李云輝 陳蜀娟 騰建馳

摘要：對比分析了中美歐對于連續(xù)壓實控制技術(shù)中的實壓程度控制、實壓均勻性控制、實壓穩(wěn)定性控制，并對不同的方法作了較為詳細(xì)的分析。重點強調(diào)了不同國家對于連續(xù)壓實目標(biāo)值（VCV）的研究及控制范圍;提出了相關(guān)性的效驗，指出相關(guān)系數(shù)0.70是進(jìn)行技術(shù)把關(guān)的最低界限;提出了連續(xù)壓實控制技術(shù)（CCC）的缺陷，并對所提缺陷進(jìn)行了改進(jìn)。

Abstract： This paper compares and analyzes the compaction degree control， compaction uniformity control and compaction stability control in continuous compaction control technology among China， USA and Europe， and makes a detailed analysis on different methods. This paper emphasizes the research and control range of continuous compaction target value （VCV） in different countries， puts forward the validity of correlation， points out that the correlation coefficient of 0.70 is the lowest limit for technical control， puts forward the defects of continuous compaction control technology （CCC）， and improves the defects proposed.

關(guān)鍵詞：連續(xù)壓實控制;連續(xù)壓實目標(biāo)值;相關(guān)系數(shù);比較

Key words： continuous compaction control;continuous compaction target value;correlation coefficient;comparison

中圖分類號：U416.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）31-0170-02

0? 引言

當(dāng)今社會交通運輸業(yè)的發(fā)展以及私家車的數(shù)量增加，人們對公路的要求日益增高，而公路又作為人們生活的紐帶，使得人們對路面駕駛的感受頗為看重。路面施工技術(shù)的優(yōu)劣將會帶給人們帶來最為直接的體驗，已成為各個國家進(jìn)行探討與研究的對象。所以，對國內(nèi)外路面的壓實技術(shù)進(jìn)行探討有著極為重大的意義。

1? 國內(nèi)外路面壓實技術(shù)發(fā)展

1.1 路面壓實技術(shù)發(fā)展歷程? 第一個用于工程的壓實計是于1975年由瑞典首次研發(fā)的，這是開啟人們對于路面壓實技術(shù)探究的鑰匙[1]。隨后歐洲的部分國家也加入該行列中來（例如：德國、瑞士等），為后面的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。90年代國際上正式系統(tǒng)的提出了連續(xù)壓實技術(shù)——CCC技術(shù)。從此國內(nèi)外對路面壓實技術(shù)有著較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)于方法。

1.2 路面壓實指標(biāo)發(fā)展? 路面壓實技術(shù)指標(biāo)最早由瑞典根據(jù)壓實計所提出的，其指標(biāo)為諧波比——CMV[2]。但該指標(biāo)存在一定的局限性，國內(nèi)外對此有著較大的爭議。美國通過進(jìn)行CMV的對比試驗發(fā)現(xiàn)，大對數(shù)情況下，CMV與常規(guī)指標(biāo)之間的相關(guān)性較弱[3]，中國也采取對現(xiàn)有路基試驗，同樣發(fā)現(xiàn)其相關(guān)性較弱的現(xiàn)象。因此，歐洲部分國家以及中國當(dāng)時也有著自己的指標(biāo)，德國所采用振動模量作為指標(biāo)，但是需要專用振動壓路機、土體為線彈性小變形等局限性。中國所采用抵抗力作為評價指標(biāo)，其適用范圍為所有振動性能穩(wěn)定的振動壓路機。

2? 連續(xù)壓實控制技術(shù)

2.1 連續(xù)壓實技術(shù)的興起? 隨著社會的發(fā)展，工程對技術(shù)精度的需要日益增加，原有的實壓控制技術(shù)當(dāng)然也不能滿足現(xiàn)有工程精度的需求。因此建立一套統(tǒng)一的連續(xù)壓實控制技術(shù)成為了歐盟迫在眉睫的需求。與此同時中國、美國也相繼訂制自己國家對于CCC技術(shù)的現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)的興起提高了其生產(chǎn)效率，同時也有效的控制并大幅度的提高了路基壓實的質(zhì)量。國內(nèi)外主要通過實壓程度控制、實壓均勻性控制、實壓穩(wěn)定性控制這三個方面進(jìn)行把控。

2.2 國內(nèi)外壓實程度控制比較? 通過控制填筑體物理力學(xué)性使其達(dá)到規(guī)定值，解決支承上部結(jié)構(gòu)的填筑體能否有足夠的強度與剛度是壓實程度控制的主要目的。我國連續(xù)壓實控制技術(shù)主要經(jīng)歷設(shè)備檢查、相關(guān)性效驗、工程控制、質(zhì)量檢測四個階段[4]。當(dāng)前我國連續(xù)實壓控制系統(tǒng)如圖1所示。

我國對于判定某一點是否合格主要通過VCV（連續(xù)壓實控制的目標(biāo)值）來進(jìn)行檢驗，而振動壓實的實測值——VCVj與振動壓實的允許值——[VCV]是評價該點是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。

VCVj？叟[VCV]（1）

奧地利通過對相關(guān)系數(shù)方程的研究來對壓實程度控制進(jìn)行評價，得到連續(xù)壓實控制函數(shù)對應(yīng)值（y軸），如圖2連續(xù)壓實控制函數(shù)圖所示，評價需要同時滿足以下要求：

德國與美國對通過率至少需滿足90%，并且都是按照連續(xù)控制目標(biāo)值進(jìn)行控制。德國需要滿足未通過點在10%以內(nèi)，并且所測點是分散的分布在所測面上，不能呈連續(xù)分布狀態(tài);而美國則需要滿足連續(xù)控制的目標(biāo)值是正常目標(biāo)值的90%，即目標(biāo)值為0.9VCV。通過對中美歐的評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，中美歐都是對連續(xù)壓實控制的目標(biāo)值[VCV]進(jìn)行探討，從而表示出其相關(guān)性γ，從其中可以看出大多數(shù)國家對于相關(guān)性的要求都需要滿足γ？叟0.7，對分析可以看出，當(dāng)相關(guān)性大于或者等于0.7，對評定并無太大的影響，而瑞典則只需γ？叟0.6，則從工程分析來說還是不能較為全面的反映出壓實程度。

2.3 國內(nèi)外壓實均勻性控制比較? 對壓實均勻性控制的研究是為了更好的控制其填料。中國控制壓實均勻性是通過對振動壓實值——（VCVi）與振動壓實的平均值——0.8VCV來進(jìn)行的[5]。

（VCVi）？叟0.8VCV （3）

奧地利/ISSMGE在規(guī)范中提出了關(guān)于連續(xù)壓實數(shù)據(jù)的控制范圍，應(yīng)保證所有的控制數(shù)據(jù)都應(yīng)該在0.8[VCV]～1.5[VCV]之間，并且異變系數(shù)需滿足不大于20%。美國對連續(xù)壓實數(shù)據(jù)應(yīng)在0.9[VCV]～1.2[VCV]之間，并且需要滿足所測數(shù)據(jù)中沒有小于0.8[VCV]的數(shù)據(jù)。從中美歐規(guī)范要求中可以得到，國外的評價標(biāo)準(zhǔn)絕大多數(shù)是基于目標(biāo)值所進(jìn)行的評價，而對于振動壓實曲線自身的波動并未提出要求，但是振動壓實曲線仍然存在較大的波動現(xiàn)象。而中國規(guī)范中則采用平均值的方法來解決該問題，其中只考慮下限是為了工程的應(yīng)用，總的來說平均值的方法與數(shù)理統(tǒng)計方法中的“3σ原則”類似。

2.4 國內(nèi)外壓實穩(wěn)定性控制比較? 我國規(guī)范要求實壓穩(wěn)定性應(yīng)按同一碾壓輪跡上前后兩遍振動壓實值數(shù)據(jù)變化率精度進(jìn)行控制。其中精度可根據(jù)相關(guān)方程，按照對應(yīng)的常規(guī)質(zhì)量驗收指標(biāo)數(shù)據(jù)變化率不大于5%進(jìn)行確定，我國采用對控制項目及控制措施進(jìn)行把控，即對壓實穩(wěn)定性采用反饋控制措施[6]，如表1所示。

德國以往采用的連續(xù)壓實控制系統(tǒng)不能完全解決其穩(wěn)定性的影響，當(dāng)壓實系統(tǒng)為振動滾筒壓路機時，通過現(xiàn)場試驗，對振動滾筒的運動特性進(jìn)行了分析，并在經(jīng)驗觀測和滾筒—土體相互作用的半解析模型的基礎(chǔ)上，為滿足連續(xù)壓實控制系統(tǒng)對穩(wěn)定性的要求，給出了振動滾筒的連續(xù)壓實控制值（CCC值）來對壓實的穩(wěn)定性進(jìn)行控制[7]。美國擁有世界上最大的工程機械制造商——卡特彼勒（Caterpillar）以及世界一流的科學(xué)水平，在對連續(xù)壓實控制的穩(wěn)定性采用智能壓實對其進(jìn)行控制，該方法能更有效的建立壓實曲線并確定最優(yōu)碾壓變數(shù)[8]。相對比較而言，我國對穩(wěn)定性的控制方法較為繁瑣，需要進(jìn)行現(xiàn)場碾壓試驗，通過所得數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋控制。德國所采用的CCC值法直接從問題本身出發(fā)對連續(xù)壓實控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，解決了穩(wěn)定性不高的壓路機對路面碾壓時穩(wěn)定性的影響。美國采用智能壓實控制路面的穩(wěn)定性，該方法可以為施工過程提供直接的圖形信息以便更好的監(jiān)控壓實效果，確保壓實后路面的穩(wěn)定性。

3? 結(jié)論

通過對中美歐壓實技術(shù)的對比研究，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外都是通過對壓實程度、壓實均勻性、壓實穩(wěn)定性進(jìn)行控制。壓實程度控制絕大多數(shù)國家通過對相關(guān)性γ的大小進(jìn)行評判，但從工程分析來說還是不能較為全面的反映出壓實程度;壓實均勻性控制國內(nèi)外評價標(biāo)準(zhǔn)有所不同，國外的評價標(biāo)準(zhǔn)主要是基于目標(biāo)值所進(jìn)行的評判，保證壓實數(shù)據(jù)在所給規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，而國內(nèi)所采用的評價標(biāo)準(zhǔn)則是采用平均值的方法來控制壓實程度;壓實穩(wěn)定性控制德國與美國在這一方面有較為領(lǐng)先的技術(shù)，德國采用的CCC值法直接從問題本身出發(fā)，大大提升了穩(wěn)定性不高的壓路機對路面碾壓時穩(wěn)定性的影響，美國擁有世界上最大的工程機械商，通過采用智能壓實控制路面的穩(wěn)定性，為往后的施工過程提供了直接的圖形信息確保壓實路面的穩(wěn)定性，而國內(nèi)采用的方法較為繁瑣，需要進(jìn)行現(xiàn)場碾壓試驗，通過所得數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋控制。

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