公路路面施工中智能化攤鋪設(shè)備應(yīng)用

王亞群 徐庭發(fā)

摘 要：新時(shí)期背景下，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在公路工程項(xiàng)目施工中越來(lái)越多的智能化設(shè)備應(yīng)用到實(shí)踐過(guò)程中。智能化攤鋪設(shè)備是新時(shí)代的產(chǎn)物，該技術(shù)具備施工效率高、施工質(zhì)量好等特點(diǎn)在最近幾年得到了廣泛的應(yīng)用。為了能夠?qū)χ悄芑瘮備佋O(shè)備的應(yīng)用效果有更為全面的了解，本文結(jié)合筆者多年工作實(shí)際以智能化攤鋪設(shè)備為研究背景，在闡述此類(lèi)設(shè)備應(yīng)用范圍的基礎(chǔ)上，對(duì)智能化攤鋪設(shè)備的應(yīng)用原理以及應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行了綜合探究，希望論述后能夠給同類(lèi)工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：公路工程;路面施工;智能化;攤鋪設(shè)備;應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U415.521 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

在公路路面工程施工的階段中，通過(guò)智能化攤鋪設(shè)備的應(yīng)用不僅能夠提高施工質(zhì)量，同時(shí)還能夠提高施工效率。所以對(duì)智能化攤鋪設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行分析，總結(jié)出可行的技術(shù)策略，對(duì)后期工程項(xiàng)目的開(kāi)展有著積極的作用，并且對(duì)提高我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展也有著良好的幫助。

1 應(yīng)用范圍

智能化攤鋪設(shè)備為抽象化的定義，到目前行業(yè)中還沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)或者定義。但是從實(shí)際運(yùn)用的情況分析，智能化攤鋪設(shè)備的優(yōu)勢(shì)非常明顯，比如功能性完善、兼容性好、集成化水平高等等，這些都會(huì)讓該技術(shù)與設(shè)備有效的應(yīng)用和完善。智能化攤鋪設(shè)備的運(yùn)行效果非常好，可以達(dá)到運(yùn)行穩(wěn)定性的要求，在具體的施工環(huán)節(jié)，應(yīng)該達(dá)到各個(gè)階段的應(yīng)用需要，最為核心的要素就是提高工程的質(zhì)量與效率，集成化系統(tǒng)功能可以滿足通用性的要求，降低設(shè)備以及人工的成本，促進(jìn)綜合效益的提升。當(dāng)前智能化攤鋪設(shè)備被大量的應(yīng)用到實(shí)踐中，公路、橋梁、隧道等方面都可以應(yīng)用，工程實(shí)際效果好。

2 技術(shù)原理

3D智能攤鋪技術(shù)依托于Topcon—mmGPS數(shù)字化攤鋪?zhàn)詣?dòng)系統(tǒng)完成控制，可以進(jìn)行智能化的測(cè)量和控制，完全達(dá)到自動(dòng)化運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。在工程的實(shí)施前，結(jié)合設(shè)計(jì)方案的要求明確具體的數(shù)據(jù)參數(shù)，然后轉(zhuǎn)化為3D數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng);在工程實(shí)施環(huán)節(jié)，根據(jù)預(yù)算設(shè)定的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，系統(tǒng)內(nèi)可以全面的收集和掌握各項(xiàng)高程數(shù)據(jù)信號(hào)，在系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)信息的處理之后，按照規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行作業(yè)施工。攤鋪環(huán)節(jié)，系統(tǒng)同主要是控制攤鋪機(jī)牽引臂液壓油缸的系統(tǒng)，隨時(shí)根據(jù)施工的需要調(diào)整熨平板的方向，保證攤鋪施工可以順利的進(jìn)行，防止受到地面的影響發(fā)生波動(dòng)的危害，確保攤鋪施工達(dá)到平整性的要求，攤鋪厚度符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)全程監(jiān)控?cái)備亝?shù)，做好攤鋪質(zhì)量的控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取措施調(diào)整。測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)包含GNSS基準(zhǔn)站、激光發(fā)射器和mmGPS流動(dòng)站等多個(gè)結(jié)構(gòu)部分，工作穩(wěn)定、高效。在具體的作業(yè)環(huán)節(jié)，GNSS基準(zhǔn)站直接發(fā)送相關(guān)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息，然后利用無(wú)線電行駛向周邊區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)發(fā)送RTK數(shù)據(jù)信息、差分信號(hào)，讓機(jī)載設(shè)備與檢測(cè)設(shè)備可以準(zhǔn)確的運(yùn)行，保證定位基準(zhǔn)點(diǎn)的精度合格。系統(tǒng)內(nèi)提供毫米級(jí)的高程控制數(shù)據(jù)信息，可以實(shí)現(xiàn)平面厘米級(jí)、高程毫米級(jí)的定位，達(dá)到運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)影響總體的質(zhì)量。

3 技術(shù)應(yīng)用

在公路路面工程施工的階段中，應(yīng)用智能化攤鋪設(shè)備需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，做好攤鋪寬度以及攤鋪厚度等各方面參數(shù)的確定，并且在相關(guān)參數(shù)錄入之后，就根據(jù)操作工藝進(jìn)行施工，以下對(duì)常見(jiàn)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行研究。

3.1 攤鋪寬度的確定

在明確了某個(gè)路段攤鋪?zhàn)鳂I(yè)寬度時(shí)，要從下述方面考慮：（1）確定路面總寬度與攤鋪機(jī)所可以使用的寬度;（2）盡量的增加寬度尺寸，以防止發(fā)生縱向接縫的問(wèn)題;（3）兩條相鄰攤鋪帶的接縫重疊30 mm～50 mm;（4）車(chē)道兩側(cè)以及中央隔離帶路緣石部分，為了避免發(fā)生攤鋪機(jī)碰撞的問(wèn)題，需要保留至少100 mm的間距;（5）自動(dòng)找平系統(tǒng)根據(jù)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)安裝確定。

3.2 攤鋪厚度及仰角的確定

要想使得攤鋪?zhàn)鳂I(yè)施工的厚度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，在熨平板的兩端需要設(shè)置有一塊厚度壓實(shí)處理之后的路面厚度相同的基準(zhǔn)高度，每臺(tái)攤鋪前需要設(shè)置4塊墊板。在應(yīng)用中，如果攤鋪厚度不足1 cm，保證仰角為0;攤鋪厚度為10 cm

～20 cm 時(shí)，仰角則設(shè)置為0.5;厚度超過(guò)20 cm時(shí)調(diào)整為1;隨時(shí)觀察實(shí)際情況，保證調(diào)整后符合工程要求。

3.3 攤鋪速度的確定

攤鋪機(jī)的工作速度運(yùn)行中，需要綜合分析瀝青混合料的供應(yīng)速度和能力，自卸車(chē)噸位、數(shù)量、運(yùn)輸距離、攤鋪厚度以及寬度等尺寸，需要加強(qiáng)控制，應(yīng)用寬度較大的攤鋪機(jī)進(jìn)行，保持連續(xù)作業(yè)施工，確保攤鋪達(dá)到均勻性的要求，平整度符合工程的要求。這就需要攤鋪機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的符合要求，運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定性、均勻性的標(biāo)準(zhǔn)，一般來(lái)說(shuō)驅(qū)動(dòng)力能夠滿足工作速度達(dá)到1.5 m/min～2 m/min的要求。此外，在進(jìn)行攤鋪速度設(shè)定的階段中，還需要根據(jù)項(xiàng)目的總長(zhǎng)度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，減少速度過(guò)快而引起的路面攤鋪質(zhì)量問(wèn)題。

3.4 攤鋪機(jī)拱度的調(diào)整

調(diào)拱前需要做好熨平板的平整度檢查工作，保證連接件達(dá)到穩(wěn)固性的標(biāo)準(zhǔn)，熨平板拱度合格，如果是無(wú)拱路面的鋪設(shè)施工，需要做好預(yù)拱度的調(diào)節(jié)和控制;如果是有拱路面的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該進(jìn)行拱度的調(diào)整，保證達(dá)到預(yù)拱度的標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是在智能化攤鋪調(diào)整的階段中，需要根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的參數(shù)要求將相應(yīng)的參數(shù)讀取到系統(tǒng)當(dāng)中，從而讓系統(tǒng)在進(jìn)行應(yīng)用時(shí)能夠調(diào)整攤鋪的質(zhì)量。

3.5 螺旋布料器的調(diào)整

在施工的階段中，為了能夠提高布料器的應(yīng)用效果，需要根據(jù)材料的類(lèi)型以及螺旋布料器的位置進(jìn)行綜合調(diào)整，保證各方面的參數(shù)要求達(dá)到工況需要。

（1）要想避免發(fā)生混合料離析的問(wèn)題，通過(guò)螺旋合適位置設(shè)置反向葉片。

（2）通常情況下葉片底部邊緣需要超出成型路面約50 mm～100 mm，具備足夠的預(yù)振量。對(duì)于厚度較小的攤鋪層在施工中，螺旋布料器需要設(shè)置到規(guī)定的位置上，從而可以減小熨平板剪切阻力的影響。而具備雙層功能的熨平板攤鋪機(jī)設(shè)備，螺旋布料器長(zhǎng)短需要利用液壓系統(tǒng)延伸與縮短處理。

（3）螺旋布料器轉(zhuǎn)動(dòng)速度和刮板輸送器的各項(xiàng)參數(shù)是完全匹配的，速度達(dá)到均勻性和穩(wěn)定性的要求，不能發(fā)生材料的離析問(wèn)題，保證材料輸送符合要求。螺旋布料器的旋轉(zhuǎn)時(shí)間控制，為攤鋪機(jī)工作時(shí)間的80%。

3.6 振搗參數(shù)的確定

攤鋪機(jī)振搗施工參數(shù)對(duì)于振搗施工的效果影響是巨大的，需要利用壓力表進(jìn)行調(diào)節(jié)。要想使得攤鋪機(jī)的平整度合格，振搗液壓系統(tǒng)的壓力需要調(diào)大。攤鋪設(shè)備在寬度大、厚度較大的位置上進(jìn)行攤鋪施工，確保攤鋪層有超過(guò)80%的部分完成施工，壓實(shí)度符合工程的要求，整個(gè)結(jié)構(gòu)的性能合格。

3.7 防離析技術(shù)

大寬幅、大厚度在施工中，最為重要的一個(gè)問(wèn)題就是保證橫向、高度方面的設(shè)計(jì)達(dá)到要求，不會(huì)發(fā)生離析的問(wèn)題，可以通過(guò)增大輸料量、降低螺旋轉(zhuǎn)速、增加螺旋直等方式進(jìn)行，根據(jù)需要做好重載荷平穩(wěn)性的提升，讓轉(zhuǎn)矩馬達(dá)達(dá)到較低速度的要求，螺旋布料器轉(zhuǎn)速下降到80 r/min～

90 r/min，符合低速輸料的標(biāo)準(zhǔn)和要求，進(jìn)行集料的二次攪拌處理，不會(huì)有橫向或者片狀的離析問(wèn)題發(fā)生。通過(guò)彈性橡膠板的外張操作以減小寬幅螺旋在輸料時(shí)存在的阻力，不會(huì)有豎向離析的問(wèn)題;鏈輪箱左右各需要設(shè)置1組能夠調(diào)節(jié)的反向螺旋葉片，做好數(shù)量的控制，避免螺旋支撐橫截面尺寸控制，防止發(fā)生帶狀離析的情況。

3.8 施工工藝

在智能化攤鋪設(shè)備施工的階段中，需要嚴(yán)格的根據(jù)工藝操作的流程，調(diào)整好設(shè)備的運(yùn)行方向，并且在攤鋪施工時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工溫度使其能夠形成一體化施工方式，如此一來(lái)才能夠提高鋪筑的效果。同時(shí)在進(jìn)行攤鋪施工的階段中，為了能夠提高整體路面的質(zhì)量，還需要要求施工人員對(duì)攤鋪厚度，攤鋪強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，保證各方面的參數(shù)滿足工況需求。

4 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

就目前現(xiàn)狀分析可知，智能化攤鋪設(shè)備已經(jīng)逐漸形成了集成化的管理模式，能夠綜合利用現(xiàn)場(chǎng)資源進(jìn)行資源配備，提高了整體工程項(xiàng)目的質(zhì)量，對(duì)推進(jìn)路面工程項(xiàng)目的進(jìn)展有著積極作用。在新時(shí)期背景下，隨著各種科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的芯片以及技術(shù)逐漸應(yīng)用到智能化設(shè)備當(dāng)中，所以在未來(lái)的發(fā)展中智能化貪污設(shè)備的發(fā)展方向必然逐漸向著多元化方向發(fā)展。同時(shí)在各種科學(xué)技術(shù)融合之下，能夠達(dá)到應(yīng)用性智能化連續(xù)性的應(yīng)用效果，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交換的應(yīng)用模式，提高工作能力對(duì)工程項(xiàng)目的開(kāi)展這個(gè)積極的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

智能化攤鋪設(shè)備的優(yōu)勢(shì)非常明顯，應(yīng)用到各種路面工程中產(chǎn)生非常好的效果，對(duì)于提高公路工程水平有著重要意義，對(duì)于未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生積極的作用。值得注意的是，在智能化攤鋪設(shè)備應(yīng)用的時(shí)候，還需要結(jié)合路面工程的實(shí)際情況對(duì)智能化攤鋪設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，保證設(shè)備在應(yīng)用的時(shí)候可以將自身的作用發(fā)揮出來(lái)，以提高整體路面工程的整體性。

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