Интеллектуальное уплотнение [PDF]: Преимущества и ограничения - Строительство и ремонт

Интеллектуальное уплотнение – это уплотнение дорожных материалов, таких как слои грунта, щебеночные основания или асфальтобетонные покрытия, с помощью современных вибрационных катков, оснащенных унифицированной системой измерения, компьютерной системой отчетности, картографией на основе GPS и опциональным управлением с обратной связью (OFC).

Когда мы говорим о дорожном строительстве, уплотнение считается одним из самых важных процессов при строительстве дорожных покрытий и проезжей части. Оно необходимо для достижения высокого качества и однородности материалов дорожного покрытия, что, в свою очередь, обеспечивает долговечность дороги.

Каток IC

Уплотнение, в самом простом понимании, – это приложение силы к чему-либо так, что оно становится более плотным. В отличие от этого, интеллектуальное уплотнение (IC) предоставляет технологические средства (катки IC) для обеспечения последовательного, тщательного и точного уплотнения.

Использование катков IC помогает осуществлять мониторинг уплотнения в режиме реального времени и периодически корректировать процесс уплотнения, объединяя системы документирования, измерения и контроля.

Кроме того, катки IC способны вести непрерывную запись графиков с цветовой кодировкой. Благодаря этому пользователь может просматривать графики точного расположения вальца, измерения жесткости материала и количество проходов вальца.

Интеллектуальное уплотнение требует совершенства следующих систем:

Точное картирование
отслеживание количества проходов
Контроль уплотнения
картирование температуры
Документация по обеспечению и контролю качества.

Точное картирование

Precision Mapping использует спутниковые данные для повышения эффективности работы катков.

Во-первых, положение катка определяется с помощью спутников глобального позиционирования (GPS). Антенна GPS обычно устанавливается на верхней части кабины катка.

Затем GPS позволяет осуществлять точное картирование, что позволяет операторам повысить производительность за счет наиболее эффективной схемы укатки. Схема укладки оператора может быть видна с помощью 2D- или 3D-систем управления укладкой.

Блок управления для этих систем оснащен графическими дисплеями с регулируемыми настройками освещения для дневной или ночной укладки.

Бортовой дисплей для оператора

Отслеживание количества проходов

Система Pass Count Mapping следит за количеством проходов по площади и корректирует усилия, чтобы избежать чрезмерного или недостаточного уплотнения.

В системе Pass Count Mapping используется блок управления, GPS-приемник, установленный на крыше, и Connected Site Link.

Система рассчитывает положение машины и отображает цветовую карту и шкалу, указывая текущее количество проходов и места, где у оператора есть пробелы или перекрытия.

Контроль уплотнения

Контроль уплотнения позволяет добиться равномерного уплотнения для достижения заданной проектной плотности.

Система контроля уплотнения в режиме реального времени отслеживает и определяет места, где уплотнение не соответствует заданным характеристикам, и немедленно сообщает об этом оператору, сохраняя данные в облаке.

В настоящее время в системах контроля уплотнения используется акселерометр для измерения значения измерителя уплотнения (CMV), значения контроля уплотнения (CCV), значения резонансного измерителя (RMV), частоты и амплитуды.

Системы контроля уплотнения совместимы со всеми видами асфальтовых катков. Аксессуары (жгуты проводов и кронштейны) устанавливаются таким образом, чтобы дополнять корпус машины. Эти компоненты также могут использоваться на различных асфальтоукладочных и землеройных машинах для повышения эффективности использования.

Система контроля уплотнения регистрирует и показывает положение машины, количество проходов машины/покрытие, температуру асфальта, измерения уплотнения, частоту вибрации, ширину уплотнения и скорость машины.

Система контроля уплотнения

Температурное картирование

Инфракрасное картирование температуры помогает измерять температуру поверхности в реальном времени, что позволяет оператору найти оптимальное окно для уплотнения.

Датчики устанавливаются на заднем и переднем барабане для регистрации температуры поверхности мата в направлении работы.

Система может переключаться между датчиками (передним и задним) таким образом, что ведущий датчик всегда отображается на пульте управления в кабине. Оператор может видеть точную информацию о температуре поверхности асфальта, которую предстоит уплотнить, до падения температуры, вызванного прохождением мокрого стального барабана над горячим матом.

Документация QA/QC

Данные, записанные с помощью систем, могут быть переданы по беспроводной связи с машины в офис для анализа с помощью веб-решений по управлению парком машин, активами и производительностью. Эта технология генерирует электронные данные результатов, позволяя проводить контроль качества и анализ после обработки, которые можно просмотреть на любом настольном или портативном компьютере.

Преимущества интеллектуального уплотнения

При наличии хорошей корреляции между динамическим значением измерения (т.е. CMV, CCV и т.д.) и требуемыми свойствами уплотняемого грунта, существует потенциал для снижения энергии уплотнения и, возможно, количества проходов катка без пагубных последствий.
Избыточное напряжение, вызванное чрезмерным количеством проходов или чрезмерной вибрацией, будет сведено к минимуму при использовании интеллектуального уплотнения. Например, при работе с несвязными грунтами, такими как пески (особенно однозернистые), в приповерхностном материале может возникнуть избыточное напряжение.
В связном грунте после достижения минимального содержания воздушной прослойки часть нагрузки при уплотнении может вызвать чрезмерное давление поровой воды непосредственно под катком, что приведет к размягчению.
Производительность может быть увеличена, если для достижения заданного уплотнения требуется меньше проходов катка. Это имеет соответствующую экономическую выгоду, особенно при больших объемах земляных работ.
Количество независимых выборочных испытаний свойств грунта, таких как плотность и жесткость, может быть значительно сокращено. Подобные испытания, которые часто проводятся при использовании обычных катков, требуют много времени и затрат.
Мягкие участки в уплотненном материале могут быть легко выявлены и либо подвергнуты дальнейшему уплотнению, либо заменены для создания слоя с более равномерной жесткостью. Точечные испытания с использованием обычных методов определения жесткости могут не выявить мягкие участки.
Внедрение GPS в оборудование считается бесценным, поскольку даже при уплотнении земляных работ в соответствии со спецификацией метода, система документации обеспечит подтверждение количества проходов катка и нанесение на карту участков, которые были уплотнены.

Ограничения интеллектуального уплотнения

ИС или системы мониторинга уплотнения могут быть более эффективными в контроле степени уплотнения на определенных типах почв. В настоящее время существует мнение, что уплотнение зернистых почв будет контролироваться более эффективно, чем уплотнение глинистых почв. Последнее требует особенно тщательной оценки на этапе испытаний или калибровки.
Приобретение (и аренда) виброкатков с ИС или системами контроля уплотнения обходится дороже, чем обычные уплотняющие установки. Кроме того, существуют определенные затраты на техническое обслуживание, чтобы электронное оборудование продолжало работать удовлетворительно.
Органы управления и дисплеи оператора значительно различаются в зависимости от производителя машины, поэтому необходимо соответствующее обучение оператора. Обучение должно включать в себя загрузку данных машины с помощью системы документации (при наличии) и подготовку интерпретирующих графиков для клиента.
Для определения соответствующих значений динамических измерений, применимых к каждому типу грунта, на каждой строительной площадке, вероятно, потребуется проведение испытаний на месте или создание калибровочных участков. Это не будет экономически эффективным для небольших проектов.
Количество данных, производимых бортовой измерительной системой, вероятно, будет большим, поэтому необходимы инвестиции в эффективную систему управления данными.

Часто задаваемые вопросы

Что такое интеллектуальное уплотнение?

Интеллектуальное уплотнение – это уплотнение дорожных материалов, таких как слои грунта, щебеночные основания или асфальтобетонные покрытия, с помощью современных и новейших вибрационных катков, оснащенных встроенной системой измерения, бортовой компьютерной системой отчетности, картографией на основе Глобальной системы позиционирования (GPS) и OFC (дополнительным управлением с обратной связью).

На каких пяти системах необходимо сосредоточиться для интеллектуального уплотнения?

1. Точное картирование,
2. Отслеживание количества проходов,
3. Контроль уплотнения,
4. Составление температурных карт,
5. Документация по обеспечению качества и контролю качества

Что такое точное картирование? Как оно достигается?

Точное картирование использует спутниковые данные, чтобы сделать вальцы более эффективными. Положение катка определяется с помощью спутников глобального позиционирования (GPS). Антенна GPS чаще всего устанавливается на верхней части кабины катка. Этот GPS обеспечивает точное картирование, что позволяет операторам повысить производительность за счет использования наиболее эффективной схемы укатки. Схема укладки может быть просмотрена оператором с помощью 2D или 3D систем управления укладкой. Блок управления для этих систем предлагает графические дисплеи с регулируемыми настройками освещения для дневной и ночной укладки.

Читайте далее: