智能碾壓設備在路基工程施工中的應用

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的經濟交流與發展。同時，脫貧攻堅戰的圓滿完成也離不開國家對于公路建設的大力投資。公路使貧困偏僻地區有了與外界聯系的便利通道，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的發展。因此，公路的發展備受關注。

路基工程是公路建設發展中的重中之重，公路路面和路基施工質量是普通出行人士對公路施工質量最直接的判斷和第一印象，路基質量的好壞在日后的使用中會顯現出來。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量。隨著信息和大數據應用的日益廣泛，施工技術也在科技的發展中不斷完善。在這種環境條件下的高速公路施工過程中，智能碾壓設備的應用越來越多。

在大數據飛速發展的背景下，智能化設備被廣泛應用于各行各業，為人們的生活帶來了翻天覆地的變化。在公路建設發展過程中，就用到了智能碾壓設備，在智能滾壓設備的實際使用中，只有對各個工藝和環節中的數據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備更好地發揮作用。

1 智能碾壓設備的應用

1.1 公路建設的前期準備工作

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

1.1.1 部署衛星地面基準站

做這項工作的目的是為后期實現高精度的定位做鋪墊。部署野外衛星地面基準站，為后續試驗的高精度定位要求做準備。其中，在衛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，并且能夠對其進行持續供電，準備期間要對其不斷進行衛星搜索和驗證，確保點能夠滿足高精度定位的要求。最后，要對衛星進行持續搜索驗證[1]。

1.1.2 部署數據采集設備

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

1.1.3 調試相關設備

設備安裝完畢后，必須對相關儀器進行調試校驗。其中，壓實度傳感器、智能壓實導航平板、現場數據處理中心系統、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試正，以減少數據獲取過程中產生的誤差。

1.1.4 初始化系統

有關人員要對系統進行初始化操作，將相關信息錄入并進行測試。其中，需要錄入的信息包括衛星地面基準站相關參數（包括滾輪型號參數、滾輪驅動速度、振動頻率等）、標段信息、人員權限信息、工程信息、施工工藝標準（運行速度、振動數據、滾動次數等）、壓路機相關技術參數以及人員許可信息等，并對其進行測試。壓路機相關技術參數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、振動數據以及作業的速度等[3]。同時將用戶角色分配給質檢部門、測量組、實驗室、施工組和技術支持組。

1.1.5 校驗實際坐標

在對實驗施工區域的路基中心控制點進行校驗時，要以工程設計單位提供的路基中心控制點的實際坐標為依據，對系統中的對應坐標點進行二次確認。最終的校驗結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。工作人員應以相關規定為依據進行相關性試驗，最后通過計算確定相關系數。同時，要根據碾壓的不同程度（包括輕度區、中度區、重度區）、施工工藝與材料類型分別制訂相應的試驗計劃，并且要進行不同批次、不同類型的試驗。

1.2.2 學習碾壓設備相關知識

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

1.2.3 傳統檢測方法與智能連續壓實系統的相關性校驗

相關系數按照規定的檢驗方法進行相關檢驗計算。制定試驗計劃，確定批次數，并根據不同的施工工藝和材料類型，根據輕、中、重軋制區確定試驗計劃。對傳統檢測方法以及智能連續壓實系統進行相關性校驗，主要分為以下5個步驟。滾輪操作員接受了系統的使用培訓，并學會了看智能壓縮導航圖。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，從而將傳統檢測方法的坐標點數據與智能連續壓實系統中對應的坐標點數據加以對比。其中，需要注意的是在每種類型的碾壓區域取樣時要保證取點的數量不少于6個，在進行計算的同時也要做好數據記錄。

第二步，以建筑地基基礎設計規范（GB 50007—2011）為依據，計算常規檢驗指標質檢相關系數以及振動壓實值的相關系數[5]。

第三步，以建筑地基基礎設計規范（GB 50007—2011）中的附錄A.3.2為依據，確定振動壓實值以及常規檢驗指標質檢之間的關系[5]。

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

第五步，也就是最后一步，以建筑地基基礎設計規范（GB 50007—2011）中的附錄A.3.4作為依據確定常規檢驗指標的測試結果。與此同時，以建筑地基基礎設計規范（GB 50007—2011）中的附錄B.1.4作為依據執行常規檢驗方法[5]。

1.2.4 生成壓實歸檔報告并進行相關分析

以建筑地基基礎設計規范（GB 50007—2011）中的附錄B.2作為依據，進行壓實的過程控制試驗、程度控制的試驗、均勻性試驗、穩定性試驗等壓實試驗，并根據試驗結果以及建筑地基基礎設計規范（GB 50007—2011）中的附錄B.2.5中的相關要求完成壓實的歸檔報告[5]。

然后對壓實的結果進行分析，分析時應將1 m2的區域作為一個檢測單元。同時，要對振動參數、壓實程度、壓實穩定以及壓實均勻性進行比對分析，保證偏差在規定范圍內。振動參數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域面積必須小于5 m2。在壓實的穩定性中，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[6]。

經過壓實測驗且結果符合要求后，要以《高速鐵路路基工程施工質量驗收標準》為依據進行常規壓實質量測驗。在普通的填料區間中，正線壓實系數要選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個抽檢點應在連續壓實檢測結果中的薄弱區域中。而地基系數應選擇4個抽檢點。其中，1個抽檢點在壓實質量薄弱區域，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 處理不合格區域

首先，當壓實程度的通過率小于95%時，可以在不合格的區域內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或者調整含水量等方法加以解決。再者，如果前后兩遍的差值較大，應該繼續碾壓，直到壓實穩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等[7]。

2 智能碾壓設備的應用意義

2.1 有利于提高工作質量

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

2.2 有利于提高效率

智能碾壓導航的應用可以有效指導操作手開展工作，并且可以檢測出壓實的薄弱區域，使相關人員有針對性地進行常規質量檢測和試驗，從而提高檢測結果的準確性，最終達到縮短工期、提高工作效率的目的。

2.3 節能環保

智能碾壓設備的應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，智能碾壓設備還可以根據工程量合理安排器械以及人員投入，從而能夠提高設備的利用率，最終使經濟效益實現最大化。

3 結語

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