城市道路压实度自动连续检测及智能压实关键技术研究
前言:压实作业作为城市道路建设中的重要环节, 其能够使路基以及路面的各结构层材料的密实度满足要求。在压实作业中, 若是碾压遍数不够, 则密实度达不到设计的要求, 就会造成工程质量低劣或返工情况;若是碾压遍数过多, 就会造成人力、物力、财力的浪费, 甚至有可能导致压实度降低。因此, 必须要采取合理的措施实时准确的反映压实情况, 并应用智能压实技术, 保证压实作业的顺利开展。
1 工程概况
漳州台商投资区角江路 (324国道至角海路) 提升改造工程路线全长7675.126m, 道路红线宽50m, 本项目提升改造主要内容包括道路路面改造、管线完善 (给排水管道新建、电力架空线落地、电信管线新建等) 、主要交叉口渠化以及配套的交安工程、绿化工程等, 充分提升道路的通行能力和服务功能。其中对主车道旧混凝土路面碎石化, 加铺沥青路面结构层, 实现“白改黑”提升改造。
2 城市道路压实度连自动连续检测研究与开发
2.1 现行压实度检测方法的调研与分析
首先, 对城市道路工程中路基路面的压实材料、压实方法、相关的压实机械以及当前普遍应用的压实度检测技术方式等进行调查分析, 并研究各个传统压实度检测方法中存在的不足以及对其压实效果产生影响的因素。
2.2“振动压路机-被压实材料”系统动力学数学模型的建立
对振动压路机的工作原理以及路基压实特性与压实机理进行分析, 并在此基础上构建“振动压路机-被压实材料”系统一体化动力学数学模型, 并对被压实材料的压实情况与压实各个阶段振动轮的振动加速度的关系进行分析, 进而提出道路压实度的自动连续性检测方法, 并为软硬件系统编程提供理论依据。
2.3“振动压路机-被压实材料”系统仿真设计
根据构建的“振动压路机-被压实材料”动力学数学模型, 应用MATLAB/SIMULINK等计算机软件技术对动力学模型进行仿真设计, 并对数学模型构建的准确性进行验证。同时, 对压实材料刚度、环境温湿度对振动压实过程中振动轮动力学特性的影响进行分析。
2.4 构建压实度连续检测系统
以振动轮系统理论为依据, 并联系振动压路机振动系统的特点以及其路基的压实情况, 对压实度自动检测系统总体方案的构建进行了研究, 建立检测数据测量与处理系统, 并选择合适的加速度传感器、动态信号分析仪、数据采集仪等仪器。
2.5 压实度连续检测系统试验工程分析
笔者通过进行大量的实验室与现场试验, 进行实际测试与验证压实度连续检测系统。在测定压路机振动轮加速度参数的时候, 要应用不同的被压实材料在不同压实阶段对其变化规律进行研究, 同时与还应将其与传统压实度的检测结果进行对比, 构建不同压实材料情况下的振动轮加速度测定表达结果-结构层压实度的数据库。
3 智能压实关键技术研究
3.1 智能压实技术的概述
智能压实指的是应用具有整套测试系统的压路机, 进而增强压实效果的一项技术。其中, 整套测试技术包括加速度传感器、电荷放大器、数据采集测试仪、计算机显示器、测试软件等, 具体情况如图1所示。同时, 应用文件传输、综合测试以及控制系统, 智能压路机可以实时监控以及调整整个压实过程, 同时还能够连续记录彩色编码图, 从而显示压实程度与压实遍数。
应用智能压实技术提高道路压实效果的显著之处在于其可以有效的降低结构层的变异性, 提高材料性能的均匀度, 进而提高路面质量, 为路面的使用寿命以及期望性能提高了保障。
3.2 智能压实关键技术分析
3.2.1根据压实机具的某种反应识别填筑体的压实状况
在压路机智能压实控制系统中, 识别填筑体的压实状况是一项核心问题。这一问题从理论上讲可以理解为:刚性圆柱体在弹塑性提 (碎石、水泥稳定层) 或者高温粘弹性体 (沥青混合材料) 上移动或振动中接触动力学问题。但是这一理论问题在力学界还没有给出一致性的答复, 其应用的难点在于如何实现控制指标与常规检测指标的一致性。因此, 如何构建力学模型、开发实用的检测技术、进行信息处理是其关键所在。
不管是智能压实控制还是连续压实, 其首要解决的问题都是保证控制指标能够真实反映填筑体的压实情况。目前, 控制指标可以分为经验指标 (压实计的谐波比指标) 以及力学指标 (抵抗力、模量等) , 分别对应着经验法与力学法。而智能压实控制系统通常采用力学法。
结束语
综上所述, 本文通过对城市道路压实度自动连续检测以及智能压实关键技术的分析, 其主要目的是期望能够提高智能压实的效果与效率。在技术路线中, 添加了对路面材料的调研及路面压实度的连续检测技术, 希望能在路基智能压实研究的基础上, 将研究成果进一步应用于路面材料的压实, 如水稳层的压实、沥青混合料的压实等。
摘要：本文以漳州台商投资区角江路 (324国道至角海路) 提升改造工程为例, 对城市道路压实度连自动连续检测进行了研究, 并探析了智能压实关键技术中的根据压实机具的某种反应识别填筑体的压实状况以及填料的压实性, 以期可以提高道路的压实效果, 保证道路改造工程的顺利开展。
关键词：城市道路改造,智能压实,自动连续检测,技术
参考文献
[1] 吴金海, 雒泽华, 徐光辉, 田波, George Chang.智能压实技术的研究进展[J].筑路机械与施工机械化, 2017, 01:26-29.
[2] 郑兆华, 王翠艳.压路机智能压实技术的研究[J].建筑机械化, 2016, 11:22-23.
[3] 周晚君.智能压实技术的发展研究[J].建设机械技术与管理, 2017, 04:79-80.