罗召生1 许野涵2 曹阳3
1、2重庆市建筑科学研究院有限公司 重庆 400016
3 中国建筑第八工程局有限公司 四川省成都市 610041
摘要：智能连续压实控制系统，充分应用于路基路面施工过程中，可实现全过程实时控制其碾压次数、温度、厚度等，最终根据压实度检测值的参数，系统性评价整体压成效。为保证路基路面施工中质量过程控制，将智能连续压实技术引入，最终应用成效结果数据显示，该系统现场采集压实度检测与传统方法检测压实度具有良好的相关性，可全周期对路基路面压实质量进行控制，提升碾压均匀性基础上，提高实际碾压速率。本文阐述路基路面工程压实常规检测方法及不足基础上，分析智能压实控制系统原理及技术特征，以及其在具体项目中应用。
关键词：智能连续压实技术；路基路面；集成应用
传统路基路面压实技术实际碾压过程中，存在一定的技术瓶颈，体现在对碾压速率、压实度、温度等核心指标难以实现全周期控制，导致易出现漏压、过压区域。待碾压工作完成之后，检测其压实程度主要选用钻孔取芯方式，检测压实度，更强调事后质量控制。其中此种压实度检测方式，不仅需耗损人力、物力，而且仅代表取样的局部压实度，无法涉及其他部位，存在一定的局限性。若检测压实度出现质量缺陷，需进行返工再次施工，造成大量材料浪费，所以对路基路面压实过程控制十分关键。智能连续压实系统可实时跟踪路基路面实际碾压过程中速率、温度、压实度检测值，有效改善压实成效，对路基路面压实质量进行全过程控制。
一、路基路面工程压实常规检测方法及不足
传统路基路面工程压实常规检测方法较多，不仅包含环刀法、灌砂法，而且涉及核子密度仪法、钻芯法，其中钻芯法是使用频次最多的方法。传统压实检测控制方法不足点，主要体现在以下几方面：首先，检测方法均属于事后检测控制，无法及时处理压实过程中存在问题。同时，传统检测控制方式属于点式检测控制，压实度检测过程中，需耗损大量时间，不同程度影响施工流程，占据有效的施工时间；其次，点式检测控制适用性受限，在样本整体性保持均匀条件下应用成效较佳；由于路基路面实际施工过程中，填料存在一定的变化，抽样点代表性不佳，难以控制压实质量。最后，发现个别检测点未满足相关要求时，无法准确明晰重新碾压范围。交通领域控制路基压实质量，多选用灌砂法，此种检测方法耗损时间较长，频率偏高、精度偏低，造成检测工作强度高，业内资料多，难以保证数据的精准性。因此，为保证压实质量进行全周期控制，有必要选用智能连续压实技术。
二、智能连续压实系统原理构成及技术特点
1、智能连续压实系统原理构成
1.1工作原理
智能压实控制系统主要通过增设于压路机轮上传感器，实时获取相应数据，压实过程中路基路面材料密实度不尽相同，反作用在碾压轮上振动幅度参数也随之变更，上述参数通过系统处理之后，呈现为压实检测值，将其与目标压实度进行比较，便可判定压实材料实际状况。同时，系统工作过程中，在控制点上布设相应的基准站，以及保证其实时向压路机上接收机输送差分信号，安设于压路机上的接收机接收相应的差分信号，并在此基础上对位置进行实时定位。大量数据通过处理之后，系统显示压路机工作全过程，精准定位过压和欠压部位，通过适当减压或补压，对其质量缺陷部位进行调整。
1.2组成部件及安装
智能压实控制系统构成包含多个部件，其作用及安装如下：（1）GPS基准站。根据已经确定的基准站，推导临近便携设备校正信息，校正信息主要为调整便携式设备精准位置。该系统中包含部件是电源、无线、无线电天线等。为保证基准站实际应用过程中，具备高效、稳定等价值，应将其安设于拌合操作室顶部。（2）GPS接收机和无线数传电台。GPS接收机主要为收集卫星信号，保证定位更精准，通常将其安装于压路机顶部。无线数传电台传输距离较长，且使用耐久性良好，可以相同频率，在基准站与GPS接收机间实现数据传输。（3）控制箱与传感器。控制箱可将其视为计算机，配备相应的计算机软件系统，实时将采集数据进行处理分析，并最终以图像形式呈现，为路面路基压实过程中驾驶员操作提供便捷。传感器主要包含压实及温度传感器，压实传感器核心目的是检测压路机实际工作过程中，振动频率、振幅等信息，内部布设处理器对此类信息进行处理，精准计算出压实度检测值，反映路面压实状况。温度传感器主要是检测目标物体红外辐射强度，并计算出目标物体表面温度。
1.3工艺参数
第一，压实度检测值CMV。该项工艺参数基于频率分析计算获取，其最终值与多项因素相关，不仅包含碾压速率、材料种类，而且涉及含水量、基层刚度等。第二，碾压厚度。正式施工之前应在控制箱内设置相应的目标碾压厚度。第三，碾压次数。从碾压工作正式开始，系统会自行叠加碾压次数，最终将其实际碾压次数显示在控制箱中，并通过不同颜色区分欠压、漏压区域。第四，碾压速率。碾压速率控制是路基路面实际碾压成效基础保障，由于传统施工方式仅依附于操作者经验对压路机速率控制，对驾驶者提出较高的要求。该检测系统支撑下，可实时将压路机行驶速率呈现，为操作人员控制行车速率提供便捷。第五，压实薄弱区域。系统中选用不同颜色，表示压实度检测值CMV大小，薄弱区域是其数据较小的区域。
2、智能连续压实技术特点
首先，连续压实技术在具体压实过程中，不仅可保证持续性实施碾压工作，而且检测路基路面压实度，以免出现过压质量缺陷，及时将压实过程中质量缺陷解决，并针对性界定问题范围，提升压实工作效率，减少检测工作对施工的干扰。其次，智能压实控制技术应用，有效突破原有点式压实缺陷，实现全方位面控制，现场可视化显示压实结果，有效控制压实均匀性；与常规检测方法联合，可控制压实薄弱区域，降低常规检测实际数量。最后，根据特征曲线判定缺陷类型、位置及范围，保证施工具有针对性。通过远程监控系统，构建立体化施工控制及质量管理体系。
三、智能连续压实技术在路基路面施工中集成应用
1、项目概况
为保证路基路面压实施工质量，降低早期病害发生，某重点工程沥青路基路面施工中，引入智能连续压实技术。该项目主干路路面结构选用细粒式和中粒性沥青混凝土，并配备相应的级配碎石、水泥稳定碎石，其实际厚度分别为20cm、25cm、25cm、12cm、4cm，总厚度共计86cm。
2、关键环节和工艺流程
智能连续压实技术实施核心环节包含四个部分，即设备检查、相关性校验、过程控制以及质量检测，其中设备检查核心要点是加载与量测设备；相关性校验强调连续指标与常规指标；过程控制主要目的是控制压实程度和均匀性、温度性；质量检测系统性检测压实状态分布状况，准确判定实际压实薄弱区域。为确定智能连续压实指标CMV与传统检测指标相关关系，判定CMV数值与碾压次数实际变化规律，选用无核密度仪检测。选取检测试验段30m，以5m为单位进行间隔，共布设6个检测点，分别选用无核密度仪、便携式落锤弯沉仪进行检测，检测常规振压5遍区域，以及碾压2、4、6、8、10处进行检测。实际检测过程中，利用GPS流动站进行定位路基，确定与检测位置匹配的CMV。最终检测数据结果显示，碾压次数增加与CMV正相关，随着遍数增加，CMV数值持续增长。传统观点人为复压是压实度增长的核心阶段，殊不知检测结果相反，复压过程中压实度增长较小，确定碾压工艺时，应适当增加初压的碾压次数。通过现场采集的试验数据，对沥青路基路面智能压实检测值CMV和无核密度仪检测压实度进行比较，最终保证CMV值与压实度具有良好的相关性和一致性，应用智能连续压实技术，可对路基路面压实质量进行全周期控制，提升压实效率及质量[3]。
3、应用成效分析
首先，压实质量实时过程控制。智能连续压实技术着重进行过程控制，直观呈现作业面碾压次数、温度、遍数等，现场实时掌握施工成效，以免事后控制带来的返工。其次，加快施工进度、缩短工期。控制箱上可视化显示压路机碾压遍数、实际碾压速率等参数，以免造成过压与欠压质量缺陷，智能连续监测技术应用，不受时间光线影响，对碾压过程进行全周期控制，降低返工现象，有效提升施工效率保证工期。最后，可视化界面呈现显示，对操作人员要求适当降低，通过界面直接显示当前碾压速率、遍数，提升机械效率，减少人工投入。对压实过程中较为薄弱区域进行针对性检测，节省检测成本支出，以免实施大面积返工，减少人力、物力。
结束语
智能连续压实控制系统，在路基路面施工中集成应用，可对其压实质量进行全周期控制，提升压实均匀性、施工效率，减少大面积返工。由于实际应用过程中，仍存在需完善的部分，特别是接收机信号稳定性、智能压实与压路机数据共享等，应严格依照项目实际状况，将各环节进行严控，保证压实质量可靠性。
参考文献
[1]史文杰. 连续压实过程监控系统(CPMS)在机场场道填筑中的应用[J]. 电视技术, 2019,528(21):70-71.
[2]黄国卿, 严筱, 杨永刚,等. 智能压实间接指标试验分析与压实度预测[J]. 中外公路, 2020,252(2):34-38.
[3]李阳[1], 王彤[2]. 路基智能压实技术在高速公路建设中的应用研究[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2019(2):94-96.