基于三維控制模型的市政道路水泥混凝土路緣石鋪設(shè)質(zhì)量控制技術(shù)

摘要：為解決市政道路水泥混凝土路緣石鋪設(shè)質(zhì)量管理中存在的滯后問題，提高鋪設(shè)質(zhì)量，以某區(qū)域市政工程為依托，對(duì)路緣石鋪設(shè)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)設(shè)工程數(shù)據(jù)，構(gòu)建路緣石的三維地質(zhì)模型和實(shí)體模型，篩選與路緣石鋪設(shè)質(zhì)量相關(guān)的可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)，以吸水率、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度3個(gè)子系統(tǒng)簡(jiǎn)化可靠性指標(biāo)選取流程；構(gòu)建混凝土路緣石的鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型，由鋪設(shè)質(zhì)量模糊評(píng)價(jià)矩陣計(jì)算篩選后的鋪設(shè)質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)，將研究區(qū)域劃分為質(zhì)量合格和不合格區(qū)域，對(duì)不合格區(qū)域加大鋪設(shè)質(zhì)量控制指標(biāo)的管理力度。分別采用未控制模型、纏繞控制模型、精密數(shù)字化控制模型和三維控制模型等控制路緣石鋪設(shè)質(zhì)量，并檢測(cè)4種模型控制的路緣石的吸水率、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。結(jié)果表明：經(jīng)三維控制模型控制路緣石的鋪設(shè)質(zhì)量后，路緣石的吸水率為5.5%，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分別為80、8 MPa，吸水率最小，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度最高，路緣石的鋪設(shè)質(zhì)量最好。

關(guān)鍵詞：市政工程；路緣石；鋪設(shè)質(zhì)量；三維控制模型

中圖分類號(hào)：U416.216;U412.37文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1672-0032（2023）02-0067-08

引用格式：方延剛.基于三維控制模型的市政道路水泥混凝土路緣石鋪設(shè)質(zhì)量控制技術(shù)［J］.山東交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，31（2）：67-74.

FANG Yangang.Laying quality control technology of municipal road concrete kerb based on three-dimensional control model［J］.Journal of Shandong Jiaotong University，2023，31（2）：67-74.

0 引言

鋪設(shè)市政道路時(shí)，道路的分隔帶與路面間、人行道與路面間、公路的中央隔離帶邊緣、行車道右側(cè)邊緣或路肩外側(cè)邊緣需鋪設(shè)路緣石，以保障行車安全，排除路面積水。路緣石多采用水泥混凝土制備，在道路運(yùn)營有效年限內(nèi)，水泥混凝土路緣石應(yīng)保持正常的使用功能，其鋪設(shè)質(zhì)量管理控制十分重要[1-3]。文獻(xiàn)[4-6]探索市政道路路緣石的施工工藝及施工技術(shù)，分析施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并提出解決方案，但在數(shù)據(jù)處理與整合上的研究力度較小，未考慮道路環(huán)境對(duì)路緣石的影響；文獻(xiàn)[7-9]對(duì)加工路緣石的混凝土設(shè)置實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，有效增強(qiáng)施工過程中監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和改進(jìn)遺傳算法優(yōu)化混凝土施工參數(shù)，采用特殊差值法處理樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)的不均勻性，但計(jì)算操作復(fù)雜，缺少實(shí)踐驗(yàn)證。研究路緣石鋪設(shè)質(zhì)量的傳統(tǒng)控制模型對(duì)工程路面壓實(shí)度等參數(shù)分析的準(zhǔn)確度較低，未收集足夠的表征路緣石物理力學(xué)性能的吸水率、抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，分析鋪設(shè)質(zhì)量控制因素較少，無法達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的模型構(gòu)建要求，最終獲取的模型可靠性較低[10-13]。

本文基于三維控制模型質(zhì)量控制技術(shù)，構(gòu)建市政道路混凝土路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型，從吸水率、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等衡量路緣石質(zhì)量的重要指標(biāo)角度考慮，分析市政工程混凝土路緣石鋪設(shè)狀況，調(diào)整控制指標(biāo)與參數(shù)，以期有效提高三維控制模型的可靠性。

1 數(shù)據(jù)處理

1.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在混凝土路緣石鋪設(shè)過程中，通常選用點(diǎn)測(cè)或面測(cè)的方法采集不同道路位置的路緣石鋪設(shè)直順度、頂面高程及相鄰2塊路緣石的高差、縫寬等數(shù)據(jù)，還要通過路面回彈彎沉試驗(yàn)測(cè)量道路的壓實(shí)度。為確保路緣石鋪設(shè)數(shù)據(jù)的完整性，采用插值法對(duì)鋪設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。本文借鑒自適應(yīng)選取參考樣點(diǎn)的Kriging方法，即開關(guān)鍵控（on-off key，OOK）插值法[14]。

1.2 常規(guī) Kriging 模型

通過周邊樣本點(diǎn)變量的線性組合計(jì)算得到常規(guī)Kriging模型的插值點(diǎn)屬性[15]，待插值點(diǎn)估計(jì)值的計(jì)算公式為

式中：Z^（S0）為待插值點(diǎn)的估計(jì)值；n為插值時(shí)選擇的參考點(diǎn)數(shù)，依據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，其中軟件 GS+、ArcMap中分別自動(dòng)設(shè)置為16、12[16]；λi為系數(shù)，∑ni=1λi=1；Zi為已知鄰近樣本點(diǎn)屬性。

采用Kriging 插值法需計(jì)算權(quán)重系數(shù)，確保插值的估計(jì)值與真實(shí)值無太大偏差，同時(shí)插值點(diǎn)屬性的估計(jì)方差不大于其他線性組合。通過拉格朗日乘數(shù)法計(jì)算約束極值可得常規(guī)Kriging方程

式中：Y（xi，xj） 為鄰近點(diǎn)xi、xj間的半方差；Y（xi，x0）為鄰近點(diǎn)xi 、x0與插值點(diǎn)x0間的半方差，可根據(jù)擬合的半變異函數(shù)模型運(yùn)算得到；為拉格朗日算子。

1.3 OOK插值法

將插值點(diǎn)與研究區(qū)域內(nèi)已知樣本點(diǎn)構(gòu)建三角網(wǎng)，與插值點(diǎn)構(gòu)成鄰接拓?fù)潢P(guān)系的樣本點(diǎn)定義為一階鄰近點(diǎn)，如圖1所示[14]。由圖1可知：將一階鄰近點(diǎn)作為插值點(diǎn)的參考點(diǎn)，可有效削弱樣本點(diǎn)在一側(cè)出現(xiàn)聚集對(duì)參考點(diǎn)比選時(shí)的不良影響，減小因樣本點(diǎn)采樣分布不平衡對(duì)最終插值結(jié)果造成的不利后果，且無需用戶指定參考點(diǎn)的詳細(xì)數(shù)目。

OOK插值法包括數(shù)據(jù)清理、自適應(yīng)選擇參考點(diǎn)、驗(yàn)算半變異函數(shù)、待求點(diǎn)插值4個(gè)步驟。

1）以何種方式得到空間數(shù)據(jù)都存在不可抗拒因素[17]，如重復(fù)出現(xiàn)的空間數(shù)據(jù)等。將空間點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)筑為不規(guī)則三角網(wǎng)需清除空間數(shù)據(jù)中存在的重復(fù)點(diǎn)。

2）自適應(yīng)選擇鄰近參考點(diǎn)的步驟為：采用快速生成平面 Delaunay 三角網(wǎng)的橫向擴(kuò)展法[18]，將n個(gè)已知樣本點(diǎn)構(gòu)筑Delaunay三角網(wǎng)，對(duì)每個(gè)待插值點(diǎn)通過逐步加點(diǎn)法建立新Delaunay三角網(wǎng)，有效增加構(gòu)網(wǎng)速度；把待插值點(diǎn)的一階鄰近點(diǎn)作為初始參考點(diǎn)集合；計(jì)算一階鄰近點(diǎn)與待插值點(diǎn)間的距離，若距離超過變程[19]，需從初始參考點(diǎn)集合中剔除一階鄰近點(diǎn)。

3）計(jì)算半變異函數(shù)時(shí)，采用軟件GS+擬合半方差函數(shù)模型，GS+提供的半變異函數(shù)存在球狀、高斯等數(shù)種模型，擬合各模型時(shí)均需設(shè)置最大滯后距及步長(zhǎng)。通常選擇研究區(qū)域樣點(diǎn)間最大長(zhǎng)度的1/2為最大滯后距，確保各組步長(zhǎng)內(nèi)存在超過 30 個(gè)樣本點(diǎn)對(duì)[20]。

4）計(jì)算待求點(diǎn)屬性時(shí)，將參考點(diǎn)和待插值點(diǎn)、參考點(diǎn)間的半變異值代入式（2），計(jì)算待插值點(diǎn)對(duì)應(yīng)權(quán)重系數(shù)，再代入式（1）得到待插值點(diǎn)的具體屬性，并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確度評(píng)估。

根據(jù)計(jì)算得到的插入值匹配處理參數(shù)，調(diào)整路面鋪設(shè)的路緣石位置信息，將鋪設(shè)路面的標(biāo)記點(diǎn)控制在模型可操作范圍內(nèi)，在已知坐標(biāo)點(diǎn)中插入缺失點(diǎn)數(shù)據(jù)，補(bǔ)全混凝土道路信息。

1.4 預(yù)設(shè)工程數(shù)據(jù)

在施工路面上隨機(jī)選取2000 m×50 m矩形區(qū)域?yàn)榇硇匝芯繀^(qū)域，道路的結(jié)構(gòu)層從上至下依次為水泥基層、碎石基層、混凝土基層，超過96%的區(qū)域路面的承載能力持久狀況滿足可靠性指標(biāo)。將預(yù)處理后的混凝土路緣石鋪設(shè)數(shù)據(jù)收集至數(shù)據(jù)處理中心，采用軟件3D MAX構(gòu)建三維地質(zhì)模型，流程如圖2所示。

1）設(shè)置混凝土路緣石鋪設(shè)曲面參數(shù)，選擇轉(zhuǎn)角、緩和曲線曲率、長(zhǎng)度、曲線位置等不同類型的混凝土路緣石鋪設(shè)曲面，調(diào)整曲線參數(shù)。

2）定義混凝土路緣石鋪設(shè)曲面參數(shù)數(shù)據(jù)信息，將預(yù)處理后的鋪設(shè)數(shù)據(jù)輸入混凝土路緣石曲面調(diào)整系統(tǒng)中。

3）重復(fù)之前步驟，直至全部繪制完成。

4）選定1個(gè)混凝土路緣石曲面，以該曲面為基準(zhǔn)面生成三維實(shí)體混凝土路緣石曲面模型，根據(jù)道路的表面曲面特征完善鋪設(shè)條件，直至完成模型構(gòu)建[21]。

1.5 路緣石實(shí)體模型構(gòu)建

將獲取的道路表面曲面特征、高程等動(dòng)態(tài)混凝土路緣石鋪設(shè)作為三維模型構(gòu)建的基礎(chǔ)信息，根據(jù)工程的路面幾何特征構(gòu)建實(shí)體模型，如圖3所示。

在研究區(qū)域路面的具體位置設(shè)置坐標(biāo)軸，將初始高程設(shè)置為0，將鋪設(shè)數(shù)據(jù)保存在坐標(biāo)點(diǎn)文件中，隨市政工程的推進(jìn)更新文件內(nèi)部的鋪設(shè)數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)化構(gòu)建的模型數(shù)據(jù)，對(duì)路緣石三維模型進(jìn)行數(shù)據(jù)耦合，獲取綜合三維模型參數(shù)，完成數(shù)據(jù)的初始處理。提取路緣石三維模型中的各鋪設(shè)質(zhì)量控制參數(shù)，在數(shù)據(jù)管理平臺(tái)中找到相應(yīng)檢測(cè)模塊集中檢測(cè)，避免數(shù)據(jù)冗余。

2 路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型

2.1 三維控制模型的可靠性指標(biāo)

路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型的可靠性指標(biāo)主要包括線型、高程、縫寬、前后高差等，一般通過線型、高程控制路緣石鋪設(shè)質(zhì)量。路緣石的主要支撐層是道路面層，道路路面的承載能力影響路緣石鋪設(shè)的線型，可通過路面的承載能力計(jì)算路緣石鋪設(shè)質(zhì)量的可靠性。按照水泥混凝土路緣石的使用年限，設(shè)置工程路面回彈彎沉K表示路面的承載能力，路面對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)承載能力越強(qiáng)，路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型的可靠性越高。

結(jié)合路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力-應(yīng)變特性、變形特性等參數(shù)獲取道路三維地質(zhì)模型可靠性參數(shù)，其中路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)強(qiáng)度

{T}N/m={E}Pa（0.678-0.314×10-3S+0.756{KL}N-0.08ln N），

式中：E為彈性模量，S為不確定因素概率，KL為路面載荷，N為累計(jì)施工次數(shù)。

經(jīng)可靠性解析，構(gòu)建三維控制模型可靠性指標(biāo)。根據(jù)KS綜合考慮鋪設(shè)路緣石過程中的路面結(jié)構(gòu)平整度，將平整度錄入三維控制模型中的可靠性指標(biāo)體系，等待權(quán)重判斷與參數(shù)處理操作。整合路面鋪設(shè)質(zhì)量數(shù)據(jù)，將混凝土路緣石的線型、高程、縫寬、前后高差等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至控制指標(biāo)構(gòu)建空間中。隨路緣石的長(zhǎng)期使用，道路環(huán)境的溫度、濕度對(duì)路緣石有較大影響。溫度影響路面的塑性變形及低溫開裂，濕度影響路面的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和剛度，影響路面的承載能力，進(jìn)而影響可靠性[22-24]。將路緣石鋪設(shè)質(zhì)量的影響因素劃分為吸水率、抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度等3個(gè)模塊，對(duì)應(yīng)控制指標(biāo)反映各模塊特征的評(píng)價(jià)因子?？煽啃灾笜?biāo)間存在必要聯(lián)系，執(zhí)行可靠性指標(biāo)構(gòu)建指令時(shí)需加強(qiáng)對(duì)可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)因子的管理與監(jiān)測(cè)，確保三維控制模型的可靠性處于操作允許范圍內(nèi)。

消除可靠性指標(biāo)間的不良連接參數(shù)，選擇較合理的可靠性評(píng)價(jià)因子，對(duì)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行初步分類，控制相同屬性的評(píng)價(jià)因子處于同一模塊中，篩選與可靠性指標(biāo)優(yōu)化狀態(tài)相符的參數(shù)，指標(biāo)數(shù)據(jù)篩選過程如圖4所示。

由圖4可知：分析吸水率、抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度并進(jìn)行特征提取，隨機(jī)選取適當(dāng)數(shù)量的指標(biāo)數(shù)據(jù)作為可靠性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，降低可靠性指標(biāo)選取的主觀性概率，在施工中反復(fù)調(diào)整指標(biāo)數(shù)據(jù)，將混凝土路緣石鋪設(shè)面積擴(kuò)大至研究區(qū)域。構(gòu)建吸水率、抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度等3個(gè)子系統(tǒng)指標(biāo)選取結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型可靠性指標(biāo)選取操作流程。

結(jié)合判斷矩陣，檢測(cè)獲取的可靠性指標(biāo)是否符合三維控制模型構(gòu)建需求，并引入權(quán)重，進(jìn)行權(quán)重賦值操作，在加權(quán)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)中選取最佳傳遞模型，改進(jìn)權(quán)重推導(dǎo)程序，在程序推導(dǎo)初始階段標(biāo)記矩陣點(diǎn)，直接求出權(quán)重，減少計(jì)算工作量，實(shí)現(xiàn)三維控制模型可靠性指標(biāo)的構(gòu)建。

2.2 路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型構(gòu)建

在構(gòu)建市政工程混凝土路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型的過程中需配合施工延續(xù)時(shí)間，評(píng)價(jià)鋪設(shè)質(zhì)量指標(biāo)，排查不合格數(shù)據(jù)，在道路施工前期調(diào)整鋪設(shè)質(zhì)量指標(biāo)存儲(chǔ)模式，及時(shí)對(duì)不合格數(shù)據(jù)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，將判定條件轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，定義明確的鋪設(shè)質(zhì)量信息并與指標(biāo)匹配，分清不同指標(biāo)間的主次關(guān)系，將導(dǎo)致施工質(zhì)量問題的信息劃分至主要問題區(qū)域，設(shè)置施工質(zhì)量問題篩選系統(tǒng)，有效管理由質(zhì)量指標(biāo)不合格造成的控制失效現(xiàn)象。構(gòu)建質(zhì)量指標(biāo)篩選參數(shù)

式中：J為控制失效參數(shù)，C為控制成功數(shù)據(jù)，m為進(jìn)行控制的數(shù)據(jù)參數(shù)，v為質(zhì)量不合格數(shù)據(jù)，i為邊緣數(shù)據(jù)序列參數(shù)。

結(jié)合綜合模糊評(píng)價(jià)法，根據(jù)篩選后的鋪設(shè)質(zhì)量指標(biāo)建立評(píng)價(jià)因子，根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置相關(guān)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)集合，其中模糊數(shù)據(jù)由鋪設(shè)質(zhì)量參數(shù)映射至問題數(shù)據(jù)，根據(jù)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則推導(dǎo)問題數(shù)據(jù)間的模糊關(guān)系，并獲取隸屬度信息，整合隸屬度參數(shù)，構(gòu)建指標(biāo)權(quán)重模糊評(píng)價(jià)參數(shù)矩陣

式中：u為進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)矩陣；Q為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則矩陣；u1，u2，u3為參加評(píng)價(jià)的指標(biāo)，分別為吸水率、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等；rmm為模糊評(píng)價(jià)矩陣元素。

當(dāng)出現(xiàn)以下任一情況即判定為質(zhì)量不合格：質(zhì)量指標(biāo)篩選參數(shù)最終不足60分；吸水率、平面位置精度、抗折強(qiáng)度、高程精度、抗壓強(qiáng)度等評(píng)價(jià)指標(biāo)模型數(shù)據(jù)超過規(guī)范要求。將研究區(qū)域按照質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分鋪設(shè)質(zhì)量合格與不合格區(qū)域。

將不合格的鋪設(shè)質(zhì)量參數(shù)收集至控制模塊中，分配各參數(shù)控制范圍，當(dāng)判定該鋪設(shè)質(zhì)量等級(jí)較低時(shí)，調(diào)整模糊控制程度，加強(qiáng)對(duì)鋪設(shè)質(zhì)量控制指標(biāo)的管理力度，調(diào)整既定控制標(biāo)準(zhǔn)的判斷精準(zhǔn)度，分析路面質(zhì)量，劃分鋪設(shè)質(zhì)量控制明顯與不明顯2種區(qū)域，識(shí)別不同區(qū)域的控制程度參數(shù)，管理參數(shù)的錄入狀況，建立監(jiān)控結(jié)構(gòu)中心，實(shí)時(shí)監(jiān)控控制后的效果信息，執(zhí)行終極控制指令，調(diào)節(jié)不同等級(jí)的隸屬度信息，標(biāo)準(zhǔn)化處理控制模型數(shù)據(jù)，當(dāng)隸屬度信息失效時(shí)需補(bǔ)充控制指令參數(shù)，實(shí)現(xiàn)路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型的構(gòu)建[25]。

3 試驗(yàn)研究

3.1 工程背景

本研究依托工程位于山東省濰坊市，工程所在區(qū)域地下水位埋深4～6 m，較穩(wěn)定。采用C30混凝土預(yù)制路緣石，按長(zhǎng)度計(jì)量工程量為8537 m，要求路緣石不能出現(xiàn)掉角、啃邊、蜂窩、麻面、脫皮、裂縫等質(zhì)量問題，以免影響路容美觀和正常運(yùn)營。要求路緣石安裝穩(wěn)固，確保路緣石頂面平整、縫寬較均勻、勾縫密實(shí)、線條直順、曲線圓滑，基礎(chǔ)和后背填料夯實(shí)密實(shí)。立緣石外觀尺寸為100 cm×18 cm×35 cm，平緣石外觀尺寸為100 cm×12.5 cm×25 cm，長(zhǎng)、寬、高的允許誤差不超過±2 mm，垂直度誤差不超過2 mm，外露平整度誤差不超過2 mm。路緣石結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

此工程區(qū)域常見風(fēng)為南風(fēng)，強(qiáng)風(fēng)向多為北風(fēng)，最大風(fēng)速為36.4 m/s，無風(fēng)頻率穩(wěn)定在9%，基本風(fēng)壓多為0.40 Pa，雪壓為0.35 Pa。全年平均降水量為615.3 mm，降水集中在6月—9月，約占全年降水量的60%。最大冰厚為0.30 m，標(biāo)準(zhǔn)凍土深0.50 m，道路凈空超過4.5 m。

3.2 路緣石性能檢測(cè)

吸水率和力學(xué)性能是評(píng)價(jià)路緣石物理穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，路緣石所處自然環(huán)境相對(duì)較差，有效控制路緣石的吸水率和力學(xué)性能可保證路緣石為優(yōu)等品。通常吸水率低于6.0%，抗壓強(qiáng)度為80 MPa，抗折強(qiáng)度為8 MPa時(shí)，路緣石的整體工作性能最佳。

3.2.1 吸水率

吸水率反映材料吸收水分的特性，路緣石長(zhǎng)期處于自然環(huán)境中，吸水率隨材料孔隙的改變而改變。采用本文構(gòu)建的路緣石鋪設(shè)質(zhì)量三維控制模型，分析控制模型對(duì)路緣石吸水率的影響。隨機(jī)選取4塊100 cm×18 cm×35 cm，路緣石試塊養(yǎng)護(hù)30 d，對(duì)其中3塊分別采用三維控制模型、纏繞控制模型和精密數(shù)字化控制模型進(jìn)行鋪設(shè)質(zhì)量控制，第4塊不進(jìn)行任何控制。養(yǎng)護(hù)30 d后，對(duì)4塊路緣石試塊進(jìn)行烘干處理，稱量并記錄路緣石試塊的質(zhì)量m，將稱量后的路緣石試塊分別放入水槽內(nèi)部，在（20±3） ℃的室溫條件下注入純凈水，直到水面沒過路緣石試塊20 mm，保持水溫恒定，浸泡24 h后取出試塊，擦干外表面的多余水分，再次稱量并記錄路緣石試塊的質(zhì)量為m′，吸水率w=（m′-m）/m 。

如果w≤6.0%，說明路緣石的質(zhì)量最佳，為優(yōu)等品；當(dāng)6.0%

由表1可知：經(jīng)三維控制模型控制的路緣石試塊質(zhì)量最佳，控制后路緣石的等級(jí)為優(yōu)等品，采用纏繞控制模型、精密數(shù)字化控制模型的路緣石試塊質(zhì)量相對(duì)較好，分別為一等品和合格品，未進(jìn)行控制的路緣石吸水率最差，為殘次品。

3.2.2 力學(xué)性能

檢測(cè)吸水率后，采用WHY-3000型自動(dòng)壓力測(cè)試機(jī)測(cè)試路緣石的抗壓強(qiáng)度，采用電子抗折試驗(yàn)機(jī)測(cè)試路緣石的抗折強(qiáng)度，比較分別養(yǎng)護(hù)7、20、90 d后路緣石試塊的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，結(jié)果如表2所示。由表2可知：當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間為90 d時(shí)，經(jīng)三維控制模型控制鋪設(shè)質(zhì)量后，路緣石的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度最高，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而增大；纏繞控制模型和精密數(shù)字化控制模型的控制效果相對(duì)較好，未控制模型的路緣石抗折強(qiáng)度較差。

4 結(jié)束語

為提高市政工程混凝土路緣石的鋪設(shè)質(zhì)量，對(duì)路緣石鋪設(shè)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并預(yù)設(shè)工程數(shù)據(jù)，構(gòu)建路緣石的三維地質(zhì)模型和實(shí)體模型，篩選路緣石鋪設(shè)質(zhì)量的可靠性指標(biāo)，并不斷調(diào)整；構(gòu)建路緣石鋪設(shè)質(zhì)量的三維控制模型，將篩選后的指標(biāo)參數(shù)結(jié)合綜合模糊評(píng)價(jià)法建立評(píng)價(jià)因子和評(píng)價(jià)矩陣，將研究區(qū)域劃分為質(zhì)量合格與不合格區(qū)域，對(duì)不合格區(qū)域加大控制指標(biāo)的管理力度。在實(shí)踐驗(yàn)證中，對(duì)由未控制模型、纏繞控制模型、精密數(shù)字化控制模型和三維控制模型等控制鋪設(shè)質(zhì)量的路緣石檢測(cè)吸水率、抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，結(jié)果表明：經(jīng)三維控制模型控制鋪設(shè)質(zhì)量后，路緣石的吸水率最小，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度最高。

水泥路面的路面平整度與厚度控制等檢驗(yàn)研究有待加強(qiáng)，在后續(xù)處理中需整合路面信息數(shù)據(jù)；鋪設(shè)質(zhì)量控制模型有一定局限性，需對(duì)工程情況進(jìn)行長(zhǎng)期追蹤，可進(jìn)一步研究模型在不同施工環(huán)境中的應(yīng)用。

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Laying quality control technology of municipal road concrete kerbbased on three-dimensional control model

FANG Yangang

China Railway 18th Bureau Group Second Engineering Co.， Ltd.， Tangshan 063000， China

Abstract：In order to solve the lag problem existing in the quality management of cement concrete curb laying on municipal roads and improve the laying quality， based on the regional municipal engineering， the quality data of curb laying is preprocessed， and the engineering data is preset. The three-dimensional geological model and solid model of the curb laying is constructed， and the reliability index data related to the laying quality of the curb is screened. The selection process of reliability index is simplified by three subsystems of water absorption， flexural strength and compressive strength. A three-dimensional control model for the laying quality of concrete curb is constructed， and the selected paving quality index parameters are calculated by the fuzzy evaluation matrix of laying quality. The study area is divided into qualified and unqualified areas， and the management of control index is strengthened for the unqualified areas. The laying quality of the curb is controlled by the uncontrolled model， the winding control model， the precise digital control model and the three-dimensional control model. The water absorption rate， flexural strength and compressive strength of the four kinds of curb are tested. The results show that： after the laying quality of the curb is controlled by the three-dimensional control model， the water absorption rate of the curb is 5.5%， and the compressive strength and flexural strength are 80 MPa and 8 MPa， respectively. The water absorption rate is the smallest， the compressive strength and flexural strength are the highest， and the laying quality of the kerb is the best.

Keywords：municipal engineering; curb; laying quality; 3D control model

（責(zé)任編輯：王惠）

收稿日期：2022-08-09

基金項(xiàng)目：山東省基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)新研究基金項(xiàng)目（SD2021-345）

作者簡(jiǎn)介：方延剛（1987—），男，河北張家口人，工程師，主要研究方向?yàn)槭姓晡鬯潘?、市政道路施工等，E-mail：6706247@qq.com。