公路工程建设中的路基智能压实施工技术

发表时间:2021/8/25   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷第4月第11期   作者:李健
[导读] 智能碾压辅助系统包含了温度监控系统、位置判定系统、动态信号反馈系统、显示系统和存储系统等5个部分。
        李健
        重庆建工第一市政工程有限责任公司 400020
        摘要:智能碾压辅助系统包含了温度监控系统、位置判定系统、动态信号反馈系统、显示系统和存储系统等5个部分。其最核心的技术是现场实测与数据反馈。振动压路机在对路面压实的过程中,其振动轮与路面之间互相作用,并通过加速度传感器连续收集振动压路机的竖向响应信号,建立路面质量的监测和反馈系统,实现路面压实情况的连续不间断的动态监测。通过收集钢轮主动施加给压实面的激振力和压实面反馈的抵抗力数据,对响应数据的实时处理和评定,计算沥青面层压实状态。基于此,本篇文章对公路工程建设中的路基智能压实施工技术进行研究,以供参考。
        关键词:公路工程建设;路基;智能压实;施工技术
引言
        在国内,路基智能压实施工技术是一种新施工技术,尚处于初始阶段,理论和实践研究相对匮乏。智能压实施工技术在施工过程控制、施工过程记录、提升施工效率、降低施工成本等方面具有较大的优势,但实际运用中需在数据传输和简化操作等方面改善提升。实际施工运用过程中,需要施工技术人员不断总结经验,进一步规范和提升智能压实施工技术的工应用。
1路基智能压实施工技术原理
        智能压实工作原理是通过压路机滚轮自重和滚轮上激振装置所形成合力来挤压路基填料,减小骨料间空隙,增大集料间摩擦力,实现路基压实。路基智能压实基于弹性动力学理论和无线传输技术。路基弹性刚度与路基压实度正相关,路基填料越疏松其压实度越低,路基弹性刚度越小,振动轮反弹力度越小。随着压实遍数增多,路基弹性刚度增大,通过多次试验可总结出振动轮反弹力与压实度的定量关系,从而实现压实度实时测量。
2公路压实施工技术存在的问题
        首先,压实施工工艺不合理。在公路路基压实作业的过程中,压实施工工艺可有效的确保实际施工流程,并对操作的过程进行优化。公路压实施工具体过程中,主要包含以下几个方面的内容,如雅室的厚度、压实的遍数和压实的速度等。需要合理的选取压实机械设备,优化公路工程路基压实施工条件,以此来控制施工工艺,提高施工技术体系的作用。此外,还应及时的控制压实速率,无论是压实机械设备还是压实速度来说,都是关键的技术指标,如果压实速度过快,则会使得压实次数不断的增加。其次,压实作业过程中对于土壤中的水分控制不足。公路路基施工作业的过程中,对于含水量的控制是关键,也是压实施工质量提升的关键。在含水量过低的情况下,都会导致公路压实施工作业过程中无法达到施工具体要求。同时在路面压实施工作业的过程中,如果土壤中的含水量增加,会导致路基发生不均匀沉降的现象,如果施工作业的过程中,含水量过低,则会导致路基施工强度过大,这主要是由于含水量对路基施工中土壤颗粒的摩擦阻力和粘结力有关,因此,我国公路工程的施工过程还无法有效控制土壤含水量,在实际操作过程中,只能把材料的含水量控制在±2.1%左右。最后,公路工程在施工过程中只能通过控制材料的含水量,防止在压实操作过程中产生虚涨等情况。施工材料的含水量需要利用不同压实材料的配比来做现场试验,如果发现已配比完成的施工材料产生新的问题,可以利用添加剂的方式完成控制。此外,由于公路工程的施工条件不同,加上施工流程和施工工艺存在差距,因此在具体施工作业的过程中,应及时的控制施工质量,保障施工体系的完善,合理构建公路压实施工技术规范,这样才能够为促进和实现公路压实施工质量奠定坚实基础。


3公路工程建设中的路基智能压实施工技术分析
        3.1车载设备的安装与调试
        车载设备的安装包括6个部分,分别为无线网桥、GNSS天线、GPS主机、车载电脑、温度传感器、加速度传感器以及连接线缆。无线网桥是实现机群之间与基站之间数据的双向传输媒介;GNSS天线的设置是将该位置的定位信息通过卫星来传递和确定;GPS主机安装在压路机的驾驶室内,接收和处理卫星定位数据,实现压路机的位置精确定位;车载电脑安装在压路机的驾驶室内,它是压路机操作人员观察施工轨迹和压实质量的窗口;采用的温度传感器通过与沥青碾压面的接触,实时采集路面混合料的碾压时温度,目的是判断碾压时温度是否在规范规定的温度范围之内;加速度传感器是用来测量智能压实相关的指标,如动频率、振幅、行驶速度以及智能压实值等数据。
        3.2智能压实值的标定
        智能碾压压实值是需要提前进行标定的,通常情况下,我们采用路面试铺段的相关数据,即采用路面压实度来标定智能压实值。在智能压实辅助系统启用前,对智能压实目标值在试铺路段进行验证,下限70对应压实度98%,上限90对应压实度100%,低于70显示灰色为欠压,70以上90以下显示绿色为合格,90以上显示红色为过压,在试验路段进行验证,将钻芯取样检测所得压实度,与同点位智能压实值对比,验证了目标智能压实范围的相关性。
        3.3过程控制
        1)碾压过程控制。在路基智能碾压过程中需借助通信技术对碾压遍数、碾压轨迹进行控制。基准站接收到卫星信号并将差分信号实时发给流动站(压路机);流动站接收机将接收到的卫星信号和基准站差分信号实时联合解算,求得基准站和流动站间坐标增量(基线向量),实现压路机实时精确定位。2)压实均匀性控制。路基压实均匀性常用压实过程中所记录的智能压实曲线来评价。在国外,奥地利将智能压实检测值控制在0.80(IC‐MV)~1.50(ICMV),且变异系数小于20%。美国将90%压实数据定在0.90(IC‐MV)~1.20(ICMV),且没有小于0.80(ICMV)的数据作为评价标准。综合国内外,建议细粒土按照路基压实度大于90%,且智能压实检测值波动范围控制在0.10(ICMV)以内。对于粗粒土,由于颗粒级配和形状差异较大,ICMV波动范围也大,故采用ICMVi≥0.80(ICMV)。
4压实施工的注意事项
        (1)严格控制公路工程路基路面的碾压温度。为了提升公路路面的压实效果,需要合理控制路面的初压温度,如果路面碾压温度过高,混合料的流动性明显增强,在一定范围内特别容易出现堆积现象,降低公路路面的平整度;如果路面初压温度过低,会影响最终的施工效果。另外,施工中需要科学选择碾压机械设备,初压选用双钢轮振动压路机,复压采取轮胎压路机。公路路面复压施工完毕后,需要及时检测路面平整度,对于平整度不符合标准的路面,要进行二次碾压。(2)加强对公路路基路面压实度的检测力度,有效控制公路路基路面压实效果。如果路基路面的压实干密度超过设计值,则表明路基路面压实度不满足标准要求,施工单位需要及时找到影响路基路面压实度的主要原因,并采取有效的整改措施,提升碾压效果,待压实度满足设计要求后,方可进行后续施工。
结束语
        综上所述,通过对智能压实施工技术要点和注意事项进行分析,指出加强路基路面施工现场管理力度等,可以明显提升路基压实效果,避免路基遭到严重破坏,从而推动我国公路建设整体质量的提高。
参考文献
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