瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)技術(shù)條件編制說明

瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)技術(shù)條件編制說明 1 4 21 22 22 23 23 23 231瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)技術(shù)條件是促進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及觀測監(jiān)測技術(shù)、智能設(shè)備應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)和共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)技術(shù)是公路瀝青路面無人化施工智能建造的重要組成部分，智能攤鋪與壓實(shí)技術(shù)不僅僅是一個(gè)碾壓技術(shù)，也是質(zhì)量控制和質(zhì)量驗(yàn)收的一個(gè)革新實(shí)施符合交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展需要，智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)技術(shù)在未來道路工目前，此方法廣泛應(yīng)用于瀝青路面施工中，國際上瑞典有BYA（版本有）；年版本），美國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有AASHTOMP39《智能施工數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化》和AASHTOPP81《路基路面智能壓實(shí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，以指導(dǎo)相關(guān)智能攤鋪與壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用。我國在智能化施工領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)起步較晚，最早標(biāo)準(zhǔn)為《鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實(shí)控制技術(shù)規(guī)程》(TB10108—2011)，公路工程領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)《公路路基填筑工程連續(xù)壓實(shí)控制系統(tǒng)技術(shù)文件》（JT/T1127—2017）、《公路路基智能壓實(shí)控制技術(shù)規(guī)程》（DB13/T2572—2017）、《公路路基連續(xù)壓實(shí)層智能壓實(shí)控制技術(shù)規(guī)范》（DB23/T2940—2021）、《基于北斗的路基智能壓實(shí)技術(shù)規(guī)范》(DB13/T5579—2022)。由于國內(nèi)外路面結(jié)構(gòu)不同，國外標(biāo)準(zhǔn)不能直接應(yīng)用于國內(nèi)，同時(shí)國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局限于路基工程連續(xù)、智能壓實(shí)，基于此，交通運(yùn)輸部科技司在《交通運(yùn)輸部關(guān)于下達(dá)2023年交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃（第一批）的通知》（交科技函〔2023〕366號(hào)）中下達(dá)了《瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)制定工作，該工作由福建省高速公路福建省高速公路集團(tuán)有限公司為本標(biāo)準(zhǔn)的主編單2實(shí)現(xiàn)科研單位、機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)廠商、設(shè)計(jì)院、研究標(biāo)準(zhǔn)編制團(tuán)隊(duì)，不僅在理論、技術(shù)上實(shí)現(xiàn)瀝青路面實(shí)際工程中進(jìn)行廣泛應(yīng)用。同時(shí)，在本標(biāo)準(zhǔn)的制定研和大量的試驗(yàn)驗(yàn)證工作，得到了相關(guān)單位的支持福建省高速公路集團(tuán)有限公司接到標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃任務(wù)后，立即著手進(jìn)行準(zhǔn)起草組。課題組廣泛收集了國內(nèi)外瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)技術(shù)條件資料，及國家、行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等資料，進(jìn)行了技術(shù)分析，提出了標(biāo)準(zhǔn)制定2023年11月～2024年1月，編寫組主要人員對(duì)國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)建省高速公路集團(tuán)有限公司組織召開了標(biāo)準(zhǔn)專家把關(guān)會(huì)，會(huì)議邀請(qǐng)標(biāo)委會(huì)、江蘇交通控股有限公司、重慶交通大學(xué)、招商局重慶交通科技設(shè)計(jì)院有限公2024年2月～2024年3月依據(jù)專家把關(guān)會(huì)專家的意見對(duì)征求意見稿進(jìn)行343.成熟性原則。標(biāo)準(zhǔn)須進(jìn)行充分技術(shù)論證或試驗(yàn)4.代表性和先進(jìn)性原則。標(biāo)準(zhǔn)必須能夠滿足工程壓實(shí)系統(tǒng)技術(shù)條件的基本性能要求，滿足確保國內(nèi)市場上大部分產(chǎn)品能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；同時(shí)能夠引導(dǎo)工程上產(chǎn)品的改進(jìn)、完善，從而有利于行業(yè)的持本標(biāo)準(zhǔn)為首次編制，標(biāo)準(zhǔn)總體框架包括前言，范圍，規(guī)范性引用文件，其他要求，附錄A（規(guī)范性）相關(guān)性校驗(yàn)試驗(yàn)，附錄B（資料性）RTK定位5（2）GB/T21152土方機(jī)械輪式或高速橡膠履帶式機(jī)器制動(dòng)系統(tǒng)的性能（4）CH/T2009續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）測量技術(shù)為了指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，根據(jù)目前國內(nèi)外智能攤鋪機(jī)、智能壓路機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)我國交通行業(yè)智能攤鋪機(jī)和智能壓路機(jī)進(jìn)行了定義，明確了智能攤鋪機(jī)和智能壓路機(jī)應(yīng)具備的基本功能。智能攤鋪機(jī)：一種包含導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)和機(jī)載測量系統(tǒng)的攤鋪機(jī)，可以利用彩色編碼地圖實(shí)時(shí)顯示攤鋪機(jī)位置、速度和攤鋪溫度。智能壓路機(jī)：一種包含導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)和機(jī)載測量系統(tǒng)的壓路機(jī)，可以實(shí)時(shí)顯示壓路機(jī)位置、碾壓遍數(shù)、速度、振幅和振動(dòng)頻率的彩色編進(jìn)一步對(duì)智能攤鋪和智能壓實(shí)進(jìn)行了定義，明確了智能攤鋪與碾壓施工應(yīng)具備的基本功能。智能攤鋪：在攤鋪過程中，根據(jù)攤鋪機(jī)與填筑體相互動(dòng)態(tài)作用原理，通過連續(xù)測量攤鋪機(jī)施工過程信號(hào)，建立檢測評(píng)定與反饋控制體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)攤鋪面質(zhì)量的智能化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測與控制。智能壓實(shí)：在瀝青路面壓實(shí)過程中，根據(jù)壓路機(jī)與瀝青混合料相互動(dòng)態(tài)作用原理，通過連續(xù)測量壓路機(jī)各類響應(yīng)信號(hào)，建立檢測評(píng)定與反饋控制體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)施此外，標(biāo)準(zhǔn)把關(guān)會(huì)專家對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的名稱提出建議，本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)聚焦于瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)要求，對(duì)于相關(guān)的技術(shù)條件不應(yīng)局限于某種技術(shù)本身，使日新月異的各項(xiàng)技術(shù)能夠充分地與本領(lǐng)域融合，不斷提高瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)技術(shù)水平，建議將本標(biāo)準(zhǔn)名稱更改為“瀝青路面智能攤6智能攤鋪與壓實(shí)技術(shù)是傳感測試、衛(wèi)星定位、無線通信、計(jì)算機(jī)控制等學(xué)科的交叉，不僅是一個(gè)攤鋪、碾壓技術(shù)，也是瀝青路面質(zhì)量控制和質(zhì)量驗(yàn)收的一個(gè)革新技術(shù)，更有可能將施工規(guī)范、設(shè)計(jì)規(guī)范、質(zhì)量驗(yàn)收與碾壓過程直接聯(lián)系起來的全新技術(shù)手段，其將攤鋪碾壓無人化施工系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)特征參數(shù)測量系統(tǒng)、GPS信息系統(tǒng)、質(zhì)量控制和質(zhì)量驗(yàn)收系統(tǒng)集于一體，同時(shí)智能攤鋪與壓實(shí)可實(shí)現(xiàn)高速公路施工過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化與無人化，實(shí)現(xiàn)“裝備保障工藝、工藝保障質(zhì)量、質(zhì)量保障安全、安全保障發(fā)展”的公路智能建造的主要目標(biāo)，推動(dòng)我國公路工程智能建造新方法、新技術(shù)、新裝備攤鋪與壓實(shí)技術(shù)，并布局戰(zhàn)略研究課題開展技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)過幾十年的研發(fā)，歐美先后開發(fā)了OBAS\QVAST\SMARTIFC\ROBOT4.0等智能攤鋪壓實(shí)技術(shù)，Volvo、Bomag、Geodynamik和HAMM工程設(shè)備生產(chǎn)廠商開發(fā)能壓路機(jī)，這些技術(shù)成果在國際上產(chǎn)生了廣泛20世紀(jì)90年代初，徐州工程機(jī)械廠與寶應(yīng)四明有限公司開始研制智能攤鋪與壓實(shí)分析技術(shù)。21世紀(jì)初，長沙建設(shè)機(jī)械研究院、中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司、廈工（三明）重型機(jī)器有限公司、福州大學(xué)機(jī)械學(xué)院等研制了新型智能攤鋪機(jī)與智能壓路機(jī)，國防科技大學(xué)和江麓（浩利）工程機(jī)械有限公司合作生產(chǎn)無人駕駛振動(dòng)壓路機(jī)，另外石家莊鐵道學(xué)院、長安大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等單位開發(fā)了路基土的智能碾壓系統(tǒng)；2010年交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院依托國家自然基金項(xiàng)目等，開始公路工2021年福建省高速公路指揮中心牽頭承擔(dān)了福建省科技重大專項(xiàng)“高速公路智能建造無人化系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用”研究。近年來，智能攤鋪與壓實(shí)、無人化智能攤鋪與壓實(shí)已經(jīng)列入交通運(yùn)輸部科技成果推廣目錄，并作為“平安百年品質(zhì)工程”創(chuàng)建示范在全國推廣應(yīng)用，三一重工、廈門重工等工程機(jī)械生產(chǎn)智能攤鋪機(jī)的系統(tǒng)組成比較明確，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家結(jié)合實(shí)際工程需要，開發(fā)了智能攤鋪機(jī)。智能攤鋪機(jī)一般由定位系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、溫7智能壓路機(jī)的系統(tǒng)組成多樣，其主要原因是瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量壓實(shí)度計(jì)算方法具有差異。瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量檢測方法主要包括：CMV，CCV，EVIB，CMV（Compactionmetervalue，壓實(shí)計(jì)量值），上世紀(jì)70年代末，Thurner發(fā)現(xiàn)振動(dòng)輪加速度畸變程度與土體相對(duì)密度存在相關(guān)關(guān)系，提出CMV應(yīng)的幅值，A2為加速度頻譜中二次諧波對(duì)應(yīng)的幅值。實(shí)際使用時(shí)，需要根據(jù)CCV（CompactionControlValue，壓實(shí)控制值），是對(duì)CMV的改進(jìn)，同時(shí)考慮了半倍和整倍數(shù)基頻諧波分量，由Sakai公司提出，解決了壓實(shí)過程式中，A0.5Ω為振動(dòng)反饋信號(hào)次諧波的頻域幅值，A1.5Ω和A2.5Ω為間諧波的頻域幅值，其他諧波分量同CMV指標(biāo)。Cal為標(biāo)定系數(shù)，通常初定為100，8EVIB（振動(dòng)模量，MN/m22000年由寶馬格公司引入?yún)?shù)模型和Lundeberg的相關(guān)理論方法進(jìn)行解算，用于彈性半空間之上的剛性圓柱體。使用Lundberg的解析理論，滾筒上的力(Fs)和位移(zd)行為與EVIB相關(guān)（式3）。根據(jù)Hertz的研（B）可以使用滾筒的幾何形狀、施加的力和材料特性來計(jì)算（參見公式4）。對(duì)這兩個(gè)方程（式3和式4）進(jìn)行數(shù)值求解以確定EVIB值。上式中，η是材料的泊松比，L是滾筒的長度，B是滾筒的接觸寬度，R需測物理量：滾筒長度、半徑；瀝青材料的泊松比；碾壓過程中滾筒上Kb，土壤剛度，由基于混沌振動(dòng)理論的一維線性力學(xué)模型確定，在該模型中，土壤被模擬為彈塑性材料。如圖3所示，在該模型中可以使用一個(gè)彈9圖3代表振動(dòng)壓實(shí)機(jī)和土壤特性的集總參數(shù)二自由度彈簧阻尼器模型，Kb值使用公式5確定，其中f是激勵(lì)頻率，md是滾筒質(zhì)量，mere是不平衡質(zhì)MDP（MachineDriverPower，機(jī)器驅(qū)動(dòng)動(dòng)力），它將壓實(shí)過程中壓路機(jī)其中MDP（kJ/s）指機(jī)器驅(qū)動(dòng)功率，Pg指移動(dòng)機(jī)器所需的總功率（kJ/s），Wv是滾筒重量（kN），A指機(jī)器加速度（m/s2），g表示重力加速度（m/s2α指傾斜角（來自傳感器的滾輪間距v指滾輪速度（m/s），m（kJ/m）和b（kJ/s）指特定機(jī)器內(nèi)部損耗系數(shù)。MDP是參考校準(zhǔn)表面材料特性的相對(duì)值，通常是硬壓實(shí)表面（MDP=0kJ/s）。因此，正MDP值表示材料不如校準(zhǔn)表面密實(shí)，而負(fù)MDP值表示材料比校準(zhǔn)表面密實(shí)需測物理量：壓路機(jī)前進(jìn)速度和加速度，壓路機(jī)路面傾斜角，壓路機(jī)內(nèi)HMV（HammMeasurementValue，悍馬公司壓實(shí)質(zhì)量測量值），實(shí)際計(jì)算方法和CMV相同。綜上所述，通過對(duì)國內(nèi)外智能壓路機(jī)的調(diào)研，結(jié)合實(shí)際工程需要，厘清智能攤鋪與壓實(shí)技術(shù)的發(fā)展方向，通過對(duì)CMV，CCV，EVIB，HMV，Kb，MDP，EDV等壓實(shí)指標(biāo)的計(jì)算方法研究，明確智能壓路機(jī)應(yīng)具備的基本功能與模塊，為了提升瀝青路面攤鋪與碾壓的施工效率、施工質(zhì)量，同時(shí)兼顧環(huán)保節(jié)能，隨著科技的不斷進(jìn)步和施工需求的提高，攤鋪機(jī)和壓路機(jī)的技術(shù)也得到了不斷地發(fā)展和優(yōu)化。工程施工人員開始對(duì)攤鋪機(jī)和壓路機(jī)進(jìn)行深入的研究和創(chuàng)新，嘗試將多種設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合集群作業(yè)，經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐和探索，攤鋪機(jī)和壓路機(jī)的聯(lián)合集群作業(yè)逐漸走向成熟。目前已經(jīng)掌握了一套完善的瀝青路面攤鋪與碾壓施工多采用攤鋪機(jī)與壓路機(jī)聯(lián)合集群作業(yè)的形式，為了實(shí)現(xiàn)安全、可靠施工，結(jié)合實(shí)際工程情況，瀝青路面智能攤鋪與壓實(shí)系智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)應(yīng)配備調(diào)度系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、警告系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)等。智能攤鋪壓實(shí)系統(tǒng)應(yīng)在施工區(qū)域內(nèi)部安a）調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)實(shí)際施工需要導(dǎo)入或自動(dòng)生成施工區(qū)域地圖數(shù)據(jù)及搭接寬度、碾壓遍數(shù)等施工工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)施工區(qū)域地圖和工藝參b）調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)獲取攤鋪壓實(shí)設(shè)備實(shí)時(shí)定位、速度、航向等姿態(tài)信息，結(jié)c）調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)能至少獲取包括攤鋪碾壓設(shè)備的速度、振動(dòng)模式、碾壓遍d）調(diào)度系統(tǒng)可以切換工作模式，由手動(dòng)模式接替無人駕駛模式，保證手定位系統(tǒng)是智能攤鋪與壓實(shí)系統(tǒng)的重要組成部分，其精度是整個(gè)系統(tǒng)正常作業(yè)的保障，國內(nèi)外智能攤鋪機(jī)、智能壓路機(jī)均具備定位系統(tǒng)。精確的定確保施工質(zhì)量與施工安全。對(duì)于智能攤鋪機(jī)與智能壓路機(jī)而言，其施工速度較慢，對(duì)于施工貼邊精度要求高，同時(shí)智能碾壓需要多次、多臺(tái)設(shè)備對(duì)瀝青混合料進(jìn)行碾壓施工，碾壓施工過程中智能壓路機(jī)存在加油、加水的情況，使得瀝青路面攤鋪與壓實(shí)過程中存在小范圍內(nèi)多設(shè)備交叉施工的問題，良好的定位精度能夠確保設(shè)備之間保持安全距離，安全高效開展施工，國內(nèi)外智標(biāo)準(zhǔn)水平定位精度要求縱向定位精度要求美國德州25mm25mm美國阿拉巴馬州25mm25mm美國明尼蘇達(dá)25mm25mmAASHTO25mm25mm基于北斗的路基智能壓實(shí)技術(shù)規(guī)范20mm目前國內(nèi)外智能攤鋪機(jī)、智能壓路機(jī)生產(chǎn)廠家的定位方法均借助專業(yè)定位廠家的設(shè)備，組裝在相關(guān)產(chǎn)品上，從而實(shí)現(xiàn)智能攤鋪機(jī)、智能壓路機(jī)的高精度定位。國外定位技術(shù)裝備生產(chǎn)廠家主要有：蘋果公司、谷歌公司、諾基華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司、北京百度網(wǎng)訊科技有限公司、這些廠家提供的定位服務(wù)多樣，其中RTK服務(wù)是一款厘米級(jí)的高精度定位服務(wù)產(chǎn)品，通過互聯(lián)網(wǎng)提供7×24小時(shí)的高可用播發(fā)，能夠提供厘米級(jí)的位置數(shù)據(jù)服務(wù)，這項(xiàng)技術(shù)符合智能攤鋪機(jī)和智能壓路機(jī)的應(yīng)用場景，其精度可以滿足定位系統(tǒng)平面靜態(tài)定位精度不應(yīng)大于10mm，高程定位精度不應(yīng)大于除此之外，定位系統(tǒng)的安裝應(yīng)該適用于瀝青路面施工場景，定位系統(tǒng)具備提供位置、速度、航向等定位和姿態(tài)信息的能力。定位天線安裝位置不應(yīng)干擾碾壓作業(yè)過程，定位系統(tǒng)收發(fā)裝置或天線應(yīng)采用前后或左右對(duì)稱安裝，瀝青路面攤鋪、碾壓速度有自身的特點(diǎn)，常規(guī)攤鋪速度通常為每小時(shí)100~150平方米，這是根據(jù)工程進(jìn)度和施工計(jì)劃設(shè)況下，如緊急修復(fù)或交通管制時(shí)間有限，攤鋪速度可能會(huì)提升至每小時(shí)200~250平方米，甚至更高。然而，追求快速施工的同時(shí)，必須確保施工的質(zhì)壓實(shí)速度在每小時(shí)20~50米之間，具體的速度取決于壓實(shí)機(jī)的性能和壓實(shí)層的厚度。這些速度只是參考值，實(shí)際施工時(shí)還需要考慮許多其他因素，如天氣條件、材料特性、設(shè)備狀況、施工人員的技術(shù)水平等。因此，建議在實(shí)際綜上所述，瀝青路面攤鋪與壓實(shí)速度最大不應(yīng)超過4.0km/h，速度瀝青混合料具有顯著的溫度敏感性，溫度狀態(tài)對(duì)瀝青混合料性能影響非但是這種方法測定的是混合料表面的溫度，這種方法對(duì)于測量攤鋪溫度而言可行，但實(shí)際路面瀝青混合料在壓路機(jī)碾壓時(shí)需噴水，同時(shí)瀝青混合料在攤鋪后熱量不停地?fù)p失，不同部位熱量損失是不同的，使得瀝青混合料內(nèi)部溫上。對(duì)于零空隙率狀態(tài)下（只有瀝青和礦料），瀝青混合料從高溫變?yōu)榈蜏貢r(shí)，瀝青和礦料體積會(huì)收縮，即混合料密度會(huì)增加，按照瀝青和礦料的體積膨脹率可以計(jì)算合成的瀝青混合料的密度。而實(shí)際瀝青混合料中有空隙率，就不能按照瀝青和礦料的體積膨脹率簡單地線性合成瀝青混合料的密度。為了實(shí)現(xiàn)碾壓施工時(shí)對(duì)壓實(shí)質(zhì)量的評(píng)價(jià)，需要開展一系列溫度場室內(nèi)瀝青混合本實(shí)驗(yàn)是將智能碾壓技術(shù)作為瀝青混合料質(zhì)量控制和質(zhì)量驗(yàn)收的一個(gè)革新技術(shù)來進(jìn)行研究，以解決瀝青混合料智能碾壓核心問題，即如何建立壓路機(jī)動(dòng)態(tài)特征參數(shù)與瀝青混合料密度、模量之間準(zhǔn)確的量化關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)將首％）內(nèi)摩擦力、粘結(jié)力、粘滯阻力（與瀝青混合料的密實(shí)狀態(tài)和溫度狀態(tài)）的非線性預(yù)估模型，然后通過現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)建立加速度振動(dòng)特性參數(shù)－模量、機(jī)械傳動(dòng)功率（能量內(nèi)摩擦力、粘結(jié)力、粘滯阻力非線性模型，最后通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等非線性建模技術(shù)，建立多參數(shù)、非線性的智能碾壓分析系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)可望在高溫、大空隙多態(tài)下瀝青混合料研究方法上有所突破，由于瀝青在紅外線溫度傳感器測定的瀝青混合料表面溫度的基礎(chǔ)上通過氣溫、風(fēng)速、太陽輻射條件以及混合料攤鋪溫度、時(shí)間進(jìn)行修正得到瀝青混合料內(nèi)部的溫度。氣溫、風(fēng)速、太陽輻射條件可以采用小型氣候儀進(jìn)行現(xiàn)場測定，現(xiàn)場在傳統(tǒng)的壓路機(jī)上安裝紅外線溫度傳感器，進(jìn)行碾輪噴水條件下現(xiàn)場瀝青混合料表面溫度的測定，在測定同時(shí)用數(shù)顯溫度傳感器測定瀝青混合料內(nèi)部溫度。然后通過大量數(shù)據(jù)分析，借鑒現(xiàn)有的溫度預(yù)估方法，建立基于紅外線溫度傳感器測定的瀝青混合料表面溫度的碾輪噴水條件下現(xiàn)場瀝青混合料高壓路機(jī)在振動(dòng)碾壓時(shí)瀝青路面對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)反作用力受瀝青路面結(jié)構(gòu)及材料影響，其中主要影響是被碾壓的熱的瀝青混合料，瀝青混合料在壓實(shí)時(shí)在振動(dòng)壓路機(jī)碾壓過程中，瀝青混合料的溫度也會(huì)迅速降低，瀝青混合料具有顯著的溫度敏感性，溫度狀態(tài)對(duì)瀝青混合料性能影響非常大，溫度降低，瀝青混合料的模量也會(huì)增加，因此簡單地通過振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)特性來分辨瀝青混合料密度的變化必須將溫度的影響因素修正掉，這就需要確定碾壓時(shí)瀝青路面的溫度狀況和這一狀況下瀝青混合料的模量，因此在準(zhǔn)確分析瀝青混合料的動(dòng)態(tài)特征參數(shù)前首先需要準(zhǔn)確預(yù)估正在被碾壓的瀝青混合料的溫度狀況。為此開發(fā)了碾輪噴水條件下基于紅外線表面溫度的現(xiàn)場瀝青混合料高溫預(yù)估模型，對(duì)于分析高溫碾壓瀝青混合的溫度下降高溫（90℃~170℃)、大空隙（6％~20多態(tài)下瀝青混合料的模量預(yù)通過室內(nèi)不同成型方法（旋轉(zhuǎn)壓實(shí)、振動(dòng)成型和馬氏擊實(shí)）成型圓形試件，不同空隙率狀態(tài)不同高溫溫度條件下測定瀝青混合料的模量，借鑒Witczak方程模式建立瀝青混合料的模量預(yù)估模型。在試驗(yàn)同時(shí)，分析不同溫度、不同空隙率狀態(tài)所需的成型能量或擊實(shí)功的在高溫條件下，如果空隙太大，假定超過20試驗(yàn)時(shí)變形太大，模量測定誤差可能較大而難以實(shí)現(xiàn)，因此需要將預(yù)估模型外延得到20％以上空隙率狀況，另外采用時(shí)溫等效原理，將溫度適當(dāng)降低、延長測定時(shí)間來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)場碾壓前，瀝青混合料攤鋪時(shí)通過攤鋪熨平板的振搗或夯錘壓實(shí)后已經(jīng)具備了一定的初始密實(shí)性，一般認(rèn)為能夠達(dá)到80％以上的壓實(shí)度，對(duì)應(yīng)的空隙率約在20％左右，經(jīng)過第一遍碾壓后壓實(shí)度能夠達(dá)到85％以上，但是現(xiàn)場最通過室內(nèi)不同成型方法（旋轉(zhuǎn)壓實(shí)、振動(dòng)成型和大馬擊實(shí)）成型圓形試件，不同空隙率狀態(tài)不同高溫溫度條件下通過三軸或者貫入試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得到瀝青混合料內(nèi)摩擦力、粘結(jié)力，研究內(nèi)摩擦力、粘結(jié)力的主要影響因素，并建立一個(gè)預(yù)估模型。在試驗(yàn)同時(shí)，分析不同溫度、不同空隙率狀態(tài)所需的成型能量或擊實(shí)功的變化。對(duì)于瀝青混合料還沒有室內(nèi)粘滯阻力測定方法，在高溫條件下，如果空隙太大，假定超過20三軸或者貫入試驗(yàn)可能通過室內(nèi)試驗(yàn)確定不同高溫、不同空隙率狀態(tài)下試件隨著溫度逐漸降低其密度和空隙率變化曲線，研究其影響因素和變化特點(diǎn)。對(duì)于常規(guī)的試驗(yàn)條件一般采用水中稱重法，在高溫下選擇沸點(diǎn)高、且不影響瀝青混合料狀況的液體。其測試時(shí)需要考慮瀝青混合料有側(cè)向壓力和現(xiàn)場高低溫條件下密度的相關(guān)性試驗(yàn)，在混合料碾壓后測定混合料的溫度，同時(shí)采用無核密度儀PQI測定其密度，自然冷卻后再用PQI測定其密度，并現(xiàn)場鉆芯后測定25℃時(shí)密度。從瀝青混合料三相（礦料、瀝青和空隙）構(gòu)成出發(fā)，建立瀝青混合料密度和空隙率狀況的溫度修正模型，并通過室內(nèi)外提出了AC-20瀝青路面密度的溫度換算模型本實(shí)驗(yàn)選擇一個(gè)典型振動(dòng)壓路機(jī)，安裝三向加速度計(jì)、角加速度計(jì)、紅外溫度傳感器、傾角傳感器以及GPS信息系統(tǒng)，將各傳感器的信號(hào)進(jìn)行記錄和處理。在現(xiàn)場采用振動(dòng)碾壓（不同的速度、振幅和頻率）和不振動(dòng)靜壓兩種碾壓方式，通過控制攤鋪溫度來選擇不同的碾壓溫度。碾壓過程中自動(dòng)測量、記錄各傳感器的信號(hào)，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行FFT轉(zhuǎn)換或計(jì)算得到各種動(dòng)態(tài)特征參數(shù)，各種基于垂直振動(dòng)加速度計(jì)的Evib、CMV、Ks，以及基于能量的MDP、ACV等，也包括加速度和角加速度振動(dòng)頻率譜、振幅、碾壓速度等參數(shù)，同時(shí)通過現(xiàn)場試驗(yàn)建立加速度振動(dòng)特性參數(shù)－模量、機(jī)械傳動(dòng)功率（能量內(nèi)摩擦力、粘結(jié)力、粘滯阻力非線性模型。引入高溫（90℃~170℃)、大空隙（620多態(tài)下瀝青混合料模量、內(nèi)摩擦力、粘結(jié)力和粘滯阻力等非線性預(yù)估模型，進(jìn)行動(dòng)態(tài)特征參數(shù)在不同溫度條件下的現(xiàn)場密度影響的顯著性分析，篩去影響較小的參數(shù)。最后通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等非線性建模方法建立一個(gè)多參數(shù)分析系統(tǒng)模型，采用現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析系統(tǒng)的不斷標(biāo)定和訓(xùn)練，使之形成一個(gè)封裝的多參數(shù)非線性的智能碾壓分析綜上所述，結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和國內(nèi)外研究進(jìn)展，本標(biāo)準(zhǔn)明確了瀝青路進(jìn)行了大量試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，在充分論證基礎(chǔ)上提出了技術(shù)要求，經(jīng)全國設(shè)備生產(chǎn)制造、施工單位廣泛征求意見，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了相關(guān)裝備對(duì)主要為了對(duì)主要技術(shù)要求進(jìn)行驗(yàn)證分析，開發(fā)了智能壓路機(jī)碾壓系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包含振動(dòng)加速度模塊、紅外測溫模塊、激光測距模塊、GPS定位模塊、角瀝青混合料表面溫度、前后瀝青混合料高度差、鋼輪壓路機(jī)絕對(duì)位置、鋼輪振動(dòng)加速度傳感器選用AKF392三軸加速度計(jì)，測量范圍最高達(dá)到±40g，測量精度1mg，最高采樣頻率可以達(dá)到1000Hz。按照項(xiàng)目要求，所選用的加速度傳感器量程與采樣頻率都要達(dá)到最高水平，因此選用具體型號(hào)為AK392-40-A-68，表示RS232輸出、±40g測量范圍、磁性吸附底座和瑞芬68通信協(xié)議。通過開展大量試驗(yàn)，確定振動(dòng)頻率測量精度±2Hz；振動(dòng)振幅測量精度±紅外測溫傳感器采用菲爾斯特BRW600-400高精度紅外測溫傳感器，通過激光測距傳感器