公路建设中沥青路面3D摊铺技术的应用研究

张进武

摘    要：关于沥青路面的摊铺技术，现阶段比较具有先进性的摊铺技术为3D摊铺技术。摊铺技术的实施效果和水平，直接关系到公路建设的整体质量，本文以3D摊铺技术的应用为背景，从施工方法、操作要点、价值前景、技术施工质量保障措施等几方面进行具体论述，为提升这种技术的应用有效性提供参考，也为进一步优化公路建设中的沥青路面摊铺效果提供支持。

关键词：公路建设;沥青路面;施工技术应用

1  工程项目背景简介

在沥青路面的施工技术中，摊铺技术是非常重要的一种技术类型，随着这种技术本身的不断改良和优化，新的技术也在逐步投入应用，其中，3D摊铺技术就是非常典型的一种技术类型。本文以这种技术为背景，探讨其具体应用方面的问题。

本文研究的工程项目，是中交二公局第三工程有限公司承建的兰州南绕城高速的路面一标施工。在选用3D摊铺施工技术之前，工程项目内部的技术人员和管理人员经历了调查研究、方案论证、专家咨询、资料收集等几个阶段，从技术应用的优势方面分析，这种公路摊铺技术的应用在安全系数和摊铺施工效果上都能达到一个较高的技术水平层次，并且针对路况面的厚度、高程以及横坡指标的控制能够达到一个良好的效果，减少相关质量通病的发生率。

2  3D摊铺技术的应用意义

对于公路建设来讲，摊铺技术的实施流程和实施效果影响着整个工程工程的建设效果。传统的摊铺技术可能存在摊铺效果、效率和成本花费上的问题。随着建筑规模的不断扩大以及公路应用性能要求的不断提升，传统得到摊铺技术不仅存在摊铺施工效率不高的问题，也同时带来了整体的摊铺施工成本提升的问题。而3D摊铺技术，是一种能够全面解决传统摊铺技术存在不足的技术类型。3D技术应用的效果上，依托于3D技术的立体效果，能够取得更加精确、稳定、高效的摊铺施工效果，对于满足新时期的公路建设摊铺施工要求以及提升整个公路建设的质量都有非常重要的作用。

3  施工方法的特征分析

3D摊铺技术的主要技术特点表现在能够依托于3D技术建立一个三维的数字模型，并且通过自动控制系统直接指挥和控制摊铺机的正常作业[1]。具体的来说，控制摊铺机设备的自动控制系统主要包括了三维位置定位系统、车载控制系统以及辅助3D摊铺机摊铺操作的软件系统。在技术应用的过程中。主要通过全站仪捕获和测量摊铺机的三维坐标数据，当数据传输到摊铺机的自动控制系统控制箱中时，控制箱可完成当前坐标信息与设计卡中的数据信息的对比分析，同时生成相应的比例驱动信号。将经过调整和优化的数据传输并指导熨平板的作用过程，最终实现摊铺道面的坡度与高程的变化，这种变化能够在一定程度上弥补路面本身的波动情况。为提升摊铺施工的平整度提供保障。

4  施工技术的应用操作要点

3D摊铺技术从具体应用的角度上来说，需要严格按照既定的施工技术流程和技术要点开展相应的施工建设[2]。从施工建设的常规流程角度分析，具体包括了施工建设的前期准备阶段、摊铺施工阶段两部分。下文分别进行具体的阐述。

4.1  前期准备阶段的具体分析

对前期准备阶段进行进一步细分，可知基于3D技术的摊铺施工包括了两方面的准备工作，第一，摊铺数据的准备阶段。第二，施工现场的准备阶段。首先，对于摊铺数据的准备阶段而言，其主要的工作内容是根据设计阶段的具体数据和图纸信息建立相应的三维数字模型。具体操作中需要利用3D摊铺系统所配套的软件按照基础工程项目的二维设计图纸向三维电子设计图的模式转变。在这个过程中，主要需要借助Moss或AutoCAD软件。第二，针对施工现场具体操作的准备工作。这部分的准备中，首先要保证3D控制系统的准确有效连接，并针对施工表面与设计表面的施工偏移量进行准确的设置，这对于进一步引导全站仪的应用有非常重要的辅助作用[3]。当全站仪系统追踪到棱镜的系统信号后，方可开展具体的施工建设过程。在本次研究的工程中，系统的控制方式为高程联合坡度控制的方式。需要待摊铺机的填筑高程水平达到设计要求后，方可针对高程和横坡指标进行校准，为进一步顺利开展摊铺施工操作提供便利。

4.2  摊铺施工环节的具体分析

进入到具体的摊铺施工环节后，需要施工人员依托于计算机平台，将施工建设所依托的电子版图纸设计结构按照相应的坐标数据录入到EXCEL电子表格中，随后利用表格的数据导入工功能进一步将数据导入到全站仪设备中，随后，选取适当的位置安放全站仪设备并且注意控制好站间距离，通常情况下最低400m，最高600m，并且无视线遮挡。针对摊铺建设的速度以及振捣操作频率等进行合理设置。在具体的施工环节中，需要注意以下几方面具体的操作要点，第一，针对摊铺机设备的质量和相关参数调整进行严格的检验和调试，并对于位于现场的测量控制点进行加密，同时加强控制点的精度检测与核对。为了确保相关参数的合理性，需要选取一定范围的公路区域作为试验段进行施工操作模拟，并注重相应的数据设计科学性。第二，进入到施工摊铺的具体操作阶段，技术人员的主要工作包括了以下几个方面。首先，需要针对摊铺机设备的方向和松铺系数进行确定，并利用全站仪做好前期的环境监察，对于需要在施工阶段进出施工现场的设备和车辆做好前期的调度安排，避免车辆等遮挡物的出现对全站仪的施工监控范围造成遮挡问题。到了实际的施工环节中后，需要针对控制全站仪与具体控制点的位置，设置原则为，控制点位与全站仪不宜存在于同一条直线上。对于摊铺机设备而言，其具体应用中前期起步环节最为关键。起步阶段需要首先将枕木结构做好铺垫，随后开启正常起步环节，起步成功并开始正常运行后，要注意按照摊铺的距离同步完成好相应的测试工作，尤其是最初运行的40m距离范围之内的复测工作。在接线方面，应当注意认清接線盒的左右方向。并且对羊角标尺的变化幅度进行严格的观测，一旦发现标尺的变化幅度过大，则应当立即进行停机检查，确认全站仪以及摊铺设备处在正常状态。如发生异常，则应当及时采取措施进行技术处理。第三，关于3D背景下的建模和数据加密环节。这一环节的具体工作开展中，应当注意的重点是尽可能避免边桩坐标的复制操作出现误差，建模的过程中，需要针对复制操作的细节性和准确性进行严格的监控。当模型建立的环节完成后，需要利用模拟检查器设备检查数据是否能够正常导入。

5  3D摊铺价值前景

5.1  解放人工、提升质量

3D数字化代替人工测量控制摊铺机，降低人为误差对路面的影响。传统工艺是放点挂线或平衡梁控制，线性与高程有折点与拐点。3D系统通过坐标与高程控制、控制点可根据需求进行加密，线性与高程更符合设计与实际使用需求，可消除拐点。基于3D技术的这些特点，意味着传统模式下需要依托人工完成的部分工作环节在这种技术的支持下能够在确保质量的前提高效完成，这种显著的优势意味着这种技术的应用必将有广泛的前景。另外，这种摊铺技术在实际操作的环节中也具有较高的便捷性，从技术人员的运用和掌握上来讲，属于一项易于掌握的技术类型。这也意味着技术在应用的过程中能够得到更加切实的普及和推广。

5.2  提升功效、节约成本

代替人工测量，减少施工等待的时间;同时3D控制摊铺机，坐标更精准，节约修复或返工处理成本;而且，在3D技术的支持下，一旦前期的摊铺施工准备做到全面彻底，则具体的摊铺施工可以在自动化的条件和背景下快速的完成。这是从单一摊铺作业的角度探讨成本问题，另外，从此该技术应用的控制和维持角度上来说，这种技术和设备依托在持续工作的能力上也是非常强的。3D控制可以实现24h全天候不间断的施工作业。这种在细节时间成本和宏观实践成本上都能做到节约的情况对于提升整体的技术实施效率，更大程度上的节约成本有重要的促进作用。

5.3  减少事故、提升安全

对于公路工程建设项目来说，工程质量和水准的另外一个显著的体现就是施工中出现事故和问题的几率和隐患排查情况。事故的发生不仅会在一定范围内影响工程建设的进度，更会导致整个工程建设的质量受到不利的影响。在技术应用中减低事故的发生率，是施工技术应用的一项主要原则。3D可实现施工自动化控制与实时现场监控反馈，对施工过程中可能存在的问题或已经造成的不良影响进行同步的预防和解决。在设备自动化运行和人工操作联合的背景下，降低人机混合作业的风险，将一部分可能存在的风险和问题转嫁到机械设备方面进行识别和解决，代替人工在不利环境作业。

6  保证技术应用质量的措施分析

在对于具体的技术应用流程进行分析研究后，下文从技术实施的质量保障方面，提出几点具体的保障措施。

6.1  制度保障

这方面的保障工作主要是通过制度的规范作用，将施工技术的应用流程、应用方法、应用过程中需要注意的要点问题进行全面的控制和关注，结合具体的施工环节提出相应的实施质量保障制度，一方面帮助施工人员按照科学的施工流程开展施工，另一方面，也有利于按照制度查验施工技术实施过程中存在的实际问题，从而提高整体施工环节操作和完成的质量。关于具体制度的制定，一方面需要制定出一个宏观的，针对具体工程建设需求和工程建设质量要求的制度条款。另一方面，还需要从实际的工作开展角度出发，注重细节的制度和规范的制定。切实实现通过制度建设为工程质量提供保障的目标。

6.2  过程控制保障

这一点主要是指针对技术应用的具体施工过程进行控制和保障。过程控制，实际上是对于技术实施的总体流程和不同施工环节节点的控制。具体来说，需要施工技术人员针对施工建设中所需要应用到关键技术类型以及特殊施工工艺的部分，从原材料应用、技术实施合理性的角度进行全面的控制，从而确保各个施工环节在具体执行落实过程中的实际效果。基于施工过程在整个体工程建设中的核心地位，这部分控制工作的重要性也是显而易见的。

6.3  安全保障

施工安全的保障。关于安全保障的问题，包括了人身安全保障和施工建设流程的安全保障两个维度。这也体现出安全保障的全面性要求。针对人员的安全保障，可以通过培训教育和外部防护的方式实现，而对于整个施工流程的安全保障则需要通过管理和控制来实现。具体的来说，一方面需要针对具体的施工建设人员进行培训教育，提高其自身的安全保障意识，且可针对具体的安全隐患提出具体的施工建设保障措施，例如及时佩戴安全防护工具等。另一方面，也要注重应用现场管理等先进的管理手段为安全方面的保障提供支持。

7  结束语

总的来讲，沥青路面的施工技术类型中，3D摊铺技术属于先进性较强的一种技术类型，施工人员在应用这种技术开展沥青路面的建设施工时，一定要针对具体设备的参数设置和施工建设的流程方面进行严格的控制和合理的优化调整，从而确保技术的应用取得良好的预期效果。

参考文献：

[1] 董云，DONGYun.瀝青路面施工技术在公路工程中的运用[J].工程建设与设计，2017（18）：146～147.

[2] 雒虎维.沥青路面施工技术原理及应用研究[J].中国公路，2017（16）：128～129.

[3] 宁玉杰.浅析沥青混凝土施工技术在公路工程路面施工中的应用[J].科学技术创新，2017（8）：182.