(一)压实值实时检测子系统设计思想。压路机执行压实过程中,操作人员需要实时了解当前的压实值以判断路面的压实状况并做相应调整。该子系统的设计用来实现压实值的实时显示、压实曲线的显示以及压实数据存储。
振动压路机实时检测时的最小分辨单位为一个测量单元,以m2计,是振动压路机有效碾压宽度与行走距离的乘积。一个振动压实数据代表一个测量单元面积上压实状态的平均值,通常一个测量单元的面积采用1 m2。
(二)压实质量控制子系统设计方案。该子系统建立压实质量的过程控制方案,对压实状况进行判断,反馈控制措施,并储存质量参数。过程控制是在正常碾压作业基础上、在振动碾压作业过程中进行的,是一种边量测采集压实数据、边根据控制要求进行实时压实质量控制的模式,更加强调了碾压过程中的定量化控制。
(1)压实程度控制。压实程度是路基碾压时表征其物理力学性质的指标达到规定值的程度,相当于压实度的概念。按照现行路基相关标准的要求,原则上要求碾压面上所有测量单元的振动压实值都应不小于目标值时压实才算合格。但这种要求是非常高的,现场不易实现。根据实际经验,允许有10%的不合格区域存在是可行的,但这部分区域的分布要分散一些,若集中分布在一起,有可能造成局部的过大变形(沉降)。同时,为方便实现压实质量评定,将压实项目开始前由相关性试验所获得的压实目标值以一条横线的方式显示在屏幕上,作为判定压实是否达到标准的界限,目标线以上的曲线值认定合格,目标线以下为不合格。
(2)压实一致性控制。路基结构性能的均匀性是相对于变异性而言的。路基面力学性能的均匀与否会对上部结构的支撑条件产生影响。力学性能的不均匀不仅仅是刚度的不均匀问题,更重要的是路基疲劳寿命的不均匀,路基在车辆重复荷载长期作用下出现不均匀永久变形(沉降)会影响到上部结构乃至行车安全压。实均匀性可通过碾压轮迹上振动压实曲线的波动变化程度和碾压面振动压实数据的分布状况进行判定。鉴于目前压实均匀性评定与控制现状,对不均匀点的判定与控制提出了不低于连续振动压实数据平均值的80%的规定,这是最低下限要求,是一种最小值控制方法。
(3)压实稳定性控制。控制压实稳定性除了可以优化压实工艺外,更重要的目的是控制路基结构的稳定性。在许多情况下,即使压实程度合格,但路基结构也不一定是稳定的,在车辆荷载长期作用下仍然会处于失稳状态,最终导致局部发生过大变形即沉降,因此有必要在碾压过程中控制压实稳定性 。