謝俊清

摘 要：本文對壓路機(jī)壓實(shí)管理系統(tǒng)進(jìn)行探索研究，旨在提高我國壓實(shí)管理水平，改善道路施工質(zhì)量，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，為縮小與國外先進(jìn)壓實(shí)管理技術(shù)差距奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：連續(xù)檢測技術(shù)；壓實(shí)管理系統(tǒng)；壓實(shí)質(zhì)量控制；壓實(shí)作業(yè)管理

一、壓實(shí)管理系統(tǒng)的技術(shù)條件

要實(shí)現(xiàn)壓實(shí)管理系統(tǒng)的目標(biāo)功能，主要依靠以下技術(shù)條件：壓實(shí)指標(biāo)連續(xù)檢測技術(shù)、傳感器量測技術(shù)、軟件編程技術(shù)等。連續(xù)檢測技術(shù)是整個(gè)壓實(shí)管理系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，處于核心地位，只有實(shí)現(xiàn)壓實(shí)指標(biāo)的連續(xù)檢測，才能為之后的質(zhì)量控制給予評價(jià)和作業(yè)管理提供數(shù)據(jù)支持。

連續(xù)檢測技術(shù)的基本原理[1] [2]。路基填筑碾壓過程中，將振動壓實(shí)機(jī)具作為加載設(shè)備，壓實(shí)機(jī)具與路基之間相互動態(tài)作用，振動加速度信號呈有規(guī)律的正波狀態(tài)，加速度傳感器連續(xù)檢測振動輪的振動信號，壓實(shí)度測定儀采集并放大振動信號、分析振動信號的振幅和頻率，由計(jì)算機(jī)根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出相應(yīng)的模量值，代替壓實(shí)度判斷壓實(shí)狀態(tài)，然后顯示并存儲壓實(shí)曲線及壓實(shí)值，對其分析，進(jìn)行質(zhì)量反饋控制和作業(yè)管理方案調(diào)控， 之后打印、存儲質(zhì)量檢測報(bào)告。

二、壓實(shí)管理系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)壓實(shí)管理系統(tǒng)的功能需求，利用模塊化設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)分為壓實(shí)值實(shí)時(shí)檢測子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、壓實(shí)質(zhì)量控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和壓實(shí)作業(yè)管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（一）壓實(shí)值實(shí)時(shí)檢測子系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想。壓路機(jī)執(zhí)行壓實(shí)過程中，操作人員需要實(shí)時(shí)了解當(dāng)前的壓實(shí)值以判斷路面的壓實(shí)狀況并做相應(yīng)調(diào)整。該子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用來實(shí)現(xiàn)壓實(shí)值的實(shí)時(shí)顯示、壓實(shí)曲線的顯示以及壓實(shí)數(shù)據(jù)存儲。

振動壓路機(jī)實(shí)時(shí)檢測時(shí)的最小分辨單位為一個(gè)測量單元，以m2計(jì)，是振動壓路機(jī)有效碾壓寬度與行走距離的乘積。一個(gè)振動壓實(shí)數(shù)據(jù)代表一個(gè)測量單元面積上壓實(shí)狀態(tài)的平均值，通常一個(gè)測量單元的面積采用1 m2。

（二）壓實(shí)質(zhì)量控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該子系統(tǒng)建立壓實(shí)質(zhì)量的過程控制方案，對壓實(shí)狀況進(jìn)行判斷，反饋控制措施，并儲存質(zhì)量參數(shù)。過程控制是在正常碾壓作業(yè)基礎(chǔ)上、在振動碾壓作業(yè)過程中進(jìn)行的，是一種邊量測采集壓實(shí)數(shù)據(jù)、邊根據(jù)控制要求進(jìn)行實(shí)時(shí)壓實(shí)質(zhì)量控制的模式，更加強(qiáng)調(diào)了碾壓過程中的定量化控制。

（1）壓實(shí)程度控制。壓實(shí)程度是路基碾壓時(shí)表征其物理力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)達(dá)到規(guī)定值的程度，相當(dāng)于壓實(shí)度的概念。按照現(xiàn)行路基相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，原則上要求碾壓面上所有測量單元的振動壓實(shí)值都應(yīng)不小于目標(biāo)值時(shí)壓實(shí)才算合格。但這種要求是非常高的，現(xiàn)場不易實(shí)現(xiàn)。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，允許有10%的不合格區(qū)域存在是可行的，但這部分區(qū)域的分布要分散一些，若集中分布在一起，有可能造成局部的過大變形（沉降）。同時(shí)，為方便實(shí)現(xiàn)壓實(shí)質(zhì)量評定，將壓實(shí)項(xiàng)目開始前由相關(guān)性試驗(yàn)所獲得的壓實(shí)目標(biāo)值以一條橫線的方式顯示在屏幕上，作為判定壓實(shí)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的界限，目標(biāo)線以上的曲線值認(rèn)定合格，目標(biāo)線以下為不合格。（2）壓實(shí)一致性控制。路基結(jié)構(gòu)性能的均勻性是相對于變異性而言的。路基面力學(xué)性能的均勻與否會對上部結(jié)構(gòu)的支撐條件產(chǎn)生影響。力學(xué)性能的不均勻不僅僅是剛度的不均勻問題，更重要的是路基疲勞壽命的不均勻，路基在車輛重復(fù)荷載長期作用下出現(xiàn)不均勻永久變形（沉降）會影響到上部結(jié)構(gòu)乃至行車安全[1]。壓實(shí)均勻性可通過碾壓輪跡上振動壓實(shí)曲線的波動變化程度和碾壓面振動壓實(shí)數(shù)據(jù)的分布狀況進(jìn)行判定。鑒于目前壓實(shí)均勻性評定與控制現(xiàn)狀，對不均勻點(diǎn)的判定與控制提出了不低于連續(xù)振動壓實(shí)數(shù)據(jù)平均值的80%的規(guī)定，這是最低下限要求，是一種最小值控制方法。（3）壓實(shí)穩(wěn)定性控制?？刂茐簩?shí)穩(wěn)定性除了可以優(yōu)化壓實(shí)工藝外，更重要的目的是控制路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在許多情況下，即使壓實(shí)程度合格，但路基結(jié)構(gòu)也不一定是穩(wěn)定的，在車輛荷載長期作用下仍然會處于失穩(wěn)狀態(tài)，最終導(dǎo)致局部發(fā)生過大變形即沉降，因此有必要在碾壓過程中控制壓實(shí)穩(wěn)定性 [1]。

壓實(shí)度在線檢測儀可顯示每一遍與前一遍壓實(shí)值增量大小，材料較為松散時(shí)，壓實(shí)度提高較快，壓實(shí)值均值增量較大，當(dāng)材料達(dá)到一定密實(shí)度后，繼續(xù)壓實(shí)則壓實(shí)度提高變緩，壓實(shí)值均值增量減小，當(dāng)增量很小時(shí)通常小于2%或?yàn)樨?fù)值時(shí)，可認(rèn)為材料已壓實(shí)，但此時(shí)還應(yīng)參考試驗(yàn)段壓實(shí)遍數(shù)，以免因其他原因?qū)е聣簩?shí)值增量較小停止壓實(shí)而出現(xiàn)欠壓。

結(jié)語：本文通過對壓實(shí)管理系統(tǒng)的功能技術(shù)進(jìn)行初步研究，設(shè)計(jì)了壓實(shí)管理系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu)，分別包括壓實(shí)值實(shí)時(shí)檢測子系統(tǒng)、壓實(shí)質(zhì)量控制子系統(tǒng)和壓實(shí)作業(yè)管理子系統(tǒng)，并揭示了各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系。壓實(shí)值實(shí)時(shí)檢測子系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測壓實(shí)值，顯示壓實(shí)曲線，提供數(shù)據(jù)支持；壓實(shí)質(zhì)量控制子系統(tǒng)制定了壓實(shí)質(zhì)量控制方案，定性和定量相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)壓實(shí)質(zhì)量的全面控制；壓實(shí)作業(yè)管理子系統(tǒng)對壓實(shí)作業(yè)信息和機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合管理，存儲壓實(shí)資料。綜上，本文為壓實(shí)管理系統(tǒng)進(jìn)一步的深入研究提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] TB10108-2011.鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實(shí)控制技術(shù)規(guī)程[S]. 北京：中國鐵道出版社，2011

[2] 楊士敏，傅香如.工程機(jī)械地面力學(xué)與作業(yè)理論[M].北京：人民交通出版社，2010.5