智能壓實在珊瑚砂道基中的應用研究

1、    智能壓實在珊瑚砂道基中的應用研究    白群安 茍宏偉摘  要：為研究珊瑚砂道基施工中智能壓實技術的應用情況，該文以ibrahim nasir國際機場道基施工為背景，通過研究智能壓實檢測值cmv與與碾壓次數(shù)的相關關系，確定施工推薦碾壓遍數(shù)。研究結果表明：當目標智能壓實檢測值cmv為18.89時，累計碾壓遍數(shù)與智能壓實檢測值cmv之間存在顯著相關性，可得推薦碾壓遍數(shù)約為26次。關鍵詞：智能壓實;珊瑚砂;碾壓遍數(shù);智能壓實檢測值：u416              文獻標

2、志碼：a0 引言近年來，隨著科技發(fā)展，世界涌現(xiàn)出許多革新性的道路工程施工技術，智能壓實就是其中一個典型。智能壓實技術指在傳統(tǒng)壓路機上裝備集成的高精度gps定位系統(tǒng)、加速度傳感器、機載監(jiān)控/報告系統(tǒng)以及用于壓實反饋控制的紅外溫度儀等綜合測試系統(tǒng)，以達到有效提高壓實效率、減小施工變異性等效果的一項新型工程技術。該文以ibrahim nasir國際機場改擴建工程為背景，從珊瑚砂道基填筑工程質量的需求出發(fā)，研究智能壓實指標cmv與現(xiàn)場碾壓遍數(shù)之間的相關關系，并根據(jù)實際施工需求推薦最佳碾壓遍數(shù)，以期為智能壓實技術在填筑工程中的施工應用提供建議。1 智能壓實系統(tǒng)1.1 dynapac公司dynlyzer系

3、統(tǒng)dynlyzer系統(tǒng)主要由加速度傳感器、紅外溫度傳感器、車載顯示器、gnss接收發(fā)射系統(tǒng)和文件編制系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)在前、后鋼輪各安裝一個加速度傳感器，振動過程中，基于振動壓實力和鋼輪貫入壓實材料的相互關系，測出與壓實材料變形模量直接相關的測量值evib（mn/m2）。在車載顯示裝置中我們可對目標振動模量進行設置，這樣便于駕駛員觀測被壓實材料是否達到期望壓實剛度。該系統(tǒng)采用紅外線非接觸式檢測方式，傳感器安裝在前、后鋼輪的車架上。該傳感器不斷檢測瀝青的表面溫度，當碾壓瀝青混合料溫度小于設置最小極限值時，系統(tǒng)發(fā)出警報提醒駕駛員。1.2 bomag公司智能壓實系統(tǒng)bomag智能壓路機設備組成：2個加

4、速度傳感器、一個紅外溫度感應器、數(shù)據(jù)處理器/控制單元、位移測量裝置、bop、gps裝置、車載bcm05文件編制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在雙鋼輪壓路機分別在前、后鋼輪上各安裝一個加速度傳感器，若加速度傳感器反映出的壓實材料剛度低，激振系統(tǒng)會根據(jù)需要把振動作用力方向朝垂直方向調整，同時自動地根據(jù)壓實材料剛度情況調整到盡可能大的壓實能量。采用紅外線非接觸式檢測方式，傳感器安裝在前鋼輪的車架上，該傳感器可不斷檢測瀝青路面表面溫度，并將檢測結果實時輸入控制器中，控制器根據(jù)瀝青壓實工藝模型，對原有bvc系統(tǒng)結果值進行綜合調整，輸出一個更加理想的控制結果。測出數(shù)據(jù)經(jīng)過bcm05智能壓實管理系統(tǒng)進行處理，繪制出壓實度、溫

5、度、碾壓遍數(shù)分布圖，便于駕駛員進行實時調控，操作避免過壓。1.3 日本sakai公司gis智能壓實系統(tǒng)日本sakai公司的瀝青路面gis智能壓實系統(tǒng)包括：ccv壓實度實時檢測模塊、gps信號發(fā)射接收基站模塊、壓實平面溫度檢測模塊、數(shù)據(jù)實時顯示模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊。sakai公司智能壓路機配備有：加速度傳感器、溫度傳感器、gps接收裝置、車載顯示裝置。瀝青表層溫度檢測與顯示采用紅外線非接觸式檢測方式，該傳感器不斷檢測瀝青路面表面溫度，通過車載顯示裝置對瀝青溫度進行實時顯示，并且可以溫度分布圖，以便駕駛員及時掌握當前的瀝青溫度情況。所得檢測數(shù)據(jù)可以通過usb導入電腦，利用site link3d進行進

6、一步的處理分析。1.4 hamm公司hcq智能壓實系統(tǒng)hcq系統(tǒng)在壓實的過程中可記錄不同的材料和機器數(shù)據(jù)，安裝在壓路機頂部的dgnss接收器確定壓路機的位置。hcq navigator計算出壓實過程信息與壓路機位置信息之問的關系，并將相應的信息以圖形的方式顯示在駕駛室內(nèi)的平板電腦上。設備操作員通過平板電腦可以跟蹤壓實進度，同時還可顯示附加信息。hcq導航儀對施工期間的數(shù)據(jù)進行記錄，同時數(shù)據(jù)在工作日內(nèi)作業(yè)或分項目結束后通過u盤傳輸并存儲到辦公電腦上。1.5 volvo智能壓實系統(tǒng)density directdensity direct智能壓實系統(tǒng)實時顯示碾壓溫度圖和壓實路徑。壓實路徑可將每臺壓路

7、機的行駛軌跡和鋼輪重疊壓實部分用獨特的顏色表示出來，操作人員可據(jù)此查找接縫并加以修正，溫度圖則在壓路機的行駛路徑上顯示最新的鋪層溫度數(shù)據(jù)。density direct智能壓實系統(tǒng)可直接顯示壓實度，操作人員可實時判斷壓實作業(yè)是否達標。壓實路徑、溫度以及壓實度等數(shù)據(jù)存儲在ic系統(tǒng)硬盤驅動器中，這些數(shù)據(jù)能以veda格式存儲在usb驅動器中，可以利用veda軟件進行處理。2 工程實踐2.1 工程背景馬爾代夫ibrahim nasir國際機場現(xiàn)有一條長3 200 m、寬45m的跑道，編號18-36，飛行區(qū)等級為4e。ibrahim nasir國際機場2013年客運總量為422.4萬人次（其中包括水上飛機

8、客運量）。按照機場目前的發(fā)展計劃，預計2040年機場旅客量將突破1 200萬人次。機場現(xiàn)有基礎設施已趨于飽和，無法滿足航空業(yè)務量快速增長的需要，嚴重影響馬爾代夫經(jīng)濟社會的發(fā)展，機場規(guī)模急需擴建。2.2 壓實質量研究為了對道基施工現(xiàn)場現(xiàn)場試驗區(qū)干密度進行分析，研究選取試驗區(qū)檢測點干密度與智能壓實度檢測值進行研究，智能壓實度檢測值cmv與現(xiàn)場試驗干密度，現(xiàn)場前期施工結果表明，當干密度合格值為1.65 g/cm3時，目標智能壓實檢測值cmv為18.89，表明現(xiàn)場壓實質量達到設計要求。為確定智能壓實過程中碾壓次數(shù)，研究選區(qū)軟件中試驗區(qū)智能壓實檢測值cmv與碾壓遍數(shù)，并對兩者進行分析，如表1及圖1所示。

9、由圖1可知，累計碾壓遍數(shù)與智能壓實檢測值cmv之間存在顯著相關性，隨著累計碾壓遍數(shù)的增加，智能壓實檢測值cmv亦隨之增加;兩者相關性較強，因此在一定范圍內(nèi)，累計碾壓遍數(shù)可說明道基壓實狀況，在實際施工中可利用累計碾壓遍數(shù)來表征道基壓實情況。由式（1）確定出目標智能壓實檢測值cmv為18.89，結合智能壓實檢測值cmv與累計碾壓遍數(shù)之間存在強相關關系，因此進一步確定出目標碾壓遍數(shù)。如式（1）所示。y=0.4512z+7.222 （1）式中：y智能壓實檢測值cmv;z累計碾壓遍數(shù)（次）。當目標智能壓實檢測值cmv為18.89時，可得z=25.808，即目標累計碾壓遍數(shù)約為26次。碾壓遍數(shù)為工程質量保

10、證的重要指標之一，智能壓實檢測值cmv與碾壓遍數(shù)分析如圖2所示。由圖2可知，在正常工作條件下，碾壓設備在額定狀態(tài)下進行碾壓作業(yè)時，智能壓實檢測值cmv與碾壓遍數(shù)之間呈正比關系，且隨著累計碾壓遍數(shù)的增加，cmv隨之增加且均大于控制值18.89。但在整個碾壓施工過程中，智能壓實檢測值cmv表現(xiàn)出較大波動，低于或遠大于正常值。3 結語智能壓實使較傳統(tǒng)壓實技術更少的壓實遍數(shù)達到同等水平的壓實質量，進而能夠降低燃油消耗和設備磨損。相較傳統(tǒng)的壓路機，采用新的智能壓路機費用及在舊的設備上加裝集成的智能測試系統(tǒng)的費用，可根據(jù)客戶需求和制造商的不同而不同。該文以機場改擴建工程中珊瑚砂道基壓實為背景，研究智能壓實檢測值cmv與現(xiàn)場碾壓遍數(shù)之間的相關性，進而得出推薦目標碾壓遍數(shù)，這對以后智能壓實技術在填筑體壓實施工推廣具有重要意義。參考文獻1孫健.振動壓路機智能壓實系統(tǒng)研究d.長安大學， 2012.2楊璐，馮占強.智能壓實技術發(fā)展概況j.工程機械文摘， 2011（1）：50-53.3崔樹華， 汪學斌， 周峰.壓實度實時檢測及智能壓實技術的發(fā)展現(xiàn)狀j.筑路機械與施工機械化， 2013，30（3）：18.4張剛.智能壓實技術概述j.