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(biāo)：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(biāo)準(zhǔn)；

★綜合運用動力學(xué)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(dǎo)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(xué)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(shè)備工況，壓實設(shè)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(shè)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)的預(yù)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(biāo)體系來評定和控制壓實程度。按照設(shè)定的VCV目標(biāo)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(dǎo)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(fēng)險。因此應(yīng)進行路基性狀的均勻性控制。

連續(xù)質(zhì)量檢驗——小風(fēng)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(fēng)險。鑒于此提出輔助驗收檢驗的“小風(fēng)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(zhǔn)確性，避免了盲目性，程度地降低路基質(zhì)量存在問題的風(fēng)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(zé)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(dǎo)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(shè)[2015]80號文改為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(shè)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(shè)項目標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用路基連續(xù)壓實給予了表揚，這既是肯定了我們負責(zé)推廣服務(wù)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(wù)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(biāo)安裝使用了鐵總這套壓實技術(shù)，占大部分。我們負責(zé)安裝、培訓(xùn)，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(biāo)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(zé)技術(shù)服務(wù)，設(shè)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(biāo)，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(biāo)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(biāo)主要有K、K30和EVD等。這些指標(biāo)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(yīng)用的智能化、信息化路基壓實與檢測設(shè)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(shè)[2011]163號）。

2011年12月15日下發(fā)《關(guān)于同意鐵道部建設(shè)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(biāo)準(zhǔn)備案的函》（建設(shè)標(biāo)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(xùn)，由西南交通大學(xué)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(yīng)。

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(xùn)，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(shè)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(zé)人及壓路機司機，邀請西南大學(xué)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(xùn)，有針對性的對各相關(guān)人員進行現(xiàn)場講解。

 

1.5反復(fù)試驗，科學(xué)指導(dǎo)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(fù)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(biāo)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(fù)碾壓，找出薄弱區(qū)域并對薄弱區(qū)域加強碾壓，科學(xué)的指導(dǎo)了現(xiàn)場施工。

2、連續(xù)壓實控制施工應(yīng)用

2.1、工藝流程

鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實控制按“設(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(dāng)前點的密實度數(shù)據(jù)	可顯示當(dāng)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(fù)檢測時間，加快檢測效率

通過設(shè)定VCV值，操作手能夠直接從駕駛室里的屏幕上實時知道當(dāng)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(fù)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(dǎo)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(yīng)出當(dāng)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(fù)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(dāng)安裝連續(xù)壓實控制系統(tǒng)的壓路機VCV值目標(biāo)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(biāo)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(fù)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(yīng)出當(dāng)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(chǔ)，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(biāo)，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。現(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(xué)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(yīng)進一步開發(fā)，比如利用網(wǎng)絡(luò)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。