建设工程—沥青混凝土路面智能摊铺施工工法工艺.docx

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1、沥青混凝土路面智能摊铺施工工法1、前言随着沥青路面施工工程在我国大规模的展开，传统的施工工艺和技术日趋成熟，沥青混凝土摊铺机均已配置自动找平装置。目前国内采用的沥青混凝土摊铺控制技术主要采用导轨传递，数字化自动滑靴找平和非接触平衡梁声纳找平的方法，具体做法是：采用全站仪进行放样、钉边桩，人工设置基准线；然后将摊铺机安置在摊铺起始状态，熨平板初始位置选择与松铺厚度相同的木块托垫，作为起始状态；摊铺阶段需要有IOnl左右的调整段。传统的沥青混凝土摊铺工艺主要缺陷和问题有：导轨传递方法的准备工序繁多，耗时耗力且效率低下，综合效益差；人为因素对基准控制精度影响大；摊铺层经常出现各种波浪、路面容易形成积

2、水、摊铺成型的平整度差；由于传统施工方式对精度控制上的缺陷，一旦精度控制不够就会造成少铺、多铺和层厚不均，施工浪费严重。如何克服这些缺陷，保证沥青路面高速行车的舒适度是高速公路发展追求的目标之一，改善路面的平整度和提高路面成型精度目前已成为高速公路施工技术研究的一项重要内容。本工法经前期调研、方案论证、工艺实施、资料收集编制完成最终的施工总结，介绍了沥青混凝土路面智能摊铺施工关键技术、优势特点、经济效益等方面情况与经验，形成了一整套成熟的施工工法。2、工法特点(1)通过大幅提高沥青路面成型精度，精确控制面层厚度，减少浪费。(2)提高机械的施工效率，减少机械设备占用费，缩短了施工工期，降低了施工

3、成本，从而开辟一条为企业创造经济效益的有效途径。(3)本工法依托数字化施工技术的发展，实现沥青路面的无i化施工，提高施工效率、减少人力机械使用、提高了沥青路面成型质量。3、适用范围本工法适用于沥青混合料面层摊铺施工，同时适用于机场跑道、大面积道路路面施工。4、工艺原理智能摊铺控制技术是集测量和摊铺自动控制两类子系统于一体的摊铺工艺，以施工要求为导向，把设计参数以数据的形式导入系统，随后启动设备，各类装置协同运行，按照预先确定的参数完成摊铺作业。期间测量系统检测并获取高程信号，根据所得结果对施工状况作出判断，自动生成调整策略，改进牵引臂液压油缸的工作方式及熨平板的方向等，以便顺利完成路段的摊铺作

4、业。测量系统的运行稳定性和作业精度将给摊铺质量带来显著的影响，系统功能的实现得益于GNSS基准站、激光发射器和BDS流动站的共同配合。各部分装置形成协同工作机制，信息有序流通。确定已知坐标点，将GNSS基准站设于该点，以无线电形式发送RTK改正数据和差分信号，从而创建厘米级定位基准点，供机载设备和检测设备使用。激光发射器可发射激光墙，向流动站和车载激光接收器发射高程信号。BDS流动站运行期间，可同步接收差分信号和高程信号，经汇总与处理后实现定位(具体精度为平面厘米级、高程毫米级)，对摊铺状况作出判断，为施工工艺的调整提供依据，及时发现问题并加以处理，以免造成大范围返Xo5、施工工艺流程及操作要

5、点5.1施工流程:沥青混凝土路面智能摊铺施工流程宜按照图5.1-1所示的顺序进行。施工准备控制网建立点位选取Hlp控制网测量Ip面制数处理 H平控网据PHl网数据合成承验及据集析 .卜层收数采分承的代收 下层质验承的据集析 下层数采分摊铺过程图5.IT沥青混凝土路面智能摊铺施工工艺流程图5.2 施工准备调查现场既有控制点情况，现场组装摊铺机、安装智能沥青控制装置、三维电子数据转换等。5.3 控制网建立为实现沥青摊铺的高精度和智能化的目的，必须建立一套用于高精度智能沥青摊铺的基础测量控制网系统，并对控制网点的技术等级、布网形式、点密度等进行严格要求。高精度智能沥青摊铺三维基础控制网采用BDS,全

6、站仪、水准仪组合形成高精度的HIP网(High-PreCiSionIntelligencePith)o5.3. 1点位选取平面控制网分两级布设，分别为首级控制网和次级控制网。首级控制网500m左右交替布设一个控制点，次级控制网130m左右在布设一对控制点。控制点所处位置以距边缘1030m为宜，原因在于现场地形开阔、无明显的遮挡物，可满足控制点间通视的效果。控制网中设3个深埋点作为水准基点，后续的高程系统复测等相关工作均以此为依据展开。水准基点布设时应设置观测墩,下方打入圆桩基础，深度以1015m为宜，具体视现场地质条件而定。以确保测量精度合理为前提，可采取平面控制点和高程控制点共点的方式，此举

7、可减少测点布设的工作量，有助于降低成本。两个临时点可通过打钢钉的方式布设，受摊铺作业的扰动性影响，将导致临时点受损，此时需再次打入钢钉，形成全新的临时点。水准点要注意保护，要考虑压路机振动的影响，同时要考虑激光发射器被遮挡的影响，水准点的设置地方要适宜测量人员安放激光发射器。并且全线水准点需要联测，保证点与点之间的高差在3mm以内，以便保证激光发射器切换后路面高程控制的精度。5.3.2HlP控制网测量HlP平面控制网测量分两步进行：一是首级控制网采用BDS静态观测；二是在首级控制网的基础上采用全站仪进行一级导线加密测量。高程控制网采用精密水准测量。5.3.3HIP平面控制网数据处理平面控制网的

8、平差采用商业专用软件进行平差处理和高斯投影转换。如武汉大学的“COSAGPS后处理软件”。水准测量外业式作结束后，检查数据，经检核无误后，采用“南方平差易”进行控制网的水准网平差，最后得出各点的高程。5.3.4HIP网数据合成水准网建立后，将控制点平面坐标与高程坐标进行合成，形成高精度的三维基础HIP控制网点。5.4下承层验收及数据采集分析5.4.1下承层的质量验收沥青路面施工前，会同监理和业主质量部门对路面级配碎石基层进行质量验收，验收主要内容包含：基层顶面纵断高程、厚度、平整度、宽度、横坡度及压实度或弯沉值等。5. 4.2下承层的数据采集分析高精度智能沥青摊铺采用智能摊铺系统进行沥青混合料

9、松铺面高程、平整度的控制，智能摊铺系统所控制高程的测放数据为：H=H,+Jz(1)式中：H智能摊铺系统的测放高程；Hl摊铺面设计高程，已知；/力虚铺厚度。J=(Hi-H2)(-1)(2)也下承层高程，通过测量获取；乩-凡路面所处位置的实际摊铺压实后厚度；k松铺系数，通过试验确定合并式和式(2),得：H=H1+(Hi-H2)(-1)(3)智能摊铺系统控制的虚铺厚度/为一参数设置值，为确保摊铺面的平整度精度，正常摊铺过程中不得随意改变，式(2)中也-1)为通过施工试验段确定的数据，施工中亦为固定值，可设为一定量，所以必须将路面所处位置的实际摊铺厚度（乩-也）设为一个固定数据，故下承层高程数据采集尤

10、为重要。通过全站仪对已完下承层顶面按纵横向间距约5m任意点测量以获取测点的X、Y、Z三维坐标，获取数据后导入计算机进行数据处理并与设计数据对比，获取各点的实际摊铺压实厚度（乩-凡）。筛除偏差较大的极端点位后，对线路总体（或分段）的数据进行平均获取一个各层沥青的大面摊铺厚度，并以此值为依据计算虚铺厚度/力，作为智能摊铺系统的设定参数。5.5 摊铺过程5. 5.1基站架设选取在空旷的已知点上架设GNSS基准站，以便于卫星信号的接收。同时配置外置天线和大功率电台，以便于摊铺机上激光接收器顶部的天线和流动站顶部天线能流畅的接收其定位信号。摊铺机采用BDS-RTK实时定位技术，即通过安装在摊铺臂上的BD

11、S接收天线获取高精度的BDS卫星信号，与基准站的差分信息进行差分获得当前的精准平面坐标，控制沥青摊铺。6. 5.2激光发射基站的架设将激光发射器架设在提前布设好的待铺段的水准控制点上，整平对中，其点位高程选用电子水准仪测量，以保证高程精度。激光发射基站架设完毕后，在距基站30150m范围内用流动站和电子水准仪测量，同时测量3个以上点位，进行激光基站仪高的校核。至少同时架设2个以上激光基站，以便于激光信号的切换。7. 5.3摊铺前系统调试在摊铺正式开始前，再次对智能摊铺系统进行调试，并检验以下内容：各部件接线是否牢靠、GNSS基站及激光发射器是否正常运转、激光接收器及流动站信号接收是否正常、控制

12、器系统工作是否正常。8. 5.4摊铺机起步在摊铺机起步阶段的IOm长架设导梁或钢线，采用摊铺机自配传感器行走，并使用靠尺和流动观测站高频率跟踪测量，一旦松铺面高程连续2、3个点与设计值相符时，即表示熨平板的高程和仰角均调整到正确姿态，立即通过终端显示器将智能摊铺系统调整值归零并切换智能摊铺系统控制摊铺机行走。9. 5.5正常摊铺阶段的作业流程现场机械设备和流动检测设备识别TIN数据，进行智能化沥青摊铺作业，高精度智能沥青摊铺系统集机、电、光、液技术为一体，其作业流程如下。PZS-MC接收器获取卫星数据，同时获取RTK基准站发送来的RTK差分数据进行解算，见图5.5-1。图5.5-1BDS-RT

13、K动态差分设备经过计算出精确的水平定位WGS-84坐标，软件同时计算出坐标转换后的工程坐标。系统根据实时坐标定位在TIN模型上获取当前水平坐标的设计高程值。激光系统计算出实时熨板的高程值并发送到控制系统。控制系统使用实时测量高程值与设计高程值进行比对计算，获取差值。系统根据差值计算出液压油缸的运动行程，把数据信号转变成电信号，启动电磁阀运动，同时实时计算熨板的高程。使用智能摊铺系统在摊铺过程中需密切注意采用流动观测站跟踪监测并适时调整显示器中的可变量控制数据，在激光基站作业控制范围即将结束前架设好下一激光基站并及时完成校验，在接收器距激光基站小于15OnI之前切换使用下一激光基站，避免信号中断

14、导致摊铺数据失真。当摊铺范围进入下一数据模型时，必须及时进行道路设计数据切换，派设受过培训的技术人员监控终端显示器，防止意外突发事件发生沥青混凝土面层施工缝预留与处理：纵向接缝2台摊铺梯队作业，纵缝采用热接缝，将已铺部分留下10(200mm宽暂不碾压，作为后续部分的基准面，然后作跨缝碾压以消除缝迹。沥青上、中、下面层的纵缝应错开，骑缝设置玻纤格栅，格栅宽1.5m,基层顶面须喷洒透层油，在施工上一层沥青层之前，在下一层表面涂布粘层油。施工冷接健需用切健机将不小于10Cm的超宽部分裁切整齐，切口并涂布粘层油。横向接缝当由于工作中断，摊铺混合料的末端已经冷却，或者在第二天恢复工作时，会形成横向施工冷

15、缝。在铺设当天混合料冷却但尚未结硬时用切缝机切成垂直上下层面的平接缝，但不得损伤下层路面，铺筑接头时应先采用沥青远红外接缝加热机进行处加热使接健处预热软化。5.6 碾压过程(1)沥青路面的碾压宜按一下过程进行：在第一次碾压循环时，开始点从熨平板之后开始计，大约2.5m是第一个循环区域，总施工长度为25m。第一个循环结构内要紧随第二个压实路段开展，保证连续施工且后续循环逐步进行。(2)在碾压过程中，严格执行工艺方案的要求，严格控制碾压遍数、碾压温度、碾压速度以及压实度，确保各个结构部分都必须达到碾压的标准要求。5.7 劳动组织表5.7劳动力组织情况表序号单项工程所需人数备注1管理人员22技术人员63普工154机械操作工85测量工3合计34人6、材料与设备6.1 材料施工过程中无特殊材料，按常规沥青混凝土路面施工准备相应材料即可。6.2 主要设备主要仪器设备配备见表6.2。表6.2主要仪器设备序号设备名称设备型号单位数量用途1BDS基准站台1平面位置2控制箱台1程序控制3激光发射器台2高程数据4接收机台2信号传输