瀝青路面工程質(zhì)量變異性控制管理系統(tǒng)研究樣本

瀝青路面工程質(zhì)量變異性控制管理系統(tǒng)研究報告簡本1概述現(xiàn)狀1998年以滬寧、鐵四等為代表新建高速公路，在通車后短期內(nèi)發(fā)生局部初期損壞，引起了普遍關(guān)注，并進行了多方面努力。“應(yīng)當(dāng)看到，在采用辦法后，許多地方水損害得到了有效遏制。然而，由于瀝青混合料離析及不均勻問題并沒有得到主線解決，水損害問題依然沒有得到徹底解決?！鄙蚪鸢参恼陆又赋觥盀r青混合料離析不但是導(dǎo)致路面初期損壞主線因素，雖然暫時沒有損壞，對瀝青混合料使用性能也有嚴重影響?！薄半x析是混合料粗細集料和瀝青含量不均勻，偏離了設(shè)計級配，從而使配合比設(shè)計成為一種擺設(shè)，等于瀝青路面質(zhì)量完全失控了。”6月~8月，課題組分別對遼寧沈山、鐵四兩條公路瀝青加鋪層大修工程進行了實測；又查閱了4~9月結(jié)合上海市科技發(fā)展基金重點項目分題“重交通道路瀝青面層混合料構(gòu)成與施工變異性研究”中上海浦東高速公路測定數(shù)據(jù)。由于這兩地高速公路建設(shè)水平有一定代表性，可以確認：瀝青混合料“離析及不均勻問題并沒有得到主線解決”論斷依然存在。分析因素之前，有兩點需要界定。（1）這次HMA變異性研究熱，起因在于初期損壞，而并非出自履行瀝青路面可靠性設(shè)計；因而，研究內(nèi)容偏重于HMA構(gòu)成構(gòu)造均勻性。但是構(gòu)成構(gòu)造變異性恰恰是路面可靠性一種核心所在，因而有助于推動20世紀80年代以來，因變異過大，路面構(gòu)造可靠度設(shè)計暫緩現(xiàn)實。（2）離析還是專指構(gòu)成不均勻為好，即混合料粗細集料和瀝青含量不均勻。因素分析為什么“離析及不均勻問題并沒有得到主線解決”，可以從不同角度與層面分析，從技術(shù)層面重要因素：（1）按使用性能原則設(shè)計瀝青混合料沒有工藝特性指標(biāo)約束HMA沒有一種像水泥混凝土坍落度那樣工藝指標(biāo)；為了與現(xiàn)場工藝條件協(xié)調(diào)，配合比必然要有一種不斷調(diào)試階段，甚至于歷經(jīng)失敗到成功。（2）監(jiān)控不力離析問題沒能主線解決與監(jiān)控不力密切有關(guān)，由于現(xiàn)行檢測抽樣存在隨意性。規(guī)范條文指出“鉆孔測試壓實度都是事后檢查，且報告弄虛作假”，因此需要以定量記錄面控為基本，針對薄弱部位實現(xiàn)擬定性定點檢測，才干把住關(guān)并發(fā)現(xiàn)問題。但是，并沒有路段變異分布數(shù)據(jù)。（3）缺少總體協(xié)調(diào)平衡通過大量涉及原材料規(guī)格質(zhì)量工藝對策研究，在解決問題方面，已經(jīng)積累有許多辦法和經(jīng)驗，但是總體來說辦法往往比較孤立，經(jīng)驗還是具備局限性。例如JTGF40-，就瀝青路面壓實，變化為“采用重點對碾壓工藝進行過程控制，適度鉆孔抽檢壓實度辦法”，雖然條文對碾壓工藝規(guī)定詳細，但雖然局限于碾壓，也缺少一種能針對不同現(xiàn)場實際狀況進行協(xié)調(diào)、定量、可操作過程控制辦法。指引思想從歷史角度而言，新形勢、新問題需要新理念、新辦法。高速交通對路面抗滑、抗轍、防噪音等功能規(guī)定，自20世紀60年代起以專項命名國際會議，無論名稱、內(nèi)容與數(shù)量，不斷擴大；但是，直到1993年具備權(quán)威性瀝青路面國際會議（第七屆）才第一次涉及路面表面功能，大會就路面使用性能涉及構(gòu)造性與功能性兩類作為專項報告。究其因素就在于兩種使用性能所存在互相矛盾。例如抗滑所規(guī)定構(gòu)造深度、防噪聲所需多孔構(gòu)造與強度、穩(wěn)定性間矛盾，攤鋪后、碾壓前平整度最佳等等。許多研究已經(jīng)表白1998年大面積水損害浮現(xiàn)，恰恰在于片面強調(diào)了抗滑、平整度等功能規(guī)定，而新頒布JTJ032-94對級配又提供了一種較寬而又能偏粗容許范疇。所設(shè)計HMA，雖然構(gòu)造性使用性能與抗滑滿足實驗規(guī)定，殊不知其級配離析特性與壓實性能已經(jīng)發(fā)生了變化。歷史經(jīng)驗表白，路面工程是一種多因素互相矛盾而又統(tǒng)一動態(tài)變化集合體，因而需要以信息論、系統(tǒng)論、控制論為指引思想，以實現(xiàn)工程質(zhì)量變異控制。為此：第一，實行變異控制一方面要分析清晰變異來源與分布。歸納研究動態(tài)，當(dāng)前離析與不均勻研究偏重于涉及原材料規(guī)格質(zhì)量施工工藝，這反映出變異來源于施工過程結(jié)識。這有它對一面，由于瀝青混合料隨工藝過程而變化（見圖1-1）：但有其局限性。HMA作為具備一定粘性散粒體，離析是其固有特性。1998年浮現(xiàn)大面積水損害足以證明：單純按使用性能、沒有工藝指標(biāo)約束所設(shè)計出來HMA構(gòu)成，就是瀝青路面變異另一種重要來源。圖1-1瀝青混合料隨工藝過程變化對于變異分布，嚴格來說是缺少研究，由于所測定級配曲線各粒級偏差，并不是瀝青路面變異分布。所要控制工程質(zhì)量是以路段為單元，路段各點HMA構(gòu)成構(gòu)造變異分布。定量記錄路段變異分布重要意義在于它不但是由面檢到點檢基本；并且是找準(zhǔn)因素，從而貫徹對策針對性基本。第二，控制是以信息為基本反饋。以路段工程質(zhì)量變異性控制為目反饋需要宏觀與細觀兩類信息。宏觀信息是路段各點質(zhì)量動態(tài)變化。以什么為指標(biāo)！密度、構(gòu)造深度還是力學(xué)指標(biāo)？為了分析因素還需要內(nèi)部指標(biāo)老式用抽提實驗和密度，然而無法及時反饋，由于待到測定出來，工程已經(jīng)進行到數(shù)百米之外。由于反饋控制基本是客觀規(guī)律，而客觀規(guī)律又是以信息采集與分析為基本，因此課題組最大工作量在信息采集與分析。進程課題研究以上述3個核心技術(shù)為重點。一方面就沈山、鐵四兩條高速公路瀝青面層大中修為依托工程進行了現(xiàn)場測定、研究；為進一步分析較為全面而系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，-集中開展了以離析評價體系與構(gòu)成構(gòu)造細觀分析為中心基本研究；直到秋，基于兩個基本研究突破，才有也許重點進行整合性研究，從而實現(xiàn)了合同規(guī)定研究目。課題組在宏觀信息方面采用力學(xué)指標(biāo)，不但在于其包容性、無破損，更由于可以與工藝過程控制相結(jié)合，這是由于在振動壓路機上加速度動力響應(yīng)測定裝置所采集信息是一種動態(tài)、工藝全過程信息。由于碾壓初始狀態(tài)沉淀了碾壓前各工藝過程信息。因此它意義可以超越智能壓路機所定目的，核心在于信息分析技術(shù)。數(shù)字圖像法用于芯樣分析已有不少研究，仍有技術(shù)創(chuàng)新空間，但更缺少是整合研究。與抽提實驗等老式辦法相比，優(yōu)勢不但在快，并且有助于內(nèi)部構(gòu)造分析；課題采用了與老式辦法相結(jié)合技術(shù)路線。級配離析評價體系建立，并作為一種信息，融合于反饋控制，也使動態(tài)反饋控制不再停留在施工過程控制范疇。配套技術(shù)合同規(guī)定“研究目在于對高速公路瀝青路面工程，提出一套具備過程監(jiān)控與信息反饋控制特色、能控制工程質(zhì)量變異性控制配套技術(shù)”。課題研究提出技術(shù)成果，涉及信息采集與分析技術(shù)和控制技術(shù)兩個方面:（1）信息采集與分析技術(shù)涉及：①以料堆法空間分布均方差為指標(biāo)評價HMA離析特性；②以加速度動力響應(yīng)為指標(biāo)評價碾壓過程HMA構(gòu)成構(gòu)造狀態(tài)變化；③以孔洞分布為指標(biāo)評價HMA空隙構(gòu)造分布狀態(tài)；④以紅外攝像溫度場分布為指標(biāo)評價工藝過程溫度分布狀態(tài)動態(tài)變化；⑤以激光構(gòu)造深度比為指標(biāo)評價竣工后路面現(xiàn)場不均勻性；⑥以數(shù)字圖像法D2與A2、θ與Δ為指標(biāo)評價HMA內(nèi)部構(gòu)成構(gòu)造。（2）控制技術(shù)涉及：①從材料設(shè)計層面對級配離析控制；②控制級配微分布辦法與原則；③瀝青層路段碾壓過程控制；④在面控基本上實行選點檢測；⑤基于紅外攝像法路段溫度場檢測，進行場控制；⑥基于宏觀與細觀信息調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制。需要闡明：①所建配套技術(shù)是對已有補充與發(fā)展，而不是取代。②配套技術(shù)可不同組合以針對不同狀況。簡本以對規(guī)范“支持”與“補充”為重點。對規(guī)范支持與補充規(guī)范JTGF40-兩點結(jié)識在JTGF40-中，修訂內(nèi)容共12條，與HMA構(gòu)成構(gòu)造性有關(guān)占7條，修訂有兩點結(jié)識在條文闡明中得到了明確：針對當(dāng)前國內(nèi)外莫不以“按使用性能設(shè)計HMA”為指引思想，條文闡明5.3.1指出“一種好設(shè)計應(yīng)當(dāng)是具備良好使用性能，施工操作性好及變異性小、容易壓實”。針對初期損壞，條文闡明11.4.7指出“瀝青路面成敗與否，壓實是最重要工序。許多高速公路瀝青路面發(fā)生初期損壞，大多數(shù)都與壓實局限性關(guān)于，因而壓實度評估至關(guān)重要”。據(jù)此，條文“最大修改”是：規(guī)定“瀝青路面壓實度，采用重點對碾壓工藝進行過程控制，并適度鉆孔抽檢壓實度辦法”。上述兩點結(jié)識對于HMA構(gòu)成構(gòu)造變異是要害；改進辦法基于發(fā)現(xiàn)了原有辦法問題，修訂有理，會有一定效果，但未必能解決問題。項目合同規(guī)定“提出一套具備過程監(jiān)控與信息反饋控制特色、能控制工程質(zhì)量變異性控制配套技術(shù)”，并明確以與否實現(xiàn)對規(guī)范“支持”與“補充”作為檢查原則，而兩點結(jié)識指明了重點。從設(shè)計層面實現(xiàn)對HMA級配離析控制必要性1996-1998年隨著滬寧高速陸續(xù)通車，水損害不斷；為什么通過了使用性能多指標(biāo)實驗研究多碎石瀝青混合料（SAC）浮現(xiàn)水損害是有爭論。當(dāng)前分析反映出級配離析問題依照，不但僅在當(dāng)年實測空隙率、級配變異，而是用級配離析研究所得出回歸公式，對SAC滬寧高速建議值（1995年）與SAC修訂完善后建議值（），計算、分析成果由表2-1，表2-2，修訂后SAC離析特性以均方差為指標(biāo)，約減少了一半。料堆法選取早在1997年NAPA就指出“適當(dāng)混合料設(shè)計對消除離析是重要”。為什么沒有提出設(shè)計HMA要兼顧使用性能與工藝特性？因素就在于缺少HMA工藝特性評價指標(biāo)與辦法。文獻表白化工、制藥以及采礦等行業(yè)均有各自不同散體離析評價，但是HMA是具備一定粘性散粒體。沒有搜索到這種非抱負散粒體離析特性研究報告。選取料堆法有各種因素，最重要啟發(fā)在自組織臨界性理論（SOC），它始于物理學(xué)領(lǐng)域運用沙堆模型研究顆粒物質(zhì)關(guān)于運動基本上，由美國理論物理所1987年提出。這是為解釋無序、非線性復(fù)雜系統(tǒng)行為特性提出新概念，是控制大量廣延耗散動力系統(tǒng)普遍原則，已成為當(dāng)代非平衡態(tài)記錄物理學(xué)最基本概念之一。表2-1SAC-16級配設(shè)計發(fā)展一覽表項目Pi：通過下列篩孔（mm）質(zhì)量（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075滬寧高速實驗路（1993）100976549.537.52820.5149.56滬寧高速建議值（1995）95︱10070︱9050︱7030︱5022︱3716︱2812︱238︱186︱134︱8修訂完善建議值（）10090︱10075︱9055︱7030︱5022︱3716︱2812︱2310︱178︱156︱10現(xiàn)場檢測（1999）范疇98.5︱10092.2︱9580.1︱83.661.9︱64.933.9︱38.424.1︱2817.2︱21.914.8︱17.29.7︱13.88.7︱127.3︱9.0均值99.494.082.163.536.226.419.315.711.810.48.2變異系數(shù)0.811.111.511.654.744.198.775.0912.512.16.14表2-2離析評價辦法計算滬寧高速不同步期離析特性指標(biāo)時期粗粒級/中粒級細粒級含量（%）集料離析特性N=(P19－P13.2)/(P13.2－P2.36)(P2.36－P0.3)/(P19－P0.3)初期0.923＞0.4（P13.2=70）27%70～800.471＞0.4（P13.2=80）0.190＜0.4（P13.2=90）50～60修訂后0.309＜0.416%30～40圖2-1級配混合料離析實驗（料堆法）正由于級配離析是散粒體固有屬性，為評價這一特性就需要在簡化受力同步創(chuàng)造一種最小約束條件，充分發(fā)揮自組織特性，用料堆空間分布變異，表征散粒體這一固有屬性；從而提高了指標(biāo)敏捷度與重現(xiàn)性。實驗?zāi)Ｐ腿鐖D2-1。操作辦法見指南附錄?；谟涗浳锢韺W(xué)計算公式如下：（1）式中：S2——離析方差；NR——料堆實驗分區(qū)個數(shù)，如果本實驗中只選用“前”、“頂”、“后”、“左”、“右”五個分區(qū)作為衡量原則，則NR=5；n——為集料組分個數(shù)，即篩孔尺寸個數(shù)；pi——為第i個篩孔尺寸下原則比例含量（未離析），%；pij——為第i個篩孔尺寸集料，在第j個分區(qū)內(nèi)比例含量（離析后），%。三層次評價體系為評價HMA級配離析一方面服務(wù)于路面工程，另一方面指引集料生產(chǎn)與冷料供應(yīng)，有必要建立反映歷經(jīng)集料—瀝青混合料—現(xiàn)場施工傳遞、設(shè)計配比發(fā)生變異評價體系。集料級配離析評價改用滑板法（圖2-2），因集料無粘性，在按料堆法前、后、中、左、右5個分區(qū)取樣時容易浮現(xiàn)滑落崩塌干擾；并經(jīng)比較實驗，滑板法與料堆法總體規(guī)律一致。圖2-2滑板法實驗設(shè)備瀝青路面離析評價體系以NCAT為基本（表2-3），對依托工程各段按級配變異分為輕度、中度、重度三類，并分別給出了各段不同限度均方差（表2-4）。表2-3NCAT離析評價指標(biāo)及其容許變化范疇檢測指標(biāo)輕度離析中度離析重度離析級配變化一種篩孔＞5%兩個篩孔＞10%四個篩孔＞15%瀝青含量變化0.3%～0.75%0.75%～1.3%＞1.3%空隙率變化2.5%～4.5%4.5%～6.5%＞6.5%表2-4不同路段、不同級配均方差記錄路段類型離析限度最大值最小值均值原則差變異系數(shù)A段SMA-16輕6.374.775.670.6220.110中10.2410.2410.240.0000.000重總體10.244.776.431.9460.303AC-20輕7.575.446.650.8820.133中9.516.567.831.0860.139重17.1912.3914.793.3990.230總體17.195.448.673.3670.389B段（一）AC-16輕9.586.048.392.0340.242中12.067.289.581.8260.191重總體12.066.049.141.8630.204（二）AC16輕11.006.348.431.8540.220中13.368.3211.182.5930.232重14.8813.7114.300.8260.058總體14.886.3410.432.9740.285（總）AC-16輕11.006.048.411.7740.211中13.367.2810.182.1240.209重14.8813.7114.300.8260.058總體14.886.049.852.5590.260雖然用最簡樸辦法，也反映出三層次互相緊密聯(lián)系：式中：Sp為瀝青路面現(xiàn)場取樣均方差；Sa為料堆法HMA級配離析均方差；Sg為料堆法集料級配均方差；為相應(yīng)換算系數(shù)。表2-5三層次評價體系有關(guān)要素一覽表級配類型SgSakgSpka輕度離析中度離析重度離析輕度離析中度離析重度離析AC-206021.60.3574.8-7.57.5-11.0>11.00.2-0.340.34-0.5>0.5SMA-16256.60.2644.2-6.0(6.0-9.0)(>9.0)0.6-0.9(0.9-1.4)(>1.4)相對頻數(shù)1613.29.5相對頻數(shù)1613.29.5（1）相對頻數(shù)相對頻數(shù)164.750.6164.750.6（1）相對頻數(shù)4.752.361.18相對頻數(shù)4.752.361.18（2）相對頻數(shù)相對頻數(shù)13.24.751.1813.24.751.18（2）相對頻數(shù)相對頻數(shù)9.54.752.36相對頻數(shù)相對頻數(shù)9.54.752.36（3）4.751.180.64.751.180.6（3）圖2-3相鄰三檔集料干擾狀況圖2-4非相鄰三檔集料干擾狀況表2-5所給出數(shù)據(jù)，Sp取自依托工程路面現(xiàn)場，故有一種波動范疇。Sa與Sg來自實驗測定；取兩種級配類型，AC-20與SMA-16，分別采用料堆法與滑板法進行符合規(guī)范建議值范疇內(nèi)無瀝青與有瀝青時混合料級配離析實驗，涉及上限、中值、下限、走向Ⅰ、走向Ⅱ共5種級配；對于Sa，每種級配按料堆前、中、后、左、右5個分區(qū)取樣抽提實驗，與各自初始級配相比，經(jīng)計算共得25個均方差，表2-5Sa為總平均；對于Sg按滑板法6個分區(qū)篩分，與各自初始級配比較，經(jīng)計算得6個均方差，表2-5Sg為總平均。初步結(jié)論HMA級配是一種復(fù)雜性問題，隨著條件而千變?nèi)f化，因而重要在于建立一種能反映其自身特性評價體系，按自組織原則建立起來HMA級配離析評價辦法，從既有實驗范疇來看，有良好敏感性、重現(xiàn)性、規(guī)律性；即便實驗工作量不小，從全局而言仍屬小樣本，但畢竟提供了一種從無到有良好開端和擴大應(yīng)用改進完善工作基本。（1）抗離析級配基本原則：=1\*GB3①相鄰多粒級無粘性集料，其離析限度遠不大于非相鄰粒級集料（圖2-3，圖2-4）。=2\*GB3②由于粘性存在細粒級在HMA基本上不離析，而在無粘性集料混合料則離析明顯。因而，提高HMA粘性，有助于提高粗級配抗離析特性（圖2-5）。（1）集料級配混合料（2）瀝青混合料圖2-5AC-20規(guī)范中值為設(shè)計級配經(jīng)料堆法空間5個區(qū)別布=3\*GB3③HMA抗離析級配設(shè)計基本原則與持續(xù)級配原則干涉—填充理論不同，宜“以中粒級為主，控制粗粒級與細粒級用量”。由圖2-6，細觀分析證明，已經(jīng)是骨架-密實型，要注意提高c值；已經(jīng)是懸浮-密實型要注意提高φ值；即粗細要協(xié)調(diào)。圖2-6不同粗集料微分布條件下A2、D2值與抗剪性能2）驗證與檢查①采用SAC作為驗證數(shù)據(jù)，如表2-2。=2\*GB3②對SMA-16型HMA檢查表白，以均方差為指標(biāo)級配離析不大于AC型，但對空隙率敏感性甚為明顯，必要分類提出離析原則。=3\*GB3③用離析實驗（涉及離析限度以及不同離析限度下取樣使用性能測定）表白對AC-20型HMA而言，可分為三種狀況：因粘性存在普通級配離析并不嚴重，但在證明的確存在抗離析級配同步，也發(fā)現(xiàn)了當(dāng)粗、中、細三檔粒級不協(xié)調(diào)時浮現(xiàn)了突變。當(dāng)前發(fā)現(xiàn)突變與級配曲線走向關(guān)于，這闡明現(xiàn)行級配建議值范疇提法并不合理，它沒能排除突變類。=4\*GB3④增長瀝青混合料拌合廠熱倉，與調(diào)節(jié)熱倉粒級配備，既提高了微分布精度，也用以適應(yīng)按“以中粒級為主，控制粗粒級與細粒級用量”原則設(shè)計配合比后，微分布變動。=5\*GB3⑤NAPA1997年對于斷級配、S型混合料離析特性過于否定，但國內(nèi)有些對于S型也過度必定，要害在于一定條件下綜合協(xié)調(diào)平衡。因而一種合理評價級配離析實驗辦法十分重要。3）應(yīng)用在為實現(xiàn)按使用性能與工藝特性統(tǒng)一原則設(shè)計HMA，當(dāng)前可用離析評價體系、辦法、指標(biāo)，檢查已有HMA設(shè)計方案。在面控基本上實行選點檢測概況眾所周知，監(jiān)控不力核心在于現(xiàn)行抽樣檢測選點時隨意性。抱負方式是基于面控選點檢測，對此較有前景有如下三類；各有不同優(yōu)缺陷，正處在不斷改進之中。①寄予厚望核子密度儀，因測定成果與成分有關(guān)，而成分分布是不均勻，有也許被當(dāng)前試用無核密度儀所代替，但需要多次測定方可持續(xù)成網(wǎng)供選點之用。=2\*GB3②通過構(gòu)造深度比，無論是激光法、數(shù)字圖像法，是當(dāng)前國內(nèi)外一種熱點；本課題結(jié)合國情給出了均勻區(qū)域構(gòu)造深度預(yù)估模型，分類原則有所改進。=3\*GB3③持續(xù)檢測法優(yōu)勢在于：將傳感器裝在壓路機上，為檢測選點所提供持續(xù)測定數(shù)據(jù)也就是碾壓過程信息。碾壓難以獲得過程信息，可通過反饋分析發(fā)展為供全過程工程質(zhì)量控制所用。壓實計法早在20世紀80年代就由Dynapac公司開發(fā)并供工程應(yīng)用，由于局限于孤立信號分析，指標(biāo)沒有明確物理意義，影響到擴大工程應(yīng)用。選取動力響應(yīng)法為主，配合構(gòu)造深度比振動壓路機在無約束抱負狀態(tài)下呈簡諧振動，響應(yīng)信號為規(guī)則正弦波，但當(dāng)位于被壓材料之上，由于來自材料作用力（F）呈現(xiàn)復(fù)雜振動形態(tài)，頻率成分隨之變化，產(chǎn)生諧波。不同被壓材料，當(dāng)加速度傳感器安裝在振動輪軸，由現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)頻譜分析，頻譜圖大體歸納為5類。細粒土、二灰土如前三種，碎石土、二灰碎石隨含石量為后3種，瀝青層屬第5種。據(jù)此，證明孤立信號分析局限性，需采用動力響應(yīng)法。圖2-7具有1次諧波頻譜圖圖2-8具有1～4次諧波頻譜圖圖2-9具有1/2次、1～5次諧波頻譜圖圖2-10具有多次諧波及分數(shù)諧波頻譜圖圖2-11頻率比較復(fù)雜頻譜圖無論是室內(nèi)、現(xiàn)場振動壓、壓實過程，、都可歸為如下模型（圖2-12）：式中，激振力（P）已知，也可測定校核；壓路機振動質(zhì)量（M）已知，（振動加速度）由加速度傳感器測定，F(xiàn)為系統(tǒng)抗力，即被壓材料對施力體反作用力。反力F隨壓密而不斷增長，隨過壓損傷而衰減。上式可用非線性振動理論進行數(shù)值模仿；也是由用動力學(xué)評價辦法實現(xiàn)碾壓質(zhì)量辨認理論依照。圖2-12振動壓實模型瀝青路面工程應(yīng)用可行性結(jié)合牡丹江—綏芬河高級別公路碎石土路基（1998—）和沈大高速公路擴建，大量采用砂礫、山皮、石渣路基填料（—），動力響應(yīng)法歷經(jīng)黑龍江與遼寧兩次立項路基壓實度質(zhì)量控制研究，雖然兩個項目鑒定均有較高評價，由于公路路基深受壓實度理念和老式束縛，只是由于填料粒料含量甚高，作為超過規(guī)范范疇，而又急需解決特殊問題來解決。但是信息傳到鐵路行業(yè)，上下都十分注重，決定進入有關(guān)規(guī)范，并制定了在這一輪高速鐵路建設(shè)路基工程檢測推廣應(yīng)用工作安排。公路行業(yè)采用壓實度為指標(biāo)老式可以追溯到細粒土路基，但到粗粒土和瀝青混合料，狀況發(fā)生了變化，第一，以粒料為主混合料，級配離析是其基本屬性，因而壓實度分母不再是常數(shù)；第二，細粒土最大密實度、最佳含水量下最穩(wěn)定規(guī)律也不再合用。和碾壓過程聯(lián)系動力響應(yīng)可以得到不但是碾壓終了分布，并且是分布動態(tài)變化！即便如此，還是存在有不同疑慮，對此探討結(jié)論：①關(guān)于有序作業(yè)的確，緊跟攤鋪機往往以有序開始碾壓作業(yè)，逐漸變?yōu)闊o序。有序不是為了采用動力響應(yīng)法；無序必然形成過壓與漏壓，成為不均勻。構(gòu)成構(gòu)造變異組織因素，必要杜絕。在這個指引思想，有序就一定能做到。注意，第一，起始與終了各段基準(zhǔn)線應(yīng)當(dāng)是斜。第二，由于定位系統(tǒng)費用過高，用人為控制，就要及時分段校正誤差。=2\*GB3②關(guān)于溫度影響溫度有影響，但是≥80℃時溫度對動力相應(yīng)影響不影響總體規(guī)律，詳見總報告=3\*GB3③關(guān)于敏感性動力響應(yīng)初值與終值之差有大有??；曾因差值較小居多，而疑慮指標(biāo)敏感性。但從最大值與最小值之差約達20%，闡明不是敏感性問題。初值、終值之差甚小反映了多次碾壓具備正反兩方面作用；以最大值為界，前段為波動上升階段，隨碾壓而密實化，而后段為波動衰減階段，隨過壓而局部損傷。這恰恰反映了內(nèi)部規(guī)律性變化。碾壓過程控制路段狀態(tài)演化與動態(tài)趨勢分析1）數(shù)據(jù)解決所關(guān)注是路段質(zhì)量，因而，一方面按路段，將各點隨碾壓遍數(shù)實測值，如表2-6，計算均值、原則差、變異系數(shù)，記錄最大、最小值，如表2-7，并繪制成圖，如圖2-13、圖2-13、圖2-15。表2-6沈山AC20響應(yīng)表點號去1回1去2回2去3回3去4回4137.8738.0644.4738.7343.8435.9542.6533.03236.8537.8244.6438.438.7137.8740.2431.98337.4333.8946.3139.7741.6333.6241.0933.94438.4634.4840.8233.2440.7433.3240.7432.3534.1334.8639.0833.9439.7832.8639.328.76633.1331.0439.4332.1136.9629.9236.3330.82732.3137.1744.0232.8536.3135.3437.529.73832.3332.1136.1735.9935.1633.9836.9830.04933.7137.9340.7436.3438.5935.2138.2730.291035.1536.2542.0733.3239.7233.3836.8730.48續(xù)表點號去1回1去2回2去3回3去4回41135.1837.2541.935.7541.3634.2540.0232.231232.9234.837.0735.4838.8632.7135.4332.391333.9734.7336.6932.6638.8629.9937.8229.751432.9236.5237.0935.5838.1633.5239.7532.251532.8432.7634.8927.9934.2232.183528.661635.2137.1140.9834.7540.1234.4337.8132.311734.6135.9841.2134.5441.0733.9138.3632.17表2-7沈山17點AC20各碾壓遍數(shù)響應(yīng)記錄狀況響應(yīng)記錄一遍去一遍回二遍去二遍回三遍去三遍回四遍去四遍回均值34.64835.45640.44634.79139.06433.67338.48031.243原則差1.9742.1233.3132.8102.4431.9482.0891.539變異系數(shù)%5.6975.9878.1918.0756.2555.7845.4304.926最大值38.46038.06046.31039.77043.84037.87042.65033.940最小值32.31031.04034.89027.99034.22029.92035.00028.660極差6.1507.02011.42011.7809.6207.9507.6505.280圖2-13沈山AC20各測點每遍響應(yīng)均值、最大值、最小值和變異系數(shù)2）動力響應(yīng)波動三階段全面分析碾壓全過程動力響應(yīng)變化，涉及①波動增長、=2\*GB3②動態(tài)變化、=3\*GB3③波動衰減3個階段。波動增長是嵌擠化、密實化過程；當(dāng)多次振動碾壓浮現(xiàn)不同限度棱角破損，集料碎裂等損傷時，進入衰減階段。合理碾壓方案應(yīng)不浮現(xiàn)波動衰減階段，有效過程控制辦法應(yīng)從及時避免進入波動衰減階段。3）波動類型由于各點材料與初始狀態(tài)不均勻，因此各點壓實性能并不相似，雖然碾壓過程各點碾壓工藝操作完全均勻，記錄值表達各點總和，是欠壓、過壓和正好三種狀況不同組合。圖2-14沈山SMA16各測點每遍響應(yīng)均值、最大值、最小值和變異系數(shù)圖2-15鐵嶺AC20各測點每遍響應(yīng)均值、最大值、最小值和變異系數(shù)據(jù)此面控制所關(guān)注波動上升與波動衰減兩個階段，還可分為A、B兩種類型（表2-8），控制目的是B型。以波動衰減B型為例，均值雖然有所下降，變異系數(shù)衰減表白極差在縮小，這時內(nèi)部損傷并不大，卻換得全路段整體進一步密實。表2-8波動階段分類波動階段波動上升波動衰減類型ABAB均值↑↑↓↓最大值↑↑↓↓最小值↑↑↓↓變異系數(shù)↑↓↑↓狀況雖然總體增強，但并不均勻、穩(wěn)定均勻穩(wěn)定地增強內(nèi)部損傷擴展，浮現(xiàn)剪脹趨勢內(nèi)部損傷不多，換來進一步密實4）碾壓過程四種狀態(tài)動力響應(yīng)3個波動階段定3種狀態(tài)，加上初始狀態(tài)，因此碾壓全過程歷經(jīng)4個狀態(tài)，路段狀態(tài)演化由初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)增態(tài)、動態(tài)而到終態(tài)?？刂撇⒉皇鞘潞髾z查，而是要從動態(tài)中作出趨勢性判斷，控制終態(tài)；因此，試拌試鋪宜涉及4個狀態(tài)。應(yīng)用實例1）AC型由圖2-13到圖2-15，依托工程3個路段波動階段分類如表2-9。由圖2-13，沈山AC-20碾壓已經(jīng)不適當(dāng)再增，第4遍最小值增長甚慢，而最大值已浮現(xiàn)負增長，也就是變異系數(shù)雖在緩慢下降，是通過某些點損傷來實現(xiàn)；而鐵嶺AC-20碾壓3遍即可，由于第4遍開始最大值很少增長而最小值已浮現(xiàn)負增長，因而導(dǎo)致變異系數(shù)增大。表2-9碾壓過程趨勢判斷工程驗證級配類型路段波動階段分類重要影響因素AC-20興城段波動衰減B型集料混有較多不合格材質(zhì)，級配中度離析，少量重度AC-20鐵嶺段波動上升A型集料混有少量不合格材質(zhì)，級配中度離析SMA-16興城段波動衰減A型工藝參數(shù)不協(xié)調(diào)，級配中度離析再從動力響應(yīng)值來分析。如果說鐵嶺段碾壓4遍，最大動力響應(yīng)值達48.520（圖2-15），沈山興城段為40.446（圖2-13），包括了機型不同、動力響應(yīng)值不能作為排序根據(jù)；那么，為什么鐵嶺段均值隨碾壓遍數(shù)增長，而興城段第2遍浮現(xiàn)最大值后隨接衰減呢？因素恰恰在材質(zhì)，課題組進入興城段時中面層已接近尾聲，余料較差（總報告附錄1，附表1-5）。2）SMA型興城SMA-16（圖2-14）屬另一種狀況，碾壓3遍變異系數(shù)持續(xù)不斷增長反映出碾壓工藝與材料壓實性能不太適應(yīng)，碾壓3遍空隙率波動6.2~10.3%，所有不不大于6%（見總報告表4-4），需重新調(diào)節(jié)工藝。面向現(xiàn)實，簡化工程應(yīng)用動態(tài)反饋系統(tǒng)控制概要狹義地說，動力響應(yīng)是一定材料（原材料與混合料構(gòu)成等）、在一定碾壓工藝（碾壓方式、機型、工藝參數(shù)等）和環(huán)境（溫度、基本質(zhì)量等）條件下，用以控制碾壓質(zhì)量（壓實度及其均勻性）一種辦法，并不涉及最佳工藝選取、施工組織設(shè)計以及HMA材料設(shè)計。上述3個實例表白動力響應(yīng)法有潛在優(yōu)勢，在動態(tài)反饋系統(tǒng)控制理念指引下，可以擴大功能，涉及三個層次：①分析信息，預(yù)估趨勢；局限于碾壓遍數(shù)，現(xiàn)場組織以及個別工藝參數(shù)實時反饋控制。=2\*GB3②分析信息，面積定位；采用補救性以及局部返工等辦法。=3\*GB3③分析信息，找出因素，提出改進方案，供下一某些工程應(yīng)用，即階段性動態(tài)反饋控制。第一層次，就事論事，局限于碾壓工序；第三層次，已涉及工程質(zhì)量所有；第二層次，雖不是所有，但已不受碾壓局限，是針對詳細問題一種補救。應(yīng)當(dāng)說最適合當(dāng)前國情是階段性動態(tài)反饋控制；由于當(dāng)前HMA質(zhì)量不均勻因素往往是綜合。明確究竟核心何在，其她各種因素所占地位，以及對策針對性與協(xié)調(diào)平衡作用，才是最為重要。而對癥下藥同步，也是經(jīng)濟優(yōu)化過程，這樣可以在眾多設(shè)備、辦法之中，做出具備針對性最佳選取。為實現(xiàn)階段性動態(tài)反饋系統(tǒng)控制，基本依然是信息論。為此，項目就HMA細觀分析等作了進一步研究，并形成信息采集與分析技術(shù)各6項，并提出了系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)辦法、環(huán)節(jié)。由于簡本篇幅有限，故簡本定位于針對規(guī)