智能碾壓設(shè)備在路基工程施工中的應(yīng)用

江纖夫 邵陽市寶慶公路橋梁工程有限公司工程師

公路為人們的出行和貨物的流通提供了極大的便利，也在一定程度上推動和促進了各地區(qū)的經(jīng)濟交流與發(fā)展。同時，脫貧攻堅戰(zhàn)的圓滿完成也離不開國家對于公路建設(shè)的大力投資。公路使貧困偏僻地區(qū)有了與外界聯(lián)系的便利通道，也是他們與外界進行溝通的橋梁，這在很大程度上帶動了偏僻地區(qū)的發(fā)展。因此，公路的發(fā)展備受關(guān)注。

路基工程是公路建設(shè)發(fā)展中的重中之重，公路路面和路基施工質(zhì)量是普通出行人士對公路施工質(zhì)量最直接的判斷和第一印象，路基質(zhì)量的好壞在日后的使用中會顯現(xiàn)出來。對于公路的施工單位來說，為了塑造良好的形象，必須重視路基工程的施工質(zhì)量。隨著信息和大數(shù)據(jù)應(yīng)用的日益廣泛，施工技術(shù)也在科技的發(fā)展中不斷完善。在這種環(huán)境條件下的高速公路施工過程中，智能碾壓設(shè)備的應(yīng)用越來越多。

在大數(shù)據(jù)飛速發(fā)展的背景下，智能化設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，為人們的生活帶來了翻天覆地的變化。在公路建設(shè)發(fā)展過程中，就用到了智能碾壓設(shè)備，在智能滾壓設(shè)備的實際使用中，只有對各個工藝和環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)和操作進行準確的掌握，才能更好地達到其使用效果。但是，在應(yīng)用的過程中，有許多方面需要注意，只有這樣才能讓智能碾壓設(shè)備更好地發(fā)揮作用。

1 智能碾壓設(shè)備的應(yīng)用

1.1 公路建設(shè)的前期準備工作

不管是傳統(tǒng)的公路建設(shè)，還是運用了智能碾壓設(shè)備的公路建設(shè)，都需要提前對地段進行相關(guān)測量和勘察，以確定最合適的施工方案。

1.1.1 部署衛(wèi)星地面基準站

做這項工作的目的是為后期實現(xiàn)高精度的定位做鋪墊。部署野外衛(wèi)星地面基準站，為后續(xù)試驗的高精度定位要求做準備。其中，在衛(wèi)星場地的選擇方面要選擇沒有障礙物遮擋、強電磁干擾的場地，并且能夠?qū)ζ溥M行持續(xù)供電，準備期間要對其不斷進行衛(wèi)星搜索和驗證，確保點能夠滿足高精度定位的要求。最后，要對衛(wèi)星進行持續(xù)搜索驗證[1]。

1.1.2 部署數(shù)據(jù)采集設(shè)備

數(shù)據(jù)采集設(shè)備需要布置在施工現(xiàn)場的壓路機上，比如給施工車輛安裝高精度的定位系統(tǒng)和壓實度傳感器。除此以外，還要安裝在車內(nèi)駕駛室的智能壓實導(dǎo)航平臺上。安裝過程中要注意對壓路機激振力進行校正，以此保證實驗數(shù)據(jù)的準確性[2]。

1.1.3 調(diào)試相關(guān)設(shè)備

設(shè)備安裝完畢后，必須對相關(guān)儀器進行調(diào)試校驗。其中，壓實度傳感器、智能壓實導(dǎo)航平板、現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理中心系統(tǒng)、車載GNSS高精度定位模塊以及供電線路等方面都要進行嚴格調(diào)試正，以減少數(shù)據(jù)獲取過程中產(chǎn)生的誤差。

1.1.4 初始化系統(tǒng)

有關(guān)人員要對系統(tǒng)進行初始化操作，將相關(guān)信息錄入并進行測試。其中，需要錄入的信息包括衛(wèi)星地面基準站相關(guān)參數(shù)（包括滾輪型號參數(shù)、滾輪驅(qū)動速度、振動頻率等）、標段信息、人員權(quán)限信息、工程信息、施工工藝標準（運行速度、振動數(shù)據(jù)、滾動次數(shù)等）、壓路機相關(guān)技術(shù)參數(shù)以及人員許可信息等，并對其進行測試。壓路機相關(guān)技術(shù)參數(shù)又包括壓路機的行駛速度、振動頻率以及壓路機的型號等；施工的工藝標準包括碾壓的遍數(shù)、振動數(shù)據(jù)以及作業(yè)的速度等[3]。同時將用戶角色分配給質(zhì)檢部門、測量組、實驗室、施工組和技術(shù)支持組。

1.1.5 校驗實際坐標

在對實驗施工區(qū)域的路基中心控制點進行校驗時，要以工程設(shè)計單位提供的路基中心控制點的實際坐標為依據(jù)，對系統(tǒng)中的對應(yīng)坐標點進行二次確認。最終的校驗結(jié)果要保證實際誤差不超過2 cm。

1.2 試驗施工階段

1.2.1 制訂試驗計劃

為確保試驗具有代表性、準確性及有序性，必須制訂合理的計劃。工作人員應(yīng)以相關(guān)規(guī)定為依據(jù)進行相關(guān)性試驗，最后通過計算確定相關(guān)系數(shù)。同時，要根據(jù)碾壓的不同程度（包括輕度區(qū)、中度區(qū)、重度區(qū)）、施工工藝與材料類型分別制訂相應(yīng)的試驗計劃，并且要進行不同批次、不同類型的試驗。

1.2.2 學習碾壓設(shè)備相關(guān)知識

智能碾壓設(shè)備不同于原有設(shè)備，在操作方法上也不相同，因此有必要對壓路機等設(shè)備的操作者進行系統(tǒng)培訓。同時，還要確保關(guān)于碾壓設(shè)備培訓的標準化，才能夠避免因人為操作失誤而產(chǎn)生誤差[4]。

1.2.3 傳統(tǒng)檢測方法與智能連續(xù)壓實系統(tǒng)的相關(guān)性校驗

相關(guān)系數(shù)按照規(guī)定的檢驗方法進行相關(guān)檢驗計算。制定試驗計劃，確定批次數(shù)，并根據(jù)不同的施工工藝和材料類型，根據(jù)輕、中、重軋制區(qū)確定試驗計劃。對傳統(tǒng)檢測方法以及智能連續(xù)壓實系統(tǒng)進行相關(guān)性校驗，主要分為以下5個步驟。滾輪操作員接受了系統(tǒng)的使用培訓，并學會了看智能壓縮導(dǎo)航圖。同時進行標準化的施工培訓，確保避免人為因素造成的錯誤。

第一步，選取合適的樣本，通過灌砂法展開校驗，從而將傳統(tǒng)檢測方法的坐標點數(shù)據(jù)與智能連續(xù)壓實系統(tǒng)中對應(yīng)的坐標點數(shù)據(jù)加以對比。其中，需要注意的是在每種類型的碾壓區(qū)域取樣時要保證取點的數(shù)量不少于6個，在進行計算的同時也要做好數(shù)據(jù)記錄。

第二步，以建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007—2011）為依據(jù)，計算常規(guī)檢驗指標質(zhì)檢相關(guān)系數(shù)以及振動壓實值的相關(guān)系數(shù)[5]。

第三步，以建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007—2011）中的附錄A.3.2為依據(jù)，確定振動壓實值以及常規(guī)檢驗指標質(zhì)檢之間的關(guān)系[5]。

第四步，以建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007—2011）中的附錄A.3.2為依據(jù)確定目標振動壓實值。以建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007—2011）中的附錄A.3.3作為依據(jù)確定目標振動的壓實值[5]。

第五步，也就是最后一步，以建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007—2011）中的附錄A.3.4作為依據(jù)確定常規(guī)檢驗指標的測試結(jié)果。與此同時，以建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007—2011）中的附錄B.1.4作為依據(jù)執(zhí)行常規(guī)檢驗方法[5]。

1.2.4 生成壓實歸檔報告并進行相關(guān)分析

以建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007—2011）中的附錄B.2作為依據(jù)，進行壓實的過程控制試驗、程度控制的試驗、均勻性試驗、穩(wěn)定性試驗等壓實試驗，并根據(jù)試驗結(jié)果以及建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007—2011）中的附錄B.2.5中的相關(guān)要求完成壓實的歸檔報告[5]。

然后對壓實的結(jié)果進行分析，分析時應(yīng)將1 m2的區(qū)域作為一個檢測單元。同時，要對振動參數(shù)、壓實程度、壓實穩(wěn)定以及壓實均勻性進行比對分析，保證偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。振動參數(shù)的目標值與控制量之間的偏差不能超過0.5，而壓實程度中的通過率控制量必須超過目標值的95%，并且每個不達標局部區(qū)域面積必須小于5 m2。在壓實的穩(wěn)定性中，需要同一個碾壓軌跡上兩遍的振動壓實值變化率小于2%；在壓實的均勻性中，控制量要處在界定范圍內(nèi)[6]。

經(jīng)過壓實測驗且結(jié)果符合要求后，要以《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標準》為依據(jù)進行常規(guī)壓實質(zhì)量測驗。在普通的填料區(qū)間中，正線壓實系數(shù)要選6個抽檢點。其中，4個抽檢點要在距路基邊線1 m的地方，且左右各選取2個抽檢點，1個抽檢點在路基的中部，最后1個抽檢點應(yīng)在連續(xù)壓實檢測結(jié)果中的薄弱區(qū)域中。而地基系數(shù)應(yīng)選擇4個抽檢點。其中，1個抽檢點在壓實質(zhì)量薄弱區(qū)域，1個抽檢點在路基的中部，最后2個抽檢點在距路基線2 m處，且路基線左右各有1個。

1.2.5 處理不合格區(qū)域

首先，當壓實程度的通過率小于95%時，可以在不合格的區(qū)域內(nèi)改進壓實工藝或者更換壓實機械補壓。如果仍然達不到合格的標準，可以通過在局部改善填料的性質(zhì)或者調(diào)整含水量等方法加以解決。再者，如果前后兩遍的差值較大，應(yīng)該繼續(xù)碾壓，直到壓實穩(wěn)定性與壓實程度達到目標要求。最后，如果低于要求的值需要采取多種措施，如挖除重填、更換壓實方式以及改善填料性質(zhì)等[7]。

2 智能碾壓設(shè)備的應(yīng)用意義

2.1 有利于提高工作質(zhì)量

工作人員通過應(yīng)用智能碾壓設(shè)備能夠及時且有針對性進行壓實作業(yè)，減少人為因素的影響，從而有效提高工作質(zhì)量。

2.2 有利于提高效率

智能碾壓導(dǎo)航的應(yīng)用可以有效指導(dǎo)操作手開展工作，并且可以檢測出壓實的薄弱區(qū)域，使相關(guān)人員有針對性地進行常規(guī)質(zhì)量檢測和試驗，從而提高檢測結(jié)果的準確性，最終達到縮短工期、提高工作效率的目的。

2.3 節(jié)能環(huán)保

智能碾壓設(shè)備的應(yīng)用可以有效避免過壓或者欠壓的情況，從而能夠減少人力、物力等資源浪費。同時，智能碾壓設(shè)備還可以根據(jù)工程量合理安排器械以及人員投入，從而能夠提高設(shè)備的利用率，最終使經(jīng)濟效益實現(xiàn)最大化。

3 結(jié)語

隨著智能碾壓設(shè)備的不斷發(fā)展以及應(yīng)用，公路的建設(shè)施工也在向信息化、智能化、效率化不斷邁進，從而有利于促進經(jīng)濟快速發(fā)展。本文重點探討了智能碾壓設(shè)備在路基工程施工中的應(yīng)用，希望能夠為相關(guān)研究提供借鑒。