压实是道路工程施工中重要的工序之一，直接影响路基路面的施工质量和耐久性。随着信息技术与智能化施工的发展，压实技术也在向智能化的方向发展。智能化压实技术可对压实过程进行实时监控，可以有效避免漏压、过压的情况，使压实质量得到保证沥青网sinoasphalt.com。

目前智能压实在沥青路面上的应用研究在中国很少开展，而国外应用较广并制定了相关规范，故中国开展沥青路面智能压实的研究很有必要。

研究沥青路面智能压实的适用性以及智能压实能否取代传统验收方法或能否作为沥青路面质量过程的方法，并为相应的规范制定提供数据支持，引导和推广该项技术，从而改善沥青路面压实质量。

试验段使用的智能压实系统型号为美国天宝生产的CCS900，因为施工过程中沥青混合料温度较高而不能检测压实度，所以施工选择传统检测仪器便携式落锤弯沉仪JDFWD、无核密度仪，检测指标为动态变形模量和弯沉、压实度，与智能压实指标进行对比分析。

便携式落锤弯沉仪技术参数：①落锤重量：20kg；②落锤高度：140mm；③冲击荷载：7kN；④脉冲荷载形状：半正弦波；⑤脉冲荷载持续时间：15~30mS；⑥材料：镀锌钢/合金钢。

试验段的路面结构为4Cｍ细粒式橡胶沥青混凝土(AC-13C)+6Cm中粒式改性沥青混凝土(AC-20)+10Cm沥青碎石(ATB-25)+18Cm级配碎石+18Cm水泥稳定碎石+18Cm水泥稳定级配碎石土。该文在柔性基层上进行试验。

试验段长30m，每隔5m检测一个点，共6点，分别采用无核密度仪、便携式落锤弯沉仪进行检测，检测安排在中间的振压10遍处，分别在碾压2、4、6、8、10遍处进行检测。并对检测点用GPS流动站进行定位记录。

智能压实测量值CMV是基于不同刚度的材料振动轮反弹时所产生的不同谐波分量，为无量纲压实参数。CMV为基波频率振幅与二次谐波频率振幅的比值。

通过现场试验，采集了大量数据，为了探究沥青路面CMV随碾压遍数的变化关系，对在试验段内采集的大量数据进行统计分析。

可知：随着碾压遍数的增多，沥青混合料逐渐由松散状态过渡到密实状态，逐渐被压实，同时路面整体的CMV也在逐渐变大，符合沥青路面压实度增长的趋势。当振压2、3遍时，CMV值比较小，说明此时沥青混合料还未被压实，比较松散。当CMV值逐渐变大，说明沥青混合料压实度在逐渐增加。当振压第8遍时，CMV值最大且趋于稳定，说明此时的沥青混合料基本处于压实状态。因此，可以根据CMV值的变化间接地推断沥青路面的压实情况。

可以反映沥青混合料压实度的增长趋势。在沥青路面施工过程中，对于一定的材料类型、压实机械，绘制压实曲线可以用来确定碾压材料的压实特性，并确定最佳的碾压工艺。可知：随着碾压遍数的增加，CMV值呈单调增长的趋势。在初压阶段，CMV值增加很快，碾压第4遍之后，CMV值增加速度放缓。碾压第8遍至第9遍时，CMV值比较稳定，压实曲线趋于平缓，表明此时混合料的压实度已相对较高，再继续碾压效果不是很明显。

沥青路面表面温度也呈现出类似的单调变化趋势，但单调递减。可知：前4遍，温度下降较快，此时却为压实度增加最佳时期，第4遍至第7遍，温度下降速度放缓，第8遍至第10遍，温度下降趋于平稳，但是仍在下降，此时沥青混合料硬度已经增加，如果此时继续增加碾压遍数，不仅不会使密实度增加，反而会将沥青混合料压碎，对路面造成破坏。

上述分析表明：在较高温度范围内压实对压实度的贡献很大，此时压实度增加速度最快。但是如果超出了有效碾压温度范围，多余的碾压遍数不能使压实度继续增加。所以，在确定碾压工艺时，应适当增加有效碾压温度范围内的碾压遍数。

(1)CMV值与EVd的相关性分析。应用最小二乘法对不同碾压遍数CMV值与Evd值进行拟合。可知：CMV值随着Evd值增大而逐渐增大，可知CMV值与Evd呈正相关关系。应用最小二乘法，对采集的CMV值、Evd两种试验数据进行拟合。

(2)最终CMV值与压实度的相关性分析。可知：随着压实度增加，CMV值逐渐增大，呈正相关关系。应用最小二乘法，对采集的CMV值、压实度两种试验数据进行拟合。

(3)CMV与PQI压实度的相关性分析。由于沥青混合料温度较高，碾压过程中不能按照传统方法进行压实度检测，因此，以PQI检测压实度。可知：随着PQI压实度增加，CMV值逐渐增大，呈正相关关系。应用最小二乘法，对采集的CMV值、PQI压实度两种试验数据进行拟合。

CMV值与Evd、弯沉相关性较弱，原因为：两种检测方法影响深度、作用范围不同。压路机振动轮影响深度为1～1.2m，覆盖面积为30Cm×100Cm。便携式落锤弯沉仪影响深度约为0.3ｍ，作用范围为直径300mm的承载板面积。

检测时，沥青路面表面水分、表面粗糙程度对无核密度仪精度造成一定影响，从而影响了无核密度仪压实度与CMV的相关性。

最终CMV值与取芯密度相关性较弱，CMV值为最后一遍碾压时获得的，造成相关性较弱的原因如下：

(1)与压实度对应的最后一遍振压的CMV值，基本是在较低的温度范围检测的，且随着沥青混合料密度、强度的增加，CMV的测量深度可能超出沥青层，影响了压路机钢轮的振动响应。

(2)在沥青混合料被压实过程中，因为钢轮与压实层复杂的相互作用不断地变化，从而引起每次碾压之后CMV测量的影响深度发生变化。

(3)CMV只能在初压、复压时获得，但终压也会对压实度造成影响，尽管压实度变化很小，也会影响到CMV与压实度的相关性。

(4)智能压实数据方格的不确定性、GPS精度可能影响了数据提取的精度。因此，CMV不能单独用于沥青混合料压实度的相关验收。

(5)由于现场试验条件有限，试验点布置较少，且取值范围偏小，各测试点的工作条件类似，此时采集的数据误差较大。

压实质量的均匀性是指沥青混合料在碾压过程中水平方向上强度、刚度的分布状态。压实不均匀会引起沥青路面发生车辙、唧浆、裂缝等各种病害，从而影响路用性能。所以，对沥青路面压实均匀性控制指标的研究非常有必要。该文同时进行了传统压实工艺与智能压实对比试验，以考察智能压实工艺改善压实均匀性的效果。试验时分两幅施工，左幅采用传统工艺，机手按照经验进行施工；右幅应用智能压实技术，机手根据预设的CMV目标值、目标碾压遍数对压实质量进行控制，左幅、右幅采用同样的机械配置、碾压遍数。待试验段ATB碾压施工完之后，使用PQI对整个区域ATB-25的压实度进行检测，每幅横向相隔2m检测一个点，沿路线方向每隔10m检测一个点，每幅检测60个数据。

对现场采集的大量压实度数据应用进行拟合。

可知：采用同样的碾压机械配置和碾压遍数的情况下，由传统碾压工艺得到的压实度存在明显的欠压、过压区域，且压实度分布比较分散，压实度均匀性较差；采用智能压实工艺进行碾压的压实度分布比较集中，无明显过压、欠压区域，压实度均匀性较好。原因为碾压过程中机手可以对碾压温度、碾压速度、碾压遍数等关键施工参数进行实时控制，在保证速度的前提下，增加了有效温度范围内的碾压遍数，同时，及时对欠压区域进行补压，对已达到目标值CMV的区域则不再继续碾压，这样既提高了压实效率，又提高了压实的质量。

在沥青路面工程中，常采用压实度变异系数和标准差来反映沥青混合料压实度的离散程度，变异系数和标准差数值越大说明数据的离散程度越大。对两种碾压工艺进行对比分析。

可知：采用智能压实技术进行过程控制后压实度的标准差、变异系数明显低于传统压实工艺碾压，且采用智能压实技术控制后的压实度更高，说明智能压实技术能够有效地改善沥青路面压实均匀性，取得较好的压实质量控制结果。

压实不均匀性是由于路表面温度不均匀分布，局部压实不足所引起的。影响压实均匀性的主要因素包括压实功、碾压温度。所以提高压实度均匀性的关键在于保证复压的碾压遍数。提高路面压实均匀性的措施有：

(1)控制有效温度范围内的压实遍数。该系统可以实时监测路面温度、碾压遍数。施工之前，通过分析压实曲线、温度下降曲线，试验确定最佳温度范围内的碾压遍数，并保证大于目标碾压遍数的面积占整个压实区域面积比例大于90%。压路机机手可以实时查看监控界面内温度、碾压遍数、速度等参数，保证在最佳温度范围内对沥青混合料进行压实，及时对漏压部分进行补压，保证达到规定的碾压遍数。

(2)保证压实区域内的CMV值合格率。压路机机手通过显示器可以实时查看压实区域内CMV值图，从而实时掌握路面压实情况。

为了确定压实度的分布规律，在试验段上采集大量的压实度数据，应用软件对采集到的压实度数据进行正态拟合，并且根据工程经验，取置信度0.9，得到与压实度相对应的分位点。当置信度设为0.9时，对应的压实度满足规范的要求，且合格的数据大于90%。所以就可以用失效概率的方法评定沥青路面压实质量的合格率。

由于压实度检测值CMV为随机变量，所以CMV值也基本符合这种规律，当取CMV数据的置信度为0.9时，对应的分位数能够达到沥青路面压实质量的要求。

在进行计算时，公式中XI是系统采集的压实度检测值CMV值，式中的T为目标值CMV。目标值CMV为传统方法已验收合格的点所对应的CMV值。

反映出标准差S与全域质量数Q之间存在明显的规律性。当标准差S值减小时，全域质量数Q变大，此时检测标段内的压实均匀性较好，CMV数据波动小、比较集中。当标准差S值升高时，全域质量数Q变小，此时检测标段内的压实均匀性较差，CMV数据呈离散分布。结合CMV云图，即可发现碾压薄弱区域。

在实际应用中，当全域质量数Q大于1.285，且大于目标值CMV的数据量与CMV总数据量比值大于90%，其余不合格的数据不能集中在碾压路段的某个区域。那么就可确定此碾压路段达到压实质量要求。

如果在碾压路段，全域质量数Q小于1.285，且合格的CMV数据小于90%，此时，需要继续碾压。直至全域质量数Q大于1.285，此时满足要求。如果出现重复碾压后Q值仍然达不到1.285时，此时应检查目标值CMV的标定条件，比如：材料种类、混合料级配、频率、振幅、压实厚度等。如果标定条件变化，则需要重新标定目标值。

智能压实能够完整记录沥青路面碾压区域内的“压实历史”———碾压时间、碾压桩号、温度等沥青路面压实过程中的关键压实数据，对于进一步研究压实机理、影响因素、改善压实质量，提供了很大帮助。通过对依托工程的沥青路面柔性基层进行智能压实试验，得出以下结论：

(1)对CMV值与碾压遍数的关系分析表明：初压时CMV值随着碾压遍数的增加而增加，此时增加的速度最快，复压时CMV值继续增加，但速度放缓，最后CMV值趋于稳定，此时继续碾压，CMV值不再增加，符合压实度的增长趋势。

(2)分析了沥青路面CMV值与传统检测指标的相关性，试验结果表明：CMV值与PQI压实度相关性较好，CMV值可以作为沥青路面质量过程控制的手段。

(3)分析了可能引起CMV值与传统检测指标相关性误差的原因，提出了CMV值在沥青路面工程中应用的控制方法。

(4)通过智能压实工艺与传统压实工艺的对比试验，表明智能压实技术能够有效地改善沥青路面压实均匀性。