面まで総合的に判断される点がポイントです。 施工準備 施工準備では、重機の搬入ルートを確保し、近隣への騒音や振動を抑えるための計画も重要です。特に住宅地や狭小地では、作業スペースの制約が多いため、搬入できる機材や施工時間に制限が生じやすく、工程管理が求められます。 改良施行(改良材の投入・撹拌・施工) 表層改良の場合は、固化材を混ぜ込んで地表から数メートルの土を改良します。柱状改良や鋼管杭の場合は、掘削機で地中に円柱状の改良体を造成し、支持層にしっかりと届くように施工します。このとき、施工精度を確保するために機械の制御や改良材の配合量管理が欠かせません。わずかな誤差が後の不同沈下リスクに直結するため、熟練オペレーターの技術が試される工程です。 品質確認試験 設計通りの強度が得られているかを確認するため、コアサンプルを採取したり、杭の支持力試験を行うこともあります。特に公共工事や大規模建築では、第三者による検査を経て品質が担保される仕組みが整えられています。 引き渡し 最後に施工記録の整理と引き渡しをします。ここでは、使用した材料の種類や数量、施工位置、強度試験の結果などをまとめ、建築主へ報告します。これにより、将来の建物メンテナンスや増改築時にも、地盤改良の履歴を参照できるメリットがあります。 注意点 ず「施工中の気象条件」が挙げられます。雨天時や地下水位が高い状況では、改良材の固化反応が遅れることがあり、十分な強度が発現しない恐れがあります。また、工事中に地中障害物(古い基礎やガラなど)が出てきた場合には、追加工事や設計変更が必要になるケースも少なくありません。さらに、施工後に地盤沈下が完全に防げるわけではなく、地震や地盤変動によるリスクをゼロにできるものではない点も理解しておくべきです。 地盤改良工事に使用される重機 地盤改良工事では、工法によって必要になる重機が異なります。 表層改良工法に使われる重機 表層改良工法は、地盤表面から2メートル程度の浅い部分を掘り起こし、セメント系固化材で混合・撹拌して固める工法です。 施工には、バケットに特殊な攪拌装置を取り付けたユンボ(油圧ショベル) が多く用いられます。 固化材を混ぜ込みながら土を均一に処理し、施工範囲が広い場合には、ブルドーザー を補助的に使用し、地表面の整地や材料の搬送を行います。一般的な建築現場にある汎用重機で施工可能なため、コストを抑えやすいのも特徴です。 ←ユンボに取り付けられる攪拌装置「ミキシングバケット」はこちら 柱状改良工法に使われる重機 柱状改良工法では、セメント系固化材を注入しながら地中に円柱状の改良体を造成します。そのため、専用の 柱状改良機(オーガー式改良機) が必要となります。これは大型の クローラー式の改良機 で、スクリュー状のドリルを地中に回転貫入させ、固化材を混合しながら掘削と改良を同時に進める仕組みです。 施工深度は2〜8mほどで、住宅や中低層建物で多く採用されています。また、施工精度を確保するためには、改良機を安定して設置できる十分な作業スペースが必要となるため、狭小地では施工が難しい場合があります。 鋼管杭工法に使われる重機 鋼管杭工法は、鋼製の杭を支持層まで打ち込み建物を支える方法です。 施工には 杭打機(パイルドライバー) や 油圧ハンマー付きクレーン が使用されます。また、狭小地や低騒音を求められる場所では、回転圧入式の 油圧杭打機(ジャイロパイラーなど) が選ばれることもあります。 これらの重機は、騒音や振動を抑えながら杭を貫入できるため、都市部での施工に適しています。杭の長さや本数が増えると、クレーンや杭搬送用の重機も必要となり、現場の規模が大きくなる傾向があります。 まとめ 地盤改良工事は、土地状況に応じた工法選定と重機活用が大切です。費用と規模を正しく理解し、適切な施工を行うことが建物の安全と安心につながります。

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複数の油圧配管を介することで「開く・閉じる・回転・打撃」の動作に対応できます。油圧式アタッチメントは、つかみ機などのアタッチメントの場合、開口が大きいため作業効率が高いというメリットがあります。 ユンボの機械式・油圧式アタッチメントの種類 ここからは、機械式・油圧式アタッチメントについてご紹介します。 機械式アタッチメントの種類 ここからは、機械式アタッチメントの種類についてご紹介します。主な機械式アタッチメントはバケット類や機械式グラップルなどが挙げられます。 1. バケット 2. スケルトンバケット(ふるいバケット) 3. フォークグラブ(ハサミ、つかみ機) バケット バケットは、ユンボの標準的なアタッチメントで、その種類は豊富です。主に掘削や整地、除雪などに使用される掘削用バケットは、幅広バケットや幅狭バケット、法面バケットなどの種類があり、現場のニーズに合わせたものが用意されています。 スケルトンバケット(ふるいバケット) スケルトンバケットは、バケットの底面が網目になっており、採石や土砂をふるうことがでることから「ふるいバケット」とも呼ばれます。スケルトンバケットは、解体現場やプラント、採石場などのあらゆるシーンで使用され、ふるう対象物によって網目の大きさを変えます。 フォークグラブ(ハサミ、つかみ機) フォークグラブは、ハサミやつかみ機とも呼ばれ、数本の爪で対象物を挟んで移動、選抜などを行うアタッチメントです。特に家屋の解体作業や処分場での選別作業で活躍します。機械式と油圧式の物があります。 油圧式アタッチメント 次に、油圧式アタッチメントの種類についてご紹介します。主な油圧式アタッチメントは以下の6種類があります。 1. ブレーカー(ハンマー) 2. 鉄骨切断機(カッター) 3. 大割機(クラッシャー) 4. 小割機(パクラー) 5. オーガー 6. 草刈り機 7. グラップル ブレーカー(ハンマー) 「ハンマー」とも言い、先端のチゼル(杭)が連続で打撃することでコンクリートやアスファルト、岩盤を砕くアタッチメントです。主に解体や道路工事、採石場で使われ、ブレーカー先端のロッドは消耗品であり、摩耗するたびに交換をする必要があります。 鉄骨切断機(カッター) 鉄骨切断機(カッター)は、油圧の力で鉄骨構造物や解体現場で鉄骨の柱、銅管を切断する解体用アタッチメントです。鉄骨切断機の先端は、切断した鉄骨などを挟んで運搬できるつまみになっています。 大割機(クラッシャー) 大割機はクラッシャーとも呼ばれ、コンクリートの破片や柱を挟む力で破砕する解体用アタッチメントです。大割機の開口方式(歯を開閉するための機構)は「ワンシリンダー」と「ツーシリンダー」の2種類があります。 ワンシリンダータイプはシングルシリンダーとも呼ばれ、刃を開閉するためのシリンダーが1本ですが、開口部が広くパワーがあるツーシリンダータイプが現在の主流となっています。ツーシリンダーはダブルシリンダーやツインシリンダーとも呼ばれます。 小割機(パクラー) 小割機はパクラーとも言われ、大割機で破砕したコンクリートのガラをさらに小さく砕く用途で使用されます。大割機と同じくビルの解体現場などで活躍し、大割したコンクリート片を砕いて搬出やトラックへの積込みをしやすくします。 オーガー オーガーは、ドリルのような形状をしており、建設現場などで杭穴を掘る用途で使われるアタッチメントです。フェンスや標識を立てる際に活躍します。ユンボや重機に取り付けるオーガーはアースオーガーと呼ばれ、人が操作するタイプをハンドオーガーと言います。 草払い機(草刈り機) 草払い機は、ユンボのアーム先端に取り付ける草刈り用のアタッチメントで、法面や急斜面の草刈りなどで活躍します。 草は払い機には、Y字形の刃が草や枝をハンマーのように叩いて伐採する「ハンマーナイフモア」や水平方向に回転する「ロータリーモア」、刃の付いた円盤を回転させて草を刈る、円形草刈り刃式などがあります。 グラップル(つかみ機) グラップルは、つかみ機とも呼ばれ、対象物を挟んで移動、選抜などを行うアタッチメントです。解体用や林業用、廃材処分用など各作業内容に特化したものがあります。 無題ドキュメント ユンボのアタッチメントと配管の関係 油圧式アタッチメントは、ブレーカーやつかみ機、圧砕粉砕機などさまざま種類がありますが、どんなユンボでも利用できるわけではありません。バケットなどのアタッチメントであれば、標準仕様のユンボに取り付けることが可能ですが、掘削動作よりも複雑な動作をする油圧式アタッチメントは、ユンボの仕様によって利用できるアタッチメントが異なります。 使用したい油圧式アタッチメントを利用できるかは、油圧配管の種類を確認することで知ることができます。 ユンボの油圧配管の種類 ブレーカーやクラッシャーなどの油圧式アタッチメントを取り付けるには、適合しなければならない油圧配管の基準があります。なかでも1系統配管や共用配管/往復配管仕様のユンボはもっともメジャーな機種です。 まずは、自身が使用しようとしているユンボがどのような配管になっているかを確認しましょう。ユンボの油圧配管の種類は以下の5種類に分類されます。 なかでもブレーカー配管(または1系統配管)、2本配管(共用配管/往復配管/n&b配管)、5本配管(全旋回配管)がユンボの主流となっています。 1. ブレーカー配管(1系統配管) 2. 2本配管(共用配管/往復配管) 3. 3本配管 4. 4本配管 5. 5本(全旋回)配管 ブレーカー配管(1系統配管) ブレーカー配管は、ユンボのブームとアームの関節部分に接続されているアタッチメントホースで構成される配管です。 ブレーカーのチゼル(杭)を一定方向に押すといった単動に対応した配管となります。配管の片側から油圧が流れてブレーカーを動かし、反対側から油圧が戻ってくる仕組みで、1種類の動作を行うことから「1系統配管」とも呼称されます。 2本配管(共用配管/往復配管) 2本配管は「共用配管/往復配管」とも言われ、グラップルや大割機などのハサミ部分を開いたり閉じたりする復動をさせる配管です。ブレーカー配管の場合、油圧の流れは一定方向ですが、共用配管/往復配管は2本の配管で油圧が往復して流せるようになっています。 油圧駆動のアタッチメントの中でも、共用配管/往復配管は、解体ショベルの標準仕様となっています。 ブレーカー配管と共用配管/往復配管は外観の配管が同じであるため、見た目で区別することが難しいです。見分けるには、ペダルの操作と油圧のかかりを確認して判断できます。 3本配管 3本配管は、2本の配管(共用配管/往復配管)とドレーン配管の計3本構成される配管です。 3本配管仕様のユンボでは、モアなどの草刈り機や切り株掘削機、ふるい機などの回転系アタッチメントを取り付けて作業することもできます。 3本配管のユンボはあまり見かけることはありませんが、業者が建機メーカーに特注で製造を依頼している場合が多いです。その他、共用配管/往復配管のユンボを改良してドレーン配管を後付けしているケースもあります。 4本配管(2系統配管) 4本配管は、共用配管/往復配管にさらに2本の配管を加えた2系統配管(4本配管仕様)です。2本のバケットシリンダーホースと2本の共用配管から構成されており、「開く、閉じる」の開閉動作に加え「右回転、左回転」の回転動作(4種類の動き)が可能になっています。 特に解体現場では、構造物に合わせてつかみ機やハサミといったタッチメントの角度を調整しながら解体を進めていきます。そのため、旋回能付きのアタッチメントが使える仕様のユンボは欠かせません。 5本(全旋回)配管 5本配管は全旋回配管とも言い、4本配管(2系統配管)にドレーン配管を加えた計5本の配管が繋がっています。 5本配管では360度の油圧旋回(全旋回)を行う、全旋回フォークや全旋回カッターといった全旋回能付きのアタッチメントや、より複雑な動作を行うアタッチメントを取り付けて運用できます。 ユンボのアタッチメントに関係する!ドレーン配管とは ドレーン配管は、アームの横側に取り付けられている細いホースです。ユンボの配管には、大きく分けて制御用の配管と排油をするためのドレーン配管があります。ユンボの油圧ホースは、常に高い油圧がかかるため高圧仕様のホースが使用されますが、ドレーン配管は7Mpと低圧仕様のホースとなっているのも特徴です。 ドレーンとは油圧モーターなどの高圧油が作動する部分から漏れ出す油のことを指し、余分なオイルは作動油タンクへ戻す必要があります。その役割を行う配管が、ドレーン配管です。戻しきれないオイルを逃がして、作動油タンクへ戻す役割であることから「戻し管」や「逃がし管」とも呼ばれます。 ドレーン配管は、ユンボの旋回モーターや走行モーターにも備わっており、油圧モーターで回転する全旋回アタッチメントなど、油圧モーター系の装置には必要な配管となっています。 ユンボの4本配管と5本配管の違い 2本以上の配管仕様は多くの場合、解体現場や特殊な作業で使用されるユンボです。ユンボの4本配管と5本配管の違いは、ドレーン配管の有無が挙げられます。 4本配管では、余分な油圧を逃がすためのドレーン配管が設けられていないため、360度の全旋回機能があるアタッチメントなどを使用すると油圧ホースの破裂や油漏れの原因に繋がります。 そのため、全旋回機能などがある高性能なアタッチメントを使用する際は、全旋回配管とも呼ばれる、5本配管仕様のユンボを選択する必要があります。ユーザーは、使用したいアタッチメントがどの配管仕様のユンボに対応しているか事前に確認することが大切です。 個人や業者が工場に依頼し、2本配管や4本配管の機体にドレーン配管を後付けする形で改良を加える場合もありますが、現行で販売されている解体用ユンボのほとんどは、ドレーン配管の備わっている5本配管が主流です。 まとめ ユンボには、使用するアタッチメントに適合した油圧配管があります。配管の種類によっては、使用できないアタッチメントもあるため、ユンボのオペレーターは、自分たちがどのアタッチメントを使うのかを把握し、アタッチメントにあった油圧配管のユンボを扱うことが大切です。 ←【中古アタッチメント】を探すならトクワールド!中古ユンボも多数あります!

    #ユンボ#配管#アタッチメント

    2024/03/22

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  • 道路工事|道路・舗装工事はどうやって作られる?活躍する重機・建設機械とは?
    建機

    道路工事|道路・舗装工事はどうやって作られる?活躍する重機・建設機械とは?

    目次 1.道路・舗装工事とは 2.道路工事の種類 3.舗装工事とは 4.舗装道路の種類 5.舗装の構造 6.舗装の手順 7.道路・舗装工事で関連する重機 まとめ|道路・舗装工事はどうやって作られる?活躍する重機・建設機械とは? 1.道路・舗装工事とは 道路で行われる工事は、『占用工事・承認工事・道路工事』の大きく3つに分けられ、これらを総称して路上工事と言います。例を挙げると、道路に配管や線などを新たに新設する場合は「新設工事」、老朽化した設備を更新する「更新工事」などが該当します。 道路工事の目的は以下の通りです。 1-1.占用工事 占用工事とは、水道、下水道、ガス、電気、通信事業者といった業者が占有して行う工事のことです。これらの工事を実施するには、「道路占用許可」を得る必要があり、他にも「供給工事」と呼ばれるものもあります。 1-2.承認工事 個人が道路管理者の承認を得て行う工事を承認工事といいます。「自費工事」とも呼ばれ、基本的に工事は自己負担で行われることが多いです。 承認工事を行う例としては、自宅の敷地に車が乗り入れやすくするために、歩道との段差を無くしたり、ガードレールの撤去や街路樹を移設するようなケースが挙げられます。 1-3.道路工事 各都道府県の道路管理者が行っている工事のことで、新設工事、改良工事、維持・修繕工事の3種類があります。 2.道路工事の種類 道路工事の種類は3種類あります。 2-1.新設工事 新規で道路を作る工事のことです。 2-2.改良工事 高齢者や障害を抱えた人が快適に生活できるように改善、整備し、バリアフリー化を行う工事のことを改良工事と言います。 また、道幅が狭かったり、見通しの悪い道路を改善することを目的に道幅を拡張する幅広工事も含まれます。 2-3.維持・補修工事 老朽化した道路のアスファルトのメンテナンスや、標識、ガードレールなどを新しく取り替えるなどといった、道路の維持・補修を目的とした工事のことを言います。 近年は地震への備えとして、震災対策として橋梁の耐震化工事や、一部の占用物については耐震性のある配管への更新工事なども行われています。 また、都市部では、台風などで大雨が降った場合、下水管に大量の排水が流れ込み内水氾濫等の水害に発展することも多いため、豪雨時の対策工事も行われています。 このほかに、未舗装の道路をアスファルトなどで舗装する舗装工事というものがあります。 3.舗装工事とは 舗装工事は路面下の地盤をいくつかの層にわたって締固めることによって、自動車の荷重などに対する耐力を維持し、表面をアスファルトやコンクリートで敷き固める工事です。 これにより、歩行者や自動車が安全かつスムーズに通行することが可能になります。 道路下に上下水道やガス管などを設置するだけではなく、街並みの景観を美しく保つことや、自動車以外にも直射日光や雨、雪などにも晒されるため、劣化損傷しにくい耐久性能も求められます。 舗装工事は主に以下で行われています。 公道 国道・県道・一般道・高速道路 私道 民有地内の道路 駐車場 公共施設や民間施設の駐車場、住宅の駐車場 整備を要する土地 ぬかるみ・水たまり・雑草防止を要する土地 4.舗装道路の種類 舗装道路には「アスファルト舗装」、「コンクリート舗装」、「特殊舗装」の3種類があり、それぞれにメリット、デメリットが存在します。 それでは、以下で詳しく説明していきます。 4-1.アスファルト舗装 アスファルト舗装には「天然アスファルト」と「石油アスファルト」の2種類があります。 日本で天然アスファルトはほとんど採掘できないため、石油を蒸留して作られる石油アスファルトが一般的に使用されています。 このアスファルトには砕石・砂などの骨材が混ざられており、それを加熱して道路基礎の上に敷き慣らしてローラー転圧をして舗装します。 アスファルト舗装のメリットは、工期が短いうえに、工事費用が安く経済的であること。防水性、透水性、静音性、走行性において優れている点が挙げられます。 しかし、耐熱性や耐久性には劣るので、直射日光により路面温度が高温になりやすいことや定期的な補修が必要になる点がデメリットです。 4-2.コンクリート舗装 コンクリート舗装は、セメント・砂・砂利などを練り合わせて作られたコンクリートによって舗装されます。 一般的なコンクリートは圧縮強度で管理されるのに対し、コンクリート舗装に作用する主な応力が曲げ応力であることから、曲げ強度を基準として管理されています。 コンクリート舗装は、アスファルト舗装に対して耐久性、耐熱性に優れます。施工後50年を超えたコンクリート舗装道路が現在まで使われている例もありますし、直射日光を浴びても路面の表面温度が夏でも上がりにくいです。 このメリットから、コンクリート舗装は補修工事が難しいトンネル内や急な坂道などで利用されるケースが多い傾向にあります。 特に名古屋市はコンクリート舗装の普及率が約3割路かなり高いです。車で走っていると名古屋の中心部はコンクリート舗装が多いことに気付くでしょう。 しかし、コンクリート舗装は大掛かりな機器が必要で、コンクリートが固まるまでの時間がアスファルトと比べて長いことからも、施工には手間がかかります。そのため工期が長く、費用はアスファルト舗装よりも高いです。 またアスファルト舗装は耐久性が高い分作り直しをするのが難しいため、追加工事が困難といったデメリットもあります。 4-3.特殊舗装 特殊舗装は、道路や敷地の目的に沿って表面を特殊な舗装にすることです。 例としてアスファルト混合物に顔料を混入して敷き均し、表面の色を変える着色舗装や、舗装面に降った雨などの水が、舗装面から基礎へ浸透して表面に水が溜まらないようにする排水性舗装などがあります。 5.舗装の構造 舗装は大きく分けると「表層」、「基層」、「路盤」、「路床」の4層構造で出来ています。 私たちが普段見ている舗装は表層のアスファルト仕上げ部分です。その下には基層という同じアスファルトの層があり、さらにその下には路盤というセメント・石灰などを含んだ砕石の層が上層と下層の2層あります。 そして最下部には路床という土でできた層があります。 6.舗装の手順 舗装構造の4層にはそれぞれに役割があり、各層ごとの施工手順が確立されています。また、作業に応じた舗装工事用機械も用いられます。 6-1.路床の施工 路床は土で出来ています。路盤作りはまず、「ブルドーザー」や「モーターグレーダー」などの建設機械を使って地盤を平坦に成形することから始めます。 その後、タイヤローラーやロードローラーで整地した地盤を締め固めます。これは、上を通る自動車などの重量により路盤が沈下しないように底の部分を固めていく重要な作業です。 厚さ1m以上にもなる路床には、表層の高さ調整や角層の厚み確保のために以下の施工方法が取られます。 切土路床 既存地盤が高い場合に既存地盤を掘削する 盛度路床 既存地盤より低い場合に盛り度して整形する 置換え路床 置き換え材料や非凍上材料を敷きならす 6-2.路盤の施工 路盤の施工体制も路床の工法とほとんど変わりません。 ダンプトラックから降ろされた砕石をブルドーザーで祖ならしして仕上げのモータグレーダーで、所定の仕上がり厚が得られるまで均一に敷きならします。 敷きならし後、10〜12トンのロードローラーや8〜12トンのタイヤローラーなどで転圧して所定の密度が得られるまで締め固めます。 仮想路盤の一層仕上がり厚さの標準は20cm以下で上層路盤は15cm以下とされています。 6-3.基礎・表層の施工 基層と表層はアスファルト混合物により舗装によって作られます。 ダンプトラックで運搬されたアスファルト混合物を「アスファルトフィニッシャ」で敷きならし、「路床」や「路盤」と同じようにロードローラーやタイヤローラーで転圧して固めていきます。 7.道路・舗装工事で関連する重機 舗装工事で使用される代表的な建設機械・重機は以下の5つです。 1.ブルドーザー 2.モーターグレーダー 3.タイヤローラー 4.ロードローラー 5.アスファルトフニッシャー 7-1.ブルドーザー ブルドーザーは、トラクターの前面部に可動式の排土板(ブレード)が装備されていて、高い馬力とクローラー(キャタピラ)の推進力で、土を押しながら地面を整地するための建設機械です。 排土板の動きは自在で精度が高いため、敷きならす作業には適していますが、仕上げ精度は荒いので祖ならしの補助機械として主に使用されます。 ブルドーザーの主要な製作会社は、アメリカのキャタピラー社と日本の小松製作所の2社が世界市場をほぼ独占しています。 小型・中型機はキャタピラージャパンでも作られていますが、キャタピラー社製の大型機はアメリカから輸入しています。 特殊な機能を備えたブルドーザーとしては以下が挙げられます。 ドーザーシャベル ブレードの代わりにバケットを装備して土砂を盛ったりトラックに積み込んだりする。 ドリミングブルドーザー 芯両面使用可能なブレードを装備してバッグしながらも土砂を引き寄せることができる。 水陸両用ブルドーザー 浚渫工事や河川工場などで浚渫船の出入りが出来ない浅瀬や狭い水路などで作業することが可能。 7-2.モータグレーダー モーターグレーダーは、ホイール式走行の機械です。前後車輪の間に排土板がついており、スカリファイヤという描き起こし用の爪を装着できるようになっています。 機械を前進させながら路面の敷きならし、かきおこしを行い、整形していきます。ブルドーザーと比べて仕上げ精度が高いため、ブルドーザーが祖ならしした後の地面に使用します。 主要な製造会社はキャタピラー社ですが、大型機であるため日本ではそれほど目にすることはなく、国内では小松製作所がほとんどのシェアを占めています。 7-3.タイヤローラー タイヤローラーはロードローラー(締め固め用機械)のひとつで、空気入りタイヤが前後輪各3〜4個装備されており、機械の重量を利用して地面に圧力をかけて締め固めを行う機械です。 前輪が走行輪、後輪が駆動輪になっているのが一般的で、動力伝達方式が機械式と油圧式があります。 主要な製造会社は酒井重工業、キャタピラージャパン、日立建機、コマツなどがあります。 7-4.ロードローラ 一般にロードローラーと呼ばれている機械はタイヤローラー式の他に、車輪を三輪車系に配置した「マカダム式」と車輪を前後に一輪ずつ配置した「タンデム式」があります。 動力伝達方式は機械式と油圧式で、駆動方式は片輪・両輪があります。 そのほかでは、以下の方法があります。 ハンドガイド式 一方に締め固め輪として鉄輪を持ち、他方にタイヤを左右一列に配置したもの コンバイン式 芯金から次の芯金までの距離 振動式 機械の自重の他に鉄輪や機体に起振装置を取り付けその起振力で締め固める 7-5.アスファルトフィニッシャー アスファルトフィニッシャーは自走式の機械で、アスファルト混合物を貯めるホッパと原動機、走行装置を有するトラクター部、アスファルト混合物を敷きならすスクリードで構成されています。 ダンプトラックで運搬されたアスファルト混合物は、車両前方にあるホッパに貯めます。そして、ホッパの底にあるバーフィーダーで後方のスクリード手前まで送り、スクリューでアスファルト混合物を左右に広げてスクリードで敷きならしていきます。 敷きならしの際にはスクリード底板はバーナーなどで一定以上の温度に加熱しておき、スクリードの角度を変化させてアスファルトの量を増減させて敷きならす厚みを変えたりします。 主な製作メーカーは海外では、フェーゲル、ボルボで、国内では住友重機、範多機械があります。 まとめ|道路・舗装工事はどうやって作られる?活躍する重機・建設機械とは? 道路工事|まとめ 道路工事は路上工事のひとつで、路盤工事には4つの工程があること。それぞれの作業工程において、適材適所に「ブルドーザー」、「モーターグレーダー」、「ロードローラー」、「アスファルトフィニッシャー」などの建設機械・重機が使われていることなどを解説しました。 日本製の路盤工事用機械はアメリカと並んで世界一を誇るメーカーがいくつも存在し、それらに機械に支えられて、日本の路盤工事の施工品質は世界トップレベルを維持しています。 普段何気なく車で走行している道路ですが、地形、地盤、環境などさまざまなことが考慮されて作られています。 近年は作業員や機械を運転・操作するオペレーターの人の数が減少しています。建設会社に入社する前、入社後にはこの記事で紹介した建設機械の資格を持っておくと、会社からも高い評価を受けることができるでしょう。

    2022/12/21

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