智能碾压设备在高速公路施工的应用

智能碾压设备在高速公路施工的应用

[摘要]以玉林至湛江高速公路(广西段)项目为依托工程,从智能碾压设备对高速公路施工质量的提升入手,简述智能碾压设备运用于高速公路建设施工的重要意义以及能够产生的经济效益,为今后的工程提供借鉴参考。

[关键词]高速公路;智能碾压设备;质量管控

1研究概述

高速公路已成为人们自驾出行中远距离选择最多的公共交通设施,在部分交通欠发达地区,高速公路成了当地居民与外界联通的最主要通道,为人们的出行以及货物的流通提供了很大便利,也在一定程度上带动和提高了各地区之间经济的相互交流与发展。高速公路中沥青路面的施工质量,是普通出行人群对高速公路路面施工质量优劣最直接的判断及第一印象,因此沥青路面的施工质量是最能展现施工单位实力以及提高宣传效力的有效载体。随着信息化以及大数据应用的日益广泛,施工技术的不断提高也日新月异,智能碾压设备就是在此种环境条件下被越来越多地运用到高速公路的施工建设过程当中。智能碾压设备的实际使用过程中只有对各个流程、环节中数据及操作的精确熟练掌握,才能更好地达到其利用效果,下面就玉林至湛江高速公路(广西段)项目路面施工中智能碾压设备使用的试验段具体实施过程做简单介绍。

2前期准备工作

部署现场卫星地面基准站,为后期试验高精度定位需求做好相关准备。卫星地面基准站部署于项目经理部三工区门卫室屋顶,确保周围无遮挡、无强电磁干扰、能够持续不间断供电。进行卫星持续搜索验证,确保该点能够满足高精度定位要求。部署数据采集设备至施工现场压路机。选取作业现场徐工XS263J工作质量26T单钢轮振动压路机一台,给作业车辆安装GNSS高精度定位系统两部、压实度传感器一块、车内驾驶室智能压实导航平台一台、现场数据处理中心系统一套,校正压路机激振力参数,确保试验数据获取无误差。对压实度传感器、车载GNSS高精度定位模块、智能压实导航平板、现场数据处理中心系统、供电线路等进行拉通调试、校正消除误差。系统后台进行系统初始化操作。分别录入压路机相关技术参数(含压路机型号参数、压路机行驶速度、振动频率等)、卫星地面基准站相关参数、工程信息、施工工艺标准(作业速度、振动数据、碾压遍数等)、标段信息、人员权限信息等并进行测试。同时,分别为质检部、测量队、实验室、施工小组、技术支持小组分配用户角色。依据工程设计单位提供的路基中心控制点实际坐标对试验施工区域内6个路基中心控制点进行校验,与系统中对应坐标点进行再次确定,最终达到实际误差≤2cm。

3施工试验段实施阶段

依据[TJ/T1127-2017]附录A中规定的试验方法进行相关性试验计算确定相关系数。制定试验计划,确定分批次数(共计6次)、分类型试验,根据不同施工工艺、材料类型等确定基于碾压轻度区、中度区、重度区的试验计划。对压路机操作手进行系统使用培训,教会操作手看智能压实导航图,同时进行标准化施工培训,确保避免发生人为原因造成的误差。进行传统检测方法与智能连续压实系统的相关性校验。首先,利用灌砂法对取点样本进行试验检测,将检测结果与智能连续压实系统中记录的对应坐标点数据进行对比分析,每种碾压区域内取点数量不小于6个,计算的同时做好相关数据记录。其次,相关性校验试验完成后依据:[TJ/T1127-2017]附录A.3.1计算振动压实值与常规检验指标质检的相关系数,同时要求符合[TJ/T1127-2017]5.2.4的要求。再次,振动压实值与常规检验指标质检的相关关系采用[TJ/T1127-2017]附录A.3.2确定。然后,目标振动压实值采用[TJ/T1127-2017]附录A.3.2根据常规检验合格值确定,应符合[TJ/T1127-2017]附录A.3.3的目标振动压实值。最后,常规检验指标的测试结果依据[TJ/T1127-2017]附录A.3.4确定。其中常规检验方法按照[TJ/T1127-2017]附录B.1.4规定执行。依据[TJ/T1127-2017]附录B.2分别进行压实过程控制试验、压实程度控制试验、压实均匀性试验、压实稳定性试验等,并依据[TJ/T1127-2017]附录B.2.5生成压实归档报告。连续压实分析结果以每1㎡为一检测单元,检测结果应满足下表要求:不合格区处理方法如下:压实程度通过率小于95%时,在不通过的区域范围内应改进压实工艺或更换压实机械进行补压,补压效果不明显时可采取局部改善填料性质,调整含水量等措施进行处理。前后两遍VCV值相差较大时,应在该行车轨迹上继续碾压至稳定性符合要求,同时应进行压实程度判定。在VCV低于的局部区域应采取上述多种措施(如更换压实方式、挖除重填、改善填料性质等),直至该处区域VCV提升至以上。连续压实检测通过后,立即进行常规压实质量检测,常规检测根据《高速铁路路基工程施工质量验收标准》相关验收标准进行,同时选点应满足以下要求:普通填料区间正线压实系数6个抽检点中选取1个点在连续压实检测反映出的薄弱区域内,另外5个点分别为距路基边线1m处左右各2点、路基中部1点。地基系数4个抽检点中选取1个点在压实质量薄弱区域内,另外3个点分别为距路基边线2m处左右各1点,路基中部1点。

4智能碾压应用的意义

4.1智能压实,提高质量

压实数据参数实时输出,同时将压实原始数据即时上传云端服务器。为现场监理、试验、操作手及其他相关管理人员进行智能压实展示,使现场操作手、监理等管理人员能够及时发现压实薄弱区域,从而进行有针对性的压实作业,智能连续压实系统能够给压路机操作手进行实施压实导航,可以使压实机械连续、合格的进行碾压施工,从而减少人为误差,提高压实质量。

4.2提高效率、缩短工期

通过驾驶室内智能压实导航平板,给压路机操作手提供可视化压实智能导航,使操作手能够有目标性的进行压实作业。该系统的压实薄弱区域图有效指导试验检测人员有针对性的进行常规试验检测,分别对压实质量合格率较高和薄弱点较多的区域采取不同频率的试验检测,提高检测准确率,使常规检测结果更具有代表性,同时缩短检测周期、降低检测及压实作业人员的劳动强度。

4.3节能降耗、绿色施工

通过部署智能连续压实系统,能够及时发现压实不达标区域及环节,避免过压或欠压情况发生,减少因此产生的返工作业。同时,可节省油耗,减少人力、物力等的资源浪费,从而节省施工成本,提高经济效益。节省经济成本。施工企业可根据工程量更合理的安排施工机械设备、人员等的投入,提高机械设备利用率,减少施工资源浪费。

5结语

随着信息化时代的稳步迈进,高速公路建设工程施工领域设备的智能化、信息化将会越来越多、越来越成熟,适用范围也会逐步增大。高速公路施工逐渐呈现出一种现场施工智能化,后台操作精细化的态势,为施工企业提高施工质量,同时创造更多效益空间提供有力支撑与保障。

作者:高淑红 单位:中交第一航务工程局有限公司城市交通工程有限公司