压实度检测方法 压实度实时检测方法

国内外大量研究表明，压实不足和压实均匀性差是沥青路面损坏的主要原因之一。统计表明，压实度每增加1%，路面承载力就会增加10%-15%，而压实成本仅占总投资的1%-4%。因此，有效压实是提高路面质量的一种有效而经济的方法。在施工过程中，如果能够实时监测沥青路面的压实度，就可以大大减少沥青路面压实不足、压实均匀性差甚至过压实的问题。

传统击实试验方法

压实度是公路建设和验收中反映施工质量的重要性能指标，其检测方法也得到广泛关注和不断发展。传统的压实质量检测方法主要有:填砂法、水囊法、环刀法、封蜡法、核子仪、无核密度仪、振动检测等。这些方法都不能用于在线检测，这是昂贵和劳动密集型的。特别是核紧度计，容易受到外界环境的干扰，放射性物质对人体有害。

压实度实时检测方法

瑞典地球动力公司的机载压实仪

20世纪80年代，瑞典Geodynamik公司首次研制出一种新型机载压实度仪。其工作原理是:在振动压路机的工作过程中，传感器测量振动轮在垂直方向上的加速度变化，然后对其进行处理和分析，再与传统密实度测量方法测量的结果进行比较，得到被压材料的密实度。虽然得到了被压材料的密实度值，但在测量过程中误差较大。

Dynapac电子压实仪

1984年，Dynapac推出了电子压实度检测仪，用于检测路面施工中的压实度。这种电子压实仪直接安装在压路机上，通过它，司机可以从一开始的仪表板上看到道路施工中的压实数据。通过使用这种检测器，可以避免超压次数，以达到压实效果。相反，在保证压实质量的前提下，可以最大限度地减少压路机的次数，降低成本。有三个部分，载荷速度测试仪安装在振动架上，电子微处理器安装在仪表板上，电子紧密度安装在仪表板上。

Bomag开发BTM05压实控制系统

该系统的工作原理是基于测量土壤在压实过程中吸收的振动能量而设计的。如果将压缩土吸收的能量按偏心轴转动一次的时间段分解，则振动轮转动一次传递的有效功率可用积分法计算。随着土壤密实度的增加，土壤刚度也会增加。工人可以通过连续读取压实过程中振动轮有效功率的变化来了解土壤压实度的变化。

该系统由两个加速度传感器、一个行程表、一个微处理器、一个欧米茄表、一个控制台和一个打印机组成。加速度传感器安装在压实轮上，与水平方向成45度角，相互垂直排列，可以连续记录压实轮的加速度矢量。指示器安装在驾驶室的仪表板上，称为手表。通过打印机，可以实时打印滚动段的变化。据此，也可以准确计算出被测路段的软压实点位置或低承载力区域。

Dynapac公司的巨细胞病毒检测系统

Dynapac公司提议使用CMV来检测压实度。

振动轮垂直加速度的谐波分量会因受压材料的压实条件不同而表现出不同的特性。这些特征反映了材料的压实程度。研制了巨细胞病毒检测系统。通过安装在振动轮上的加速度传感器，在一定频率下实时采集振动轮的加速度信号，然后通过信号处理和算法得到反映压实情况的CMV。CMV值与轧辊型号、振动频率、振幅、轧制速度和方向有关。当振动轮连续振动时，可以连续读出压实值。

当CMV较低时，意味着材料未压实或材料本身无法压实或软层太薄。CMV 20的时候，正常。当CMV高时，说明基础刚度高。如果压实度不随压实次数变化或变化很小，说明压实没有效果或效果不明显。此时，需要采取更换压路机、更换压实材料等措施。如果压路机在压实过程中跳动，压实度值将下降近一半。

Bomag的Evib检测系统

Bomag认为，随着被压材料的不断压实，振动轮与被压材料的相互作用力不断增大，安装在振动轮上的加速度信号总会发生变化，这是有关系的。对振动轮上的加速度信号进行提取和处理，通过力学模型确定的软件算法可以计算出材料的动态模量Evib来表征压制材料的压实情况。Evib与土的变形系数有很好的对应关系，其检测系统可以帮助司机更好的控制机器，选择更合理的机械参数和压实工艺，获得更好的压实质量。

CaterpillarMDP密实度检测系统

CaterpillarMDP压实度检测系统的工作原理是滚动阻力。材料压实度越低，即材料越疏松，压路机越难在前方材料层上碾压。MDP原理是通过测量滚动阻力来判断土壤硬度。MDP是卡特彼勒公司的专有测试技术，应用广泛，适用于几乎所有土壤，包括粘性土壤。压路机不振动时，还可以实时监控路面的压实度，可以避免压路机的多次碾压，节省大量成本。

MDP随着碾压次数的增加而逐渐减小，MDP反映压路机在克服自身重力功、振动轮加速度功和机械内部损耗下的净输出功。MDP越大，土壤材料越疏松，压实度越低。反之，土壤越密越硬，压实度越大。

酒井公司CCV压实度检测系统

日本Sakai公司的密实度检测系统给出的CCV值与CMV值计算方法类似，不同的是在CCV的计算中，加速度信号中的0.5、1、1.5、2、2.5、3个谐波分量都考虑在内。它根据测得的加速度数据确定相对硬度指数的谐波频率。坂井使用安装在滚轮上的加速度计记录地面相互作用数据。其思路是，当接地刚度增大时，滚轮开始进入“跳跃”动作，产生振动加速度的各种频率分量。

沃尔沃推出智能压实系统

沃尔沃表示，智能压实系统有两种包装形式:一种是沃尔沃；；另一个是VolvoIC，直接显示压实度。后者不仅增加了沃尔沃首次应用的实时压实度显示技术，还具有压实路径、温度分布图、IC系统数据存储等功能。IC系统具有直接显示压实度的功能，操作人员可以实时判断操作是否达标。里面有一个校准屏幕，操作员可以在这里设置施工项目的目标压实度。计算误差小于沥青芯取样的1.5%，可实时提供整个沥青层的压实度。

带密度计的VolvoIC系统用户界面可以用彩色显示每平方英尺压实路面的压实度，并在页面角落显示实时压实度值。

两种形式的智能压实系统都可以实时显示温度图和压实路径。压实路径功能可以用独特的颜色标记每个压路机的行驶轨迹和钢轮的重叠压实部分，以便操作人员找到接缝并进行相应的校正；温度图表显示了压路机正式路径上的最新摊铺温度数据。

结论

压实检测系统可以通过实时检测压实情况来判断材料是否压实，避免负压和过压，及时发现压实过程中存在的问题并采取相应的措施加以解决，大大提高了压实质量和效率。随着压实度实时检测系统的不断发展，由其驱动的智能压路机将不断发展，压实作业将更加高效，工程质量将不断提高。

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