陶志華

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213）

隨著交通運輸業(yè)的發(fā)展，公路建設(shè)在新時代承載著艱巨的任務(wù)。而如何保證公路質(zhì)量，對整個施工進行有效監(jiān)管一直是迫切需要解決的問題。圖1所示為因施工質(zhì)量監(jiān)管不到位導(dǎo)致的高速公路坍塌事故，但驗收時抽樣卻沒有檢測到部分路基分層建筑厚度不合格，路基壓實不夠，路基路面施工不精細(xì)，強度不均勻的問題。因為這部分問題一般會隱藏在施工過程中，很難發(fā)現(xiàn)，所以對施工碾壓過程進行質(zhì)量指導(dǎo)與實時控制尤為重要。如果在每一層作業(yè)過程中可以直觀地看出整平度、壓實高度等指標(biāo)是否合格、針對碾壓效果不好的區(qū)域、分層調(diào)整壓實高度、控制碾壓速度，確保將質(zhì)量風(fēng)險控制在施工過程的每一細(xì)節(jié)當(dāng)中，在很大程度上可以降低公路受損現(xiàn)象。

本文設(shè)計利用GNSS RTK技術(shù)實現(xiàn)公路路基碾壓實時監(jiān)控的系統(tǒng)，可實時監(jiān)控碾壓的施工過程，保證碾壓質(zhì)量，從而保證了公路路基的施工質(zhì)量。

圖1 公路坍塌場景

1 監(jiān)控系統(tǒng)組成

壓路機碾壓過程實時監(jiān)控系統(tǒng)是基于GNSS RTK技術(shù)、基于智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)、高質(zhì)量圖形可視化系統(tǒng)、基于網(wǎng)絡(luò)的海量數(shù)據(jù)存儲、分析和處理技術(shù)等而研發(fā)的新一代網(wǎng)絡(luò)化高智能高可信度系統(tǒng)。壓路機碾壓過程實時監(jiān)控系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，由四大部分組成：壓實過程多參數(shù)實時采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸與接收解算平臺、施工過程中的時空數(shù)據(jù)綜合處理與應(yīng)用和碾壓質(zhì)量管理系統(tǒng)，整個系統(tǒng)具有壓實遍數(shù)，壓實度監(jiān)控，軌跡測量，高程測量，速度監(jiān)控，權(quán)限管理，壓實報告輸出等功能。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 壓路機監(jiān)控實時顯示

壓路機監(jiān)控實時顯示在有效控制壓路機實時運行狀態(tài)的前提下，通過碾壓速度、碾壓加速度、行車軌跡、設(shè)置越界電子圍欄等參數(shù)動態(tài)地進行指揮調(diào)度，并連續(xù)記錄下路基面的多個壓實參數(shù)，作為后續(xù)道路壓實質(zhì)量評價的重要數(shù)據(jù)。表1是不同類型壓路機的電壓配置參數(shù)。圖3是動態(tài)監(jiān)測的壓路機運行實時速度。

表1 壓路機電壓配置參數(shù) /V

圖3 壓路機速度實時監(jiān)測結(jié)果

圖3 中橫軸代表不同壓路機編號，縱軸表示壓路機速度，若壓路機速度超過施工規(guī)范值，以紅色進行預(yù)警，并通知系統(tǒng)管理人員及時進行指揮調(diào)度，正常則以綠色標(biāo)識。

壓實參數(shù)在本文主要針對壓實高度、平整度和壓實度進行監(jiān)測。壓實高度根據(jù)每一層土的松鋪高程數(shù)據(jù)以及該層最后一次碾壓壓實后的高程數(shù)據(jù)，測算出該土層的實際松鋪系數(shù)，以實驗參數(shù)為依據(jù)，判定碾壓是否是合格的。

平整度根據(jù)預(yù)先設(shè)置的幾個重點填筑位置坐標(biāo)及設(shè)計的填筑高度、進度計劃等參數(shù)，通過實時監(jiān)測設(shè)定填筑區(qū)域的路面平整度數(shù)據(jù)，可以有效地對施工過程的實時進度及偏差度進行測量。

本文的壓實度是指工地上實際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實驗所得最大干密度的比值，可以用來表征現(xiàn)場路基面壓實后的實際密度狀況，一般來說，壓實度越高，代表路基密度越大，材料整體性能越好，正常使用，壽命也越長一些。

3 壓實質(zhì)量評價

該系統(tǒng)根據(jù)目前公路施工的實際狀況，將松鋪系數(shù)作為路基壓實度的重要評價指標(biāo)，依據(jù)沉降率與壓實度的權(quán)威理論關(guān)系，作為道路碾壓質(zhì)量控制的核心評價指標(biāo)；再結(jié)合壓實傳感器的密實度線性變化值 （當(dāng)密實度不在增加，意味著達(dá)到最大壓實度） 以及碾壓遍數(shù)與試驗段參數(shù)要求中存在的差異，作為質(zhì)量參考指標(biāo)，進行道路碾壓質(zhì)量的綜合評價。

經(jīng)過權(quán)威實驗測定，采用沉降率計算壓實度與采用罐砂法實測壓實度兩種方法在一定水平內(nèi)無顯著差異，即采用沉降率計算壓實度是可行的。不同設(shè)定填筑位置路基壓實度測算結(jié)果如表2所示。

表2 不同設(shè)定填筑位置路基壓實度測算結(jié)果

4 結(jié)語

本文設(shè)計的基于RTK的實時壓路機監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合實時網(wǎng)絡(luò)傳輸，GNSS RTK等相關(guān)技術(shù)，針對道路路基施工過程中的路面壓實次數(shù)，壓實高度，壓路機行駛軌跡，速度等參數(shù)通過實時感應(yīng)，有效調(diào)控，將道路質(zhì)量的評測不再局限于人為宏觀的檢驗，而可以通過對整個施工過程的質(zhì)量和進度進行有效監(jiān)管，保障項目質(zhì)量。通過實際項目測試，該監(jiān)控系統(tǒng)操作簡單，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，為道路施工保障提供了強有力的支撐。