公務(wù)員期刊網(wǎng) 論文中心 正文

談瀝青路面智能攤鋪控制技術(shù)

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了談瀝青路面智能攤鋪控制技術(shù)范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

談瀝青路面智能攤鋪控制技術(shù)

摘要:鑒于智能攤鋪控制技術(shù)能夠有效提高攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的自動化水平和精度,結(jié)合某道路工程攤鋪環(huán)節(jié)采用智能3D攤鋪工藝的實(shí)例,對智能攤鋪系統(tǒng)組成及智能攤鋪技術(shù)原理進(jìn)行詳細(xì)闡述,并具體分析其工藝要點(diǎn),包括施工精度控制、設(shè)備安裝調(diào)試、正式攤鋪等,旨在提升公路智能化施工水平。

關(guān)鍵詞:瀝青路面智能攤鋪;攤鋪?zhàn)鳂I(yè);精度控制

1工程概況

某道路工程位于太湖旅游度假區(qū),全長7440.63m,其中道路工程為舊路拓寬工程,長3067.51m,雙向四車道,設(shè)計(jì)速度為60km/h。路床厚度80cm以內(nèi)壓實(shí)度不低于96%,分層填筑,0~40cm用8%石灰土,40~80cm用5%石灰土,各層填筑后及時(shí)碾壓,單層厚度不超過20cm。攤鋪環(huán)節(jié)采用智能3D攤鋪技術(shù),以提高施工的自動化水平。

2智能攤鋪控制技術(shù)的基本原理

智能攤鋪控制技術(shù)是集測量和攤鋪?zhàn)詣涌刂苾深愖酉到y(tǒng)于一體的攤鋪工藝,以施工要求為導(dǎo)向,把設(shè)計(jì)參數(shù)以數(shù)據(jù)的形式導(dǎo)入系統(tǒng),隨后啟動設(shè)備,各類裝置協(xié)同運(yùn)行,按照預(yù)先確定的參數(shù)完成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)[1-2]。期間測量系統(tǒng)檢測并獲取高程信號,根據(jù)所得結(jié)果對施工狀況作出判斷,自動生成調(diào)整策略,改進(jìn)牽引臂液壓油缸的工作方式及熨平板的方向等,以便順利完成路段的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。測量系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和作業(yè)精度將給攤鋪質(zhì)量帶來顯著的影響[3],系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)得益于GNSS基準(zhǔn)站、激光發(fā)射器和mmGPS流動站的共同配合。各部分裝置形成協(xié)同工作機(jī)制,信息有序流通。確定已知坐標(biāo)點(diǎn),將GNSS基準(zhǔn)站設(shè)于該點(diǎn),以無線電形式發(fā)送RTK改正數(shù)據(jù)和差分信號,從而創(chuàng)建厘米級3D定位基準(zhǔn)點(diǎn),供機(jī)載設(shè)備和檢測設(shè)備使用。激光發(fā)射器可發(fā)射激光墻,向流動站和車載激光接收器發(fā)射高程信號。mmGPS流動站運(yùn)行期間,可同步接收差分信號和高程信號,經(jīng)匯總與處理后實(shí)現(xiàn)定位(具體精度為平面厘米級、高程毫米級),對攤鋪狀況作出判斷,為施工工藝的調(diào)整提供依據(jù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以處理,以免造成大范圍返工。

3智能攤鋪控制技術(shù)在瀝青路面工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1施工準(zhǔn)備

充分的前期準(zhǔn)備工作可為后續(xù)攤鋪的順利開展創(chuàng)造良好的條件。就本項(xiàng)目而言,攤鋪?zhàn)鳂I(yè)在防水層施工完畢后進(jìn)行,攤鋪瀝青面層結(jié)構(gòu)為:40mmSMA-13瀝青混凝土+60mmAC-20C中粒式瀝青混凝土。作業(yè)前先將下承層沖掃干凈,并用灑布車噴灑黏層油。黏層油噴灑需保證均勻,做到既不裸露出下承層,又不使黏層油流淌,還要提前3d噴灑,噴灑后對該段進(jìn)行封閉,避免車輛通行污染路面而影響瀝青結(jié)構(gòu)層間的連接。3d后即可進(jìn)行施工。此外,施工前對擬鋪筑路段按直線20m、曲線10m一個(gè)斷面進(jìn)行標(biāo)高與中邊樁測量,攤鋪前設(shè)立好導(dǎo)向控制支架,下面層采用基準(zhǔn)鋼絲,上面層采用平衡梁引導(dǎo)高程控制方式。在前期準(zhǔn)備工作中,高精度控制系統(tǒng)的創(chuàng)建和設(shè)備安裝調(diào)試是整個(gè)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的重點(diǎn)。

3.1.1高精度控制系統(tǒng)(1)系統(tǒng)創(chuàng)建視施工需求創(chuàng)建高精度的控制網(wǎng),要求攤鋪精度達(dá)到±2mm/4m,系統(tǒng)包含二等水準(zhǔn)網(wǎng)、平面控制網(wǎng)等部分。在創(chuàng)建平面坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí),以測區(qū)平均精度為中央子午線,平均高程為投影高程,在此基礎(chǔ)上聯(lián)測高等級控制點(diǎn),從而創(chuàng)建具有高精度特性的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng);高程系統(tǒng)選擇的是當(dāng)?shù)馗叱滔到y(tǒng)。(2)點(diǎn)位選取控制點(diǎn)所處位置以距邊緣10~30m為宜,原因在于現(xiàn)場地形開闊、無明顯的遮擋物,可滿足控制點(diǎn)間通視的效果。按照160~200m的間距標(biāo)準(zhǔn)依次設(shè)置控制點(diǎn),控制網(wǎng)中設(shè)3個(gè)深埋點(diǎn)作為水準(zhǔn)基點(diǎn),后續(xù)的高程系統(tǒng)復(fù)測等相關(guān)工作均以此為依據(jù)展開。水準(zhǔn)基點(diǎn)布設(shè)時(shí)應(yīng)設(shè)置觀測墩,下方打入圓樁基礎(chǔ),深度以10~15m為宜,具體視現(xiàn)場地質(zhì)條件而定。以確保測量精度合理為前提,可采取平面控制點(diǎn)和高程控制點(diǎn)共點(diǎn)的方式,此舉可減少測點(diǎn)布設(shè)的工作量,有助于降低成本。兩個(gè)臨時(shí)點(diǎn)可通過打鋼釘?shù)姆绞讲荚O(shè),受攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的擾動性影響,將導(dǎo)致臨時(shí)點(diǎn)受損,此時(shí)需再次打入鋼釘,形成全新的臨時(shí)點(diǎn)。(3)控制網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集及處理該工作可分為平面控制網(wǎng)測量及平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理兩部分。①平面控制網(wǎng)測量。分階段依次完成:首先,對于間距在500~700m區(qū)間的控制點(diǎn),可采取GPS靜態(tài)觀測的方式;其次,利用全站儀完成剩余控制點(diǎn)的加密測量作業(yè)。為保證GPS靜態(tài)觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)配置4~6臺雙頻GPS接收機(jī),嚴(yán)格控制各項(xiàng)指標(biāo)的誤差,具體技術(shù)要求如表1所示。全站儀加密測量選擇的是一級導(dǎo)線施測的方式,次級控制網(wǎng)導(dǎo)線測量應(yīng)注意如下幾點(diǎn):測量應(yīng)起始于首級控制點(diǎn),全站儀標(biāo)稱精度不低于2″;導(dǎo)線邊長測量讀數(shù)應(yīng)精確至毫米,在測量距離和豎直角時(shí),宜采取往返各觀測兩測回的方式,確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。②平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理。配套LGO7.0和TBC2.7等軟件,運(yùn)行靜態(tài)相對定位模式,順利完成GPS靜態(tài)觀測工作。外業(yè)觀測完成后,將大地四邊形作為基本構(gòu)網(wǎng)圖形,通過對觀測基線的分析,對其質(zhì)量狀況作出判斷,明確基線質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。還需做好對基線的解算與精度分析工作,合理選擇基線以便完成整體平差。

3.1.2設(shè)備安裝與調(diào)試智能攤鋪控制技術(shù)的有效應(yīng)用需要高精度設(shè)備的支持,應(yīng)根據(jù)施工要求安裝設(shè)備并完成調(diào)試,減小安裝誤差。首先校正激光發(fā)射器,重點(diǎn)在于該裝置X軸、Y軸、Z軸三者的垂直關(guān)系。然后進(jìn)行攤鋪機(jī)液壓調(diào)試工作,一方面需要保證電磁閥的匹配性,另一方面需要保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性,使其具有合理的升降速度。經(jīng)過調(diào)試后,確保各裝置均可保持穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。

3.2正式攤鋪

將攤鋪機(jī)的標(biāo)尺置于指定區(qū)域,正式進(jìn)入攤鋪環(huán)節(jié)。攤鋪初期的施工質(zhì)量將給后續(xù)施工帶來顯著影響,宜手動攤鋪6~10m,待攤鋪現(xiàn)場各方面施工要素維持穩(wěn)定狀態(tài)后,再進(jìn)入自動控制環(huán)節(jié),啟用智能攤鋪模式,高效攤鋪。確定某已知高程點(diǎn)h,以此為基準(zhǔn),將激光發(fā)射器架設(shè)于該處,經(jīng)過測量后確定發(fā)射器的高度。接收器將在特定的間隔時(shí)間內(nèi)將持續(xù)接收到的激光信號,根據(jù)所得信息展開分析,判斷發(fā)射器與接收器是否處于相同的水平中線上,如果存在誤差則及時(shí)調(diào)整?,F(xiàn)場找平對于提高攤鋪面的平整度具有積極作用。經(jīng)監(jiān)測后確定熨平板底部的絕對高程,將所得到的實(shí)測數(shù)據(jù)與理論結(jié)果進(jìn)行對比分析,確定具體的差值,經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)為控制信號,發(fā)送至找平電磁閥,作出控制動作,例如油缸的提升或下降、熨平板方向的調(diào)整等,以減小誤差,順利完成攤鋪。本工程中,采用兩臺攤鋪機(jī)以梯隊(duì)形式進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。兩臺攤鋪機(jī)相距8~10m,并裝有自動調(diào)平裝置和預(yù)壓實(shí)裝置,以確保橫坡度、攤鋪厚度及振動頻率一致。攤鋪過程中嚴(yán)格控制前進(jìn)速度,使攤鋪機(jī)連續(xù)、勻速前進(jìn)。壓實(shí)作業(yè)則采用鋼輪式壓路機(jī)與輪胎壓路機(jī)或振動壓路機(jī)組合的方式進(jìn)行,并按初壓、復(fù)壓、終壓(包括成型)3個(gè)階段分批作業(yè)。初壓時(shí)用雙鋼輪振動壓路機(jī)壓靜壓兩遍,初壓溫度為110~140℃,不低于110℃,初壓后檢查平整度、路拱,必要時(shí)予以修整。如在碾壓時(shí)出現(xiàn)推移,可待溫度稍低后再壓;如出現(xiàn)裂紋,檢查并分析原因,及時(shí)采取措施糾正。用振動壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓,碾壓4~6遍直至穩(wěn)定且無明顯輪跡,復(fù)壓溫度為90~110℃。終壓則是采用雙鋼輪振動壓路機(jī)靜壓2~4遍,溫度控制在70~90℃之間。此外,攤鋪施工全流程中,應(yīng)借助自動找平裝置及時(shí)調(diào)整熨平板的工作姿態(tài),使其仰角合理,以免出現(xiàn)攤鋪厚度誤差。攤鋪期間密切關(guān)注檢測數(shù)據(jù),全面掌握現(xiàn)場施工情況,采取動態(tài)化管控措施。

4結(jié)語

綜上所述,瀝青路面攤鋪環(huán)節(jié)應(yīng)兼顧平整度、厚度、密實(shí)度等方面的要求。實(shí)踐表明,瀝青路面智能攤鋪技術(shù)的合理應(yīng)用能夠提高攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的自動化水平,根據(jù)檢測系統(tǒng)所得的結(jié)果分析實(shí)際攤鋪情況,釋放信號并調(diào)整攤鋪裝置的工作姿態(tài),從而順利完成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。本文重點(diǎn)圍繞瀝青路面的智能攤鋪控制技術(shù)展開探討,該施工方法可以省去放樁和架設(shè)基準(zhǔn)線等繁瑣環(huán)節(jié),施工的靈活性較高,可自適應(yīng)調(diào)整工作狀態(tài),攤鋪后的路面平整度、厚度等均滿足要求,施工工期縮短,綜合應(yīng)用效果較好。

參考文獻(xiàn):

[1]謝守東,史宏海.瀝青路面智能攤鋪控制技術(shù)研究[J].公路,2020(8):100-102.

[2]袁昌,朱長根,楊偉華,等.瀝青路面3D智能攤鋪技術(shù)應(yīng)用研究[J].市政技術(shù),2019(4):34-37.

[3]祖民星.瀝青混凝土路面3D智能攤鋪應(yīng)用研究[J].西部交通科技,2018(11):9-12.

作者:王成龍 單位:中交第一航務(wù)工程局有限公司