路基连续压实控制规程宣贯讲座(铁道部)

徐光辉宣贯讲座铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程2012.03西南交通大学中华人民共和国行业标准参编单位：铁二院、铁二局、铁科院规程内容流程举例常见问题1.1各章简介《规程》共分6章，内容包括：总则、术语和符号、基本规定、相关性校验、连续压实控制、压实质量报告，另有3个附录。1.规程内容规程架构按照施工顺序编排连续压实控制实施的四个关键环节（阶段）设备检查相关性校验过程控制质量检测加载与量测设备控制压实程度和压实均匀性及稳定性压实状态分布与压实薄弱区域连续指标与常规指标编制目的适用范围连续压实控制的系统功能连续压实控制技术的使用原则第一章总则压实质量控制现状（1）常规检测——传统压实控制传统控制方法一览常规检测的不足•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。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。（2）连续检测——连续压实控制国外发展及应用瑞典于1975年研制了检测设备（压实计），并开始工程应用。70年代：（研究期）产生了利用振动压路机在碾压过程中的动态反应信息来检测压实质量的想法。60年代：（萌芽期）80年代：（发展期）德国和瑞士等国家的加入，进一步推动了本项技术的发展，在工程中也得到了更广泛的应用。90年代：（成熟期——制定规范与普遍采用）国际上系统地提出来了连续压实控制技术——CCC技术。一些国家开始建立相关技术标准。在铁路、公路、大坝、机场、地基等填筑工程领域进行了普遍应用。2000年以后（智能初期）由于技术的成熟，研究的重点已转移到如何进行智能压实问题——压路机根据土体的变化进行自动调频调幅以优化压实。“智能压实（IC）”，是CCC技术与压路机械进一步结合的产物，是筑路技术的“第三次革命”。具有智能压实功能的压实机具注意智能压实的含义国内相关行业从1993年起本编写组成员开始参加研究其它行业已开展相关标准的研究2000198819932008………BYA92、94、2004瑞典德国ZTVE-StB-93、94、2009、2010奥地利RVS8S.02.6一些国家关于连续压实控制的技术标准法国、荷兰、爱尔兰等国家计划将其纳入国家标准中，欧盟考虑建立一套统一的CCC技术标准。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。基本原理与主要特点（1）基本原理——连续压实控制基本原理示意图由压路机的振动响应识别路基抵抗力是关键连续压实控制ContinuousCompactionControl路基填筑碾压过程中，根据土体与振动压路机相互动态作用原理，通过连续量测振动压路机振动轮竖向振动响应信号，建立检测评定与反馈控制体系，实现对整个碾压面压实质量的实时动态监测与控制。——理论基础压实机具作用下——路基结构抗力与振动响应（加速度）关系线性分析(,,,,)zFFPfMKC2222()(2)4zKfCFXf1非线性分析230()()()FxMfxMxx12()sinsin3xABtBt2通过对各种振动压实机具和各种填料的大量试验，验证了连续压实控制指标与常规检验指标（指K30、Ev2、Evd、K）之间具有正相关关系。抗力与振动响应抗力与振动响应的一致性验证了理论分析结论抗力与干密度在压实度能测准的条件下，抗力与压实度之间具有正相关性抗力与K30抗力与Ev2抗力与Evd——为采用连续压实控制技术提供了依据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。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。（2）主要特点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。若个别试验点不满足要求时，重新碾压界线很难界定。在压实薄弱区域（红色）进行常规检测，更能保证压实质量。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。连续检测与施工同步常规检测事后进行无砟轨道结构更需要路基提供均匀的支承条件路基的不均匀支承容易造成上部结构的损伤，影响运营期的行车安全高速铁路尤为重要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。总体而言，连续压实控制技术改变了传统意义上的抽样控制方式，不但使用在碾压的全过程中，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。建立连续压实控制技术的相关标准，在路基填筑过程中进行全过程的连续压实质量控制已成为一项迫切需要解决的问题。采用这项技术不但能提高生产效率，还能更有效地控制和提高路基的压实质量。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、规程的协调统一编制原则科技司：《高速铁路路基连续压实检验控制技术与装备研究》科研项目建设司：《铁路路基工程连续压实检测技术规程编制的研究》铁路科研与实践为编制奠定了基础参与项目研究参与相关研究的先后有：西南交大，哈工大，铁二院，铁科院，哈大客专公司，京沪高铁公司，兰新铁路甘青公司，铁二局，铁八局，铁一局、中南大学，大连理工大学、哈尔滨理工大学、上海工程技术大学以及中水电集团公司等。研究人员由土木、岩土、电子、控制、计算机、测试等多个专业组成。参加项目评审与指导包括周镜院士在内的众多路内外专家参加了不同阶段的评审和技术指导。参加项目评审的有铁道部相关部门，铁科院，铁一、二、三、四院，同济大学以及铁二、三、八、十二局等多个施工单位。（1）科技司项目（2）建设司项目（3）工程实践在多个工程中进行了实践这些工程实践不但进一步验证了技术成果的可靠性，同时也为建立技术标准奠定了基础。2008年在哈大客专大连至沈阳标的二段、三段2008年在京沪高铁三标2009年在成灌铁路二标2010年在兰新铁路甘青段八、九标此外,2007年在武广客专进行了一些应用研究在路外一些填筑工程中也进行了应用哈大客专京沪高铁兰新铁路八、九标位于张掖地区，其中路基全长70余公里。2010年6月，项目组为指挥部、监理公司和施工单位提供了多次技术培训。这是第一次在铁路建设中进行的大面积应用。控制项目包括压实程度、压实稳定性和均匀性，压实薄弱区检测。这些工程应用不但进一步验证了研究成果的可靠性，同时也进一步明确了规程编制原则。成灌铁路深圳某造纸厂新建工程——大型填海造地采用压实薄弱区域控制法，大量减少了常规检验（压实度）数量哈尔滨群力开发区——市政道路杂填土路基处理评估综上所述，国内外各行业的技术成果与工程实践表明目前已具备了编制连续压实控制技术标准的条件《规程》进行了多次专家审查，经逐字逐句地反复修改，最终形成报批稿。《规程》送审稿审查与德国标准编写者进行技术交流与美国技术人员进行交流国际交流第三章基本规定（1）连续压实控制系统组成硬件部分：加载设备+量测设备软件部分：压实控制软件+数据管理软件（2）连续压实控制技术的用途从压实程度、压实均匀性和压实稳定性三方面对路基质量进行控制过程控制：压实程度、压实均匀性、压实稳定性质量检测：确定碾压面压实状态分布，识别薄弱区域（3）加载设备和量测设备的技术要求——振动压路机自重不宜小于16吨加载设备自重——主要影响检测深度频率——主要影响激振力振动频率波动较大，将会导致激振力出现更大的波动，量测结果出现异常变化振动频率的波动范围不应超过规定值的±0.5Hz组成：振动传感器、信号调理（放大、滤波）、采集、记录、信号分析处理软件和显示装置等部分振动传感器采用加速度传感器垂直安装不小于10mV/m·s-2量程不小于10g量测设备模/数转换位数应不小于16位采样频率应不小于400Hz实时以数字和图形方式显示压实质量相关信息数据采集与显示装置连续压实控制应按照“设备检查、相关性校验、过程控制、质量检测”四阶段进行。铁路路基填筑工程连续压实控制工艺流程图（4）关键环节和工艺流程工艺流程相关性校验的实施步骤相关系数和回归方程的计算方法采用相关系数判定技术适用性的原则（r≥0.7）连续压实控制目标值的确定方法第四章相关性校验压实质量过程控制和质量检测的实施步骤压实程度、压实均匀性和压实稳定性判定准则和控制的标准压实薄弱区域的确认方法压实薄弱区域内进行常规质量验收的原则第五章连续压实控制第六章压实质量报告压实质量报告相关信息采用易于读取和存储的数据格式。压实质量报告除进行常规存档外尚应进行电子存档压实质量报告以图形和数字方式显示（1）显示和存储格式——也是为下一步压实质量信息化管理做准备A.Descriptionofthecontents连续压实质量检测报告——压实状态分布图、压实程度分布图、过程控制最后一遍的相关资料以及薄弱区域的压实质量验收资料相关性校验报告——对比试验数据、相关系数、回归模型，附有试验段压实状态分布图和碾压轮迹振动压实曲线（2）报告组成压实状态分布图工程信息文件编号：xx层xx段xx轮迹xx遍开始里程：Kxxx+xxxm停止里程：Kxxx+xxxm路基宽度：xxxm路基填料：A碾压面积：xxxxm2测试日期：xxxx-xx-xx测试时间：xx:xx-xx:xx加载信息压路机：xxt振动质量：xxxxxkg激振力：xxxKN额定频率：xxHz额定振幅：x.xmm行驶速度：x.xkm/h质量信息目标值：xxx常规值：xxx最大值：xxx最小值：xxx极差：xx平均值：xxx标准差：xx变异系数：xx实测频率：xx，xx，xx，xx通过面积：xxxxm2通过率：xx%数据分组：3分组间距：xx直方图图例0102030405060708xx…………000005010015020025030035040045050055060065070075080085090095100测试操作：负责人：日期：监理：日期：Kxxx+xxxxxxxxxxxx压实程度分布图工程信息文件编号：xx层xx段xx轮迹xx遍开始里程：Kxxx+xxxm停止里程：Kxxx+xxxm路基宽度：xxxm路基填料：A碾压面积：xxxxm2测试日期：xxxx-xx-xx测试时间：xx:xx-xx:xx加载信息压路机：xxt振动质量：xxxxxkg激振力：xxxKN额定频率：xxHz额定振幅：x.xmm行驶速度：x.xkm/h质量信息目标值：xxx常规值：xxx最大值：xxx最小值：xxx极差：xx平均值：xxx标准差：xx变异系数：xx实测频率：xx，xx，xx，xx通过面积：xxxxm2通过率：xx%直方图图例0102030405060708xx…………000005010015020025030035040045050055060065070075080085090095100测试操作：负责人：日期：监理：日期：Kxxx+≥[VCV][VCV]附录B与C——压实质量报告图例压实状态分布图工程信息文件名称：08层01段XX轮迹01遍开始里