【关键词】智能压实度检测设备;公路路基;质量控制
引言
在公路工程建设中,路基压实质量是保障道路结构安全与耐久性的核心环节。传统压实度检测方法以抽样点测为主,如环刀法、灌砂法等,不仅耗时耗力,且受限于检测频率与范围,难以全面反映路基整体压实状态。随着我国交通建设向高标准、智能化转型,对路基施工质量的动态管控提出了更高要求。智能压实度检测设备的出现,为解决这一难题提供了全新方案。其依托振动信号分析与连续压实控制技术,可实时捕捉路基压实过程中的力学响应,将离散检测升级为全程连续监测,实现压实质量的即时评估与反馈。这种技术革新不仅突破了传统方法的时空限制,还能通过数据驱动优化施工参数,确保路基压实的均匀性与稳定性。
一、智能压实度检测设备概述
(一)设备工作原理
智能压实度检测设备主要基于振动原理和连续压实控制原理实现对压实度的精准检测。
基于振动原理的检测,核心在于分析振动压路机振动轮的加速度信号与压实度的关联。在压实作业时,振动轮与被压实材料相互作用。当压实度较低,材料较为松散时,振动轮的振动能量易被材料吸收,其加速度响应较小且变化相对平缓;随着压实度增加,材料逐渐密实,对振动轮的约束增强,振动轮的加速度信号会发生显著变化,具体表现为加速度幅值增大、频率成分改变等。通过在振动轮上安装高精度加速度传感器,实时采集加速度信号,并运用特定的算法模型对信号进行处理分析。这些算法综合考虑了振动轮的参数(如质量、偏心块等)、振动频率以及材料的特性等因素,将加速度信号转换为与压实度直接相关的数值,从而实现对压实度的定量检测[1]。
连续压实控制原理则构建了一套完整的实时监测与反馈系统。该系统在压路机上配备多种传感器,除了加速度传感器外,还包括位移传感器、压力传感器等。位移传感器用于测量振动轮的振动幅度,压力传感器可获取压实过程中的压力变化。这些传感器实时采集的数据被传输至中央处理单元,经过复杂的信号处理和数据分析,生成反映压实质量的连续压实曲线。此曲线能够直观展示压实度随碾压位置、碾压遍数的变化情况。根据预设的压实质量标准,系统会自动生成控制信号。若检测到某区域的压实度未达标,控制信号会反馈给压路机操作人员,提示调整施工参数,如增大振动频率、减慢碾压速度或增加碾压遍数等;也可与压路机的自动控制系统集成,实现施工参数的自动调整,确保整个路基的压实质量均匀一致,满足工程要求。
(二)设备类型与特点
比较常见的智能压实度检测设备主要有基于振动加速度的压实度仪和连续压实控制系统等类型。基于振动加速度的压实度仪结构较为简单,其组成有加速度传感器、数据采集模块和数据处理与显示单元。该设备主要通过测量振动压路机振动轮的加速度信号来计算压实度,其检测精度较高,可以很好的满足现代工程路基施工压实度检测需求。在实时性中,该设备在压路机施工方面可以实时采集数据,同时快速计算出压实度值,可以为施工人员提供相应的压实质量信息。
连续压实控制系统相比基于振动加速度的压实度仪,功能更加强大全面。该系统不仅能够对压实度实时监测,还可以对路基压实均匀性实时评估,结合生成的压实质量分布云图,能够直观呈现路基不同位置的压实状况。在精度方面,连续压实控制系统采用了先进的传感器技术和数据处理算法,能够更准确地反映路基的压实质量。实时性方面,该系统可以实现对压实过程的全程连续监测,数据更新频率高,能够及时捕捉到压实质量的细微变化[2]。在适用范围方面,该系统特别适用于压实质量要求较高以及施工复杂的大型路基施工项目。
二、路基压实质量标准
公路路基压实度有严格的相关标准和规范要求。等级不同的公路对路基压实度的要求也不同,高速公路和一级公路作为交通流量大、承载能力要求高的道路,对路基压实度的标准更为严格。
