三一重工:今天来谈谈沥青路面智能压实技术!

近二十年,我国公路建设发展迅速,目前全国高速公路里程数已达到15万公里,国家对于高速公路建设的投入依旧保持逐年增加的趋势。

然而现有的施工压实作业,主要依赖操作人员的经验水平,施工过程中对压实遍数的监控有限,容易出现漏压、过压的情况。成品的密实度检测也多是采用点检的方法进行,其检测结果往往不能真实、客观地反映全路段的压实质量,且抽芯的检查方式也会导致完整的路面受损。

因此,非常有必要引入新的技术方法及时获得路面压实过程数据,把施工质量从事后检测转向事中控制的科学管理模式,进一步提升工程施工质量管理水平。

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常规施工沥青层抽芯检测压实度

连续压实监控系统

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工艺原理

要保证沥青路面压实度合格,最直接、最有效的过程控制措施即是严格按要求执行压实工艺,在原材料质量合格的情况下,一是保证拌和及摊压温度,二是保证全路段每个点的压实遍数。

常规施工依靠人力监测沥青来料温度及压实遍数,效率低、错误率高,夜间施工时多发无人监控的情况,很容易导致路面欠压或过压,影响成品质量。

三一集团研究开发的智能压实技术采用可以实时在线检测路面碾压遍数、压实度、温度等压实参数,并可以指导操作手在施工过程中及时调整碾压轨迹及振幅、行走速度等关键机械参数,改善压实均匀性,进而提升施工效率和压实质量。

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系统原理

三一集团智能压实技术是通过在压路机上配备的在线检测和实时反馈系统。

在路面压实过程中,根据路面与振动压路机相互动态作用原理,结合高精度定位系统和温度测量装置,在振动压路机作业过程中连续测量压路机路面压实度、位置轨迹、温度等过程参数,并通过建立检测评定与反馈控制模型,实时指导操作手调整碾压参数,进而实现对整个碾压面压实质量的实时动态检测与控制。

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系统组成

智能压实系统主要包括振动压路机、高精度定位天线、无线网络、车载显示终端、振动传感器、温度传感器和大数据云平台。

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振动传感器:在振动压路机工作状态下(开启振动),采集振动钢轮位置路面实时反馈信息,并通过傅里叶变换换算成路面压实值。

温度传感器用于采集当前压路机位置温度信息,为沥青路面施工时高温碾压提供温度分布图。

云平台数据中心通过无线网络与搭载在压路机上的传感器连接,实时收集并处理路面数据信息,转化成直观的可视化色阶图,清晰明了的展示当前振动压路机所在位置的压实数据信息,主要包括压实度、遍数、温度、机械速度、振动频率、振幅、坐标等。并通过压路机上的车载终端呈现给操作手,指导操作手作业。

同时通过云平台数据共享可以实现远程监控施工,方便管理人员对工程的质量和进度进行宏观的调控。

智能压实系统可以采用单机作业和机群协同作业模式以适应不同的工况环境。

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操作流程

智能压实系统操作流程如下:

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工程应用及效果

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项目概况

三一集团智能压实技术在南京某高速公路(以下简称“南京高速”)上面层施工中得到实施应用,一共有5台压路机安装了智能压实系统,施工路段的沥青材料层采用SMA-13S,压实厚度为4cm,本次实施路段总长34km,为双向分离式上下行4车道。

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智能压实系统施工

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车载显示终端界面压实色阶图

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压实遍数分布色阶图

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实验结果分析

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南京高速与省内同期某高速压实度数据对比

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南京高速与省内同期某高速构造深度数据对比

通过施工后对施工路段的取芯及构造深度进行测试,并与省内同期某高速实验数据对比如前图所示。

从实验数据结果表明,采用三一智能压实技术能充分保证压实工艺的可靠执行,所施工高速的压实度、构造深度等离散性更小、均匀性更好,各项关键指标均优于省内同期的某高速路段数据。

这是因为在压路机振动碾压过程中通过智能压实数据分析,并通过车载电脑的压实色阶图实时指导压路机驾驶员了解路面压实情况,及时对路面欠压部位及时补压,在施工过程中有效改善压实质量,因此明显提高整个路面压实稳定性和均匀性。

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ICV值与碾压遍数关系

通过对碾压遍数数据分析可以看到,随着碾压遍数的增加ICV值随着遍数有一定程度增加,当压路机智能压实遍数达到第6遍后,ICV值趋于稳定,说明此时路面的压实值已经趋于稳定状态。但是随着压实遍数的进一步增加,智能压实ICV值会出现略微下降的趋势,这应是由于过压引起,因此通过ICV值的变化也可以客观反映出路面的压实情况。

通过采用智能压实技术可以连续采集路面压实参数信息,并将压实数据以色阶图方式呈现,实时指导压路机操作手作业,有效防止欠压及过压,改善路面压实均匀性和压实质量、提升压实效率和延长道路使用寿命。

另外,通过智能化技术手段还能将施工过程完整的记录下来,为后期质量问题追溯和是施工工艺提升提供有力的数据支撑。

智能压实技术的实施需要在试验段对材料及工艺先进行实验,通过严格执行合格的施工参数,取得良好的施工效果,后期计划通过大数据取值的方式,参照同地区同类工况条件下取值的方式,以提高该技术的自适应能力。

(本文来自:三一泵送)

责任编辑:Yaodl

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三一重工股份有限公司

三一重工股份有限公司由三一集团投资创建于1994年,总部坐落于长沙经济技术开发区。自公司成立以来,三一重工每年以50%以上的速度增长。2008年,尽管受金融危机影响,三一重工仍然延续了以往的增长,全年实现营业收入137.45亿元,较上年增长50.3%。2009年公司实现销售收入164.96亿元,同比增长20.01%,利润总额26.29亿元,同比增长70.65%。2010年上半年,公司实现营业收入169.46亿元,同比增长98.43%;利润总额36.18亿元,较上年同期增长159.33%;净利润28.75亿元,同比增长162.39%。三一重工主要从事工程机械的研发、制造、销售,产品包括建筑机械、筑路机械、起重机械等26大类200多个品种,主导产品有混凝土输送泵、混凝土输送泵车、混凝土搅拌站、沥青搅拌站、压路机、摊铺机、平地机、履带起重机等。目前,三一混凝土输送机械、搅拌设备、履带起重机械、旋挖钻机已成为国内第一品牌,混凝土输送泵车、混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率居国内首位,泵车产量居世界首位,是全球最大的长臂架、大排量泵车制造企业。2002年,三一重工在香港国际金融中心创下单泵垂直泵送混凝土406米的世界纪录。2007年12月,三一重工在上海环球金融中心以492米再次创造单泵垂直泵送的世界新高。三一重工还研制出世界第一台全液压平地机、世界第一台三级配混凝土输送泵、世界第一台无泡沥青砂浆车。2007年10月,由三一重工自主研制的66米臂架泵车问鼎吉尼斯世界纪录。2008年底,三一推出72米世界最长臂架泵车,实现了对混凝土泵送技术的又一次跨越。三一秉承“品质改变世界”经营理念,将销售收入的5%-7%用于研发。拥有国家级技术开发中心和博士后流动工作站,目前共申请专利2040项,拥有授权有效专利1000项。荣获国家科技进步二等奖,被认定为中国驰名商标、全国“免检产品”、中国名牌产品、中国工程机械行业标志性品牌。在国内,三一重工建有遍布全国的100多个营销、服务机构,拥有56个服务网点仓库、6条800绿色服务通道。其自营的机制、完善的网络、独特的理念,将星级服务和超值服务贯穿于产品的售前、售中、售后全过程。在全球,三一建有30个海外子公司,业务覆盖达150个国家,产品出口到110多个国家和地区。目前,三一已在印度、美国、德国、巴西相继投资建设工程机械研发制造基地。三一重工已通过国家ISO9000质量体系认证、ISO14001环境管理体系认证、OHSAS18001职业健康安全体系认证和德国TUV认证。三一重工于2003年7月3日上市;2005年6月10日,三一重工成为首家股权分置改革成功并实现全流通的企业,被载入中国资本市场史册。2003年10月3日 中共中央总书记、国家主席胡锦涛视察三一,亲切鼓励三一人:“你们已经取得了辉煌的过去,希望你们团结一心,有一个更加美好的未来!”此后,温家宝、贾庆林、曾庆红、黄菊、周永康等党和国家主要领导人相继视察三一。董事长梁稳根先生是三一集团的主要创始人,中共十七大代表,八、九、十届全国人大代表,全国劳动模范、全国优秀民营企业家,优秀中国特色社会主义事业建设者,“中国经济年度人物”、福布斯“中国上市公司最佳老板”、“蒙代尔•世界经理人成就奖”获得者。
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