系統(tǒng)組成：

★振動傳感器+磁力底座+信號傳輸線；

★振動壓實值采集與記錄裝置+電源適配器；

★數(shù)據(jù)處理、分析、管理軟件系統(tǒng)；

 

技術(shù)參數(shù)：

★評定指標：振動壓實值VCV；

★顯    示：高亮度彩色液晶800×640點陣；

★存儲空間：數(shù)據(jù)緩存區(qū)512K的FRAM，數(shù)據(jù)存儲區(qū)為32G的SD卡；

★數(shù)輸：U接口、GPRS通信；

★供電方式：DC12V或DC24V，功率小于10W；

★采樣頻率：10~5kHz；

★傳 感 器：靈敏度10~20mv/；量程≥20g；頻響≤10kHz；振動信號±0.5% ；振動頻率±0.2%；

★環(huán)境條件：保存溫度；工作溫度；

 

系統(tǒng)特點及優(yōu)勢：

★本產(chǎn)品系中國鐵路總公司（原鐵道部）相關(guān)課題的研究成果，合總公司頒布的《鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實控制技術(shù)規(guī)程》 Q/CR 9210-2015標準；

★綜合運用動力學分析方法，信號處理及信息融合技術(shù)，考慮影響路基強度形成的各種因素，分析計算能夠反映路基壓實質(zhì)量的振動壓實值VCV；

★基于振動壓實數(shù)據(jù)VCV，形成反映壓實狀況的壓實程度分布圖、壓實狀態(tài)分布圖、壓實均勻性分布圖，壓實過程歸檔、相關(guān)校驗，指導施工，效率；

★根據(jù)壓實狀態(tài)分布圖，定位碾壓薄弱區(qū)域，確定常規(guī)檢測位置，檢測的科學性、性，同時，檢測效率；

★碾壓過程實時顯示正在碾壓輪跡以及已經(jīng)碾壓輪跡的通過率，過壓和欠壓，實現(xiàn)對施工段的優(yōu)碾壓；

★可以監(jiān)測壓實設備工況，壓實設備工作；

★施工過程的全過程控制，與施工同步，不干擾施工，具有性；人機界面友好，操作簡單，具有易操作性；

★相關(guān)校驗、控制過程、質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)信息上傳數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)字化施工、信息化施工，綜合管理水平。

 

主要功能：

通過在噸位的振動壓路機上裝載本監(jiān)控設備，可以對碾壓過程進行實時的連續(xù)動態(tài)監(jiān)控，便于及時采取相應的工程措施。主要實現(xiàn)以下功能：

過程控制之一——壓實工藝參數(shù)監(jiān)控

目前普遍存在一個隱蔽性問題——有些駕駛員為了減少機械損傷和顛簸，往往將油門開的很低，致使轉(zhuǎn)速調(diào)的不到位從而造成振動頻率變低，這將導致激振力急劇下降和明顯波動，達不到額定工作狀態(tài)，影響壓實效果和均勻壓實。S具有監(jiān)控壓路機振動性能是否平穩(wěn)的功能，并提供相應的預警。

過程控制之二——壓實程度控制

壓實程度的高低是路基施工質(zhì)量重要的控制要素之一。本系統(tǒng)主要通過對路基結(jié)構(gòu)力指標體系來評定和控制壓實程度。按照設定的VCV目標值，S可以實時連續(xù)監(jiān)控壓實程度，給出壓實質(zhì)量平面分布圖。

過程控制之三——壓實穩(wěn)定性控制

碾壓遍數(shù)不是一個定數(shù)，隨壓實工藝參數(shù)和填料等發(fā)生變化。S通過相鄰兩遍VCV的變化情況判定壓實功是否發(fā)揮到、壓實是否穩(wěn)定。其主要目的在于優(yōu)化壓實遍數(shù)，避免“過壓”或“欠壓”現(xiàn)象的發(fā)生。

過程控制之四——壓實均勻性控制

路基性狀的不均勻有可能導致將來發(fā)生不均勻的沉降變形，造成上部板的開裂，此外如果存在較多的薄弱區(qū)域，那么該區(qū)域的后抽樣檢查就存在驗收不合格的風險。因此應進行路基性狀的均勻性控制。

連續(xù)質(zhì)量檢驗——小風險控制

在很多情況下，常規(guī)檢驗點不正好能選在薄弱區(qū)域上，可能會造成“漏檢”現(xiàn)象，增加了路基碾壓質(zhì)量潛在不合格的風險。鑒于此提出輔助驗收檢驗的“小風險控制法”。其就是按照連續(xù)壓實質(zhì)量平面分布圖來選取面積的VCV低值區(qū)域進行驗收檢驗。只要在該區(qū)域進行的常規(guī)檢驗合格即可判定該路段合格。這樣就了驗收的準確性，避免了盲目性，程度地降低路基質(zhì)量存在問題的風險。

 

關(guān)于高鐵路基連續(xù)壓實技術(shù)在全路使用情況的匯報

關(guān)于在全路推廣使用鐵總自主知識產(chǎn)權(quán)的《鐵路路基連續(xù)壓實檢驗控制技術(shù)與裝備研究》（以下簡稱連續(xù)壓實科技成果）（簡稱S）成果情況及在京沈遼寧段的使用情況匯報我們負責在全路及京沈遼寧段推廣使用鐵總連續(xù)壓實科技成果（簡稱S）。該成果是在原鐵道部親自指導下，由西南交大、哈工大、鐵二院、鐵二局、東路科技等五家單位研發(fā)成功，鐵道部科技司成果鑒定為“具有國際水平，在全路推廣使用”。鐵道部以此套技術(shù)為藍本，于2011年發(fā)布了TB10108壓實規(guī)范（2015年6月1日鐵總建設[2015]80號文改為企業(yè)標準Ｑ/CR），鐵總盛光祖總經(jīng)理簽發(fā)（2013）03號文件，要求“積采用該四新技術(shù)成果”（詳見附件）。自2011年以來，我們先后在貴廣貴州段、滬昆貴州公司、呼準鄂、石濟、京沈遼寧等多條高鐵安裝使用了鐵路總公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的這套路基連續(xù)壓實技術(shù)，取得了的經(jīng)驗和效果，不斷改進該技術(shù)和設備，積累了較多的控制路基質(zhì)量的體會和經(jīng)驗，對路基質(zhì)量起到了作用。在前不久9月9號在長沙召開的“鐵路建設項目標準化管理現(xiàn)場會”上，鐵總盧春房副總經(jīng)理在講話中對貴廣貴州公司應用路基連續(xù)壓實給予了表揚，這既是肯定了我們負責推廣服務的鐵總具有自主知識產(chǎn)權(quán)的S壓實技術(shù)，也是對我們服務工作的肯定，我們定更加努力的工作，做好S的推廣工作。京沈遼寧公司田總、孫總工等認真貫徹執(zhí)行鐵總有關(guān)積使用連續(xù)壓實技術(shù)的文件，在推廣和使用該技術(shù)，并先后兩次召開現(xiàn)場觀摩會，向推廣鐵總這套技術(shù)。目前京沈遼寧段共有2、4、5、6、7、10、11標安裝使用了鐵總這套壓實技術(shù)，占大部分。我們負責安裝、培訓，并與施工單位一起做了相關(guān)性較驗，滿足規(guī)范要求。大部分施工單位按規(guī)范要求進行了連續(xù)壓實的質(zhì)量檢測工作，只有個別標尚未進入施工階段，還未安裝使用。從幾年來的使用情況看，使用了鐵總這套連續(xù)壓實技術(shù)后，基本實現(xiàn)了路基質(zhì)量“由點的檢測變?yōu)槊娴臋z測；路基質(zhì)量由結(jié)果控制變?yōu)檫^程控制”，同時實現(xiàn)了信息化，增加了可視性，對路基質(zhì)量有較大的作用。
我們在現(xiàn)場安排了專人負責技術(shù)服務，設備保養(yǎng)、更換，不誤事。 

鐵路路基填筑檢測技術(shù)的革新

      

1、 前言

1.1、 工程概況

中鐵五局滬昆客專貴州段CKGZTJ-8標，東起貴州安順市七眼橋鎮(zhèn)，向西經(jīng)安順七眼橋鎮(zhèn)、東關(guān)辦、寧谷鎮(zhèn)、華西辦、幺鋪鎮(zhèn)、丁旗鎮(zhèn)。起訖里程為DK784+137～DK818+413，線路長度36.479km。其中橋梁22座，全長10.258Km，占線路長度的28%；隧道20座，共長12.036公里，占線路長度的33%；路基長14.28Km,占線路長度的39%，路基土石方469.4萬方。云貴高原的地質(zhì)條件、地形地貌和氣候特征，使得區(qū)間路基呈點狀分布，且數(shù)量較多，這給山區(qū)高鐵路基填筑質(zhì)量控制帶來了的挑戰(zhàn)，因此本標段路基工程的施工質(zhì)量是線上無砟軌道成敗的關(guān)鍵。

1.2、引入連續(xù)壓實過程監(jiān)控系統(tǒng)

截止目前規(guī)范規(guī)定的路基壓實質(zhì)量控制指標主要有K、K30和EVD等。這些指標主要依靠現(xiàn)場“抽樣”試驗獲得，屬于“點”控制和“事后”控制，無法做到“面”控制和過程控制。連續(xù)壓實過程監(jiān)控系統(tǒng)，彌補了此不足，應用的智能化、信息化路基壓實與檢測設備，將路基填筑壓實與連續(xù)壓實檢測技術(shù)相結(jié)合，對路基填筑壓實過程實時監(jiān)控，從而真正實現(xiàn)路基壓實檢測“一點不漏、覆蓋、控制”，路基壓實質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性，避免由于壓實質(zhì)量不均勻造成的路基不均勻沉降。

1.3、各級高度重視，推進此項工作

2011年11月17日鐵道部下發(fā)《關(guān)于發(fā)布鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實控制技術(shù)規(guī)程的通知》（鐵建設[2011]163號）。

2011年12月15日下發(fā)《關(guān)于同意鐵道部建設管理司《鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實控制技術(shù)規(guī)程》行業(yè)標準備案的函》（建設標備[2011]162號）。文件中規(guī)定了強制性條文號（1.0.5、1.0.9、5.4.6）和強制性條文內(nèi)容。

2012年3月21日滬昆鐵路客運專線貴州有限公司舉辦鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實控制技術(shù)培訓，由西南交通大學徐光輝主講，貴廣鐵路、滬昆客專5個段落指揮部、29家施工單位、13家監(jiān)理單位及質(zhì)檢站總計約300位和相關(guān)人員參會，引起了強烈反應。

2012年3月26日滬昆鐵路客運專線貴州有限公司下發(fā)了《關(guān)于要求路基填筑工程采用連續(xù)壓實控制技術(shù)的通知》的鐵路傳真電報，電報中明確規(guī)定了路基連續(xù)壓實過程控制系統(tǒng)的使用范圍和路基開工條件。

1.4加強培訓，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢

路基連續(xù)壓實過程控制技術(shù)做為一項新技術(shù)，對大多數(shù)施工和管理單位來說均是初次接觸，對該技術(shù)的原理、設備的性能、操作方法等都比較陌生，沒有成熟的經(jīng)驗，對操作和管理人員提出了更高的要求。為使參建人員熟悉壓實過程控制系統(tǒng)，加強路基填筑施工的過程控制，中鐵五局滬昆指揮部組織工程部、安質(zhì)部、試驗室、架子隊主要負責人及壓路機司機，邀請西南大學徐光輝進行關(guān)于路基連續(xù)壓實過程控制系統(tǒng)的集中培訓，有針對性的對各相關(guān)人員進行現(xiàn)場講解。

 

1.5反復試驗，科學指導現(xiàn)場施工

為限度發(fā)揮該系統(tǒng)的優(yōu)勢作用，局指要求各架子隊在路基正式開工之前，先編制試驗段施工方案，按不同取土場、不同填料類別、機械碾壓組合方式等分別開展路基填筑工藝性試驗。通過反復試驗與總結(jié)，取得了填料類別、含水率、壓路機噸位、碾壓遍數(shù)、填層厚度、壓實度、K30、EVD等一系列檢測指標與VCV值的關(guān)系，根據(jù)壓路機實時顯示的VCV值，對已碾壓合格的地段進行重復碾壓，找出薄弱區(qū)域并對薄弱區(qū)域加強碾壓，科學的指導了現(xiàn)場施工。

2、連續(xù)壓實控制施工應用

2.1、工藝流程

鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實控制按“設備檢查、相關(guān)性校驗、過程控制、質(zhì)量檢測”四個階段進行。

2.2、設備檢查

2.3、相關(guān)性校驗

2.4、過程控制

2.5、質(zhì)量檢測

2.6、施工注意事項

 

3、應用效果分析

3.1、路基填筑質(zhì)量

    結(jié)合傳統(tǒng)的碾壓方法控制，在應用連續(xù)壓實控制系統(tǒng)后，兩者之間的對比分析見下表：

項目	常規(guī)施工方法	使用智能壓實過程控制系統(tǒng)
質(zhì)量控制	事后控制	實時過程控制和記錄數(shù)據(jù)
碾壓厚度	無法記錄起始樁號，不能真實記錄每一層碾壓的厚度。	可以記錄起始樁號，真實記錄每一層碾壓的厚度。
碾壓次數(shù)記錄	過程碾壓無記錄證明	過程碾壓次數(shù)實時以顏色顯示在屏幕上并進行記錄，滿足工藝要求，質(zhì)量得到
實時密實度顯示	無法顯示和記錄當前點的密實度數(shù)據(jù)	可顯示當前點的壓實程度信息，現(xiàn)場及時找到不合要求的區(qū)域
檢測方法及效果	以點代面，無法反映整個作業(yè)的壓實質(zhì)量。	VCV值實時反映整個作業(yè)面的整體壓實質(zhì)量。

 

3.2、加快施工進度

3.2.1、減少重復檢測時間，加快檢測效率

通過設定VCV值，操作手能夠直接從駕駛室里的屏幕上實時知道當前壓路機所處碾壓段落的壓實程度、碾壓遍數(shù)等信息，與常規(guī)只采用壓實遍數(shù)進行控制相比較可減少重復檢測時間，縮短施工周期，加快路基施工進度。

3.2.2、有針對性指導操作手操作，機械工作效率

連續(xù)壓實控制系統(tǒng)的顯示屏幕可以直觀的給操作手提供壓實的參考線，在壓實過程中能夠直觀反應出當前填筑層的壓實程度，在合適的時間進行檢測，優(yōu)化了碾壓遍數(shù)，欠壓、過壓及漏壓，尤其在夜間施工，為操作手提供便利，施工質(zhì)量，節(jié)約了碾壓工序時間。

3.3、降低施工成本

3.3.1、節(jié)約人員成本

    ⑴減少重復檢測時間，節(jié)約檢測人員成本

根據(jù)連續(xù)壓實控制系統(tǒng)VCV值的控制原理，當安裝連續(xù)壓實控制系統(tǒng)的壓路機VCV值目標值時，即可進行試驗檢測工作，上述過程能夠路基各項檢測指標合規(guī)范要求。與以往只通過壓實遍數(shù)進行控制的施工方法相比較，能夠減少重復檢測所需資源，縮短施工周期，加快施工進度。

    ⑵機械工作效率，節(jié)約操作人員成本

連續(xù)壓實控制系統(tǒng)的顯示屏幕可以直觀的給操作手提供壓實的參考線，在壓實過程中能夠直觀反應出當前填筑層的壓實程度，在合適的時間進行檢測，優(yōu)化了碾壓遍數(shù)，過壓、漏壓及欠壓。

    ⑶縮短路基施工周期，節(jié)約管理人員成本

采用連續(xù)壓實控制系統(tǒng)進行路基填筑碾壓，能夠及時的反映路基壓實情況，節(jié)約了檢測時間，了機械工作效率，縮短路基施工周期，從而節(jié)約了現(xiàn)場管理人員成本。

3.3.2、降低油耗

采用連續(xù)壓實控制系統(tǒng)，操作手可以直接從屏幕上知道道路碾壓的實際情況，不會出現(xiàn)盲目碾壓，避免過壓、漏壓及欠壓現(xiàn)象，這樣就能很好的了機械工作效率。從而降低壓路機械的油耗量。

3.4、施工小結(jié)

填料的質(zhì)量是路基填筑施工質(zhì)量的前提。只有真正認識到路基填料是路基填筑質(zhì)量的基礎，推行機械化、工廠化的生產(chǎn)要求，切實控制好填料粒徑、類型、級配及含水量等指標，才能生產(chǎn)出合格的填料，路基填筑質(zhì)量。正是因為有了數(shù)字化、信息化的路基填筑連續(xù)壓實控制手段，我們才把填筑后的“隱蔽性”變成了“透明性”，及時對數(shù)據(jù)進行分析，并反饋給現(xiàn)場，規(guī)范現(xiàn)場施工。

4、經(jīng)驗與思考

思想決定認識，態(tài)度決定出路?，F(xiàn)場部分管理和作業(yè)人員對路基質(zhì)量不夠重視，認識不到位，對新技術(shù)、新工藝接受遲緩或不愿使用，推行新技術(shù)時遇阻力。

我們使用的西南交通大學的路基填筑連續(xù)壓實過程控制系統(tǒng)代表了國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展的水平，解決了長期路基填筑質(zhì)量檢測依靠手工操作的問題，大大降低了檢測人員的工作量。但該系統(tǒng)還應進一步開發(fā)，比如利用網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程終端監(jiān)控，以實現(xiàn)更的數(shù)字化、智能化和信息化。