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1、F E A T U R E S 盈露 沥青路面碾压智能 质量控制施工技术研究 S t u d y o n I nt e l l i g e n t Co n t r o l o f Co mpa c t i o n Co ns t r uc t i o n o f As ph a l t Pa v e m e nt 刘 昕 河南省公路工程局集团有限公司 河南 郑 州 4 5 0 7 0 引言 目前 国内高速公路普遍采用 旋转剪切压实试验机 简称GT M 参与路而材料设计 但采用GT M设 计的道路材料密度标准偏高 利用 常规的碾压方式不容易达到设计压 实度 此外 常规的 压方式采用 质量后控的
2、人 T质最控制 且存在 压实 度不 均匀 碳 压 时间过 长 碾 压遍 数不 易控 制 平 整度 控制 困难 等问题 为解决上述问题 本文专门研 究 了沥青路 面 压智 能质 量控 制施 T技术 1设备及仪器 本研 究使 用的主 要设 备有压 实机械 质量控制系统设备 辅助 设备有模板及温度 松铺厚度检测 仪 见表l 2 技术原理 2 1碾压质量控制系统软件工作原理 2 1 1路 面压实质量 实时监控 系统的组成 路 而压实 质量实 时监控 系统 由四部分组成 压路机 碾压数 据采集 系统 碾压数 无线传输系统 数据处理系统7 殳 络系统 压路机装有温度检测仪 表 1设 备仪器 常规 的A C
3、 A T B 垂直压 力受限的 工况 S MA OG F C 混合料 超厚路面 A M沥青混合料 桥面铺装 胶 轮f I 路机 徐 XP 3 0 1 徐 I XP 3 0 2 X P 2 6 1 振 藩 机 戴 纳 派 克 c c z 戴 纳 派 克 c c s z z 戴 i 丢 囊 裁 纳 派 克 C C 6 2 2 H 戴 纳 派 克 c c z H 振 萋 轮 悍 马 H D o 12 0 V 压 路 机 i 若 集 菇 紊 一 言 质量控制系统i实度检测仪 温度检测仪和激光平懿度仪各1 套 每个作业面配1 台显示器 i l 套网络系统 1 台服务器 横 矗 吾 葚 箍 矗 甭 一 一
4、 温 2 嚣 度 专 利 仪 器 热 拌 沥 青 混 凝 土 松 铺 厚 度 和 温 度 多 功 能 测 量 仪 压实度检测仪及激光平整度仪 压路机监控通过无线网络传输 卫星定位系 统 G P S 定位 并使用无线数据通讯方式将每台压路机上的差分数据连续 实时地发布给GP S 流动站 G P S 流动站将得到的位置信息上传至服务器 服务 器通过数据整合 判断 分析及图像技术 将每台压路机的精确运行位置和状 态信息反馈到监控系统 并在监控系统界面 示碾压温度 碾压遍数 行车速 度 压实合格牢 平整度等实时监控数据 2 1 2 监控 系统 的 功 能 1 监控功能 路而压实质量实时监控系统设备主要
5、采集的数据为碾压 遍数 压路机速度以及碾压合 样 率等信息 并将监控得到的压实信息直观反映 到服务器上 2 查询功能 路面监控系统的服务器会保存每天的监控数据 并按照时 间顺序列表 方便项目管理者查看以前的数据 掌握标段压实质量的总体 青况 3 趔速报警功能 监控系统将实时观测压路机的碾压速度 一旦超速 就上传到服务器并 示在监控系统界面上 项目管理者可以根据超速界而及时 掌握压路机的碾压速度 对于超速的压路机及时作出调整 4 压实度不合格报警功能 复压达到规定的压实遍数后 如果局部压 实度不合格 服务器会显示不合格的段落及压实度数据 提示增加压实遍数 并自动将信息传输到网络提示管理人员 5
6、自动提示功能 初压 时 如果温度合适 控制系统提示 温度合 适 请初压 反之 控制系统提示 温度不合适 不能初压 终压时 如 果有段落压实度不合格 以K 0 1 0 0 K 0 2 0 0 段为例 控制系统提示 不能进 行终压 K O I O 0 至K 0 2 0 0 段压实度不合格 清补压后再终压 补压后 控制 系统提示 压实度 平整度合格 温度合适 请终压 碾压结束 控制系统 提示 压实度 平艇度合格 本段压实结束 请进入下一碾压段 2 2雷达压实度 自动检测仪工作原理 目前的沥青路而压实度无损检测大多采用核子密度仪 核子密度仪的精度 F E A T U R E S 盈 受检测介质均匀性影
7、响很大 而沥 青混合料基本不均匀 导致核子密 度仪检测的沥青路而压实度结果不 准确 因此很多项 日规定不准采用 核子密度仪检测沥青路面压实度 探地雷达也可以柃测压实度 其检 测原 理 为 探地 霄 达丁 作 时 存主机控制下 脉冲源产生周期性 的毫微秒信号 并直接反馈给发射 天线 经由发射天线桶合到地下的 信号 在传播路径上遇到介质的非 均匀体 而 则产生反射信号 反 射系 数和 波速主 要取 决于 介质 的 介 电常数 空气的桕对介电常数为I 混凝土介质的介电常数约为6 电磁 波由空气进入非空气介质或 由非空 气介质进入空气介质时 雷达信号 就会被反射 测试 1 波信号的幅度会 明娃增强 在
8、雷达检测剖面上形成明 显的异常信号 通过对异常信号进行 分析便可检测混凝士的压实度 沥青混合料碾压 时温度 在1 2 0 C一 1 8 0 C 之间 传统的雷达检测压 实度技术并没有考虑温度对介电常 数的影响 所以检测结果往往不准 确 本 T法通过建立 温度一 沥青混 合料 介电常数模型 成功解决了 温度影响介 电常数而造成检测结果 不准确的问题 将改进 的雷达压实度自动检测 仪安装存压路机上 压实度检测数 据实时传输给监控系统 实现对路 而压实度的实时检测 3 施工工艺流程 沥青混凝土路而碾压智能质3 L 控制施丁工艺流 如阐1 所示 3 1沥青混合料设计 采用GT M设计沥青混合料时 试验
9、机最大 限度地模拟汽车存公路 上行驶 时轮胎与路而的相互f 1 用 4 7 F E A T U R E S 强匿 3 台 本配置适于单向2 3 车道公路 工程 2 组合方式 l 台胶轮压路 机与1 台双钢轮振动压路机组合成1 组 见图2 共2 组同时 T 作 胶轮压路 机在前 双钢轮振动压路机存后 进 行初压和复压 另一台双钢轮振动 路机单独进行终压 3 组合分丁 初压和复压时 每组压路机各负责半幅碾压 终压 由1 台双钢轮振动压路机全幅碾压 4 起压 初压和复压时 2 组压路机分别从横断而最左侧和中 心线位置起压 见图3 3 2 2 双钢轮振 动压路 机振 幅和频率 的选择 对于不 同类型的
10、混合料 不同 的摊铺厚度 双钢轮振动压路机振 幅和频率的选择应根据试验确定 一 般情况下可 以选择前进时高 频低幅 后退时高频高幅 3 2 3 叠轮 方式 每组压路机 以双钢轮振动 路 机为綦准 双钢轮振动压路机稳压 二分 之一 轮宽 胶轮 压路机 跟 随双 钢轮振动压路机 约箍压三分之二 轮宽 3 2 4压 实遍数 从起压点开始 每前进 后退1 次为1 趟 下一趟双钢轮振动压路机 重 叠上一 趟压 实 宽度 的二分 之一 轮 宽 直到叠过第二组压路机的起压 点为止 第一趟和最后一趟由于没 有叠压 故应增压 1 趟 完成上述碾 压为l 遍 对于一般的沥青混合料 初 1 组遍 复 压4 组 遍
11、相 当于单 组8 遍 终压同常规磔压 胶轮 钢轮 均可 以 一般用铡轮 以轮迹完全 消除为止 碾压1 2 遍 3 2 5 压 实速度 初压 速 度 为2 3 k m h 复 压速度为3 4 k m h 终压速度为 4 5 k m h 1 o 3 3 安装碾压质量控制 系统 锻压 质 键控 制 系统 包括 数 据采 集系统 数据无线传输系统 数据 处理 系统 网络系统肢愉测仪器 温 度 检 测仪 压 实度 检测 仪和 激 光 祭 度 仪 等 1 0 1 6 牧 采 集 系 统 数据无线传输系统 数据处理系统 及检测仪器安装和 路机上 见图 4 示器设在施一 1 现场 所有数 据信息均传输到刚络系
12、统 业主和 监婵 可以随时上 厅 3 4 初 压 初压1 遍 每组的胶轮和钢轮压 路 机十 H i l m左右 步 前进 同步 后 网5 l 1 起 点开 始 磕轮 逐趟碾压 终压点 i4 个起压点 为止 初 K 时 双钢轮掀动 路村 L fi f 进 时厂 H 静压 后退 时 如 混合 料 稳 定 推移 则 选择高频低 幅碾压 叟 H 果混合料不稳定仍H 静压 3 5 复压 复压时 5 0 m 有为一个碾压 作业段 每组压路机从起点开始前 进 到碾压段的终 I 卜 线开始后退 完成一个碾压段后开始下一个作业 段的碾压 按照设定的振幅秆 频率 每组 胶轮压路机和钢轮 压路机 柑距l m 左 刚
13、步 前 进 n d 步 后退 见图 5 第 一遍 从 终压 点 笫 二个 起 压 点 开始叠轮逐趟磔压至起 点为 止 第二遍 从起压 点 向终压点 碾 压 依次循环碾压 直至达到规定 的遍 数 一 般每组压 路机碾压 4 遍 2 台压路机共碾压8 遍 3 6 压实度和平整度的自动检测 复压完成后 存 示器上检查 压实度 平整度是否满足要求 例 如K 0 1 0 0 至K 0 2 0 0 段 的压 实 度 不 F E A T U R E S I 蕊 4 9 F E A T U R E S l 嗣愿 如发 现有 的段落 度 不 合 格 控制 系统提 乐 平 整度不 合 格 请处理 终压 结 束后
14、控 制系 统提 示 压实度 整度合格 本段压实结 束 请进入下一碾压段 3 8 检测验 收 按 家规范或合同规定的质量 目标进行检测验收 4 效益分析 使用碾压质量控制系统软件和雷 达压实度自动检测仪实现碾 质量自 动控制 提高了施丁质量 路而病害 明显减少 大大节约了养护资金 连 霍高速公路郑州段改扩建 丁程 连霍 高速公路洛阳段改扩建 T程 郑卅l 至 民权高速公路等项 目采用组合式碾 较 同期 通车 的 高速公 路平 均每 年节约养护资金约5 0 0 万元 三条路 每年节约养护资金1 5 0 0 万元 以此 类推 采用组合式碟压每个省每年 能节约路面养护资金几千万元 高速 公路采 用 自
15、动 质量控 制 组 合式碾压 可以减少路丽养护施 工 减少路面病害对车辆行驶的影 响 提高道路通行能力 最终产生 巨大的社会效益 5 结语 使用沥青路面碾压智能质量控 制施 T技术可以实现路而碾压实时 质量控制 解决施丁 中压实度不均 匀 碾压时问过长 碾压遍数不易 控制 平整度控制困难等问题 提 高施工质量 减少路而病害 大大 节约养护资金 参考文献 1 1 周卫峰 基于 T M的沥青混合料 配合 比 图5初压 及复压 设计方法研究 l 西 安 长安大学 2 f 2 2易家龙 浅淡影响沥青路面压实的因素O l 城 市道桥与防洪 2 1 0 1 3 5 3 7 3 曲 杰 郑金山 薛 芳 如何
16、提高沥青路面压实质量I l 1 辽 宁交通科技 2 x 4 1 1 8 1 8 3 4 曾源文 宁甲 琳 李富清 等 IC 1 咖 速度传感器在路基压实度测量中的应用 I 1 筑 路机械与施工 枳娥 化 2 c x 9 2 3 1 2 5 7 5 8 I5 J 汪学斌 刘洪海 王宇峰 压实度实时检测 系统开发研究 筑路机械与施工机械化 圳 3 3 o 3 2 3 2 6 I 6 1 刘 松 刘南平 基于无线通信的机载振动压路机压实 度检测系统 仪表技术与传感器 2 I X 8 f 1 1 9 2 7 张润利 贺 杰 刘力松 等 压实度连续检测 系统信号处理的探讨 J 河北工业 大学学报 2 X 3 3 2 f4 1 9 9 1 0 2 l 8 姚伯荣 路面雷达在路基压实质量控制中的应用硼市政技术 2 1 1 2 N 5 1 5 4 1 5 7 19 1 J T C F 4 卜 2 x 4 公路沥青路面施工技术规范l S 1 I 1 徐光辉 高 辉 王哲人 路基压实质量连续动态监控技术 中国公路学报 圳 7 2 3 1 7 2 2 1 1 1 刘洪海 徐中富沥青混凝土路面摊铺与压实 施工
