Question 1

建設機械の選定に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。

Accepted Answer

建設機械は、土質と運搬距離を踏まえて機種を選定する。。【解説】建設機械の選定は、土工の能率と原価をほぼ決めてしまう判断です。基本となる物差しは二つあり、その土の上を機械が走れるか（トラフィカビリティ）と、土をどれだけの距離運ぶか（運搬距離）です。土質は、機械が沈み込まずに走行できるかどうかを左右します。軟弱な粘性土の上に接地圧の高い機械を入れれば、車輪や履帯が沈んで動けなくなり、地盤も練り返されて悪化します。この判定に用いるのがコーン指数で、必要なコーン指数は機種ごとに定められています。運搬距離は、どの機種が経済的かを決めます。ごく短い距離ならブルドーザで押すのが最も安く、距離が伸びるにつれてスクレープドーザ、スクレーパ、そしてショベル系機械とダンプトラックの組合せへと移っていきます。短い距離に大型の運搬機械を使えば積み下ろしの手間ばかりかかり、長い距離をブルドーザで押せば効率が極端に落ちます。あわせて、作業場所の広さ、掘削の深さ、施工数量、機械の搬入路の条件も検討します。規模が大きい機械ほど時間当たりの能力は高くなりますが、工事量に見合わなければ機械経費を回収できず、かえって不経済になります。（根拠：道路土工に関する指針（日本道路協会）及び建設機械施工の一般的な選定の考え方によります）【他の選択肢が不適切な理由】「建設機械は、規模が大きいほど常に経済的に有利である。」は誤りです。工事量に対して過大な機械は、機械経費に見合う稼働が得られず不経済になります。「建設機械の組合せは、能力の差が大きいほど効率がよい。」も誤りです。組合せの作業能力は最も能力の小さい機械に制約されるため、能力はできるだけそろえます。「建設機械の選定では、現場の広さを考える必要はない。」も誤りです。作業に必要な旋回や転回のスペースが確保できなければ、機械は能力を発揮できません。

Question 2

建設機械の時間当たり作業量の算定に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。

Accepted Answer

サイクルタイムが短いほど、時間当たり作業量は大きくなる。。【解説】掘削機械の時間当たり作業量は、次の式で求めます。Q ＝ （3600 × q × f × E） ÷ Cm　［m³/h］ここで、qは1回の作業量（バケット容量にバケット係数を掛けた値）、fは土量換算係数、Eは作業効率、Cmはサイクルタイム（秒）です。この式の形が意味しているのは、1回の作業で運べる量に、1時間あたり何回作業できるかを掛けている、ということです。3600÷Cmが1時間あたりの作業回数にあたります。したがってサイクルタイムが短いほど回数が増え、時間当たり作業量は大きくなります。分母にあるものは小さいほど結果が大きくなる、と読めば迷いません。作業効率Eは、実際には機械の点検、位置の移動、待ち時間などで正味の作業ができない時間があることを表す係数で、1.0より小さい値です。分子にあるので、小さいほど作業量は減ります。バケット係数は、バケットにどれだけ土が入るかを表す係数で、土質によって変わります。硬い岩塊などではすき間ができて1.0を下回り、掘削しやすい砂質土では1.0を上回ることもあります。土量換算係数fは、求めたい土量が地山土量・ほぐし土量・締固め後の土量のどれかによって変わる係数で、常に1.0ではありません。（根拠：国土交通省 土木工事標準積算基準書及び建設機械の作業能力算定の一般的な考え方によります）【他の選択肢が不適切な理由】「作業効率が小さいほど、時間当たり作業量は大きくなる。」は誤りです。作業効率は分子にある係数なので、小さいほど作業量は小さくなります。「バケット係数は、常に1.0として計算するものとする。」も誤りです。バケット係数は土質によって変わり、1.0を下回ることも上回ることもあります。「土量換算係数は、求める土量の種類にかかわらず1.0とする。」も誤りです。地山土量で表すのかほぐし土量で表すのかによって、換算係数の値は変わります。

Question 3

建設機械の走行に必要なコーン指数に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。

Accepted Answer

ダンプトラックの走行には、大きなコーン指数が必要である。。【解説】コーン指数とは、円錐形の先端を持つ棒（コーンペネトロメータ）を地面に押し込んだときの抵抗を表す値で、土がどれだけ硬く、機械の重さを支えられるかを示します。値が大きいほど固く締まった地盤で、機械が沈み込みにくいことを意味します。建設機械が現場を走り回れるかどうかの性質をトラフィカビリティといい、この判定にコーン指数を用います。機械ごとに必要なコーン指数は、接地圧の大きさで決まります。接地圧とは、機械の重さを接地面積で割った値です。履帯（キャタピラ）が幅広で接地面積の大きい湿地ブルドーザは接地圧が小さく、軟らかい地盤でも走れます。逆にダンプトラックはタイヤという狭い面積で車体と積荷の重さを支えるため接地圧が大きく、しっかりした地盤でなければ沈み込みます。そのため必要なコーン指数は、超湿地ブルドーザが最も小さく、湿地ブルドーザ、普通ブルドーザ、スクレープドーザ、被けん引式スクレーパ、自走式スクレーパ、ダンプトラックの順に大きくなります。ダンプトラックが最も大きな値を必要とする、という関係です。なお、コーン指数は土の強さを表す指標であり、土のせん断強さと密接に関係しています。（根拠：道路土工に関する指針（日本道路協会）の建設機械のトラフィカビリティに関する記載によります）【他の選択肢が不適切な理由】「ダンプトラックは、湿地ブルドーザより小さい値で走行できる。」は誤りです。関係は逆で、接地圧の大きいダンプトラックのほうが大きなコーン指数を必要とします。「コーン指数が小さいほど、大型の機械を走行させやすい。」も誤りです。コーン指数が小さい地盤は軟らかく、接地圧の大きい機械ほど走行が困難になります。「コーン指数は、土のせん断強さとは無関係の指標である。」も誤りです。コーンを押し込むときの抵抗は土のせん断強さに支配されており、両者は密接に関係しています。

Question 4

土工における運搬距離と建設機械の選定に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。

Accepted Answer

被けん引式スクレーパは、60〜400m程度に用いる。。【解説】土を運ぶ機械は、運搬距離に応じて使い分けます。距離が短いうちは、掘った土をそのまま押していくのが最も無駄がなく、距離が伸びると、いったん積み込んで速く走るほうが有利になります。積込みと荷下ろしの手間をかける価値が出てくるのが、どのあたりの距離かという問題です。おおよその適用距離は次のとおりです。ブルドーザによる押土は60m程度まで。土を刃で押していくため、距離が伸びるほど側方へこぼれて効率が落ちます。スクレープドーザは40〜250m程度。被けん引式スクレーパは60〜400m程度で、トラクタでスクレーパをけん引し、掘削・積込み・運搬・敷均しを1台で行います。自走式スクレーパは200〜1200m程度で、自ら高速で走行できるため長距離に向きます。そして、ショベル系掘削機械とダンプトラックの組合せは100m以上の運搬に用い、距離が長くなるほど有利になります。この順序は、そのまま機械の走行速度の順序でもあります。短距離では速度より積込みの手間の少なさが効き、長距離では速度が効いてくる、と理解しておくと選定を誤りません。（根拠：道路土工に関する指針（日本道路協会）の建設機械の適用範囲に関する記載によります）【他の選択肢が不適切な理由】「ブルドーザによる押土は、500m程度の運搬に適する。」は誤りです。ブルドーザの押土が経済的なのは60m程度までで、500mではスクレーパやダンプトラックが適します。「自走式スクレーパは、20m程度の短い運搬に適する。」も誤りです。自走式スクレーパは200〜1200m程度の長距離に適し、20mではブルドーザの押土が適します。「ショベル系機械とダンプは、10m程度に適する。」も誤りです。この組合せは100m以上の運搬に用いるもので、10mでは積込みと荷下ろしの手間が大きすぎます。

Question 5

土の締固め機械の選定に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。

Accepted Answer

タンピングローラは、含水比の高い粘性土に適している。。【解説】締固め機械は、土に力を伝える方法の違いによって使い分けます。どの方法が効くかは、その土が粒の大きな砂れき質か、細かい粒がぎっしり詰まった粘性土かで決まります。タンピングローラは、鉄輪の表面に多数の突起（フート）を付けたローラで、突起の先端に荷重を集中させて土に大きな圧力を加えます。含水比の高い粘性土や、粒径のそろっていない土、厚い層の締固めに適しています。突起が土をこね回すのではなく、内部まで押し込んで空気を追い出すように働くためです。振動ローラは、起振機で輪を振動させ、土の粒どうしのかみ合わせをゆるめて詰まりやすくする機械です。粒が独立して動ける砂質土や岩塊・玉石には非常に効果的ですが、含水比の高い粘性土に用いると、粒の間の水が抜けないまま土を練り返してしまい、かえって強度を下げます。タイヤローラは、空気入りタイヤの接地圧と、荷重をかけたときの土のもみほぐし効果によって締め固める機械で、細粒分を適度に含んだ土やアスファルト混合物に適します。ロードローラは平滑な鉄輪で仕上げる機械で、路盤やアスファルト舗装の仕上げに用います。狭い場所の隅には、振動コンパクタやランマなど小型の機械を使います。（根拠：道路土工に関する指針（日本道路協会）の締固め機械の選定に関する記載によります）【他の選択肢が不適切な理由】「振動ローラは、含水比の高い粘性土の締固めに最も適する。」は誤りです。振動は粘性土を練り返して強度を下げるため、砂質土や岩塊に適します。「タイヤローラは、岩塊や玉石の締固めに最も適する。」も誤りです。岩塊や玉石には振動ローラが適し、タイヤローラは細粒分を含む土やアスファルト混合物に用います。「ロードローラは、狭い場所の隅の締固めに最も適する。」も誤りです。ロードローラは平坦な面の仕上げ用で、狭い箇所には振動コンパクタやランマを用います。

Question 6

バケット容量0.8m³、バケット係数0.9、土量換算係数1.0、作業効率0.7、サイクルタイム24秒のバックホゥの時間当たり作業量として、適当なものはどれか。

Accepted Answer

75.6m³/h。【解説】掘削機械の時間当たり作業量は、次の式で求めます。Q ＝ （3600 × q × f × E） ÷ Cm　［m³/h］qはバケット容量にバケット係数を掛けた1回あたりの作業量、fは土量換算係数、Eは作業効率、Cmはサイクルタイム（秒）です。まず1回の作業で実際にすくえる土量を求めます。バケットには公称の容量いっぱいまでは入らないため、バケット係数を掛けて補正します。q ＝ 0.8 × 0.9 ＝ 0.72m³次に、土量換算係数と作業効率を掛けます。土量換算係数は1.0なのでそのまま、作業効率0.7は、点検や機械の移動などで正味の作業ができない時間を見込んだものです。0.72 × 1.0 × 0.7 ＝ 0.504m³最後に、1時間あたりの作業回数を掛けます。サイクルタイムが24秒なので、1時間（3600秒）では 3600 ÷ 24 ＝ 150回です。Q ＝ 0.504 × 150 ＝ 75.6m³/hしたがって時間当たり作業量は75.6m³/hとなります。式を丸ごと覚えるより、1回分の量に1時間あたりの回数を掛ける、という組立てで理解しておくと計算を間違えません。（根拠：国土交通省 土木工事標準積算基準書の建設機械の作業能力の算定によります）【他の選択肢が不適切な理由】「84.0m³/h」は、バケット係数0.9を掛け忘れた値（0.8×1.0×0.7×150）です。バケットに公称の容量いっぱいまでは入らないため、必ずバケット係数を乗じます。「60.5m³/h」は、サイクルタイムを24秒ではなく30秒として計算した場合の値（0.504×120）です。「108.0m³/h」は、作業効率0.7を掛け忘れた値（0.72×150）です。作業効率は必ず乗じる必要があります。

Question 7

1回の積載土量が5.0m³（ほぐし土量）、作業効率0.9、サイクルタイム25分のダンプトラック1台の1時間当たりの運搬土量として、適当なものはどれか。

Accepted Answer

10.8m³/h。【解説】運搬機械の時間当たり作業量も、掘削機械と同じ考え方で求めます。1回で運べる量に、1時間あたり何回運べるかを掛けるだけです。ただしサイクルタイムが分で与えられている場合は、1時間を3600秒ではなく60分として扱います。Q ＝ （60 × q × f × E） ÷ Cm　［m³/h］qは1回の積載土量、fは土量換算係数、Eは作業効率、Cmはサイクルタイム（分）です。ここでは、求める土量も積載土量もほぐし土量なので、換算する必要はなく f ＝ 1.0 として扱います。まず1時間あたりの運搬回数を求めます。サイクルタイムが25分ですから、60 ÷ 25 ＝ 2.4回次に、1回あたりに実際に運べる量を求めます。5.0 × 1.0 × 0.9 ＝ 4.5m³したがって、Q ＝ 4.5 × 2.4 ＝ 10.8m³/hダンプトラックのサイクルタイムには、積込み時間、往復の走行時間、荷下ろし時間、待ち時間が含まれます。運搬距離が長くなればサイクルタイムが延びて1台あたりの運搬量が減るため、必要な台数が増える、という関係になります。（根拠：国土交通省 土木工事標準積算基準書の建設機械の作業能力の算定によります）【他の選択肢が不適切な理由】「9.0m³/h」は、1時間あたりの回数を2.4回ではなく2回として計算した値です。60÷25は2.4であり、切り捨ててはいけません。「12.0m³/h」は、作業効率0.9を掛け忘れた値（5.0×2.4）です。作業効率は必ず乗じます。「18.0m³/h」は、サイクルタイムを25分ではなく15分として計算するなど、サイクルタイムを取り違えた場合の値です。

Question 8

1回の押土量2.0m³（ほぐし土量）、作業効率0.6、サイクルタイム3.0分のブルドーザの時間当たり作業量として、適当なものはどれか。

Accepted Answer

24.0m³/h。【解説】ブルドーザの押土作業も、時間当たり作業量の考え方は掘削機械や運搬機械と同じです。1回の押土で運べる量に、1時間あたりの往復回数を掛けます。サイクルタイムが分で与えられているので、1時間を60分として扱います。Q ＝ （60 × q × f × E） ÷ Cm　［m³/h］qは1回の押土量、fは土量換算係数、Eは作業効率、Cmはサイクルタイム（分）です。求める土量も押土量もほぐし土量なので f ＝ 1.0 とします。まず1時間あたりの作業回数を求めます。60 ÷ 3.0 ＝ 20回次に、1回あたりに実際に押せる量を求めます。2.0 × 1.0 × 0.6 ＝ 1.2m³したがって、Q ＝ 1.2 × 20 ＝ 24.0m³/hブルドーザのサイクルタイムは、前進して土を押す時間と、後進して元の位置へ戻る時間の合計です。運搬距離が長くなるほど往復の時間が延び、さらに押している間に土が刃の側方へこぼれて1回の押土量も減るため、作業量は急激に低下します。ブルドーザの押土が60m程度までとされているのは、この二重の理由によります。（根拠：国土交通省 土木工事標準積算基準書の建設機械の作業能力の算定によります）【他の選択肢が不適切な理由】「12.0m³/h」は、サイクルタイムを3.0分ではなく6.0分として計算した場合の値（1.2×10）です。「36.0m³/h」は、サイクルタイムを3.0分ではなく2.0分として計算した場合の値です。「40.0m³/h」は、作業効率0.6を掛け忘れた値（2.0×20）です。作業効率は正味の作業ができない時間を見込む係数なので、必ず乗じます。

Question 9

バケット容量1.0m³、バケット係数0.85、作業効率0.75、サイクルタイム30秒、土のほぐし率L＝1.25のバックホゥについて、地山土量で表した時間当たり作業量として適当なものはどれか。

Accepted Answer

61.2m³/h。【解説】この問題の要点は、土量換算係数fの決め方です。バケットに入っているのは掘り起こしてほぐれた状態の土（ほぐし土量）ですが、求めたいのは地山にあった状態での土量（地山土量）です。両者は同じ土でも体積が違うため、換算しなければなりません。ほぐし率Lは、地山土量1に対するほぐし土量の比を表します。L＝1.25であれば、地山1m³の土を掘るとほぐれて1.25m³になる、という意味です。したがって、ほぐし土量から地山土量へ戻すには1.25で割る、すなわち土量換算係数は次のようになります。f ＝ 1 ÷ L ＝ 1 ÷ 1.25 ＝ 0.8あとは通常の式に当てはめます。Q ＝ （3600 × q × f × E） ÷ Cmまず1回あたりの作業量を求めます。q ＝ 1.0 × 0.85 ＝ 0.85m³これに換算係数と作業効率を掛けます。0.85 × 0.8 × 0.75 ＝ 0.51m³1時間あたりの作業回数は 3600 ÷ 30 ＝ 120回ですから、Q ＝ 0.51 × 120 ＝ 61.2m³/h求めたい土量が地山なのかほぐしなのかを最初に確認し、それに応じて換算係数を決める、という手順を必ず踏んでください。（根拠：国土交通省 土木工事標準積算基準書の建設機械の作業能力の算定によります）【他の選択肢が不適切な理由】「81.6m³/h」は、作業効率0.75を掛け忘れた値（0.85×0.8×120）です。作業効率は必ず乗じます。「76.5m³/h」は、土量換算係数0.8を掛け忘れ、ほぐし土量のまま求めた値（0.85×0.75×120）です。地山土量を問われているので換算が必要です。「95.6m³/h」は、換算係数として1÷1.25＝0.8ではなく1.25を掛けた場合の値です。ほぐし土量から地山土量へ戻すには割る側であり、掛けると体積が過大になります。

Question 10

時間当たり作業量84m³/hの掘削機械と、1台の時間当たり運搬量が12m³/hのダンプトラックを組み合わせる場合、掘削機械の能力を余さず使うために必要なダンプトラックの台数として、適当なものはどれか。

Accepted Answer

7台。【解説】掘削と運搬を組み合わせた作業では、掘る速さと運ぶ速さが釣り合っていなければ、どちらかが必ず待つことになります。組合せ機械の全体の作業能力は、最も能力の小さい機械によって決まるからです。したがって、掘削機械が1時間に掘る量と、ダンプトラック全体が1時間に運ぶ量が等しくなるように台数を決めます。必要台数 ＝ 掘削機械の時間当たり作業量 ÷ ダンプトラック1台の時間当たり運搬量この式に数値を当てはめます。必要台数 ＝ 84 ÷ 12 ＝ 7台したがって7台が必要です。台数が少なければ、掘削機械は土を掘っても運び出せず、次のダンプトラックが戻ってくるまで待つことになります。逆に台数が多すぎれば、今度はダンプトラックが積込み待ちの列をつくり、機械経費だけがかさみます。どちらも無駄が生じるため、能力が釣り合う台数を選ぶわけです。なお、割り切れない場合は端数を切り上げて台数を確保するのが一般的です。台数が不足すれば、能力の高い掘削機械の稼働がそのまま制約されてしまうためです。また、掘削側とダンプトラック側で土量の表し方（地山土量かほぐし土量か）が異なる場合は、必ず同じ土量にそろえてから割り算をします。（根拠：国土交通省 土木工事標準積算基準書及び建設機械の組合せに関する一般的な考え方によります）【他の選択肢が不適切な理由】「5台」では、運搬能力が 12 × 5 ＝ 60m³/h にとどまり、掘削機械の84m³/hに対して24m³/h分が運び出せず、掘削機械が待つことになります。「6台」でも、運搬能力は 12 × 6 ＝ 72m³/h であり、掘削機械の能力を使い切れません。「8台」では、運搬能力が 12 × 8 ＝ 96m³/h となり掘削能力を上回るため、ダンプトラックが積込み待ちとなって機械経費が無駄になります。

建設機械の選定と作業能力の一問一答