何為MDP？
M D P是一種機(jī)器一體化土壤壓實(shí)測(cè)量技術(shù)。全球數(shù)個(gè)施工工地正在使用來自希臘、德國(guó)的施工承包商以及由M c An i nch在愛荷華州阿爾圖納市所建的州際公路匝道正在測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)。
M D P是智能壓實(shí)(I C)的組成部分，在現(xiàn)在的施工現(xiàn)場(chǎng)得到越來越廣泛地應(yīng)用。IC一般包括一體化壓實(shí)測(cè)量系統(tǒng)；將施工現(xiàn)場(chǎng)的定位位置與GPS綁定的系統(tǒng)；記錄并收集數(shù)據(jù)以供分析的方法。
“M D P是通過測(cè)定滾動(dòng)阻力來判斷土壤硬度的，”Caterpillar路面設(shè)備公司區(qū)域銷售支持顧問Lo?c Le Bellec說。“其原理是物料越松散，滾輪越難在前面的物料層上碾壓。”
M D P通過測(cè)定阻力來解決問題，此阻力能夠說明土壤的硬度和承載的強(qiáng)度，以及壓實(shí)度是否達(dá)到道路、停車場(chǎng)、建筑物或施工的要求。
作為Caterpillar研發(fā)的專有技術(shù)，MDP適用于所有土質(zhì)，包括粘性土。即使不振動(dòng)，也可使壓路機(jī)同時(shí)具有碾壓檢測(cè)的功能，并可免去壓路機(jī)的多次碾壓，節(jié)省大量成本。由此，該技術(shù)獲得全球承包商的青睞。對(duì)于承包商、質(zhì)量控制人員和納稅人來說，他們都將是采用此技術(shù)帶來的均勻性的受益者。
均勻性一直是筑路的難題。全部施工現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)度是否一致，是否存在結(jié)構(gòu)性缺陷的區(qū)域都取決于此。
均勻性很重要，因?yàn)槿毕輩^(qū)域最終會(huì)成為施工失敗的區(qū)域。如此，意味著必須返工，進(jìn)行高成本的修理。
傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法僅能實(shí)現(xiàn)部分檢驗(yàn)，無法保證均勻性，通常僅能檢驗(yàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的百分之一。這使得壓實(shí)專家研究其他方法來實(shí)現(xiàn)均勻性。美國(guó)愛荷華州立大學(xué)的土木工程系教授大衛(wèi)·懷特博士就是其中之一。他花費(fèi)數(shù)年研究土壤壓實(shí)技術(shù)，花費(fèi)數(shù)月在阿爾圖納市施工現(xiàn)場(chǎng)收集數(shù)據(jù)。其最重要研究結(jié)果之一是：M D P是整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)中土壤硬度、負(fù)載強(qiáng)度或在均勻基層上已壓實(shí)土壤抗拒變形的力度的最佳指標(biāo)。
換言之，可借此實(shí)現(xiàn)均勻性，而真正實(shí)現(xiàn)所需均勻性的唯一方式是采用智能壓實(shí)技術(shù)。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)均勻性需要一份地圖，操作員可根據(jù)地圖獲悉自己所在的位置。IC中的GPS制圖功能解決了此問題。均勻性需要測(cè)量全部施工場(chǎng)地。智能壓實(shí)的M D P模塊采用機(jī)器一體化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)（壓路機(jī)在施工現(xiàn)場(chǎng)工作的同時(shí)就可測(cè)量）。
阿爾圖納的經(jīng)驗(yàn)
阿爾圖納的匝道證明了智能壓實(shí)和M D P技術(shù)的可行性,特別是，此項(xiàng)目也展示了預(yù)先測(cè)量的便捷性以及與高成本維修的對(duì)比。
在匝道上施工的操作員Eddy Butler操作Cat?CS 74B土壤壓路機(jī)。此機(jī)器配備了包括M D P在內(nèi)的智能壓實(shí)技術(shù)——C a t壓實(shí)控制系統(tǒng)，他可以在易用的監(jiān)視器上查看實(shí)時(shí)壓實(shí)結(jié)果，顯示的綠色區(qū)域表示該區(qū)域已經(jīng)壓實(shí)且符合壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。
Butler看到大部分的現(xiàn)場(chǎng)快速變?yōu)榫G色，之前的幾天也是如此。但是有一塊區(qū)域經(jīng)過兩次碾壓仍然顯示紅色，他意識(shí)到需要進(jìn)行調(diào)整。好在B u t l e r意識(shí)到出現(xiàn)了問題。他所施工的土壤中重粘土含量很高，基于加速計(jì)的測(cè)量工具無法找到問題的根源。
B u t l e r意識(shí)到紅色區(qū)域可能含有太多水分。他將壓路機(jī)更換為其他設(shè)備，花費(fèi)大約15分鐘進(jìn)行翻土，這樣可以很快降低水分。然后使用C S74B進(jìn)行另一次碾壓。屏幕變?yōu)榫G色，并由T r o x l e r密度取樣試驗(yàn)確定已達(dá)到壓實(shí)要求。“我們從來沒有懷疑過是否能通過試驗(yàn)，”Butler說。
如不進(jìn)行調(diào)整，后續(xù)工作大幅提高成本。此段路可能不會(huì)通過測(cè)試，而更壞的情況是，因預(yù)先沒有意識(shí)到而導(dǎo)致此路提前損壞——施工沒有實(shí)現(xiàn)均勻性，直到瀝青出現(xiàn)裂紋后才發(fā)現(xiàn)。
變革者和成本節(jié)約者
事實(shí)上，B u t l e r僅多用了數(shù)分鐘，此成本比出現(xiàn)問題需要重建匝道要低很多，這也說明了智能壓實(shí)和M D P技術(shù)是泰勒所說的“變革者”。
“此技術(shù)讓您知道已達(dá)密度要求，讓您對(duì)接下來的施工信心滿滿，”泰勒說。他和其他測(cè)量技術(shù)人員都說M D P是迄今為止最準(zhǔn)確地顯示硬度和承載強(qiáng)度的技術(shù)，也許是因?yàn)閻酆扇A州的土壤粘土含量高，但其他土壤材料也都適合。“實(shí)現(xiàn)（路基）均勻后，可大幅增加道路的使用壽命，”泰勒表示。“如果路基沒有缺陷，僅需要不時(shí)修理磨損部分即可”。
除了美國(guó)，在德國(guó)、法國(guó)、瑞典和荷蘭也完成了該項(xiàng)技術(shù)的數(shù)次測(cè)試。“客戶對(duì)C a t壓實(shí)控制系統(tǒng)的整體反饋和對(duì)M D P系統(tǒng)的具體反饋都非常好，”LeBellec說。“我們相信這正是客戶需要的技術(shù)，其有助于提高土壤壓路機(jī)的生產(chǎn)率和效率。”
除均勻性之外，還有其他益處，其中之一就是提高生產(chǎn)率。“采用此系統(tǒng)(M D P)后，可以將碾壓的次數(shù)從八次降低到兩次或三次，”Mc A n i n c h項(xiàng)目監(jiān)工Je s s e Bo s ton說。降低碾壓次數(shù)可以減少油耗、機(jī)器磨損并降低勞動(dòng)力成本。在阿爾圖納，也有助于彌補(bǔ)由于暴雨而損失的時(shí)間。
碾壓次數(shù)為何能夠如此大幅降低？土壤壓實(shí)的技術(shù)規(guī)范通常要求每一英寸厚的材料進(jìn)行一次碾壓，道路最多8英寸厚，因此許多施工現(xiàn)場(chǎng)通常規(guī)定八次碾壓（一個(gè)方向的一次行進(jìn)作為一次碾壓）。人們普遍認(rèn)為此技術(shù)規(guī)范（此例中需要碾壓八次）是保證路基能夠達(dá)到承載強(qiáng)度的最佳方法。在沒有良好的測(cè)量技術(shù)時(shí)，此技術(shù)規(guī)范是最佳方式。
現(xiàn)在有了IC及其M D P模塊，就需要重新看待此技術(shù)規(guī)范和碾壓次數(shù)。
“這些碾壓中多數(shù)是浪費(fèi)，”泰勒說。“很多時(shí)候在施工現(xiàn)場(chǎng)，可能使用料車來實(shí)現(xiàn)壓實(shí)密度。甚至可能不需要壓路機(jī)。但規(guī)范要求8次碾壓，因此我們只能如此實(shí)行。”
許多承包商建議變更規(guī)范。一些建議使用“效果規(guī)范”，將壓實(shí)目標(biāo)分配到材料的各層。找到一種方法來滿足此目標(biāo)的任務(wù)最終還是將落到承包商身上。
泰勒認(rèn)為使用技術(shù)規(guī)范是因?yàn)檫@在過去是可用的最佳選擇，但是相信使用IC和MDP技術(shù)后不再如此。
IC和MDP測(cè)量在全球的其他地方也在考慮采用，州和聯(lián)邦運(yùn)輸官員也正在仔細(xì)研究。變更觀念和方法是一個(gè)困難的過程，然而泰勒相信M D P有如此優(yōu)勢(shì)，改變勢(shì)在必行。“如此技術(shù)不能棄之不用，”他說。“更好的測(cè)量技術(shù)，更好的道路，更低的成本，這是無可辯駁的。”
