李 燦

中鐵二十五局集團第一工程有限公司

1 引言

目前，我國高鐵事業(yè)發(fā)展迅猛，已成為中國的一張外交“名片”，其列車運行速度快，要求路基強度高、剛度大、縱向變化均勻，切實保證列車行駛安全、平穩(wěn)。在此背景下，連續(xù)壓實技術(shù)憑借著路基質(zhì)量控制方面的優(yōu)勢得到了較多推廣應用，本文主要圍繞此展開具體分析。

2 連續(xù)壓實技術(shù)原理

連續(xù)壓實技術(shù)，指的是在振動壓路機上安裝傳感器，監(jiān)測壓路機運行過程、獲取路基碾壓信息，技術(shù)原理如：（1）振動壓路機對壓實層做功，安裝在振動輪一側(cè)的傳感器感應加速度信號并將其傳送至信號處理軟件系統(tǒng)，獲得連續(xù)壓實值。（2）振動壓路機安裝定位傳感器、工程場地設定位基站和衛(wèi)星系統(tǒng)組成定位系統(tǒng)，提供振動壓實中連續(xù)壓實值的平面坐標信息。（3）后臺設信息存儲反饋系統(tǒng)，將連續(xù)壓實值信息存擋、反饋、顯示給工程管理各方。

根據(jù)相關(guān)實踐經(jīng)驗，連續(xù)壓實技術(shù)實現(xiàn)了路基壓實質(zhì)量連續(xù)實時控制，同時其可實現(xiàn)施工記錄電子化、系統(tǒng)化，可追溯，有利于明確相關(guān)人和單位責任，值得推廣應用。

3 連續(xù)壓實與常規(guī)路基檢測對比的優(yōu)點

（1）連續(xù)壓實更具全面性。傳統(tǒng)檢測是在一個路基斷面的左、中、右位置選取三個檢測點來進行路基壓實度的檢測，通過以點代面的形式來反映這段路基的施工質(zhì)量；而連續(xù)壓實可以檢測整段路基，隨著壓路機的行走，反映出整段路基每一個位置的壓實質(zhì)量，特別針對像路基兩側(cè)路肩區(qū)域的質(zhì)量控制，連續(xù)壓實可以彌補傳統(tǒng)檢測的缺點，做到質(zhì)量監(jiān)控全覆蓋。（2）連續(xù)壓實更具真實性。傳統(tǒng)檢測的檢測方法如EVD、灌砂法、K30都是由人工操作完成，檢測手續(xù)較多，過程繁瑣，不可避免的會給檢測的真實結(jié)果帶來誤差，影響路基真實質(zhì)量，埋下安全隱患；而連續(xù)壓實是由機械、設備采集原始數(shù)據(jù)，人工加以整理，去掉了人工采集原始數(shù)據(jù)的過程，更能客觀的反映出路基的真實質(zhì)量，規(guī)避了人工操作帶來的風險，讓工程參與各方更放心。（3）連續(xù)壓實更具經(jīng)濟性。連續(xù)壓實是過程監(jiān)控，可以實時監(jiān)測路基的壓實程度，可以有效的避免壓路機過壓、欠壓、漏壓，從而提高機械的使用效率；傳統(tǒng)檢測需要配置2 至3 名試驗檢測人員，而連續(xù)壓實配置1名人員輔助即可，甚至于可以不用技術(shù)、試驗人員去現(xiàn)場也可完成路基檢測，特別是在自檢階段，這樣可以大大的節(jié)約施工單位人力成本。（4）連續(xù)壓實更具科學性。社會進步是人類不斷發(fā)明設備并使用設備的過程。伴隨著社會的進步，人工成本的增加，“四化”建設的不斷推進，連續(xù)壓實相比較傳統(tǒng)檢測更具科學性、時代性、生命力。

4 路基連續(xù)壓實相關(guān)指標與控制要求

4.1 連續(xù)壓實指標

連續(xù)壓實指標以振動輪受力狀態(tài)為基礎(chǔ)，計算得到碾壓層模型或剛度的指標，主要有Evib、VCV 等，具體介紹如下。

4.1.1 動力學指標法

此方法是基于彈塑性動力學原理發(fā)展而來，通過分析振動輪受力狀態(tài)，直接得到與碾壓層抗力相關(guān)指標。

（1）Evib。此指標是基于振動輪平衡方程、彈性半空間進行力學推導得到碾壓層模量，具體假設如：①使用“質(zhì)量—彈簧—阻尼”模型，模擬振動輪與碾壓層的相互作用，并以彈性力、阻尼力表示，設阻尼為已知；②計算求取振動輪對碾壓層應力時，設碾壓層為線彈性、小變形，符合彈性半空間體模型，泊松比已知；③設振動輪與碾壓層緊密接觸，無跳振；④設振動壓路機振動參數(shù)已知。

（2）VCV 。此指標為最新連續(xù)壓實指標，國內(nèi)正在推廣應用，隨著碾壓施工的進行，碾壓層土體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，其對振動輪抗力不斷增大，由此可根據(jù)抗力檢測結(jié)果推斷碾壓效果，具體參考公式如下：

式中：

VCV——連續(xù)壓實指標（力學指標）；

P——激振力；

ω——振動角速度；

M——振動輪靜態(tài)質(zhì)量；

η——綜合修正系數(shù)；

f(u¨,ω)——一個與振動輪加速度、振動頻率有關(guān)的函數(shù)或時間序列。

根據(jù)相關(guān)理論與實踐分析可得，VCV可較好反應壓實狀態(tài)信息，具有一定通用性，但是一旦發(fā)生跳振情況，VCV也存在不穩(wěn)定性。

4.2 連續(xù)壓實指標質(zhì)量控制要求

4.2.1 壓實程度控制要求

在連續(xù)壓實作業(yè)中，壓實程度以相關(guān)性校驗試驗中所得連續(xù)壓實目標值為評判標準，具體判定公式如下：

式中：

VCV——碾壓面第i個檢測單位元振動壓實值檢測結(jié)果；

[VCV]——目標振動壓實值。

在工程實踐中，碾壓面積往往都十分大，相應的各種影響因素眾多，要求每一點均達到目標值是不符合工程實際的，對此設有一個碾壓面振動壓實程度通過率控制標準，目前我國要求為95%以上，連續(xù)不通過面積最大不得超過5.0m2。

5 實例探析連續(xù)壓實在高鐵路基施工中的應用

5.1 工程概況

本文僅以滬昆高速鐵路工程為例展開分析，滬昆客專長昆湖南段CKTJ-1 標第2 項目部，起訖里程DK38+824.22～DK55+068.75,線路全長16.024km，設計時速350km/h，其中路基長度4311 延米，最長的850m，最短的18m。湖南湘潭地段屬于低矮丘陵地帶，地質(zhì)條件復雜，地形起伏，高差較大，這給山區(qū)高速鐵路路基填筑質(zhì)量控制帶來了挑戰(zhàn)，路基工程的施工質(zhì)量也是全線無砟軌道成敗的關(guān)鍵。

5.2 連續(xù)壓實技術(shù)

（1）檢查壓實檢測系統(tǒng)：檢查振動傳感器安裝情況，要求垂直裝設在內(nèi)機架上，已獲得真實振動數(shù)據(jù)，為碾壓施工提供科學指導。（2）確定相關(guān)系數(shù)：開展路基填筑工藝性試驗，做3 個長100m輪跡，每個輪跡取6～8個點，獲取VCV、K值，選取18個沒有異常點的數(shù)據(jù)輸入廠方提供的系統(tǒng)，計算R 值，R≥0.7 則滿足規(guī)范要求，可計算獲得VCV 目標值。如圖1 所示即為相關(guān)性校驗報告。（3）過程控制：在碾壓施工中實時獲取VCV數(shù)據(jù)、繪制壓實曲線，實現(xiàn)對壓實強度、均勻性、穩(wěn)定性的實施監(jiān)控，指導碾壓作業(yè)的順利實施。（4）質(zhì)量檢驗：完成路基碾壓后，對碾壓面壓實狀態(tài)、壓實強度分布情況進行全面分析，發(fā)現(xiàn)壓實質(zhì)量薄弱點，并做好施工處理。

圖1 相關(guān)性檢驗報告

圖2 顯示器

5.3 應用效果分析

本項目通過路基連續(xù)壓實技術(shù)的應用，實現(xiàn)對路基壓實質(zhì)量的全面監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)不合格區(qū)域，指導碾壓施工的科學開展，保證路基壓實質(zhì)量滿足要求。

6 結(jié)語

綜上所述，連續(xù)壓實技術(shù)的應用，實現(xiàn)了對路基填筑作業(yè)的全面監(jiān)測，可快速、直觀找出碾壓面薄弱區(qū)，指導現(xiàn)場施工，保證路基質(zhì)量滿足規(guī)范要求。根據(jù)工程實踐可知，在高鐵路基填筑作業(yè)中，需做好工藝性試驗，明確連續(xù)壓實目標值，實時監(jiān)控路基填筑壓實施工過程，確保路基填筑壓實質(zhì)量可靠、均勻性好。