智能碾压设备在路基工程施工中的应用

江纤夫 邵阳市宝庆公路桥梁工程有限公司工程师

公路为人们的出行和货物的流通提供了极大的便利，也在一定程度上推动和促进了各地区的经济交流与发展。同时，脱贫攻坚战的圆满完成也离不开国家对于公路建设的大力投资。公路使贫困偏僻地区有了与外界联系的便利通道，也是他们与外界进行沟通的桥梁，这在很大程度上带动了偏僻地区的发展。因此，公路的发展备受关注。

路基工程是公路建设发展中的重中之重，公路路面和路基施工质量是普通出行人士对公路施工质量最直接的判断和第一印象，路基质量的好坏在日后的使用中会显现出来。对于公路的施工单位来说，为了塑造良好的形象，必须重视路基工程的施工质量。随着信息和大数据应用的日益广泛，施工技术也在科技的发展中不断完善。在这种环境条件下的高速公路施工过程中，智能碾压设备的应用越来越多。

在大数据飞速发展的背景下，智能化设备被广泛应用于各行各业，为人们的生活带来了翻天覆地的变化。在公路建设发展过程中，就用到了智能碾压设备，在智能滚压设备的实际使用中，只有对各个工艺和环节中的数据和操作进行准确的掌握，才能更好地达到其使用效果。但是，在应用的过程中，有许多方面需要注意，只有这样才能让智能碾压设备更好地发挥作用。

1 智能碾压设备的应用

1.1 公路建设的前期准备工作

不管是传统的公路建设，还是运用了智能碾压设备的公路建设，都需要提前对地段进行相关测量和勘察，以确定最合适的施工方案。

1.1.1 部署卫星地面基准站

做这项工作的目的是为后期实现高精度的定位做铺垫。部署野外卫星地面基准站，为后续试验的高精度定位要求做准备。其中，在卫星场地的选择方面要选择没有障碍物遮挡、强电磁干扰的场地，并且能够对其进行持续供电，准备期间要对其不断进行卫星搜索和验证，确保点能够满足高精度定位的要求。最后，要对卫星进行持续搜索验证[1]。

1.1.2 部署数据采集设备

数据采集设备需要布置在施工现场的压路机上，比如给施工车辆安装高精度的定位系统和压实度传感器。除此以外，还要安装在车内驾驶室的智能压实导航平台上。安装过程中要注意对压路机激振力进行校正，以此保证实验数据的准确性[2]。

1.1.3 调试相关设备

设备安装完毕后，必须对相关仪器进行调试校验。其中，压实度传感器、智能压实导航平板、现场数据处理中心系统、车载GNSS高精度定位模块以及供电线路等方面都要进行严格调试正，以减少数据获取过程中产生的误差。

1.1.4 初始化系统

有关人员要对系统进行初始化操作，将相关信息录入并进行测试。其中，需要录入的信息包括卫星地面基准站相关参数（包括滚轮型号参数、滚轮驱动速度、振动频率等）、标段信息、人员权限信息、工程信息、施工工艺标准（运行速度、振动数据、滚动次数等）、压路机相关技术参数以及人员许可信息等，并对其进行测试。压路机相关技术参数又包括压路机的行驶速度、振动频率以及压路机的型号等；施工的工艺标准包括碾压的遍数、振动数据以及作业的速度等[3]。同时将用户角色分配给质检部门、测量组、实验室、施工组和技术支持组。

1.1.5 校验实际坐标

在对实验施工区域的路基中心控制点进行校验时，要以工程设计单位提供的路基中心控制点的实际坐标为依据，对系统中的对应坐标点进行二次确认。最终的校验结果要保证实际误差不超过2 cm。

1.2 试验施工阶段

1.2.1 制订试验计划

为确保试验具有代表性、准确性及有序性，必须制订合理的计划。工作人员应以相关规定为依据进行相关性试验，最后通过计算确定相关系数。同时，要根据碾压的不同程度（包括轻度区、中度区、重度区）、施工工艺与材料类型分别制订相应的试验计划，并且要进行不同批次、不同类型的试验。

1.2.2 学习碾压设备相关知识

智能碾压设备不同于原有设备，在操作方法上也不相同，因此有必要对压路机等设备的操作者进行系统培训。同时，还要确保关于碾压设备培训的标准化，才能够避免因人为操作失误而产生误差[4]。

1.2.3 传统检测方法与智能连续压实系统的相关性校验

相关系数按照规定的检验方法进行相关检验计算。制定试验计划，确定批次数，并根据不同的施工工艺和材料类型，根据轻、中、重轧制区确定试验计划。对传统检测方法以及智能连续压实系统进行相关性校验，主要分为以下5个步骤。滚轮操作员接受了系统的使用培训，并学会了看智能压缩导航图。同时进行标准化的施工培训，确保避免人为因素造成的错误。

第一步，选取合适的样本，通过灌砂法展开校验，从而将传统检测方法的坐标点数据与智能连续压实系统中对应的坐标点数据加以对比。其中，需要注意的是在每种类型的碾压区域取样时要保证取点的数量不少于6个，在进行计算的同时也要做好数据记录。

第二步，以建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）为依据，计算常规检验指标质检相关系数以及振动压实值的相关系数[5]。

第三步，以建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）中的附录A.3.2为依据，确定振动压实值以及常规检验指标质检之间的关系[5]。

第四步，以建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）中的附录A.3.2为依据确定目标振动压实值。以建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）中的附录A.3.3作为依据确定目标振动的压实值[5]。

第五步，也就是最后一步，以建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）中的附录A.3.4作为依据确定常规检验指标的测试结果。与此同时，以建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）中的附录B.1.4作为依据执行常规检验方法[5]。

1.2.4 生成压实归档报告并进行相关分析

以建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）中的附录B.2作为依据，进行压实的过程控制试验、程度控制的试验、均匀性试验、稳定性试验等压实试验，并根据试验结果以及建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）中的附录B.2.5中的相关要求完成压实的归档报告[5]。

然后对压实的结果进行分析，分析时应将1 m2的区域作为一个检测单元。同时，要对振动参数、压实程度、压实稳定以及压实均匀性进行比对分析，保证偏差在规定范围内。振动参数的目标值与控制量之间的偏差不能超过0.5，而压实程度中的通过率控制量必须超过目标值的95%，并且每个不达标局部区域面积必须小于5 m2。在压实的稳定性中，需要同一个碾压轨迹上两遍的振动压实值变化率小于2%；在压实的均匀性中，控制量要处在界定范围内[6]。

经过压实测验且结果符合要求后，要以《高速铁路路基工程施工质量验收标准》为依据进行常规压实质量测验。在普通的填料区间中，正线压实系数要选6个抽检点。其中，4个抽检点要在距路基边线1 m的地方，且左右各选取2个抽检点，1个抽检点在路基的中部，最后1个抽检点应在连续压实检测结果中的薄弱区域中。而地基系数应选择4个抽检点。其中，1个抽检点在压实质量薄弱区域，1个抽检点在路基的中部，最后2个抽检点在距路基线2 m处，且路基线左右各有1个。

1.2.5 处理不合格区域

首先，当压实程度的通过率小于95%时，可以在不合格的区域内改进压实工艺或者更换压实机械补压。如果仍然达不到合格的标准，可以通过在局部改善填料的性质或者调整含水量等方法加以解决。再者，如果前后两遍的差值较大，应该继续碾压，直到压实稳定性与压实程度达到目标要求。最后，如果低于要求的值需要采取多种措施，如挖除重填、更换压实方式以及改善填料性质等[7]。

2 智能碾压设备的应用意义

2.1 有利于提高工作质量

工作人员通过应用智能碾压设备能够及时且有针对性进行压实作业，减少人为因素的影响，从而有效提高工作质量。

2.2 有利于提高效率

智能碾压导航的应用可以有效指导操作手开展工作，并且可以检测出压实的薄弱区域，使相关人员有针对性地进行常规质量检测和试验，从而提高检测结果的准确性，最终达到缩短工期、提高工作效率的目的。

2.3 节能环保

智能碾压设备的应用可以有效避免过压或者欠压的情况，从而能够减少人力、物力等资源浪费。同时，智能碾压设备还可以根据工程量合理安排器械以及人员投入，从而能够提高设备的利用率，最终使经济效益实现最大化。

3 结语

随着智能碾压设备的不断发展以及应用，公路的建设施工也在向信息化、智能化、效率化不断迈进，从而有利于促进经济快速发展。本文重点探讨了智能碾压设备在路基工程施工中的应用，希望能够为相关研究提供借鉴。