智能壓實(shí)的瀝青路面施工主要技術(shù)

田力

（四川川交路橋有限責(zé)任公司，四川 德陽 618300）

0 引言

瀝青路面的壓實(shí)處理能夠在很大程度上降低瀝青混合料中空氣孔隙含量的過程，此處理過程是為了促進(jìn)固體顆粒物在一種具有黏彈性的介質(zhì)中進(jìn)行填實(shí)與定位，以形成一種較為密實(shí)、有效的顆粒物排列方法，避免直接影響到瀝青路面的建筑施工質(zhì)量及其耐久性。而且當(dāng)前采用一種自動(dòng)化智能壓實(shí)控制技術(shù)，實(shí)時(shí)且全方位監(jiān)控與檢測(cè)整體碾壓面的壓實(shí)質(zhì)量情況，是改善瀝青路面質(zhì)量的新途徑。智能壓實(shí)技術(shù)是連續(xù)監(jiān)控路基路面施工時(shí)的壓實(shí)過程，以此對(duì)壓實(shí)期間的軌跡、遍數(shù)及溫度進(jìn)行了解，然后通過對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的分析以及檢驗(yàn)，確認(rèn)工程施工中各個(gè)指標(biāo)是否可以滿足相關(guān)規(guī)范及實(shí)際的施工要求。

1 傳統(tǒng)壓實(shí)技術(shù)與智能壓實(shí)技術(shù)比較分析

（1）瀝青攤鋪壓實(shí)技術(shù)作為道路施工過程中的重要技術(shù)，其主要是通過攤鋪機(jī)等設(shè)備開展工作，這是常規(guī)性的一種形式，有著較為廣泛的應(yīng)用。相對(duì)來說，傳統(tǒng)的攤鋪施工方法具有以下不足之處：①由于正式施工之前所要準(zhǔn)備的工作較多，不僅要做好人工的放樣和復(fù)測(cè)，也要做好各類機(jī)械設(shè)備的預(yù)先調(diào)試，因此，人工等各個(gè)方面的成本較高。②施工精度與人工操作的技術(shù)熟練度和機(jī)械設(shè)備的性能有著較為直接的關(guān)系，如果技術(shù)操作上存在較大的偏差，那么不僅會(huì)影響施工的質(zhì)量，還會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。對(duì)于瀝青路面的攤鋪施工而言，相關(guān)技術(shù)操作人員如果能夠精細(xì)控制面層的厚度，達(dá)到比較理想的施工效果，那么該項(xiàng)處理就能夠達(dá)到既定的設(shè)計(jì)要求，相關(guān)施工單位在該領(lǐng)域也可以取得不錯(cuò)的成績(jī)。現(xiàn)如今，在技術(shù)的不斷發(fā)展下，瀝青攤鋪相關(guān)的施工變得越來越規(guī)范高效。施工企業(yè)為了可以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)，加大了對(duì)瀝青攤鋪技術(shù)的探究和創(chuàng)新。其中3D 智能攤鋪技術(shù)就是當(dāng)前一種新型的施工技術(shù)，在路面攤鋪施工中有著較為突出的表現(xiàn)，為高質(zhì)量的工程施工提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)保障。

（2）而智能壓實(shí)系統(tǒng)是基于振動(dòng)壓路機(jī)和高精度定位天線及無線網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)等各類設(shè)備運(yùn)行，在推進(jìn)高效的施工方面有著較為突出的表現(xiàn)。相應(yīng)的處理是在路面與振動(dòng)壓路機(jī)相互動(dòng)態(tài)作用下推進(jìn)，通過高精度定位系統(tǒng)和溫度測(cè)量裝置等的應(yīng)用，測(cè)定出壓實(shí)施工過程壓實(shí)度和溫度等的參數(shù)變化，在特定的系統(tǒng)中構(gòu)建相應(yīng)的模型，從而為技術(shù)操作提供相應(yīng)的實(shí)時(shí)參考，進(jìn)一步推進(jìn)穩(wěn)定高效的工程施工[1]。

2 智能壓實(shí)技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

2.1 網(wǎng)絡(luò)GNSS 定位基準(zhǔn)站

對(duì)于瀝青路面施工中智能壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用而言，壓實(shí)機(jī)械行駛軌跡的準(zhǔn)確獲取發(fā)揮著十分重要的作用。因此，相關(guān)操作人員能夠利用高精度GNSS 定位設(shè)備獲取壓實(shí)機(jī)械的行駛路徑。通過這樣的方式，可以從中收集到更多壓實(shí)遍數(shù)、速度等具體參數(shù)。另外，在網(wǎng)絡(luò)定位參考基站中，不僅能夠利用GNSS-RTK 定位技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，還能將指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果提供給相應(yīng)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，因此，要通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)定位參考基站，增強(qiáng)定位的精準(zhǔn)度。以往使用的電臺(tái)式GNSS 定位基準(zhǔn)站，由于性能問題，其輻射范圍只能達(dá)到10km 以內(nèi)。但現(xiàn)代公路瀝青路面工程中，通常施工標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度都達(dá)到20km 以上。除此之外，要在地勢(shì)高、無遮擋物的空地安裝GNSS 定位接收機(jī)，才能夠及時(shí)接收到精準(zhǔn)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。利用所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)型GNSS 定位基準(zhǔn)站，不僅能夠有效且精準(zhǔn)地獲取壓實(shí)機(jī)械行駛軌跡，同時(shí)還可以快速獲取壓實(shí)遍數(shù)、速度等參數(shù)，從而有效提升智能壓實(shí)技術(shù)在瀝青路面施工中實(shí)效性。

2.2 動(dòng)態(tài)GNSS 定位流動(dòng)站

在壓路機(jī)頂部要將流動(dòng)站裝置安裝牢固，才能更好地接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)GNSS 定位。通過數(shù)據(jù)鏈路，流動(dòng)站能夠接收網(wǎng)絡(luò)GNSS 基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)組合差分觀測(cè)值，并在不到1s 的時(shí)間內(nèi)處理得到高精度壓路機(jī)定位?？紤]到瀝青路面壓實(shí)環(huán)境的惡劣性，流動(dòng)站具備快速初始化、防水、防塵、抗干擾和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

2.3 紅外溫度傳感器

在瀝青路面壓實(shí)作業(yè)的時(shí)候，可以利用紅外溫度傳感器對(duì)碾壓溫度進(jìn)行測(cè)量。利用紅外溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量主要是對(duì)目標(biāo)體的紅外輻射強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)溫度進(jìn)行計(jì)算，如溫度不達(dá)標(biāo)，還可以通過光發(fā)射率進(jìn)行修正，從而確保整個(gè)測(cè)量工作的精準(zhǔn)度。需要注意的是，要使用具有較高靈敏度的紅外溫度傳感器才能測(cè)量處于高速行駛狀態(tài)的壓實(shí)機(jī)械。此外，通常為了不對(duì)壓實(shí)機(jī)械的正常作業(yè)造成影響，會(huì)在距離路面10～15cm 作用高度安裝紅外溫度傳感器。如此一來，在施工期間，就能夠通過紅外溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓實(shí)溫度，讓壓路機(jī)操作員在合理的溫度范圍內(nèi)對(duì)瀝青路面進(jìn)行碾壓，從而提升施工效果。

2.4 車載壓實(shí)引導(dǎo)屏

智能壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用主要是為了直觀地向壓路機(jī)操作人員展示測(cè)量的各項(xiàng)參數(shù)，比如，獲取的壓路機(jī)實(shí)時(shí)碾壓軌跡、遍數(shù)和工作面積等信息；測(cè)量的壓路機(jī)表面溫度。不同傳感器的數(shù)據(jù)通過數(shù)字信號(hào)傳輸都能夠在車載平板顯示器上以彩圖形式顯示出來，如此一來，當(dāng)碾壓環(huán)境存在差異時(shí)，就可以幫助相關(guān)人員科學(xué)、合理選擇碾壓方案。這樣的反饋機(jī)制為操作手提供了直觀且全面的信息，以助其做出優(yōu)化的碾壓決策。

2.5 無線傳輸共享網(wǎng)絡(luò)

在瀝青路面的施工過程中，需要采用5～8 臺(tái)壓路機(jī)組成壓路機(jī)群對(duì)整個(gè)路面開展施工。但是，如果要讓整個(gè)機(jī)群能夠協(xié)同作業(yè)，并通過信息交換共享的方式來提高作業(yè)效率，則應(yīng)該在施工任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)配備高功率的Wi-Fi 路由器。通過組建無線傳輸共享網(wǎng)絡(luò)的方式，讓整個(gè)壓路機(jī)群可以實(shí)時(shí)開展信息交流和數(shù)據(jù)共享。參與壓實(shí)作業(yè)的工作人員，能夠在壓路機(jī)操作臺(tái)上直觀地觀察自身的行駛軌跡，并通過信息共享來獲取其他機(jī)械的壓實(shí)數(shù)據(jù)。通過共享網(wǎng)絡(luò)，讓每一臺(tái)壓路機(jī)可以及時(shí)了解作業(yè)過程中的漏壓和超壓情況，并進(jìn)行相應(yīng)的工藝調(diào)整。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好地協(xié)調(diào)機(jī)群操作，提高施工效率[2]。

2.6 GSM 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

傳統(tǒng)壓實(shí)技術(shù)在開展壓實(shí)檢測(cè)過程中，很難對(duì)整個(gè)過程以及數(shù)據(jù)進(jìn)行追溯。智能壓實(shí)技術(shù)，則可以利用網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，讓施工管理人員能夠以遠(yuǎn)程查看的方式，對(duì)整個(gè)機(jī)群作業(yè)的壓實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，同時(shí)，還可以及時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)服務(wù)器。通過與規(guī)劃中路線以及GIS 技術(shù)的結(jié)合，快速生成作業(yè)操作的各類圖表、地形圖等，直觀反映出壓實(shí)作業(yè)的實(shí)施情況。通過GSM 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，能夠讓所有施工數(shù)據(jù)可以得到實(shí)時(shí)分析和評(píng)估，為管理人員提供全面而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，以助力決策者做出更有針對(duì)性的措施。

3 瀝青路面智能壓實(shí)技術(shù)

3.1 路面壓實(shí)過程監(jiān)控系統(tǒng)

終端發(fā)射系統(tǒng)、用戶界面以及后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)共同組成壓實(shí)過程監(jiān)控系統(tǒng)。其中終端發(fā)射系統(tǒng)主要是采集施工車輛的信息。對(duì)瀝青路面智能壓實(shí)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用就是將GPS 安裝在壓路機(jī)上對(duì)其進(jìn)行定位，通過無線信號(hào)，后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)就能接收到壓路機(jī)傳送的信息；后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)就是先對(duì)接收到的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息進(jìn)行有效處理并保存至后臺(tái)，從而便于用戶獲取現(xiàn)場(chǎng)施工信息；用戶界面。用戶通過用戶界面不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)施工，還能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的施工信息進(jìn)行查看，在此期間如果發(fā)現(xiàn)施工信息與設(shè)定數(shù)值存在差異時(shí)，還能夠報(bào)警提醒，與此同時(shí)，還能在后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)中存儲(chǔ)施工信息，便于后期使用。另外，為了確保路面的施工質(zhì)量，用戶在收到報(bào)警提醒之后，利用無線通信就可以告知現(xiàn)場(chǎng)施工人員，及時(shí)處理存在問題的路段。

3.2 主要施工信息化前期研究

終端發(fā)射系統(tǒng)主要是定位施工車輛。智能壓實(shí)的瀝青路面施工就是對(duì)終端發(fā)射系統(tǒng)的應(yīng)用就是在壓路機(jī)上綁定發(fā)射設(shè)備，并依據(jù)壓路機(jī)的特點(diǎn)設(shè)置參數(shù)。壓路機(jī)在施工期間會(huì)給終端發(fā)射系統(tǒng)的后臺(tái)持續(xù)發(fā)送GPS 信息，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理后，用戶就能夠得到所反饋的信息，以此實(shí)時(shí)監(jiān)控施工的整個(gè)過程。此外，根據(jù)工程的質(zhì)量要求，終端GPS 信息模塊能夠進(jìn)行各種配置。將統(tǒng)一的編程模塊植入采集設(shè)備后，系統(tǒng)就能夠適用于各種精度的配置，如此一來，就能夠滿足各種精度信息的采集以及處理，達(dá)到用戶的需求。而且施工單位可以根據(jù)自身的需求選用終端發(fā)射設(shè)備，只要依據(jù)系統(tǒng)的接口要求，將位置信息數(shù)據(jù)傳送到后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)，就能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理[3]。

3.3 壓實(shí)管控

初步完成的壓實(shí)管控包括施工管理、施工過程實(shí)時(shí)監(jiān)控以及施工質(zhì)量評(píng)估等方面。首先，施工管理就是統(tǒng)一化管理公路施工項(xiàng)目，管理、維護(hù)施工的所有項(xiàng)目，包括施工單位、施工項(xiàng)目名稱以及施工機(jī)械等信息，以此對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)以及車輛的組成進(jìn)行查看。其次，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工過程。壓實(shí)管控的重要組成部分就是施工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過監(jiān)控操作界面就能夠?qū)κ┕み^程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而可以實(shí)時(shí)查看施工機(jī)械。最后，施工質(zhì)量評(píng)估。其主要是用于評(píng)估瀝青路面的壓實(shí)質(zhì)量，通過施工機(jī)械速度的波動(dòng)圖，分析瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量。

4 智能壓實(shí)的瀝青路面施工質(zhì)量控制措施

4.1 加強(qiáng)智能施工控制平臺(tái)的應(yīng)用

瀝青路面智能施工控制平臺(tái)的應(yīng)用要重視施工規(guī)范、施工工藝以及施工材料的終端設(shè)備評(píng)估。對(duì)智能施工平臺(tái)的應(yīng)用中，智能化監(jiān)控就是優(yōu)化瀝青路面，規(guī)范操作環(huán)節(jié)，避免產(chǎn)生技術(shù)問題，從而促進(jìn)瀝青路面施工有效性的提升。與此同時(shí)，在操作管理評(píng)估中，不僅要與施工材料的配置標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充分結(jié)合，還要規(guī)范化管理機(jī)械，提高施工工藝效果，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析評(píng)價(jià)，最大程度避免隱患問題的存在，以此提升瀝青路面施工質(zhì)量[4]。除此之外，還要不斷健全瀝青路面施工前期的管理體系，形成全過程管理機(jī)制。

4.2 落實(shí)路面智能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)準(zhǔn)備工作

（1）前期在進(jìn)行施工準(zhǔn)備的過程中，相關(guān)的施工管理人員應(yīng)高度重視人工和設(shè)備及方案等的處理，在科學(xué)合理的布置條件下推進(jìn)規(guī)范化的處理，瀝青路面等的施工即能穩(wěn)定有序地推進(jìn)。

（2）施工的各項(xiàng)準(zhǔn)備完成后，應(yīng)做好智能壓實(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的布置，基于對(duì)該系統(tǒng)功能特性的分析，為后續(xù)的精細(xì)控制提供基礎(chǔ)性的保障。在此環(huán)境條件下，工程施工涉及的各類設(shè)備就能夠處在精細(xì)全面的監(jiān)控下，設(shè)備的運(yùn)行也會(huì)更為穩(wěn)定，且能有效規(guī)避外部不良因素的干擾。

（3）應(yīng)確保系統(tǒng)相關(guān)軟件符合相應(yīng)的施工要求。要想推進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，相關(guān)的工作人員還應(yīng)注意系統(tǒng)相關(guān)軟件的穩(wěn)定，能夠?yàn)槭┕じ黜?xiàng)參數(shù)的測(cè)定和施工過程的嚴(yán)格控制提供基礎(chǔ)性的保障。

（4）要在開發(fā)軟件的同時(shí)，落實(shí)好精細(xì)的測(cè)試，路面壓實(shí)施工相關(guān)的參數(shù)及與施工相關(guān)的因素都應(yīng)錄入軟件系統(tǒng)中。在合理控制施工相關(guān)信息的條件下，不僅能為瀝青路面的施工提供相應(yīng)的指導(dǎo)，所呈現(xiàn)出的施工效果也會(huì)更為理想。

（5）做好網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)鹊幕A(chǔ)準(zhǔn)備工作，為相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸提供基礎(chǔ)性的保障。要想推進(jìn)穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行，相關(guān)的管理單位應(yīng)做好衛(wèi)星傳輸和網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)等的基礎(chǔ)布置，確保衛(wèi)星傳輸?shù)姆€(wěn)定，確保系統(tǒng)在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下，壓實(shí)施工相關(guān)參數(shù)的監(jiān)控也能夠更加精準(zhǔn)、全面[5]。

4.3 完善路面智能壓實(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行流程

瀝青路面施工期間，相關(guān)單位應(yīng)在結(jié)合工程實(shí)際情況的條件下，做好系統(tǒng)運(yùn)行流程的科學(xué)分析，為壓實(shí)施工過程的精細(xì)控制提供基礎(chǔ)性的保障，以此高效推進(jìn)對(duì)智能壓實(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的控制。由于壓實(shí)施工會(huì)用到多種不同類型的設(shè)備，所以，在推進(jìn)每層壓實(shí)的過程中應(yīng)做好科學(xué)設(shè)計(jì)，在對(duì)壓實(shí)施工過程的嚴(yán)格控制下，推進(jìn)高質(zhì)量的工程施工。對(duì)于壓實(shí)振幅未能滿足既定要求的情況來說，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)在聯(lián)系設(shè)備運(yùn)行情況的條件下做好合理調(diào)控，推進(jìn)科學(xué)、高效施工。

5 結(jié)語

綜上所述，智能路面壓實(shí)控制系統(tǒng)在當(dāng)前的瀝青路面壓實(shí)施工中有著極為重要的作用。上文對(duì)瀝青路面智能壓實(shí)技術(shù)的操作要點(diǎn)進(jìn)行了全面分析，并且對(duì)技術(shù)的操作方式探討。往后在類似項(xiàng)目開展時(shí)，為了推進(jìn)規(guī)范高效的工程施工，工作人員應(yīng)做好具體工藝的分析，在布置好特定監(jiān)控系統(tǒng)的條件下推進(jìn)科學(xué)高效的工程施工。