蔡 勇

四川川交路橋有限責(zé)任公司

1 引言

滿足結(jié)構(gòu)要求的瀝青路面的耐用性能受兩個(gè)主要指標(biāo)的影響，即混合料的設(shè)計(jì)和施工。兩個(gè)指標(biāo)中缺少任一個(gè)都不能保障路面的使用壽命。施工中如果不充分壓實(shí)，甚至最優(yōu)設(shè)計(jì)的混合料都將降低路面的使用性能。在試驗(yàn)路段已經(jīng)確認(rèn)了瀝青、集料、混合料設(shè)計(jì)、路基承載力、設(shè)計(jì)厚度、施工環(huán)境、設(shè)備、碾壓次序、碾壓方法等影響瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的情況下，如何保證壓實(shí)過程中壓實(shí)遍數(shù)、不漏壓就是保證路面壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵。為保證施工過程質(zhì)量，需要對(duì)參與路面施工的機(jī)械設(shè)備（攤鋪機(jī)、壓路機(jī)）進(jìn)行管理，保證路面碾壓的所有區(qū)段達(dá)到預(yù)設(shè)的遍數(shù)，同時(shí)保證施工機(jī)械的運(yùn)行速度在規(guī)定范圍內(nèi)；在瀝青路面面施工中，還需要測量攤鋪溫度、初壓溫度、復(fù)壓溫度、終壓溫度，指揮不同壓路機(jī)在油面施工各階段（初壓、復(fù)壓、終壓）把握恰當(dāng)碾壓時(shí)機(jī)，以達(dá)到最佳碾壓效果，確保壓實(shí)度滿足規(guī)范要求。

但是，由于碾壓施工邊界的移動(dòng)性、單調(diào)性和施工環(huán)境的惡劣性，單靠現(xiàn)場人工管理存在諸多困難，實(shí)際管理過程中，難以達(dá)到規(guī)范要求。具體問題如下。

（1）碾壓施工邊界的移動(dòng)性：碾壓需要多遍才能完成；碾壓區(qū)域不斷前移、交疊；壓路機(jī)種類不同，同一種壓路機(jī)之間也需要分工協(xié)調(diào)；油面溫度難以持續(xù)測量。

（2）無法及時(shí)、準(zhǔn)確獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

（3）缺乏有效支撐手段，現(xiàn)場管理人員難以有效管理和指揮。

（4）項(xiàng)目部管理人員很難及時(shí)了解現(xiàn)場情況。

（5）不能給出有效地實(shí)際碾壓效果評(píng)估。

鑒于上述情況，現(xiàn)場管理主要依賴管理人員和施工人員的經(jīng)驗(yàn)，缺乏必要技術(shù)手段支撐和反饋機(jī)制以便能及時(shí)處理質(zhì)量問題或調(diào)整施工工藝，最終難以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的有效控制。

因此，公路建設(shè)者期待找到一種可靠、有效地碾壓施工方法，以克服上述問題。物聯(lián)網(wǎng)智能管控路面碾壓施工工法，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)（施工機(jī)械運(yùn)行軌跡、速度、振動(dòng)強(qiáng)度及油面溫度等），給作業(yè)中壓路機(jī)提供數(shù)據(jù)和提示，讓不同壓路機(jī)之間能協(xié)同作業(yè)，使施工現(xiàn)場能按方案運(yùn)行；同時(shí)，記錄并遠(yuǎn)程顯示施工過程，并基于獲取的施工數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)施工缺陷進(jìn)行及時(shí)處理。

物聯(lián)網(wǎng)智能管控路面碾壓施工工法，具有以上優(yōu)點(diǎn)及良好的社會(huì)效益，現(xiàn)已在河南中原大地推廣使用。本文總結(jié)了四川川交路橋有限責(zé)任公司承建的河南省鄭州機(jī)場至周口西華高速公路第二期路第四合同（K30+700～K45+245.062）段全線路面碾壓施工工法。

2 工法特點(diǎn)與工藝原理

2.1 工法特點(diǎn)

（1）壓路機(jī)碾壓時(shí)碾壓數(shù)據(jù)等能實(shí)時(shí)監(jiān)測，對(duì)質(zhì)量缺陷進(jìn)行及時(shí)處理。

（2）路面溫度、壓路機(jī)行駛速度、振動(dòng)等指標(biāo)監(jiān)測預(yù)警。

（3）能自動(dòng)記錄施工過程施工數(shù)據(jù)，可追溯。

（4）混合料的溫度實(shí)施了從后場到前場的監(jiān)控。

（5）壓實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，依據(jù)施工數(shù)據(jù)可完成數(shù)據(jù)的整合分析。

（6）整個(gè)施工過程標(biāo)準(zhǔn)、有序、可控。

2.2 工藝原理

通過將高精度北斗GNSS終端和各種傳感器安裝在攤鋪機(jī)、壓路機(jī)上，實(shí)時(shí)采集匯總坐標(biāo)、溫度、速度、振動(dòng)等指標(biāo)數(shù)據(jù)，使用核心算法計(jì)算出攤鋪機(jī)和壓路機(jī)的行進(jìn)軌跡，在軌跡下根據(jù)車身寬度形成碾壓區(qū)域，以此累加施工現(xiàn)場的碾壓遍數(shù)，同時(shí)根據(jù)溫度計(jì)算出實(shí)時(shí)折線圖、根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算出縮略圖，形成一個(gè)完整的碾壓施工數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展現(xiàn)。本工法適用于各級(jí)公路路面施工，特別運(yùn)用于施工路線長、工程量大的路面工程。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

開始攤鋪時(shí)打開APP開始施工→查看施工過程實(shí)時(shí)監(jiān)控→攤鋪結(jié)束時(shí)打開APP結(jié)束施工→通過大屏/APP/后臺(tái)查看歷史數(shù)據(jù)。

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 開始攤鋪時(shí)打開APP開始施工

前場攤鋪機(jī)開始攤鋪時(shí)打開APP設(shè)置左幅右幅和施工層數(shù)然后開始施工，這樣就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)當(dāng)前施工區(qū)域，施工區(qū)域同時(shí)只能存在一個(gè)，所有在施工區(qū)域結(jié)束之前產(chǎn)生的硬件數(shù)據(jù)會(huì)歸屬到該區(qū)域。

3.2.2 查看施工過程實(shí)時(shí)監(jiān)控

在施工區(qū)域開啟過程中，通過傳感器傳輸匯總計(jì)算的施工數(shù)據(jù)能直觀看到整個(gè)項(xiàng)目情況，從前場情況到后場的匯總數(shù)據(jù)和詳細(xì)數(shù)據(jù)在大屏、手機(jī)及后臺(tái)上展現(xiàn)出來。

（1）APP查看實(shí)時(shí)碾壓統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。正在進(jìn)行的施工區(qū)域可通過APP查看統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，圖1為實(shí)時(shí)碾壓遍數(shù)統(tǒng)計(jì)表，顯示從0～20的遍數(shù)百分比統(tǒng)計(jì)數(shù)值，圖2為實(shí)時(shí)碾壓遍數(shù)統(tǒng)計(jì)圖，顯示當(dāng)前攤鋪機(jī)攤鋪區(qū)域的最終結(jié)果圖。

（2）屏查看實(shí)時(shí)碾壓情況。打開大屏可查看前場實(shí)時(shí)碾壓情況，碾壓展示區(qū)域內(nèi)展示的內(nèi)容有攤鋪機(jī)、單鋼輪、雙鋼輪和膠輪的碾壓動(dòng)畫效果。右下角有自動(dòng)跟蹤和手動(dòng)跟蹤模式的切換，自動(dòng)模式下選擇壓路機(jī)自動(dòng)跟蹤某個(gè)壓路機(jī)的移動(dòng)，手動(dòng)模式下不會(huì)自動(dòng)跟蹤壓路機(jī)，只能手動(dòng)拖動(dòng)施工區(qū)域查看碾壓情況。下方有起到區(qū)域左右幅施工的綠化隔離帶，綠化隔離帶上有樁號(hào)刻度作為參照。右側(cè)為壓路機(jī)碾壓對(duì)應(yīng)的碾壓遍數(shù)色值，相應(yīng)的遍數(shù)顯示出相應(yīng)的顏色，高遍數(shù)覆蓋低遍數(shù)的顏色。綠化隔離帶下方為攤鋪機(jī)樁號(hào)和其他壓路機(jī)距離攤鋪機(jī)的距離。相對(duì)距離欄下為整體施工區(qū)域縮略圖，縮略圖比例所展現(xiàn)的距離為攤鋪機(jī)后300m?？s略圖下為施工區(qū)域的基本信息，有固定數(shù)據(jù)也有變化數(shù)據(jù)?；拘畔⑾伦髠?cè)為壓路機(jī)的狀態(tài)，右上角顏色灰色為設(shè)備不在線，綠色為設(shè)備在線；同時(shí)在自動(dòng)模式下點(diǎn)擊壓路機(jī)能起到切換壓路機(jī)跟蹤的效果。壓路機(jī)狀態(tài)欄右側(cè)為攤鋪機(jī)及壓路機(jī)的速度、振動(dòng)強(qiáng)度以及路面溫度等指標(biāo)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)滾動(dòng)展示。各壓路機(jī)按分配任務(wù)進(jìn)行碾壓，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏壓區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)壓。根據(jù)不同階段的作業(yè)溫度要求，針對(duì)性的調(diào)整壓路機(jī)的工作狀態(tài)。

圖1 實(shí)時(shí)碾壓遍數(shù)統(tǒng)計(jì)圖

圖2 實(shí)時(shí)碾壓遍數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3.2.3 攤鋪結(jié)束時(shí)打開APP結(jié)束施工

在攤鋪機(jī)攤鋪結(jié)束時(shí)打開APP結(jié)束施工，此時(shí)會(huì)自動(dòng)記錄下攤鋪機(jī)結(jié)束攤鋪時(shí)的樁號(hào)位置。

3.2.4 通過大屏/APP/后臺(tái)查看歷史數(shù)據(jù)

（1）大屏查看歷史碾壓回放：通過選擇相應(yīng)時(shí)間段的施工區(qū)域記錄，點(diǎn)擊右下角的下載和開始進(jìn)行回放查看，播放前可以在跟蹤模式旁選擇播放倍數(shù)，從正常到6倍多種選擇，播放期間可以通過暫停按鈕仔細(xì)查看碾壓情況。

（2）APP查看歷史碾壓統(tǒng)計(jì):在首頁點(diǎn)擊歷史碾壓菜單，進(jìn)入歷史碾壓列表頁，點(diǎn)擊單個(gè)碾壓區(qū)域的展開按鈕，在列表上查看該區(qū)域的基本情況，點(diǎn)擊查看統(tǒng)計(jì)圖進(jìn)入碾壓遍數(shù)統(tǒng)計(jì)圖界面。

（3）控制臺(tái)查看：在信息化公路施工平臺(tái)的控制臺(tái)上能進(jìn)行公路基本信息設(shè)置、實(shí)時(shí)碾壓數(shù)據(jù)查看、歷史碾壓數(shù)據(jù)查看、拌和站拌和比數(shù)據(jù)查看等。

3.2.5 溫度控制

根據(jù)不同的路面結(jié)構(gòu)層不同的溫度要求，可在控制臺(tái)溫度設(shè)置界面進(jìn)行設(shè)置。

3.2.6 混合料的碾壓

（1）在混合料完成攤鋪和刮平后立即對(duì)路面進(jìn)行檢查，對(duì)不規(guī)則之處及時(shí)用人工進(jìn)行調(diào)整，隨后進(jìn)行充分均勻地壓實(shí)。（2）瀝青混合料壓實(shí)采用輪胎壓路機(jī)與振動(dòng)壓路機(jī)組合的方式。（3）壓十分初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段。

①初壓應(yīng)在混合料不產(chǎn)生推移、開裂等情況下盡量在攤鋪后較高溫度下進(jìn)行，初壓時(shí)鋼輪壓路機(jī)的軌跡應(yīng)重疊10cm～20cm碾壓寬度。

②對(duì)攤鋪后初始?jí)簩?shí)度較大，可免去初壓，直接進(jìn)入復(fù)壓階段，由兩臺(tái)13t以上的雙鋼輪壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓，兩臺(tái)30t以上的輪胎壓路機(jī)緊跟其后同步碾壓，共同進(jìn)退，前進(jìn)后退均采用高頻低幅進(jìn)行強(qiáng)振，即鋼輪壓路機(jī)與輪胎壓路機(jī)同時(shí)前進(jìn)及后退，共碾壓16遍（輪胎壓路機(jī)8遍，雙鋼輪壓路機(jī)8遍）。另外一臺(tái)30t以上的輪胎壓路機(jī)和一臺(tái)13t以上的雙鋼輪壓路機(jī)全幅終壓，以消除軌跡及調(diào)整平整度。

③碾壓時(shí)，直線段由兩側(cè)向中間，曲線段由低側(cè)向高側(cè)進(jìn)行。在一個(gè)往返的過程中，振動(dòng)壓路機(jī)頻率保持一致（輪胎壓路機(jī)速度一致）。振動(dòng)壓路機(jī)必須先行駛后起振、先停振后停駛。碾壓過程中為避免混合料粘輪現(xiàn)象，可用裝有噴水裝置的雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行噴水碾壓，噴水方式采用間歇式，且嚴(yán)格控制噴水間歇時(shí)間，以不粘輪為原則。

④整個(gè)碾壓過程中經(jīng)常對(duì)碾壓順序、壓路機(jī)組合、碾壓遍數(shù)、碾壓速度、碾壓溫度進(jìn)行檢查并建立溫度檢測及碾壓遍數(shù)臺(tái)賬，做到各碾壓開始時(shí)間適時(shí)、壓實(shí)均勻、密實(shí)的效果。

⑤為避免碾壓時(shí)混合料推擠產(chǎn)生擁包，碾壓時(shí)應(yīng)將驅(qū)動(dòng)輪朝向攤鋪機(jī)；碾壓路線及方向不應(yīng)該突然改變；壓路機(jī)啟動(dòng)、停止必須減速緩行，不準(zhǔn)剎車制動(dòng)。壓路機(jī)折回不應(yīng)處在同一橫斷面上，嚴(yán)禁在已壓實(shí)成型的路面上開啟振動(dòng)及錯(cuò)車。

⑥當(dāng)天碾壓完成后，攤鋪機(jī)、壓路機(jī)或其他車輛應(yīng)停放在規(guī)定的位置，下方鋪設(shè)塑料布等防止礦料/油料和雜物撒落在表面。

⑦在終壓前用6m鋁合金梁量檢測平整度，對(duì)不合理的路段及時(shí)進(jìn)行處理。

⑧壓路機(jī)每次由兩端折回的位置應(yīng)成階梯形的隨攤鋪機(jī)向前推進(jìn)，禁止折回處于同一橫斷面上。

⑨瀝青混合料的碾壓應(yīng)遵循“高溫、強(qiáng)振、緊跟、慢壓、成型時(shí)間短”的原則，做到高溫碾壓、及時(shí)碾壓。壓路機(jī)的碾壓路線及方向不應(yīng)突然改變而導(dǎo)致混合料推移。

4 綜合效益

4.1 質(zhì)量效益

該法對(duì)碾壓質(zhì)量進(jìn)行了量化管理，減少了傳統(tǒng)碾壓質(zhì)量模糊管理的局面，且可以進(jìn)行事中質(zhì)量管理，及時(shí)處理不合格部分，避免了以往的事后無法補(bǔ)救的局面。

4.2 社會(huì)效益

公路質(zhì)量的提升，彰顯國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實(shí)力，也為國家的交通運(yùn)輸、人民群眾的出行帶來更大的便利。保證路面壓實(shí)度質(zhì)量，為社會(huì)提供舒適的行駛路面。施工過程中大大減少安全事故的發(fā)生。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益

提高路面壓實(shí)質(zhì)量，減少或杜絕質(zhì)量問題帶來的返工成本，及時(shí)糾偏調(diào)整從而避免隱性問題對(duì)施工質(zhì)量的持續(xù)影響，提高路面的耐久性，使用壽命周期長，經(jīng)濟(jì)效益顯著。