连续压实控制技术规程讲座(2014-09版+)

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2014.08规程编写组《TB10108-2011》技术背景规程内容常见问题（1）常规检测——传统压实控制传统控制方法一览压实质量控制现状常规检测的不足•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——连续压实控制一类技术的统称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（1）瑞典压实计方法（指标：谐波比CMV）——最早处理方式局限性？51015202530-1-0.50.5151015202530-1.5-1-0.50.511.55101520-3-2-1123连续压实控制——几种方法的技术特点CMV——是压实计值的英文缩写•自瑞典压实计方法出现后，其指标CMV的适用范围就一直存在争议。•国内外的实践表明，CMV在很多情况下并不能正确反映被压材料的压实状态，即：CMV大的地方的压实质量未必就好，反之亦然。•由于CMV在很多情况下并不能真实地反映压实质量信息，这也是国际上许多国家放弃CMV这个指标的主要原因。•CMV只有采用特定压路机、碾压一些细粒料时是有效的，这是包括日本、美国和中国等多个国家的研究结论。CMV指标存在局限性的实例美国进行的CMV对比试验（资料来源：IntelligentCompactionandIn-SituTestingatMn/DOTTH53MN/RC-2006-13）大部分情况下CMV与常规指标之间的相关性比较弱，r≤0.5！中国进行的CMV对比试验（资料来源：1998年交通部跨世纪人才项目《高等级公路沥青路面柔性基层研》——2000年在某高速公路级配碎石基层上进行的对比试验结果）（资料来源：——2008年某外国公司采用CMV在哈大客专路基上进行的对比试验）压路机振动信号谐波成分的实测CMV指标存在局限性的原因日本研究结论——CMV对含有较多细颗粒的材料在某种程度上是有效的，而对于堆石料等粗粒坚硬材料，用其进行压实质量控制和管理尚存在一些问题。（2）德国力学方法（指标：振动模量Evib）——需专用振动压路机!!!使用条件：•土体为线弹性、小变形，且振动轮与土体之间接触紧密、无弹跳；•土体的阻尼和泊松比已知；•振动压路机振动参数已知；•振动轮的尺寸参数已知。（3）国内动力学方法（指标：抵抗力）特点：•1993年始于公路碎石土路基的质量控制课题研究；•1999年提出基于以评定和控路基结构抵抗力的动力学方法；•2008年铁道部立项从理论体系、测试技术和工程应用等方面对动力学方法又进行了系统研究；•适用于所有振动性能稳定的振动压路机。此外——采用“GPS+瑞典压实计（CMV）”方案•发挥GPS长处，以控制路基几何尺寸为主（填厚和碾压遍数）•属于数字化施工范畴，不属于连续压实控制领域范畴•在各国连续压实控制标准中均未被采用•本规程不包括这类方法国内相关行业从1993年起本编写组成员开始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。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。连续压实控制基本原理与主要特点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。（1）基本原理压实机具作用下——路基结构抵抗力与振动响应关系线性分析(,,,,)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。抵抗力与振动响应抵抗力与振动响应的一致性验证了理论分析结论抵抗力与干密度在密度能测准的条件下，抵抗力与压实度之间具有正相关性抵抗力与K30抵抗力与Ev2抵抗力与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有砟轨道结构同样需要路基提供均匀的支承条件路基结构的不均匀沉降造成有砟道床养护问题普通铁路同样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其它——哈工大与铁二院《铁路粗粒土路基连续压实检测应用技术研究》众多单位与专业参与项目研究参与相关研究的先后有：西南交通大学，哈尔滨工业大学，中铁二院，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，大连理工、哈尔滨理工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段的二标、三标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铁总办[2013]3号文件《中国铁路总公司关于2013年铁路建设工程质量工作的指导意见》——“三（5）”中指出：要积极采用研发的隧道全断面检测设备、路基碾压检测一体机、……等“四新”成果。——连续压实控制技术的俗称铁总关于连续压实控制新动态1.2014年在修订的高速铁路设计规范中6.1.4条规定：“路基连续填筑长度较长时，应积极采用连续压实控制等技术”；2.2014年6月铁总给“规程编写组”下达了《铁路路基填筑工程连续压实控制技术和验收标准研究》专项研究的任务；3.从2013年10月起，工管中心信息办提出了路基压实控制信息化的要求，目前规程编写组正在积极配合信息办就连续压实上传数据接口进行相关调试工作。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——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2014年4月呼准鄂铁路、9月石济高铁技术宣贯会………………………………………………连续压实技术规程宣贯会规程内容技术背景常见问题TB10108—2011铁路行业强制标准代号J1335—2011建设部已批复将本标准作为国家工程建设行业标准备案中华人民共和国行业标准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。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第一章总则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质量报告作为验收资料存档要求第三章基本规定（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