填筑工程连续压实控制技术规程》宣贯讲座(铁道部201

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,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,201,2.03,西南交通大学,中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准,参编单位：铁二院、铁二局、铁科院,讲座内容,规 程 内 容,流 程 举 例,常 见 问 题,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。,1.,规 程 内 容,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）,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,第一章 总 则,压实质量控制现状,（,1,）常规检测,传统压实控制,传统控制,方法一览,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,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,国内相关行业,从1993年起本编写组成员开始参加研究,其它行业已开展相关标准的研究,公路领域,哈工大,2000,水电领域,水电科研院,1988,公路领域,哈建大,1993,铁路领域,西南交大,2008,BYA92、94、2004,瑞 典,德 国,ZTVE-StB-93、94、2009、2010,奥地利,RVS 8S.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。,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,。,基本原理与主要特点,（,1,）基本原理,连续压实控制基本原理示意图,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,C,ontinuous,C,ompaction,C,ontrol,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。,理 论 基 础,压实机具作用下,路基结构抗力与振动响应（加速度）关系,线性分析,1,非线性分析,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K,30,、E,v2,、E,vd,、K）,之间具有,正相关关系。,抗力与振动响应,抗力与振动响应的一致性验证了理论分析结论,抗力与干密度,在压实度能测准的条件下，抗,力与压实度之间具有正相关性,抗力与K,30,抗力与E,v2,抗力与E,vd,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,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,参与项目研究,参与相关研究的先后有：西南交大，哈工大，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、中南大学，大连理工大学、哈尔滨理工大学、上海工程技术大学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标的二段、三段,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八、九标,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,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性三方面对路基质量进行控制,过程控制：,压实程度、压实均匀性、压实稳定性,质量检测：,确定碾压面压实状态分布，识别薄弱区域,（3）,加载设备,和,量测设备,的技术要求,振动压路机,自重不宜小于16吨,加载设备,自重,主要影响检测深度,频率,主要影响激振力,振动频率波动较大，将会导致激振力出,现更大的波动，量测结果出现异常变化,振动频率的波动范围不应超过规定值的0.5Hz,组成：,振动传感器、信号调理（放大、滤波）、采集、,记录、信号分析处理软件和显示装置等部分,振动传感器,采用加速度传感器,垂直安装,不小于10mV/ms-2,量程不小于,10g,量测设备,模/数转换位数应不小于16位,采样频率应不小于400Hz,实时以数字和图形方式显示压实质量相关信息,数据采集与显示装置,连续压实控制应按照,“设备检查、相关性校验、过程控制、质量检测”,四阶段进行。,铁路路基填筑工程连续压实控制工艺流程图,（4）关键环节和工艺流程,工艺流程,相关性校验的实施步骤,相关系数和回归方程的计算方法,采用相关系数判定技术适用性的原则,（,r, 0.7,）,连续压实控制目标值的确定方法,第四章 相关性校验,压实质量过程控制和质量检测的实施步骤,压实程度、压实均匀性和压实稳定性判定准则和控制的标准,压实薄弱区域的确认方法,压实薄弱区域内进行常规质量验收的原则,第五章 连续压实控制,第六章 压实质量报告,压实质量报告相关信息采用易于读取和存储的数据格式。,压实质量报告除进行常规存档外尚应进行电子存档,压实质量报告以图形和数字方式显示,（1）显示和存储格式,也是为下一步压实质量信息化管理做准备,A.,Description of the contents,连续压实质量检测报告,压实状态分布图、压实程度分布图、过程控制最后一遍的相关资料以及薄弱区域的压实质量验收资料,相关性校验报告,对比试验数据、相关系数、回归模型，附有试验段压实状态分布图和碾压轮迹振动压实曲线,（2）报告组成,附录,B,与,C ,压实质量报告图例,压实质量报告,实际的图例,过程控制中的压实程度、均匀性和稳定性控制标准,A.,Description of the contents,质量检测中的识别薄弱区域与常规检验数量,相关性校验中的相关系数与连续压实控制的目标值,1.2,关 键 技 术, 应结合填筑工艺试验进行,将试验段碾压成,三种密实状态,能反映正确的相关关系,（,1,）相关性校验,试 验 路 的 碾 压,相关程度参考准则,相关系数的绝对值,相关程度,0.9,1.0,相关性非常强,0.7,0.9,相关性强,0.5,0.7,相关性弱,0.5,相关性非常弱,相 关 系 数 的 规 定,0.7,？,通过对哈大客专、京沪高铁、成灌铁路、兰新铁路等现场的路基不同位置、不同填料、不同振动压路机的近千组对比试验结果表明，振动压实值与常规质量验收指标（,K30,、,Ev2,、,Evd,）之间的相关系数大部分在,0.75,以上。,0.7是相关程度强弱的一个分界点。,对于岩土材料而言，,0.7,和,0.75,对于判定相关程度强弱的影响并不大。,瑞典规范规定R0.6时相关性成立，德国和奥地利等国家规定R0.7时相关性成立。,本规程将相关系数的下限定为0.7,0,x,按照现行相关标准确定的常规质量验收指标的合格值,连续压实控制的目标值,（,2,）过 程 控 制,碾压过程中，根据振动碾压过程中连续检测取得的压实质量信息，按照,压实程度、压实均匀性和压实稳定性,的判定和控制标准进行实时的压实质量监控。, 应在碾压过程中进行,压实程度,控制填筑体物理力学性能达到规定值的程度，解决填筑体是否有足够强度和刚度支承上部结构。,压实均匀性,控制填筑体物理力学性能的均匀分布程度，解决能否均匀支承上部结构。,压实稳定性,控制填筑体物理力学性能的稳定程度，解决在列车重复荷载作用下填筑体能否长期、有效地支承上部结构（疲劳问题）。,三方面共同控制的重要性,判定某一点是否合格,压实程度控制,在压实过程中,碾压面压实程度的通过率按合格面积占碾压面面积的多少计算,碾压面通过率应按不小于95%进行控制,不合格检测单元应呈分散分布状态，其中允许的连续单元面积,高铁：不大于5平米；普铁：不大于10平米,在碾压面压实某一遍后,国外关于压实程度控制,1,）奥地利,按最小值控制,按照连续控制目标值进行控制，合格率为,90%,，即允许有不超过10%的点存在，但不能呈连续分布状态，而是分散地分布在碾压面上。,按10%-最小分位点控制,2,）德国,按照连续控制目标值进行控制，合格率为,90%,。其中连续控制的目标值是正常目标值的,90%,，即目标值为,0.9VCV,。,3）美国,压实均匀性宜按振动压实值数据不小于其平均值的80%：,进行控制。,压实均匀性控制,在压实过程中,鉴于目前压实均匀性控制现状，本规程提出了不低于振动压实值数据平均值,80%,的规定，这是最低下限要求，是一种最小值控制方法，大致相当于最多允许将常规质量验收指标数据平均降低,30%,50%,，即一组常规检测数据，若有低于其平均值的,30%,50%,的点便认为是不均匀点，其做法与数理统计方法中的“,3,原则”类似。只对最低下限进行了规定是考虑到目前工程实际情况。,奥地利/ISSMGE规范中初步提出控制所有的连续压实数据在0.8VCV1.5VCV之间，且变异系数不大于20%。,美国明尼苏达州运输部（MnDOT）对该州范围内的填料规定90%的连续压实数据在0.9VCV1.2VCV之间，且没有小于0.8VCV的数据。,国外都是基于目标值进行的，没有对振动压实曲线本身的波动提出要求，有可能出现满足目标值要求，而振动压实曲线依然有很大波动的现象。,国外关于压实均匀性控制,压实程度合格但压实不均匀实例,压实稳定性应按同一碾压轮迹上前后两遍振动压实值数据变化率精度进行控制。其中精度可根据相关方程、按照对应的常规质量验收指标数据变化率不大于5%进行确定。,压实稳定性控制,在压实过程中,稳定与不稳定实例,与平板载荷试验中的分级加载类似,每级荷载作用下都必须达到稳定状态,反馈控制措施,连续压实质量检测应确定施工段过程控制完成后的碾压面压实状态分布和压实程度分布状况。,（,3,） 质 量 检 测,连续压实质量检测应在施工段连续压实过程控制结束（,碾压作业结束,）时开始。, 应在碾压结束时进行,压实状态划分与薄弱区域,相对低值区域都可称做薄弱区域,普通填料,压实系数6个抽检点中选取1个点在压实质量薄弱区域内；,地基系数4个抽检点中选取1个点在压实质量薄弱区域内。,化学改良土,压实系数6个抽检点中选取1个点在压实质量薄弱区域内；,抗压强度3个抽检点中选取1个点在压实质量薄弱区域内。,压实薄弱区中的常规质量验收数量,讲座内容,流 程 举 例,规 程 内 容,常 见 问 题,2.1,应 用 全 过 程 演 示,2.,流程举例,相关性校验,（,1,）修建试验路,根据要求将试验路段,碾压成三种密实状态,（,2,）进行连续与常规检测,不少于,3X6,组,在不同压实状态对应的点位上,进行常规试验，并记录数据对,（,3,）计算相关系数并建立相关模型（方程）,数据预处理,剔除异常点,计算相关系数,判定是否,0.7,在,r,0.7,情况下,建立相关模型（方程）,（,4,）确定连续压实控制目标值, 用于后续施工段的压实程度控制,过 程 控 制,按照路基施工规范要求进行正常施工碾压作业,A.,Description of the contents,在振动压实过程中进行连续压实的量测与控制操作,核查检测设备和施工段使之满足规定要求,在压实过程进行压实程度控制,在压实过程进行压实均匀性控制,在压实过程进行压实稳定性控制,三者同时进行！,碾压过程中的实时显示,过程控制之一, 压实程度控制,碾压结束时的压实程度,碾压过程中的压实程度,过程控制之二, 压实均匀性控制,过程控制之三, 压实稳定性控制,常规验收检验 ,在压实最薄弱区域进行,质 量 检 测,形 成 报 告,采用图形形式与电子文件两种形式进行,A.,Description of the contents,提交压实质量报告给有关部门进行会签和存档,采用易于读取的格式进行存储,讲座内容,流 程 举 例,规 程 内 容,常 见 问 题,从上个世纪八十年代起，国内外众多厂家对此进行过研制，但,绝大部分的测试效果都不准确，造成不能很好地指导压实质量,控制。其根本原因在于对存在的“,则不准,”现象没有很好地把,握。因此，在使用前必须严格进行对设备进行相关性校验，,相,关系数,0.70,是对各种量测设备进行技术把关的最低界限。,量测设备问题,3.,常见问题,相关系数小于,0.7,发原因主要有两方面：,连续检测与常规检测所影响的路基范围（水平与垂直）,不同所引起；,所采用的连续评定指标存在局限性或缺陷所致。,相关性校验问题,由于振动压路机存在振动参数不统一、稳定性较差等问题，其压实程度控制的目标值尚不能针对填料类型进行统一规定。因此，结合路基填筑试验段开展相关性校验的环节不可或缺。,连续压实控制目标值,对于此类填料，含水量是影响力学性能的重要因素。在一定含,量条件下确定的相关关系以及目标值，当含水量发生变化时其,相关关系和目标值也随之变化，相关关系尽管存在，但不唯一。,比较好的办法是在进行相关性校验时，将含水量作为一个变量考,虑，但试验工作量大，并且含水量也不易精确控制。,尽管如此，但大量实践表明，无论含水量怎样变化，振动压实值,总是与该含水量条件下的常规质量验收指标之间具有统计学意义,上的正相关性。,对含水量敏感的填料问题,在合格标准的,临界值,附近可能存在一个值对应多个另,一个值的问题，即：,有可能出现常规检测合格而连续检测不合格,或,连续检,测合格而常规检测不合格问题,连续检测与常规检测的对应问题,一个,VCV,对应多个,K,30,目前,30cm,填层要求是基于原来,12,吨振动压路机,而提出的。,由于目前普遍采用,20,吨以上的压路机，所以层厚,可适当放宽，不必精确控制。,采用每一填层的”基底标高,+,层数“方案,如何解决控制填层厚度问题,从国外和国内相关行业连续压实技术的应用情况看，采用连续压实控制技术作为质量控制手段后，可减少现行铁路路基压实质量验收标准中的检验数量。,本规程与现行铁路路基工程施工质量验收标准并行一段时间后，再适时优化现行铁路路基工程施工质量验收标准中关于路基压实质量的检验数量。,减少常规验数量问题,采用连续压实控制后减少常规检测数量,在技术上是可行的,国外压实薄弱区域特征与常规检测数量参考,连续压实控制,点式压实控制,谢 谢 !,演讲完毕，谢谢观看！,内容总结,徐光辉。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。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。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。（3）加载设备和量测设备的技术要求。也是为下一步压实质量信息化管理做准备。对于岩土材料而言，0.7和0.75对于判定相关程度强弱的影响并不大。压实稳定性控制填筑体物理力学性能的稳定程度，解决在列车重复荷载作用下填筑体能否长期、有效地支承上部结构（疲劳问题）。不合格检测单元应呈分散分布状态，其中允许的连续单元面积。奥地利/ISSMGE规范中初步提出控制所有的连续压实数据在0.8VCV1.5VCV之间，且变异系数不大于20%。稳定与不稳定实例。与平板载荷试验中的分级加载类似每级荷载作用下都必须达到稳定状态。相对低值区域都可称做薄弱区域,