日本黄色视频在线免费网站|xxxx日本真实自拍一卡|亚州AV无码永久无限精品|琪琪精品视频在线播放免费

智能攤鋪的得力助手—美國GSSI實時連續式路面壓實度測量儀Pavescan RDM 2.0

一、 背景

壓實度對瀝青混凝土的早期破壞和長期性能有重要影響。目前對瀝青路面壓實效果的典型評價包括覆蓋范圍有限的一些方法，如無核（核子）密度儀法和以及破壞性的方法，如取芯法等，這些方法以抽樣的方式對攤鋪瀝青路面進行質量檢查，但是存在破壞或者無法客觀評價路面整體施工質量的缺陷，這樣就產生了對無損且全面路面質量檢查方法的需求，希望能夠實現可以持續收集數據，且對路面結構無損的方法。探地雷達技術為這一目的提供了可行性，提供了一種非破壞性、連續測試的方案。

路面

二、傳統方法的缺陷

在瀝青路面施工過程中，對于檢測機構的風險(用戶風險)是檢測機構根據幾個隨機抽樣點的結果接受或拒絕當天的攤鋪質量是否合格。實際上，一項路面工程的實際整體壓實度差異性是未知的。在圖3的場景中，檢測機構選取的點正好為壓實合格點，便接受了現場整個攤鋪的質量要求，而實際整個項目有明顯的壓實度不足(統計類型II錯誤)。由于路面的使用壽命通常是由性能最差的地方決定的，所以導致會錯誤地接受質量差、壽命短的攤鋪路面。

另一方面，當隨機樣本位置與局部欠壓實區域重合時，承包施工方面臨風險(生產者風險)，如圖4所示，在這種情況下，承包商會因為當天的抽檢不合格而被認為整個項目有瑕疵，盡管事實上大部分的施工都是可以接受的(統計類型I的錯誤)。

以上的兩種錯誤判斷類型都是目前的定點檢測所帶來的隨機誤差導致的，從而造成對項目質量的把控不能從根本上了解實際的情況。基于現狀，連續且全面的壓實質量檢測便越來越受到行業人員的青睞和關注。

三、Pavescan的發展

GSSI公司于上世紀90年代初聯合TTI（美國得克薩斯州交通研究院）進行了雷達系統路面測試的產品開發，其后在美國公路戰略研究計劃二期(SHRP2)中 4個研究領域：安全、再生、可靠性和通行能力中進行了詳細描述。形成了“Rapid Technologies to Enhance Quality Control on Asphalt Pavements (R06C)”（瀝青路面質量控制的快速測量技術）和“GPR, one of two ways to evaluate asphalt pavements during construction”（GPR ，瀝青路面質量評估的兩種方法之一）的技術文件。SHRP2與SHRP一樣，是美國國會指令性目標明確1.5億美元經費進行為期4年(2005年~2009年)的以成果為主的研究項目。

①: 2012年德克薩斯州交通運輸研究所(TTI)的原型喇叭天線使用1.6 GHz天線；

②③ : 2015年與明尼蘇達州運輸部合作制作了PaveScan的原型機；

④: 2016年在TRB會議上發布 RDM 1.0；

⑤ : 2019年發布RDM 2.0，并納入了AASHTO  #PP 98-19；

Pavescan的工作原理

目前，探地雷達逐漸在國內外的相關測試中得到認可，作為一種連續測試方法，在工程中的QC / QA（質量控制/質量保證）起到了積極作用，大大提高了檢測效率和測試普查精度，為承包商和業主單位進行質量把控和落實改修建方案提供了有利參考。

探地雷達的工作原理是發送電磁波離散脈沖在路面和捕捉反射信號的不同層之間傳動，用雷達反射振幅和反射之間的時間延遲來計算層介電常數(公式1)，由于空氣的介電常數小于瀝青混合料的其他組分，所以瀝青混合料的綜合介電常數會隨著壓實程度的增大而增大，因此，測量的介電常數與壓實度成正比。

圖6顯示了不同材料的介電常數，熱拌瀝青混合料(HMA)的一般表面介電常數在4~6之間，區別取決于骨料類型、瀝青含量和級配。介電值高往往表明材料內部含有水分。

低頻雷達可以穿透到路面深處，而高頻雷達(2GHz以上)可以測量較淺的深度，但是分辨率更高。因此，對于小于2in (5.08cm)厚的典型HMA疊加層，高頻雷達具有良好的分辨率。較小的高頻天線的另一個優點是，裝置更加便攜，更加容易進行現場安裝、無損測量。

另外該系統最大的優點是能夠快速收集連續的測量數據。

低頻雷達可以穿透到路面深處，而高頻雷達(2GHz以上)可以測量較淺的深度，但是分辨率更高。因此，對于小于2in (5.08cm)厚的典型HMA疊加層，高頻雷達具有良好的分辨率。較小的高頻天線的另一個優點是，裝置更加便攜，更加容易進行現場安裝、無損測量。另外該系統最大的優點是能夠快速收集連續的測量數據。

四、Pavescan的特征及技術應用

PaveScan RDM 2.0是第二代瀝青路面密度評估工具，可以提供精確的實時測量，以確保瀝青路面壽命和質量。該系統是檢測出現在路面鋪裝過程中不一致性的理想工具，包括較差的均勻性和明顯的密度偏差。通過檢測這些問題，PaveScan可以幫助避免路面的早期破壞，如道路斷層、裂縫和沿接縫處的損壞。

1）創新的技術

PaveScan提供了一種簡單而經濟的評估工具，以無損測試的方法確定瀝青路面在服役期間的介電值。PaveScan是一種電介質斷面系統(DPS)，是識別新瀝青路面不均勻區域的首選測試方法。它可以通過兩種不同的測試方法進行數據采集；介電值或空隙率。不存在現場危險，也不需要像使用核子儀/放射性產品那樣封閉工作區域。

2）多樣化的安裝方式

    整套系統能夠安裝在手推車、高爾夫車、機動車以及壓路機上，滿足不同場景的測試需求，在滿足快速測量的同時，能夠最大限度發揮設備的工作性能。

2.1）壓路機上的實時碾壓測試

Pavescan的誕生為在路面攤鋪過程中的壓實度實時測量提供了可能，在路面攤鋪過程中，不同的碾壓次數能夠獲取不同的壓實度水平，傳統的壓實度測試只能獲取終壓之后的壓實度數據，碾壓指標不合格后無法再有補救的機會，而pavescan便能有效地解決這樣的問題，碾壓過程中實現了過程的實時監控，從而能夠及時反饋壓實度數據，為后續的業主決策和方案變更提供及時的數據反饋。

3）集成化的主機盒

l  可容納多達3個傳感器，每個傳感器頻率為2GHz（最大測量寬度為6英尺）；

l  用于纜線收集的外殼；

l  可熱插拔，雙電池；

4）全新的傳感器設置

l  專為極端的瀝青鋪裝環境制造；

l  激光幫助精確定位；

l  GPS和安裝桿提供了高精度的位置信息，并與PaveScan接口無縫對接；

5）PaveScan RDM 2.0的可視化數據

配置松下G1平板電腦操作平臺，可實現簡潔的用戶界面， PaveScan操作簡單，無縫集成的GPS，可實現實時的屏幕數據顯示和導出選項。

5.1）實時測量：介電值顯示

PaveScan可以自動計算新鋪路面的介電測量值。瀝青混合料介電值的變化與瀝青空隙率的變化有關。因此，PaveScan識別出壓實中的異常值，讓用戶能夠確定新鋪路面和大致區域鉆芯樣的結果一致性。

5.2）采集結果：顯示空隙率百分比

PaveScan為用戶提供了一種全覆蓋的采集方法，通過將取芯樣的空隙率與密度相關聯來確定瀝青路面的完整性。通過空隙率和介電常數的關系來轉換數據，測量的數據在PaveScan系統中可通過.CSV或KML文件進行輸出，實現壓實度的實時連續測量和數據顯示。

6）PaveScan RDM 2.0的結果可靠性

美國德州農工大學交通學院（Texas A&M Transportation Institute ）在2019年發布的一份研究報告中顯示，該機構在北美針對PaveScan RDM 2.0以及手持式核子密度定點測試儀進行了對比，通過鉆芯法和兩種無損測試方法進行了比對，對大量的數據采集點以及相關性進行分析，獲得了傳統法（鉆芯法）和PaveScan RDM 2.0以及手持式核子密度儀的對比數據，并取得了具有價值的相關性分析結果。

注：文中的部分分析圖表和數據參考來自以下文獻：

1）   Evaluation of the Rolling Density Meter for Rapid Continuous Measurement of Asphalt Mixture Density，Texas A&M Transportation Institute，2019.

2）   Using Infrared and High-Speed Ground-Penetrating Radar for Uniformity Measurements on New HMA Layers, SHRP 2, R06C, 2013.

五、結語

SHRP 2 R06C報告中指出“現場路面密度是決定熱拌瀝青混合料(HMA)路面耐久性的一個關鍵因素” 。局部的不均勻混合料區域稱為離析，通常會成為路面攤鋪層的低密度區域。離析仍然是與路面鋪裝相關的一個主要問題，會對路面使用壽命產生嚴重的不利影響。因此，GSSI在2016年研制了PaveScan，這是一個提供實時全覆蓋數據的無核解決方案。通過進一步的研究和實地測試，PaveScan 2.0集成了全新的傳感器設計、安裝配置和軟件更新，提高了數據檢測的準確性。

全新的PaveScan 2.0系統將成為路面施工過程中數據測試和質量實時監控的重要檢測手段，是一款高科技集于一身的智能化檢測設備，將為路面質量控制和長久運行保駕護航！