CN112144349A - 一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，属于道路工程建设的领域，其包括以下步骤S1：摊铺施工准备；S2：布置测量控制点，控制点的设置方式包括高程控制网和平面控制网，在控制网点上安装测量设备，建立3D***；S3：数据采集和数据处理，通过计算测量设备测量的参数获得摊铺机的定位基准点和此位置在电子数据中的设计高程，并导入控制设备中；S4：通过计算测量参数获得摊铺精度检测并分析摊铺质量，并通过控制设备对摊铺机进行动态调整。本申请具有减少人工的劳动强度，提高沥青混凝土路面摊铺的施工精度的效果。

Description

一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法

技术领域

本申请涉及道路工程建设的领域，尤其是涉及一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法。

背景技术

沥青路面是将沥青混凝土加以摊铺、碾压成型而形成的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。因此，沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面。

传统对于沥青路面摊铺依靠钢丝线（导轨）、机械式平衡梁和非接触式平衡梁进行基准找平，再利用摊铺机施工，对于其平整度、标高不断复核调整，从而完沥青路面的摊铺找平工作。

针对上述中的相关技术，发明人认为其存在投入人工和时间较多，施工精度容易受机械影响，容易导致施工过程精度控制不足的缺陷。

发明内容

为了减少人工的劳动强度，提高沥青混凝土路面摊铺的施工精度，本申请提供一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法。

本申请提供的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法采用如下的技术方案：

一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，包括以下步骤

S1：摊铺施工准备，包括摊铺机、控制设备和测量设备种类、数量及参数的准备；

S2：布置测量控制点，控制点的设置方式包括高程控制网和平面控制网，在控制网点上安装测量设备，建立3D***；

S3：数据采集和数据处理，通过计算测量设备测量的参数获得摊铺机的定位基准点和此位置在电子数据中的设计高程，并导入控制设备中；

S4：通过计算测量参数获得摊铺精度检测并分析摊铺质量，并通过控制设备对摊铺机进行动态调整；

通过采用上述技术方案，控制点的布置采用高程控制网和平面控制网，使得测量设备能够在空间上准确测量并分析沥青混凝土的平整度和摊铺厚度，在摊铺过程中，测量设备测得定位信号和高程信号并对两种信号进行数据处理，随后将数据处理结果发送至控制设备，控制设备根据数据结果控制调整摊铺机，从而控制沥青混凝土的平整度和厚度，由此减少大量的辅助人工，节省人力，并且高精度仪器大大减小了人工精度控制误差、机械自身误差，从而加强了施工过程的精度控制，实现高精度控制。

可选的，所述高程控制网的控制点布置在距离线路边缘10～30m，相邻控制点之间的间距设置为160～200m，并且在高程控制网中设置若干深埋点作为水准基点，所述水准基点处设置观测墩，所述观测墩位于地下0.5m处。

通过采用上述技术方案，控制点的间距使得控制点间通视，而水准基点的设置使得高程控制网存在两个水准层次计算测量高度，提高了高程起算点稳定性、高精度性和连续性。

可选的，所述平面控制网与高程控制网的控制点同点，所述平面控制网中部分间距为500～700m的控制点采用GPS静态观测，所述平面控制网中其余的控制点采用全站仪加密检测。

通过采用上述技术方案，平面控制点和高程控制点同点减少了控制网建网费用，并且通过平面控制网和高程控制网两者结合，建立了高精度的控制网，提高了测量精度。

可选的，所述测量设备包括RTK基准站、激光发射器和MMGPS接收站，所述RTK基准站的架设位置距离摊铺区域小于或等于5km；

所述激光发射器架设在控制网点上，距离摊铺现场大于10m，最大距离小于150m；

MMGPS接收站包括2个GNSS接收器，1个坡度传感器，1个控制器和1个GNSSGPS，并安装在摊铺机上。

通过采用上述技术方案，在工作时，将RTK基准站放置于范围在摊铺区域5km以内的已知坐标点的位置处，用于计算出摊铺机的定位基准点和获取此位置在电子数据中的设计高程。激光发射器通过发射激光墙，向MMGPS接收站提供高程信息。MMGPS接收站接收RTK基准站发送的定位信息和激光发射器的高程信息，并进行处理得到高精度定位并用于施工过程中检测摊铺精度和分析实际摊铺质量。

可选的，所述控制设备包括设置在摊铺机上的激光接收器、GPS接收器、GNSS接收机和中央控制器。

通过采用上述技术方案，在摊铺作业时，激光接收器和GPS接收器同时接收激光发射器和RTK基准站所发处的信号，并将信号传输给GNSS接收机得到摊铺熨平板的平面和高程信息，然后GNSS接收机将处理好的信号发送至中央控制器，中央控制器控制摊铺机调整熨平板的方向和高程来实现对路面的高精度控制摊铺。

可选的，所述激光接收器下方设有可调节方位的支撑机构，所述激光接收器通过支撑机构与摊铺机固定连接。

通过采用上述技术方案，在安装激光接收器时，需要对激光接收器和摊铺机的烫平板的相对进行精密的测量和校准，可调整方位的支撑机构能够快速准确调整激光接收器的方位，提高安装效率和校准精度。

可选的，所述支撑机构包括底座，所述底座上转动连接有竖直的丝杠，丝杠外侧设有与丝杠同轴线且存在间隙的套筒，所述套筒上设有平行于丝杠轴线的腰型孔，所述丝杠上螺纹连接有移动块，所述移动块远离丝杠的一端穿过腰型孔并与腰型孔滑动连接，所述激光接收器与移动块固定连接。

通过采用上述技术方案，移动块的一端位于套筒上的腰型孔内，使得移动块只能够沿着腰型孔的长度方向移动，转动丝杠，移动块沿丝杠的轴线平移，带动激光接收器移动，从而调整激光接收器的方位，便于校准。

可选的，所述丝杠下端转动连接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮的直径小于第一齿轮，所述第二齿轮与底座转动连接。

通过采用上述技术方案，转动第二齿轮，第二齿轮带动第一齿轮转动，第一齿轮带动丝杠转动，由于第二齿轮的直径小于第一齿轮，使得第二齿轮与第一齿轮的转动角度比与第二齿轮和第一齿轮的直径比成反比，由此能够更加精准地控制丝杠上移动块的位置，提高精准度。

可选的，移动块的上下两侧设有一对挡板，所述挡板远离移动块的一端设有连接套筒的伸缩组件，一对所述挡板封堵腰型孔。

通过采用上述技术方案，由于沥青混凝土在摊铺时处于灼热状态，有气态沥青飞散，挡板封堵腰型孔使得套筒内部不会被沥青污染，从而使得丝杠对移动块移动的精度不会应沥青污染而降低。

可选的，所述伸缩组件包括设置在挡板上的平行于套筒轴线的滑杆，所述滑杆与套筒滑动连接，所述滑杆上套接有弹簧，所述弹簧两端分别固定连接在套筒和挡板上。

通过采用上述技术方案，移动块移动时，弹簧始终将挡板推向移动块一侧，由此挡板一直抵接移动块，滑杆使得挡板不会脱离腰型孔，从而实现挡板一直封堵腰型孔的作用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.采用测量设备和控制设备减少大量的辅助人工，节省人力，提高沥青混凝土摊铺的找平效率；

2.激光发射器、MMGPS接收站等仪器与RTK相结合大大减小了人工精度控制误差、机械自身误差，从而加强了施工过程的精度控制，实现高精度控制；

3.支撑机构能够快速准确调整激光接收器的方位，提高安装效率和校准精度。

附图说明

图1是本申请实施例的工艺流程图。

图2是测量设备平面布置图。

图3是支撑机构的结构示意图。

图4是支撑机构的内部结构示意图。

图5是图4中A部的放大示意图。

图6是第一齿轮和第二齿轮的结构示意图。

附图标记说明：1、RTK基准站；2、激光发射器；3、MMGPS接收站；4、支撑机构；41、底座；42、套筒；421、腰型孔；43、丝杠；44、移动块；45、第一齿轮；46、第二齿轮；47、把手；48、挡板；49、伸缩组件；491、滑杆；492、固定块；493、弹簧；5、激光接收器。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法。参照图1，沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，包括以下步骤

S1：完成摊铺沥青混凝土的各项准备工作。

S1-1：完成配合比设计，由监理工程师审核，对各种原材料进行符合性试验。

S1-2：准备摊铺沥青混凝土所需的设备，包括摊铺设备、测量设备和控制设备等设备。其中摊铺设备包括至少三台摊铺机，测量设备包括实时处理两个测量点载波相位观测量的RTK基准站1、发射定位信号的激光发射器2和接收并传递毫米级定位信号的MMGPS接收站3，控制设备包括设置在摊铺机上的激光接收器5、GPS接收器、GNSS接收机和中央控制器。

通过引入激光发射器2、MMGPS接收站3等仪器，并与RTK基准站1相结合，充分利用RTK基准站1的水平精度和激光的高程精度控制优点，将控制信息传至机载的MMGPS接收站3，摊铺机不断通过RTK基准站1和激光发射器2进行调整，加强了施工过程的精度控制，减小人工精度控制误差、机械自身误差，实现高精度控制。

S2：摊铺前进行高精度控制网的建立，高精度控制网包括高程控制网和平面控制网，高程控制网采用二等水准网、平面控制网采用三等GPS加一等导线组合的布网方式。

S2-1：高程控制网中控制点的设置要求。

1、控制点布置在距线路边缘10～30m，相邻控制点间距160～200m；

2、控制点位于地形开阔、稳定、不易被破坏的区域；

3、控制点间尽可能通视。

4、在控制网中布设3个深埋点位作为水准基点，为以后高程***的复测、维护和运营提供起算基准。

水准基点需建立观测墩，观测墩埋入地面以下0.5m；观测墩下面打入圆桩基础，结合当地地质条件，打桩深度控制在10～15m之间，通过控制点和水准基点结合，提高高程起算点的稳定性、高精度性和连续性。

S2-2：为减少控制网建网费用，在不影响精度的前提下，平面控制网和高程控制网的控制点位置相同，在平面控制网中控制点的设置要求。

1、选择部分控制点（控制点间距500～700m）进行GPS静态观测，GPS静态观测根据四等规范要求施测，使用4～6台双频GPS接收机，采用相邻连接的连接方式进行；

2、在GPS静态观测的基础上对剩余控制点采用全站仪进行加密测量，全站仪加密测量采用一级导线施测，在GPS静态观测的基础上采用导线测量构成附和导线。

平面控制网上的所有GPS接收机测得基线并进行解算并进行精度分析，基线网整体平差时对基线进行选取，组成独立基线环进行基线网平差。平面控制网处理后，进行高程控制网测量，高程控制网采用二等水准测量，首先完成3个水准基点间的测量。水准基点测量完成后，再进行整个高程控制网的测量工作。再将高程控制网数据进行处理水准测量外业结束后，要检查数据，再计算各点间的高差。经检核无误后，才能进行计算，计算结果符合要求后，进行高程控制网的平差，最后得出各点的高程。

S2-3：参照图2，在控制网点上安装测量设备，并安装控制设备，建立3D***。

1、RTK基准站1架设于距离摊铺区域5km的范围内，架设位置需要对空，且通视条件良好。

2、激光发射器2架设在控制网点上，距离摊铺现场不小于10m，最大距离不大于150m，架设启动前精确检核水准点高程和仪器高。

3、MMGPS接收站3包括2个GNSS接收器，1个坡度传感器，一个控制器和一个GNSSGPS。MMGPS接收站安装在摊铺机上，其中2个GNSS接收器安装于摊铺机的烫平板上方，坡度传感器位于摊铺机下方且正对沥青路面。

控制设备包括安装在摊铺机上的激光接收器5、GPS接收器、GNSS接收机和中央控制器。

参照图3，激光接收器下方设置可调方位的支撑机构4，支撑机构4与摊铺机熨平板刚性连接。在安装过程中，需对GNSS接收器与激光接收器5和熨平板的相对位置信息进行精密测量和校准，以满足能够通过几何关系精确推算出熨平板底部的同步位置和高程的要求。

参照图3，支撑机构4包括固定连接在烫平板上的底座41，底座41的两端固定有套筒42。参照图4和图5，套筒42内设有与套筒42同轴线的丝杠43，丝杠43与套筒42内壁之间设有间隙，丝杠43两端分别与底座41和套筒42顶部转动连接。丝杠43上螺纹连接有移动块44，套筒42的一侧设有平行于套筒42轴线的腰型孔421，移动块44的一端穿过腰型孔421且与腰型孔421滑动连接，移动块44穿过腰型孔421的一端与连接激光接收器5固定连接。

参照图6，丝杠43的下端固定有第一齿轮45，第一齿轮45啮合有第二齿轮46，第二齿轮46与底座41转动连接，且第二齿轮46圆心上方固定有竖直的Z形把手47。第一齿轮45的直径大于第二齿轮46，由此第一齿轮45和第二齿轮46的直径比与第一齿轮45和第二齿轮46的角速度成反比。

转动把手47，第二齿轮46带动第一齿轮45转动，第一齿轮45带动丝杠43转动，移动块44在腰型孔421的限制下，沿着丝杠43的轴线平移，从而带动激光接收器5上下移动，由此调整激光接收器5的位置，对激光接收器5进行校准。由于第一齿轮45和第二齿轮46的直径比与第一齿轮45和第二齿轮46的角速度成反比，在转动第一齿轮45转动角度大于第二齿轮46转动角度，因此能够更加精准地控制丝杠43的转动角度从而精准控制激光接收器5的位置。

参照图4和图5，移动块44的上下两侧抵接有一对挡板48，挡板48同时抵接在套筒42的内壁上并封堵腰型孔421，挡板48远离移动块44的一端设有连接套筒42的伸缩组件49。伸缩组件49包括固定在挡板48上的平行于套筒42轴线的滑杆491，滑杆491上穿过并滑动连接有固定块492，固定块492固定在套筒42内壁上，滑杆491上套接有弹簧493，弹簧493两端分别固定连接在固定块492和挡板48上。

由于沥青混凝土在摊铺时处于灼热状态，有气态沥青飞散，挡板48封堵腰型孔421使得套筒42内部不会被沥青污染。并且在移动块44移动时，弹簧493始终将挡板48推向移动块44一侧，滑杆491使得挡板48不会脱离腰型孔421，由此挡板48一直抵接移动块44并封堵腰型孔421。

S3：在测量设备安装到控制点上后，进行数据采集和数据处理，通过计算测量设备测量的参数获得摊铺机的定位基准点和此位置在电子数据中的设计高程，并导入控制设备中。

RTK基准站1计算出摊铺机的定位基准点和获取此位置在电子数据中的设计高程，激光发射器2通过发射激光墙，向MMGPS接收站3和激光接收器5提供高程信息。MMGPS接收站3接收RTK基准站1发送的定位信息和激光发射器2的高程信息，并进行处理得到高精度的定位并用于施工过程中摊铺精度的检测和分析实际摊铺质量。

S4：启动***，摊铺机对沥青路面进行摊铺，通过计算测量参数获得摊铺精度检测并分析摊铺质量，并通过控制设备对摊铺机进行动态调整。

启动***后，测量设备、控制设备和摊铺机等设备同时运行，其中MMGPS接收站3启动后，检核控制网中至少4个控制点的坐标，并根据设计数据进行摊铺表面的检核，进行精度评估。

在摊铺机开始施工时，激光接收器5和GPS接收机同时接收激光发射器2和RTK基准站1所发处的信号，并将信号传输给GNSS接收机得到摊铺机熨平板的平面和高程信息，然后GNSS接收机将处理好的信号发送至中央控制器，中央控制器控制摊铺机调整熨平板的方向和高程来实现对路面的高精度控制摊铺。

摊铺时，采用3台摊铺机联铺，摊铺机呈“品”字形行走，以减少纵向接缝。检测人员用MMGPS接收站3实时监测松铺高程、压实高程，软件自动反算高程偏差，同时通过计算获取摊铺横坡，及时反馈到摊铺控制***中，进行必要的修正。

S5：摊铺完成后，进行采用平顺仪和靠尺检测平顺性。检测完毕后，进行沥青路面的养护。

本申请实施例一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法的实施原理为：

S1：完成摊铺沥青混凝土的各项准备工作；

S2：摊铺前进行高精度控制网的建立，并在控制网点上安装测量设备，以及在摊铺机上安装控制设备，建立3D***；

S3：进行数据采集和数据处理；

S4：启动***，摊铺机对沥青路面进行摊铺，通过计算测量参数获得摊铺精度检测并分析摊铺质量，并通过控制设备对摊铺机进行动态调整；

S5：对摊铺的沥青混凝土路面进行检测和养护。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：包括以下步骤

S1：摊铺施工准备，包括摊铺机、控制设备和测量设备种类、数量及参数的准备；

S2：布置测量控制点，控制点的设置方式包括高程控制网和平面控制网，在控制网点上安装测量设备，建立3D***；

S3：数据采集和数据处理，通过计算测量设备测量的参数获得摊铺机的定位基准点和此位置在电子数据中的设计高程，并导入控制设备中；

S4：通过计算测量参数获得摊铺精度检测并分析摊铺质量，并通过控制设备对摊铺机进行动态调整。

2.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：所述高程控制网的控制点布置在距离线路边缘10～30m，相邻控制点之间的间距设置为160～200m，并且在高程控制网中设置若干深埋点作为水准基点，所述水准基点处设置观测墩，所述观测墩位于地下0.5m处。

3.根据权利要求2所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：所述平面控制网与高程控制网的控制点同点，所述平面控制网中部分间距为500～700m的控制点采用GPS静态观测，所述平面控制网中其余的控制点采用全站仪加密检测。

4.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：所述测量设备包括RTK基准站（1）、激光发射器（2）和MMGPS接收站（3），所述RTK基准站（1）的架设位置距离摊铺区域小于或等于5km；

所述激光发射器（2）架设在控制网点上，距离摊铺现场大于10m，最大距离小于150m；

MMGPS接收站（3）包括2个GNSS接收器，1个坡度传感器，1个控制器和1个GNSSGPS，并安装在摊铺机上。

5.根据权利要求4所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：所述控制设备包括设置在摊铺机上的激光接收器（5）、GPS接收器、GNSS接收机和中央控制器。

6.根据权利要求5所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：所述激光接收器（5）下方设有可调节方位的支撑机构，所述激光接收器（5）通过支撑机构（4）与摊铺机固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：所述支撑机构（4）包括底座（41），所述底座（41）上转动连接有竖直的丝杠（43），丝杠（43）外侧设有与丝杠（43）同轴线且存在间隙的套筒（42），所述套筒（42）上设有平行于丝杠（43）轴线的腰型孔（421），所述丝杠（43）上螺纹连接有移动块（44），所述移动块（44）远离丝杠（43）的一端穿过腰型孔（421）并与腰型孔（421）滑动连接，所述激光接收器（5）与移动块（44）固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：所述丝杠（43）下端转动连接有第一齿轮（45），所述第一齿轮（45）啮合有第二齿轮（46），所述第二齿轮（46）的直径小于第一齿轮（45），所述第二齿轮（46）与底座（41）转动连接。

9.根据权利要求7所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：移动块（44）的上下两侧设有一对挡板（48），所述挡板（48）远离移动块（44）的一端设有连接套筒（42）的伸缩组件（49），一对所述挡板（48）封堵腰型孔（421）。

10.根据权利要求9所述的一种沥青混凝土路面高精度摊铺施工方法，其特征在于：所述伸缩组件（49）包括设置在挡板（48）上的平行于套筒（42）轴线的滑杆（491），所述滑杆（491）与套筒（42）滑动连接，所述滑杆（491）上套接有弹簧（493），所述弹簧（493）两端分别固定连接在套筒（42）和挡板（48）上。

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