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摘 要：在路基施工中，路基压实质量控制要求较高，而传统的施工主要依赖压路机操作手的个人经验，容易造成漏压、过压的情况，施工质量难以得到保障。本文主要介绍了高速公路路基施工质量管控系统在江苏省内某高速公路路基施工中的应用情况，验证了预测模型在92区与压实度实际检测值的误差，结论如下：高速公路路基施工质量管控系统输出的监测值可以指导现场施工、预测精度较高;通过网络可远程查看施工现场的碾压轨迹、碾压遍数，以及压实质量的实时状态，便于工程管理。
关键词：路基智能压实;预测模型;工程管理
引言
近年来，我国在高速公路、国省干线公路和市政工程建设方面发展迅猛，但随之而来的是工程质量管理中，由于缺乏必要的信息化技术手段，不能对一些重要工序的施工过程进行实时监控。在路基施工中，路基压实质量控制要求较高，而传统的施工主要依赖压路机操作手的个人经验，容易造成漏压、过压的情况，施工质量难以得到保障。因此，有必要引入新的信息化方法和手段来及时获得路基施工过程的有效数据，达到施工质量智能监管的目的，进一步提高工程施工管理水平。
本文以江苏省内某高速公路路基土为研究对象，研究段落全长10.250km。主线为双向四车道高速公路，设计速度为120km/h，路基全宽28.0m。沿线勘探深度范围内揭露地层为第四系全新统冲积相和上更新统冲积相粉质黏土与粉土。
1 准备工作
1.1 压实机具
试验过程中使用的压路机为徐工XS182J型振动压路机。试验过程中压路机行驶速度控制在3.5km/h。
1.2 硬件安装
连续压实控制系统由加载设备、测量设备、后台压实信息管理平台和远程压实信息管理平台组成，系统组成示意图如图1所示。
1—加载设备;2—量测设备;3—传感器;4—信号调理;
5—数据采集;6—分析处理;7—显示设备;8—反馈控制。
在图1中，加载设备为振动式压路机;测量设备由振动传感器、信号调理、数据采集、分析处理、显示设备及系统控制软件等组成;后台压实信息管理平台由压实数据管理软件和计算机处理系统等组成;远程压实信息管理平台由压实信息接收软件、数据库和服务器等组成。
1.3计量设备校准
为了保证采集数据的真实性与准确性，振动传感器的动态性能应稳定，线性范围为振动幅值在（5～100 ）m/s2时的相对误差应不大于0.5%，振动频率在（5～120）Hz时的相对误差应不大于0.5%。应根据以上要求对振动传感器进行校核工作，振动传感器的振动幅值特性和振动频率特性的检验按以下步骤进行：
（1）采用符合JJG 676要求的标准振动台，将振动传感器安装在振动台上，开启测量设备的数据采集功能进行振动试验。
（2）将振动台的振动频率调整到5Hz，然后将振动幅值从5m/s2开始，按照级差为5m/s2的幅度进行逐级调整至100m/s2，观测振动传感器屏幕上显示的实际振动幅值输出，与标准值比较，其相对误差应符合要求。
（3）调整振动台的振动频率，调整幅度为5Hz，然后重复（2）步骤，直至调整到振动频率为120Hz，其实际振动幅值与标准值的相对误差应符合要求。
（4）将振动台的振动幅值调整到5m/s2，然后将振动频率从5Hz开始，按照级差为5Hz的幅度进行逐级调整至120Hz，观察测量设备屏幕上显示的实际振动频率输出，与标准值比较，其相对误差应符合要求。
（5）调整振动台的振动幅值，调整幅度为5m/s2幅值，然后重复（2）步骤，直至调整到振动幅值为100m/s2，其实际振动频率与标准值的相对误差应符合要求。
2 高速公路路基施工质量管控系统效果评估
2.1 管控系统预测模型
基于工程相关课题研究，本文采用的预测模型如下：
CEIC=72.12n0.14+27.27h-0.14v-1.72ECV
式中：
CEIC——路基压实质量综合评价指数，%;
n——碾压遍数;
v——碾压速度，m/s;
h——松铺厚度，m;
ECV——振动压实值。
由于CEIC模型建立时采用的回归数据均为92区，因此可对92区的压实度预测值精度进行验证。
2.2监控系统效果评估
使用高速公路路基施工质量管控系统在92区进行路基压实质量综合评价指数（CEIC）的实时获取，施工结束后在对应点上进行灌砂法实验，获取路基的实测压实度值，结果见表1。
18组验证样本的CEIC值与实测值的比较以及相对误差值变化趋势见图2。CEIC对压实度的预测值较实测值偏差有正有负，预测结果均具有很高的精度，残差值分布区间为[-0.76，0.64]。
CEIC与实测压实度的相对误差在不同范围内的分布情况如图3所示。高速公路路基施工质量管控系统对压实度的预测误差基本上呈现正态分布，达到了较高的精度：相对误差大于0.8的数据都为1 个，相对误差小于 0.8的数据占到了94%。
3 施工过程远程监控
根据本工程所使用的软件系统，对现场的施工状况进行在线远程查看，碾压完毕后关闭碾压工作面，输出碾压轨迹图形报告及预测压实度值图形报告。
4 结论
本文主要介绍了高速公路路基施工质量管控系统在依托工程中的应用情况，验证了预测模型在92区与压实度实际检测值的误差，结论如下：①高速公路路基施工质量管控系统输出的监测值可以指导现场施工，预测精度较高。②高速公路路基施工质量管控系统可通过网络远程查看施工现场的碾压轨迹、碾压遍数，以及压实质量的实时状态，便于工程管理。
参考文献
[1] 吴永平. 智能压实技术系统分析[J].建筑机械化，2012，（6）：41-44.
[2] 巨永峰. 振动压路机压实智能控制与故障智能诊断的研究 [D]. 长安大学，2005：6-12.
[3] 崔樹华，汪学斌，周峰. 压实度实时检测及智能压实技术的发展现状[J]. 筑路机械与施工机械，2013，（3）：19-21.
[4] 胡红梅.快速测量路基压实度的技术研究[J].江苏大学学报（自然科学），2003， 24（3）：84-87.
[5] 张人鹏，辛涛.现场总线技术在智能振动压路机控制系统中的应用[J]. 建设机械技术与管理，2004（8）：6l-63.
[6] Qian Cunhua，SyoujiN，ToshioN.Optimal Backup Policies for a Database System with Incremental Backup[J].Fundamental Electronic Science，2002，85（4）：1-9.
关键词：路基智能压实;预测模型;工程管理
引言
近年来，我国在高速公路、国省干线公路和市政工程建设方面发展迅猛，但随之而来的是工程质量管理中，由于缺乏必要的信息化技术手段，不能对一些重要工序的施工过程进行实时监控。在路基施工中，路基压实质量控制要求较高，而传统的施工主要依赖压路机操作手的个人经验，容易造成漏压、过压的情况，施工质量难以得到保障。因此，有必要引入新的信息化方法和手段来及时获得路基施工过程的有效数据，达到施工质量智能监管的目的，进一步提高工程施工管理水平。
本文以江苏省内某高速公路路基土为研究对象，研究段落全长10.250km。主线为双向四车道高速公路，设计速度为120km/h，路基全宽28.0m。沿线勘探深度范围内揭露地层为第四系全新统冲积相和上更新统冲积相粉质黏土与粉土。
1 准备工作
1.1 压实机具
试验过程中使用的压路机为徐工XS182J型振动压路机。试验过程中压路机行驶速度控制在3.5km/h。
1.2 硬件安装
连续压实控制系统由加载设备、测量设备、后台压实信息管理平台和远程压实信息管理平台组成，系统组成示意图如图1所示。
1—加载设备;2—量测设备;3—传感器;4—信号调理;
5—数据采集;6—分析处理;7—显示设备;8—反馈控制。
在图1中，加载设备为振动式压路机;测量设备由振动传感器、信号调理、数据采集、分析处理、显示设备及系统控制软件等组成;后台压实信息管理平台由压实数据管理软件和计算机处理系统等组成;远程压实信息管理平台由压实信息接收软件、数据库和服务器等组成。
1.3计量设备校准
为了保证采集数据的真实性与准确性，振动传感器的动态性能应稳定，线性范围为振动幅值在（5～100 ）m/s2时的相对误差应不大于0.5%，振动频率在（5～120）Hz时的相对误差应不大于0.5%。应根据以上要求对振动传感器进行校核工作，振动传感器的振动幅值特性和振动频率特性的检验按以下步骤进行：
（1）采用符合JJG 676要求的标准振动台，将振动传感器安装在振动台上，开启测量设备的数据采集功能进行振动试验。
（2）将振动台的振动频率调整到5Hz，然后将振动幅值从5m/s2开始，按照级差为5m/s2的幅度进行逐级调整至100m/s2，观测振动传感器屏幕上显示的实际振动幅值输出，与标准值比较，其相对误差应符合要求。
（3）调整振动台的振动频率，调整幅度为5Hz，然后重复（2）步骤，直至调整到振动频率为120Hz，其实际振动幅值与标准值的相对误差应符合要求。
（4）将振动台的振动幅值调整到5m/s2，然后将振动频率从5Hz开始，按照级差为5Hz的幅度进行逐级调整至120Hz，观察测量设备屏幕上显示的实际振动频率输出，与标准值比较，其相对误差应符合要求。
（5）调整振动台的振动幅值，调整幅度为5m/s2幅值，然后重复（2）步骤，直至调整到振动幅值为100m/s2，其实际振动频率与标准值的相对误差应符合要求。
2 高速公路路基施工质量管控系统效果评估
2.1 管控系统预测模型
基于工程相关课题研究，本文采用的预测模型如下：
CEIC=72.12n0.14+27.27h-0.14v-1.72ECV
式中：
CEIC——路基压实质量综合评价指数，%;
n——碾压遍数;
v——碾压速度，m/s;
h——松铺厚度，m;
ECV——振动压实值。
由于CEIC模型建立时采用的回归数据均为92区，因此可对92区的压实度预测值精度进行验证。
2.2监控系统效果评估
使用高速公路路基施工质量管控系统在92区进行路基压实质量综合评价指数（CEIC）的实时获取，施工结束后在对应点上进行灌砂法实验，获取路基的实测压实度值，结果见表1。
18组验证样本的CEIC值与实测值的比较以及相对误差值变化趋势见图2。CEIC对压实度的预测值较实测值偏差有正有负，预测结果均具有很高的精度，残差值分布区间为[-0.76，0.64]。
CEIC与实测压实度的相对误差在不同范围内的分布情况如图3所示。高速公路路基施工质量管控系统对压实度的预测误差基本上呈现正态分布，达到了较高的精度：相对误差大于0.8的数据都为1 个，相对误差小于 0.8的数据占到了94%。
3 施工过程远程监控
根据本工程所使用的软件系统，对现场的施工状况进行在线远程查看，碾压完毕后关闭碾压工作面，输出碾压轨迹图形报告及预测压实度值图形报告。
4 结论
本文主要介绍了高速公路路基施工质量管控系统在依托工程中的应用情况，验证了预测模型在92区与压实度实际检测值的误差，结论如下：①高速公路路基施工质量管控系统输出的监测值可以指导现场施工，预测精度较高。②高速公路路基施工质量管控系统可通过网络远程查看施工现场的碾压轨迹、碾压遍数，以及压实质量的实时状态，便于工程管理。
参考文献
[1] 吴永平. 智能压实技术系统分析[J].建筑机械化，2012，（6）：41-44.
[2] 巨永峰. 振动压路机压实智能控制与故障智能诊断的研究 [D]. 长安大学，2005：6-12.
[3] 崔樹华，汪学斌，周峰. 压实度实时检测及智能压实技术的发展现状[J]. 筑路机械与施工机械，2013，（3）：19-21.
[4] 胡红梅.快速测量路基压实度的技术研究[J].江苏大学学报（自然科学），2003， 24（3）：84-87.
[5] 张人鹏，辛涛.现场总线技术在智能振动压路机控制系统中的应用[J]. 建设机械技术与管理，2004（8）：6l-63.
[6] Qian Cunhua，SyoujiN，ToshioN.Optimal Backup Policies for a Database System with Incremental Backup[J].Fundamental Electronic Science，2002，85（4）：1-9.