程立新、張恒智、朱治國

（中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京100000）

0 引言

為有效控制高鐵的整體質(zhì)量，確定快速、可靠、方便、無創(chuàng)的施工方法，需要提高路基連續(xù)壓實(shí)工藝的壓實(shí)度質(zhì)量。路基連續(xù)壓實(shí)技術(shù)適用于高鐵路基建設(shè)，因此，在施工的同時(shí)，可以通過多次現(xiàn)場試驗(yàn)，對連續(xù)壓實(shí)技術(shù)的可行性進(jìn)行研究，測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與施工質(zhì)量有著密切的關(guān)系。傳統(tǒng)的密度控制方法是以點(diǎn)的形式開展隨機(jī)概率法，在鋼涂層上的點(diǎn)位隨機(jī)選擇的密度指標(biāo)在某種程度上不能反映碾壓所有子類的緊固質(zhì)量。另外，檢測速度慢、成分慢，需要施工資源輔助。為了確定基準(zhǔn)系數(shù)，必須采用軋輥?zhàn)鳛檩d荷響應(yīng)，以解決磨礪試驗(yàn)與施工之間的矛盾。此外，建筑工地的施工資源應(yīng)隨之改變，并在脫離控制范圍的情況下進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和測試。為推廣高鐵路基建設(shè)中的連續(xù)壓實(shí)技術(shù)，結(jié)合新的連續(xù)密度控制指標(biāo)和傳統(tǒng)密度控制指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。分析由連續(xù)壓實(shí)參數(shù)和二維數(shù)據(jù)組成的常規(guī)指標(biāo)之間的相關(guān)性，驗(yàn)證了連續(xù)壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用和傳統(tǒng)測試方法的差異。

1 連續(xù)壓實(shí)工藝的介紹

1.1 連續(xù)壓實(shí)工藝的優(yōu)勢

連續(xù)壓實(shí)工藝與傳統(tǒng)的壓實(shí)工藝比較，它的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，第一方面是路基施工中壓實(shí)度可以進(jìn)行全過程監(jiān)管，可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)反映進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，保證工程質(zhì)量，與此同時(shí)，可以使監(jiān)控與施工過程同步開展，這樣不僅可以在施工中減少錯(cuò)誤的發(fā)生概率，還可以提高整體的工作效率，也可以對壓實(shí)不足的路段進(jìn)行返工作業(yè)，保證整條路基的質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。第二方面是傳統(tǒng)的壓實(shí)工藝，主要是利用取點(diǎn)這種方法來進(jìn)行相應(yīng)的檢測工作，而采用全面檢測方法對于整個(gè)路面進(jìn)行監(jiān)管，可以直接反映路基是否壓實(shí)，也可以反映整段路基的壓實(shí)效果，可以保障路基壓實(shí)的質(zhì)量。第三方面是連續(xù)壓實(shí)工藝的經(jīng)濟(jì)效益較高，整個(gè)施工過程都可以監(jiān)管，不會(huì)出現(xiàn)低級的錯(cuò)誤，也可以有效地減少壓力過大或者因沒有壓到所產(chǎn)生的路面不平整的現(xiàn)象，這些都能夠表明這種連續(xù)壓實(shí)工藝的先進(jìn)性，并且可以提高整個(gè)施工過程的機(jī)械使用效率，減少低產(chǎn)，保證路基填筑施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第四方面是連續(xù)壓實(shí)工藝采用了智能化操作，利用壓實(shí)系統(tǒng)和相應(yīng)的測試軟件對整個(gè)路基施工進(jìn)行分層，可以保證整個(gè)工程的質(zhì)量達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，也方便了相關(guān)人員對于鐵路壓實(shí)施工過程的監(jiān)管[1]。

1.2 連續(xù)壓實(shí)工藝的不足之處

連續(xù)壓實(shí)工藝的不足之處主要體現(xiàn)在：高鐵路基的建設(shè)主要使用水泥改良土壤作為相應(yīng)的原料進(jìn)行填補(bǔ)工作，該項(xiàng)工作存在局限性。因?yàn)檫@種填料的分化程度有所不同，有的分化程度比較高，質(zhì)量要求方面難以控制，可能會(huì)出現(xiàn)集料窩或彈簧土的現(xiàn)象，假設(shè)高鐵路基填料沒有按照相應(yīng)的填充標(biāo)準(zhǔn)和選料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用和填充，就會(huì)使路基填筑的質(zhì)量難以控制在相應(yīng)的范圍之內(nèi)，致使路基的平穩(wěn)性下降，整個(gè)路基的質(zhì)量也隨之下降。在后期的使用過程中，也可能出現(xiàn)質(zhì)量、安全問題，所以，連續(xù)壓實(shí)工藝也存在著一定的不足之處，在使用這項(xiàng)工藝的過程之中，要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行施工，只有這樣才能更好地避免這項(xiàng)工藝的弊端對整個(gè)高鐵路基壓實(shí)工程帶來的不利影響，保證整個(gè)工程的施工質(zhì)量與后期使用的安全性[2]。

2 連續(xù)壓實(shí)工藝的指標(biāo)檢測標(biāo)準(zhǔn)

在高鐵路基的壓實(shí)過程中，相關(guān)的檢測是必不可少的，但是在檢測過程中，要按照相應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)行檢測，這些指標(biāo)只有全部合格以后，才能證明壓實(shí)過的路基是合格的，如果想要非常精準(zhǔn)地控制路基壓實(shí)度和平整度，包括高鐵運(yùn)營以后的平穩(wěn)性，就要對整個(gè)路基壓實(shí)的指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測，在檢測過程中，主要涉及以下幾個(gè)指標(biāo)，下面將對這些指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并且介紹如何進(jìn)行檢測與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，以及檢測之后對于整個(gè)工藝的影響。

2.1 壓實(shí)的相關(guān)系數(shù)

壓實(shí)密度系數(shù)是電流壓實(shí)后現(xiàn)場測量的干密度與同層最大干密度的比值，這個(gè)系數(shù)和壓實(shí)的試驗(yàn)一樣，固結(jié)的程度、水土類型和含水率對壓實(shí)系數(shù)有影響，因此，在測試這些系數(shù)時(shí)，需要去除不適合顆粒尺寸的填料，還有就是要適當(dāng)增加碾壓次數(shù)，只有做好這些工作后所測的壓實(shí)系數(shù)才比較精準(zhǔn)，與此同時(shí)，便于相關(guān)人員從壓實(shí)系數(shù)來計(jì)算其他系數(shù)，然后通過進(jìn)行最大壓縮試驗(yàn)、道路法試驗(yàn)、固體體積法測定室內(nèi)最大干燥密度，從而得出壓實(shí)系數(shù)。

2.2 孔的空隙率

間隙系數(shù)是路基旋轉(zhuǎn)層孔徑與滾動(dòng)層總體積之比，土壤干燥密度越大，間隙就會(huì)變得越小，在土壤中顆粒量不變的情況下，影響孔隙率的主要因素是土壤的干燥程度，如果填料干燥密度變?yōu)橥寥李w粒的比重，則孔隙率變?yōu)镺 值，密度隨之增大，密度增大后就很可能影響整個(gè)高鐵路基建設(shè)的平整性，所以必須要控制好高鐵路基建設(shè)之中孔的空隙率，這樣才可以更好地保證路基的質(zhì)量，孔隙率不僅對于路基的密度方面有著影響，在其他方面也有著很大的影響，比如可通過確定間隙系數(shù)，快速計(jì)算土體壓實(shí)系數(shù)，確定好壓實(shí)系數(shù)過后便可以保證整體路基的壓實(shí)程度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2.3 地基的基本系數(shù)

地基的基本系數(shù)指數(shù)是根據(jù)在日本、德國廣泛應(yīng)用的板載初始位置試驗(yàn)所測量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該方法主要通過試驗(yàn)測定路基填充系數(shù)和變形系數(shù)，評價(jià)高鐵路基的密度，主要受板徑、土質(zhì)和填料性能的影響以及路基在靜荷載下的變形問題。地基的基本系數(shù)關(guān)系著整個(gè)地基建設(shè)的安全性、可靠性，所以說在建設(shè)地基的過程中地基系數(shù)必須要得到嚴(yán)格把控，必須按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行建設(shè)與檢測，只有這樣才可以更好地保證地基在建設(shè)中的安全性與整個(gè)施工的開展情況。

2.4 動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)變形量系數(shù)

變形系數(shù)也是直徑30cm 平板載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果，這是循環(huán)載荷下和二次循環(huán)載荷下的試驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用中，它作為評價(jià)高鐵軌道強(qiáng)度的指標(biāo)。加固后，除質(zhì)量保證要求和強(qiáng)度系數(shù)外，路基變形系數(shù)應(yīng)小于2.2。第三和第四個(gè)對照指標(biāo)一般反映了高鐵路基在靜壓下的變形情況，忽略了高速鐵路車輪反復(fù)沖擊時(shí)的亞變形。為了解決這一問題，德國采用了速度變形系數(shù)來控制高鐵路基的連續(xù)壓實(shí)。索引由兩種工具組成：錘子工具和計(jì)算工具，在動(dòng)態(tài)應(yīng)變彈性模量測量中，路基骨料直徑由載荷板直徑1/4 以下的粒度決定，檢測儀器厚度小于0.5m。

3 連續(xù)壓實(shí)技術(shù)的原理

連續(xù)壓實(shí)通常在振動(dòng)器上安裝特殊的傳感器，以監(jiān)測軋輥緊固和通過傳感器實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的整個(gè)過程，整個(gè)監(jiān)測過程包括三個(gè)階段。在施工過程中，振動(dòng)輥在高鐵段的固定部分上工作。傳感器安裝在振動(dòng)輪的一側(cè)，從而將檢測到的振蕩輪加速信號傳輸?shù)叫盘柼幚硐到y(tǒng)上，并輸出支架的連續(xù)值。在施工現(xiàn)場安裝了定位基站，與衛(wèi)星系統(tǒng)相結(jié)合形成一個(gè)平面坐標(biāo)系統(tǒng)用于定位和定位路段。編譯系統(tǒng)的背景信息包括信息積累和反饋系統(tǒng)，接收到的加速信號和位置信息將轉(zhuǎn)換為編譯的數(shù)據(jù)，反饋將傳遞給項(xiàng)目管理的所有參與者，并自動(dòng)存檔。

高鐵連續(xù)壓實(shí)的困難在于路基的密度、道路鋪設(shè)和質(zhì)量管理的實(shí)時(shí)監(jiān)測。目前，持續(xù)收緊管制有兩種主要方法，該方法結(jié)合振動(dòng)輪動(dòng)態(tài)信號的失真來確定填料密度和基于諧波原理的信號失真波的關(guān)系。但這種現(xiàn)象是由經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，只是技術(shù)實(shí)踐，該方法主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)現(xiàn)代高鐵路基加固過程中的滾動(dòng)軌道數(shù)量，不能應(yīng)用于智能滾子，也不能正確控制填料的壓實(shí)度。機(jī)械方法結(jié)合了振動(dòng)系數(shù)和填料結(jié)構(gòu)阻力等物理和機(jī)械指標(biāo)，為了識別軋輥振動(dòng)輪模型，引導(dǎo)一系列復(fù)雜的力學(xué)模型和理論，并實(shí)時(shí)測量和改變振動(dòng)輪的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，計(jì)算結(jié)果結(jié)合修正公式，確定并控制了壓實(shí)后的質(zhì)量，該方法適用于具有穩(wěn)定振動(dòng)性能的道路壓路機(jī)。

在整個(gè)原理的分析中發(fā)現(xiàn)，這種連續(xù)壓實(shí)施工技術(shù)是一種非常好的現(xiàn)代化監(jiān)管手段，并且它可以對整個(gè)壓實(shí)工作進(jìn)行有效的控制，也可以為整個(gè)施工過程帶來更多的便利，結(jié)合所有的檢測指標(biāo)得知，包括相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這種連續(xù)壓實(shí)施工技術(shù)都是在高鐵綠地建設(shè)中非常好的一種選擇，需要注意的一點(diǎn)是：在施工的過程中采用這種連續(xù)壓實(shí)施工技術(shù)，需要在使用技術(shù)的同時(shí)，對整個(gè)施工段的路基進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，在施工完成后，要對整個(gè)路基進(jìn)行安全和其他方面的檢測，保證整個(gè)路基的平整性和平穩(wěn)性，為了保證使用過程中的安全性，要確保壓路機(jī)的行駛狀態(tài)和振動(dòng)狀態(tài)的一致性，這樣才能夠更好地使用連續(xù)壓實(shí)施工技術(shù)。

4 結(jié)語

連續(xù)壓實(shí)工藝是一種非常先進(jìn)的工藝，在整個(gè)高鐵路基施工建設(shè)工作中，可以利用相關(guān)的定位系統(tǒng)和高精準(zhǔn)度的傳感系統(tǒng)和感應(yīng)系統(tǒng)，包括一些網(wǎng)絡(luò)的傳輸機(jī)械，這些可以在高鐵路基的建設(shè)工作中發(fā)揮積極作用，在簡化施工過程的同時(shí)，也提高了路基整體的施工質(zhì)量，使壓實(shí)工作趨于平整化和平穩(wěn)化的同時(shí)，也提高了路基建設(shè)的安全性。但是在整個(gè)工程的實(shí)際操作過程中，要考慮許多方面的影響因素，比如，要考慮施工環(huán)境，包括關(guān)于施工原料的質(zhì)量等，必須嚴(yán)格地按照整個(gè)施工標(biāo)準(zhǔn)和用料標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，并使用驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，才能夠更好地保證連續(xù)壓實(shí)這項(xiàng)技術(shù)在高鐵路基施工中作用的最大化。連續(xù)壓實(shí)工藝在高鐵路基建設(shè)中的應(yīng)用還有許多不足之處需要改進(jìn)，還要不斷地研究和完善這種鐵路路基施工建設(shè)技術(shù)，以便為高鐵的安全建設(shè)和建設(shè)后的安全運(yùn)營提供相應(yīng)的幫助。就目前而言，這種連續(xù)壓實(shí)技術(shù)已經(jīng)為高鐵路基建設(shè)技術(shù)的提高提供了參考。