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摘要：结合连续压实系统的工艺原理，以新建京张高铁JZSG-2标段路基工程为例，在路基施工过程中，采用连续压实系统对路基的压实质量进行过程控制，高质高效的进行路基施工，满足设计要求。

关键词：连续压实系统;路基;应用;

一、引言

在我国传统的铁路路基施工中，路基施工的碾压作业和压实质量检测并不是同步完成的，压路机在进行碾压过程中主要是依靠机手自己的操纵经验，容易出现漏压、过压等现象，使得压实质量很难得到保障，同时后期对压实质量检测抽点多、间距大，费时耗力，严重影响了路基填筑的进度。

由中铁六局承建的新建京张高铁JZSG-2标段路基工程，通过运用连续压实系统作为路基施工过程控制方法，实现与施工同步、可视化的进行路基压实全过程监控与检测，提高压实质量的均匀性，满足设计要求。

二、连续压实系统工作原理

连续压实系统共分硬件和软件两大部分，其中硬件设备为GPS基准站、车载显示控制器、振动传感器;软件为网络数据分析管理平台。

1、硬件工作原理

路基压实过程中，GPS控制基站实时向压路机上的GPS定位接收机发送差分定位信号，进行实时厘米级定位。安装在压路机振动轮上的车载压实振动传感器感应压路机振动轮与路基之间形成的相互作用力，转换成动态响应信号，上传至网络数据分析管理平台并建立检测评定与反馈控制体系，经车载显示控制器以动态图文、数字化信息、语音播报等方式实时显示VCV值（连续压实系统测量值）、压实厚度、压实遍数、行进轨迹和速度等信息，压路机机手通过车载显示控制器显示的信息对路基压实进行过程控制，保证路基压实质量。

2、软件工作原理

网络数据分析管理平台依据《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》（Q-CR-9210-2015）设计，包含系统参数设置、相关性试验、过程控制、质量检测、数据记录并形成报告、数据传输和管理等功能。

通过连续压实系统检测值与现场实测K30、Evd、压实系数进行相关性校验，由K30、Evd、压实系数的规范值可以获得连续压实的目标值，过程控制由网络数据分析管理平台进行数据分析，根据相关性系数计算目标值，当连续压实值大于目标值，在车载显示器的图中显示为绿色，连续压实值小于目标值，在车载显示器的图中显示红色，记录数据并形成报告。

三、连续压实控制技术的施工应用

铁路路基工程连续压实控制按“设备检查、相关性校验、过程控制、质量检测、数据记录并形成报告”五个阶段进行。

1、设备检查

主要是检查振动传感器安放位置及压路机的振动性能是否满足技术规程要求。安装振动传感器时，需垂直牢固安装在振动轮机架内侧（如上图1），若传感器安装不垂直，发出的振动响应就不能准确反映压路机振动轮当前的激振力，影响检测的准确性;设备调试时，重点调试压路机振动频率的波动范围，当频率波动范围过大时，将致使激振力出现更大的波动，导致路基压实质量的不均匀和检测结果的异常，不能准确反映当前碾压面压实质量。

2、相关性试验

通过相关性试验确定连续压实质量控制标准VCV值与常规压实质量检测标准之间的线性关系，计算二者间相关系数。可将试验段按碾压程度分为轻度、中度和重度三种压实状态，分别在三种压实状态内进行连续压实系统质量检测和常规压实质量检测，每种压实状态的检测数量不小于6组，将二者检测结果进行相关性分析，当二者相关系数r≥0.7时，即可确定连续压实控制的目标值。

3、过程控制

压路机司机通过车载显示器实时显示的碾压区域不同颜色分布，识别相应碾压区域在碾压过程中的压实遍数、压实程度、压实均匀性。

4、质量检测

质量检测是在碾压过程中覆盖全断面的连续质量检测。压路机司机通过车载显示器实时显示的碾压区域的不同颜色的分布，识别碾压区段内压实质量的薄弱区域，有针对性的进行重点碾压，如上图4所示。

5、数据记录并形成报告

由网络数据分析管理平台进行数据分析并记录，形成检测报告。

四、应用效果分析

1、质量控制更趋于科学性

采用连续压实系统作为路基碾压作业的过程控制手段，能实时显示整个施工区段的压实质量，克服了传统碾压方法的诸多弊端，二者对比分析详见下表

压实过程主要依靠操作手自身的经验 动态图文、数字化信息、语音播报等。

容易造成欠压、过压或漏压的现象。 实时化的数字化压实施工，很大程度上防止过压或欠压。

碾压完成后随机抽样进行试验检测，属属于“点”控制和“结果”控制，发现问题需返工，不能实时处理 通过传感器获得数据实时保存，实现了覆盖整个碾压面的全面监测。

工序连接具有滞后性，一定程度影响现场施工安排。 可进一步优化施工组织设计，减少不可避免的中断施工。

2、提高施工效率

（1） 提高检测效率，压缩检测时间

按规范要求，传统路基压实质量验收是对抽样点的K30、Evd等指标进行检测，这些指标主要依靠现场监理和试验人员 “随机抽点” 试验获得，属于“点”控制和“结果”控制，很难做到“面”控制和“过程控制”，这类控制方法存在诸不足：

①检查检验应该在碾压完成之后再进行，属于对结果的控制，发现问题不易在碾压的过程中及时进行解决;

②传统的试验检测，需现场的压路机配合进行，从而需占用了设备的正常工作时间，影响机械设备的工作效率，并且传统试验需依照规范要求逐点进行试验检测，花费时间较长，同时“随机抽点”的检测结果也无法完全代表整个施工段落的压实质量。

而路基连续压实系统根据相关性系数确定VCV值，机手能够直接从车载显示器上实时了解当前碾压区段的压实质量相关信息，与传统只根据压实遍数和随机抽点检测进行质量控制的方法相比，可压缩检验时长，减短施工周期，保证路基施工进度。

（2）有针对性地指导作业，提高机械工作效率

当随机抽样点的检测值不满足设计要求时，很难确定需再次进行碾压的区段范围，如若大面积重新进行碾压，则有可能会导致已满足设计要求的区段存在“过压”现象;同时抽样点检测适用于填料整体均匀的情况下，同一区段内填料不均匀时，抽样点是否具有代表性还存在争议。

连续压实系统的车载显示器以动态图文、数字化信息、语音播报等实时向机手提供当前区段的压实程度，可以在碾压过程中实时将压实效果直观传递给压路机机手，避免欠压、过压、漏压等现象的出现。

3、减小施工成本

（1）节约人机成本

由于连续压实系统是在路基压实过程中由系统本身对压实质量进行实时检测，这与以往通过“控制压实遍数、随机抽点检测、不合格再碾压再检测直到满足设计要求”的传统质量控制方法相比，减少了因局部碾压不合格重复检测的次数，提高了压实机械的使用率，节省试验检测人员成本，详细计算如下：

时速大于160km/h铁路，普通基床填筑压实每100m³，定额消耗：人工：2.44工日，履带式推土机0.11台班，平地机0.07台班，自行式振动压路机0.19台班，稳定土摊铺机0.07台班，折合综合单价4.61元/m³，采用连续压实技术循坏作业，施工过程的全过程监控，与施工同步避免中断施工，经现场实际数据统计，实际消耗：人工：1.58工日，履带式推土机0.08台班，平地机0.04台班，自行式振动压路机0.11台班，稳定土摊铺机0.04台班，折合综合单价3.51元/m³

按照长度200m，宽12米，高2m测算，普通压实成本为22128元，连续压实技术成本为16848元，节省5280元。

（2）降低油耗

连续压实系统进行路基碾压作业时，机手可以直接从车载显示器上实时监测当前碾压区段的压实质量，有针对的进行薄弱区域的碾压作业，避免过压、欠压及漏压现象的发生，极大提高施工机械工作效率，从而降低机械的油耗量。

五、结束语

路基连续压实系统将卫星定位、网络数据传输计算等技术与传统压实机具完美融合，实现了对路基碾压作业的实时动态监测，覆盖全断面的质量控制，确保路基压实质量的均匀性，具有施工效率高、科学性强、成本投入低等优点，值得进一步推广和应用。

参考文献

[1]《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》 （Q-CR-9210-2015）

[2]《高速铁路路基工程施工质量验收标准》 （TB10751-2018）