在夜间摊铺？它可以帮上大忙

文 | 本刊编译

导语：

在夜间摊铺时，简单地依赖操作员的视线难以发现喷涂在地面上的沥青深度和坡度标记。这可能导致某个位置的沥青太厚或者太薄。但是，在摊铺机熨平板上采用3D技术，操作员就可以依靠软件系统自动管理铺筑的深度和坡度了。

当Ron Larson在9年前开始担任俄勒冈州交通部（ODOT）的项目经理时，智能压实（Intelligent Compaction，简称IC）还不是一个广为人知的概念。

事情在2016年发生了变化，俄勒冈州开始了一些IC试点项目。与其他州一样，他们也发现智能压实可以改善摊铺的效果。如今，俄勒冈州交通部要求所有的大型高速公路铺筑项目必须使用智能压实技术。

Ingios Geotechnics公司的首席工程师Pavana Vennapusa称，自2000年以来，美国已经完成了300多个使用智能压实的项目。该公司也为振动压路机配置了智能压实技术。

所有主要的压路机和摊铺机制造商都提供某种版本的智能压实技术，它由集成的测量系统、车载计算机报告系统、GPS绘图和可选的反馈控制组成。该技术不仅改善了白天的施工效果，而且使夜间作业变得更加容易。

“大多数摊铺，比如罩面，都会在晚上施工，”Vennapusa说，“这是对智能压实技术的需求不断增长的市场之一。因为使用智能压实技术的时候，借助集成的GPS，你可以直观地通过面前的显示屏，‘看到’自己所在的位置。”

虽然智能压实技术的应用仍然没有他所希望的那么广泛，但是他相信这只是时间问题。“在过去十年里，智能压实在道路施工项目中的使用频率在上升。许多交通运输部门正朝着将智能压实写进规范的方向努力。”

施工承包商首先使用IC收集数据，然后处理、显示在屏幕上。在类似平板电脑的设备上，压实进度就像用颜料画出来的彩条一样呈现。

既然有些任务被智能压实系统代劳，设备操作员就可以专注于技术部分——比如控制振动频率与振幅。项目经理、领班、管理人员、工程师、承包商等人可以通过智能手机实时监控操作员的碾压作业。

一旦快速上手，操作员就离不开智能压实技术了。“他们告诉我，‘我不想再操作没有智能压实系统的压路机了’。” Vennapusa说。

俄勒冈州交通部加入明尼苏达州、加利福尼亚州、密苏里州和得克萨斯州的队列，成为使用智能压实技术的先锋。

Larson说：“对于所有的铺路工程，无论是州交通部还是县、市的项目，甚至是在停车场施工，使用技术来证明我们确实拥有良好、一致的施工质量，都是有意义的。”

在视野大不如白天的夜晚施工，操作员照样可以实现相同的质量和均匀性。

“我们知道新铺的沥青路面必须被碾压一定的次数才能达到目标压实度。但是，在晚上，黑色的沥青实在难以辨认，” Trimble摊铺解决方案业务经理Kevin Garcia说，“要是有一个智能压实系统可以告诉操作员这个区域已经被碾压了多少次，目标次数是多少，对他们来说是非常有价值的。”

IC系统使用振动传感器，软件系统显示压实值、GPS位置、碾压遍数和热成像结果。压路机操作员可以查看他正在碾压的沥青铺层的温度、次数和速度。

在夜间摊铺时，简单地依赖操作员的视线难以发现喷涂在地面上的沥青深度和坡度标记。这可能导致某个位置的沥青太厚或者太薄。但是，在摊铺机熨平板上采用3D技术，操作员就可以依靠软件系统自动管理铺筑的深度和坡度了。

然后，热成像可以测量摊铺时的温度、摊铺机的GPS位置和速度。“掌握温度至关重要，因为它可以确保我们在最合适的时机碾压。”Garcia说，“在温度太高的时候碾压不是很有效果，温度太低时也一样，两种情况都可能对完成的路面有害。”

2018年，密苏里州交通部（MoDOT）对智能压实技术、红外热成像技术（IR）和Veta数据管理与分析软件进行了测试。作为试点的示范工程包括13个项目，时间长达1年。结果相当成功，以至于MoDOT表示它将在2021年之前在其高速公路项目中全面实施智能压实。

“我们相信，通过在项目中使用智能压实技术，我们将更好地与施工承包商合作，”密苏里州交通部研究管理员Bill Stone说。来自得克萨斯州奥斯汀Transtec集团的铺设工程专家为MoDOT提供协助。

无论是在晚上还是白天摊铺，IC都可以通过快速、准确地完成任务来帮助施工方实现盈利。

智能压实技术与红外热成像技术可以独立地工作，故各州交通部和施工承包商不必同时为这两种技术投资。

“我们的建议是同时使用IC和IR，” Transtec的研究主管、IC-IR示范项目支持负责人张国能（George Chang）博士说，“它们相辅相成，在同一个项目中应用这两种技术可以真正地提高质量。”

无论是在晚上还是白天摊铺，IC都可以通过快速、准确地完成任务来帮助施工方实现盈利。“如果智能压实的数据得到恰当的验证，施工方就可以确定现场施工是否与设计相符。”Vennapusa说， “这项技术让你有机会实时发现缺陷，然后修复它们。”

Vennapusa曾经担任爱荷华州立大学土方工程研究中心的助理主任，撰写了50多篇关于土方建设和机器集成监控系统（包括智能压实）等主题的文章和论文。他的公司Ingios Geotechnics创建了一个在线仪表板系统，压路机的拥有者或质量控制工程师可以登录并实时查看操作员之所见。

Ingios Geotechnics公司为客户提供基于云的数据管理仪表板工具，可以视频直播现场压实，从而简化IC监控、跟踪和数据管理。该工具包括实时监控压实结果、实时放送现场摄像机视图、校准状态跟踪、自动材料传感技术、高级数据分析以及绘图等功能。

Vennapusa说，他分析了爱荷华州的3个铺路项目，发现实施智能压实的平均成本只占项目总成本的1%。现在，大部分州的交通部正在记录他们使用IC做什么，如果将来的检查数据与道路性能有关，这将是非常宝贵的。Vennapusa说，他希望将数据存档，并用它来扩展IC的使用。

Ron Larson说，那些经验丰富的操作员也喜欢智能压实技术。“一些有20年甚至30年经验的操作员告诉我，一旦学会了智能压实，他们就再也停不下来了。”Larson说，“温度、碾压次数和覆盖范围都被用颜色标记出来。”

检查员也爱上了它，因为所有数据都被立即记录下来，并且可以在每晚施工结束时下载。这样，施工方就可以分析信息，确定是否需要进行任何校正。

“经验告诉我们，压实的质量越高，路面的寿命越长，”Larson说，“反之，沥青路面不会持久。”

俄勒冈州交通部力争磨耗层的使用寿命达到10年；如果初始施工和保养得当，使用寿命还可以再延长1年。“据我所知，能够让路面的使用寿命延长10%的技术并不多，而智能压实可以做到，”Larson说。