连续压实控制技术在高速铁路建设中的实践

【第一工程机械网 报道】为了推动行业技术创新，促进企业技术水平持续进步，中国工程机械工业协会路面与压实机械分会联合中国工程机械学会液压技术分会于2012年10月25-27日在湖南长沙市星沙华天大酒店召开“2012 年度会议暨路面机械液压技术发展研讨会”，共同分析交流当前路面机械市场形势、研讨路面机械领域最新、最前沿的产品技术。西南交通大学规程编写组徐光辉在年会上分析了连续压实控制技术在高速铁路建设中的实践。

高速铁路特征与对路基结构要求，无碴轨道要求路基结构应提供均匀支承，否则影响运营期的行车安全。常规检测的不足：常规检测的不足在碾压结束后进行，属于结果控制，发现问题需返工，不能实时处理；依靠抽样试验进行，花费时间，加载占用重型设备，给施工过程带来干扰；仅得到“抽样点”的检验结果，很难控制路基压实的均匀性； 发现个别抽样点不满足要求时，很难界定重新碾压的范围，容易造成其它合格区域的“过压”现象；抽样检验比较适合样本总体均匀的情况，当填料存在变异时，抽样点是否具有代表性值得怀疑。

连续压实控制技术在高速铁路建设中的工艺流程

碾压遍数控制法和碾压轮迹控制法都是经验性的施工工艺控制法。其发展背景是由于碾压巨粒料时没有其它控制方法而不得已采用的经验方法，属于宏观控制，谈不上什么控制精度。

关于连续压实控制技术标准的编写规程为：总结工程实践、吸收最新科研成果；与现行规范、规程的协调统一；适用于各类铁路路基填筑工程；定位于路基填筑压实质量过程控制。基本原理：将振动压实机具作为加载设备，根据压实机具与路基之间的相互作用，通过路基结构的反作用力（抗力）来分析和评定路基的压实状态，进而实现碾压过程中压实质量的连续控制。无论是常规检测还是连续检测，都是对路基结构抵抗变形能力的某种度量。由于检测方法不同以及岩土材料的复杂性，目前还不能对各种检测方法的结果建立理论上的关系。但国内外的大量工程实践证明：连续检测结果与常规检测结果之间在统计学意义上具有正相关关系。为采用连续压实控制技术提供了依据。主要特点：由点的抽样检测转变为覆盖整个碾压面的全面监控与检测，现场可视化显示压实结果。点的抽样检验费时费力，给施工过程带来明显干扰。与常规检测方法结合起来，可以使常规检测的抽样控制变为关键（薄弱）区域控制，大量减少常规检测的数量,并且可以确认常规检测不合格点所处的范围。实现了施工过程的全过程监控，与施工同步，效率高、不干扰施工，并且能够指导现场施工，对欠压地段及时补充碾压，同时可以避免过压和优化碾压遍数，可以提高压实质量的均匀性。量测设备智能化程度高，操作简单，安装在驾驶室内实时显示压实信息，便于操作使用。对于大粒径填料路基，本项技术是目前可行的质量控制方法。

连续压实控制技术改变了传统意义上的抽样控制方式，不但使用在碾压全过程中，还体现在对整个碾压面的全覆盖式控制上，已经成为一项成熟并普遍应用的先进压实技术，在欧洲一些先进高铁国家得到了普遍应用，被欧美誉为筑路技术的第三次革命。三方面共同控制的重要性：压实程度，控制填筑体物理力学性能达到规定值的程度，解决填筑体是否有足够强度和刚度支承上部结构；压实均匀性，控制填筑体物理力学性能的均匀分布程度，解决能否均匀支承上部结构；压实稳定性——控制填筑体物理力学性能的稳定程度，解决在列车重复荷载作用下填筑体能否长期、有效地支承上部结构（疲劳问题）。

2012年3月北京铁道部组织连续压实技术规程宣贯会，2012年3月贵州贵广公司技术宣贯会，2012年4月长沙湖南公司技术宣贯会，2012年5月合肥公司技术宣贯会，2012年9月石家庄全路建设单位工程与安质部长技术宣贯会；在多个工程中进行了实践，2008年在哈大高铁，2008年在京沪高铁，2009年在成灌铁路，2010年在兰新铁路甘青段，2012年在沪昆、贵广客专。

从上个世纪八十年代起，国内外众多厂家对此进行过研制，但绝大部分的测试效果都不准确，造成不能很好地指导压实质量控制。其根本原因在于对存在的“测不准”现象没有很好地把握。因此，在使用前必须严格进行对设备进行相关性校验，相关系数0.70是对各种量测设备进行技术把关的最低界限。量测设备只是获取相关信息的手段，是比较容易实现的！关键技术——对散体压实成型和专业知识的深入理解和正确把握！加载设备为振动压路机，有些振动性能不稳定的压路机不适合用于连续压实检测；测试振动压路机振动性能的好坏应避免在较硬的地面上进行；应提醒驾驶员将振动频率调整到规定频率。

相关系数相关系数小于0.7发原因主要有两方面：连续检测与常规检测所影响的路基范围（水平与垂直） 不同所引起；所采用的连续评定指标存在局限性或缺陷所致。

连续压实控制目标值，由于振动压路机存在振动参数不统一、稳定性较差等问题，其压实程度控制的目标值尚不能针对填料类型进行统一规定。因此，结合路基填筑试验段开展相关性校验的环节不可或缺。

连续检测与常规检测的对应在，合格标准的临界值附近可能存在一个值对应多个另一个值的问题，即：有可能出现常规检测合格而连续检测不合格或连续检测合格而常规检测不合格问题

对含水量明感的填料，对于此类填料，含水量是影响力学性能的重要因素。在一定含水量条件下确定的相关关系以及目标值，当含水量发生变化时，其相关关系和目标值也随之变化，相关关系尽管存在，但不唯一。比较好的办法是在进行相关性校验时，将含水量作为一个变量考虑，但试验工作量大，并且含水量也不易精确控制。尽管如此，但大量实践表明，无论含水量怎样变化，振动压实值总是与该含水量条件下的常规质量验收指标之间具有统计学意义上的正相关性。

如何解决控制填层厚度，根据自动记录的”层数“和路基高度以及每一层固定断面的标高，即可实现填层厚度的控制，不必花费昂贵的代价实现。减少常规验数量，从国外和国内相关行业连续压实技术的应用情况看，采用连续压实控制技术作为质量控制手段后，可减少现行铁路路基压实质量验收标准中的检验数量。本规程与现行铁路路基工程施工质量验收标准并行一段时间后，将适时优化现行铁路路基工程施工质量验收标准中关于路基压实质量的检验数量，并且将体现在验收标准中。