一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法及系统，涉及路面摊铺技术领域，包括：构建3D智能摊铺控制系统，包括三维位置定位系统、车载控制系统和3D摊铺辅助软件；利用3D摊铺辅助软件对设计图纸进行三维数字模型的建立，并将三维数字模型输入车载控制系统；三维位置定位系统引导3D智能摊铺控制系统在手动状态下开始摊铺作业，并基于设计要求进行校准调试，校准完成后3D智能摊铺控制系统在自动模式下完成摊铺施工；施工完成后对摊铺测量数据进行存档，分析施工过程。本发明专利技术可以解决了传统路面摊铺施工中存在的质量控制难、工效指标低、成本投入大等问题，提高施工效率。提高施工效率。提高施工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法及系统


[0001]本专利技术涉及路面摊铺
，更具体的说是涉及一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法及系统。

技术介绍

[0002]数字化施工是在“数字地球”这一大背景下提出的，其目前在国内施工领域是一项新兴的技术应用，在公众眼中常常与“高科技”和“造价昂贵”等词汇联系在一起。所谓数字化施工，是指依托建立的三维设计图数据模型、工地现场定位及数据采集系统、数控机械控制系统等基础平台，通过结合双向通讯技术，整合工地信息资源，对单台、多台甚至整个工地的施工机械，实现实时管理、精准控制的施工模式。一套完整的数字化施工系统由基站设备(GPS天线和接收机)、流动站系统、机器控制系统(传感器、CAN总线、控制箱、光棒、电台等)和控制系统软件等部分组成。
[0003]举例来说，在传统的施工过程中，土建工程的标高、坡度、平整度等一系列外形参数，均是机械操作手通过目测桩位，以手工操作土方机械来控制。由于土方机械性能各异，机械操作手水平参差不齐等原因，进而降低了项目的一次验收合格率。为保证质量合格，通常还要返工和重复作业，这样不但提高了成本，浪费了资源，也影响了施工进度。而数字化施工则是机械引导人工，不仅不用打桩，对操作手的要求也降低了很多，进而还可以达到降低油耗、避免返工、减少原材料和配件的损耗、减少现场人员的效果，数字化施工可以广泛的应用于市政工程、道路工程、机场、大型广场和商业用地等土建基础工程项目中。
[0004]本申请提出的一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法及系统就属于数字化施工的一种应用。传统沥青路面摊铺施工依靠人工控制因素更多，施工中需投入较多的人力物力，施工控制误差相对较高，成品路面还可能出现一定的质量问题。智能化施工技术在国内已广泛应用于各个施工项目，而在项目施工线路长、工程工期紧、质量要求高的情况下，如何利用数字化技术全方位动态监控管理路面施工，减少现场人员投入，提高现场管控水平和施工质量是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法及系统，引入智能化技术进行路面的底基层、面层施工，可以实现摊铺高度、坡度和摊铺方向的自动同步控制，减少了作业人员数量，解决了传统路面摊铺施工中存在的质量控制难、工效指标低、成本投入大等问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法，包括以下步骤：
[0008]构建3D智能摊铺控制系统，所述3D智能摊铺控制系统包括三维位置定位系统、车载控制系统和3D摊铺辅助软件；
[0009]利用所述3D摊铺辅助软件对设计图纸进行三维数字模型的建立，并将所述三维数
字模型输入车载控制系统；
[0010]三维位置定位系统引导所述3D智能摊铺控制系统在手动状态下开始摊铺作业，并基于设计要求进行校准调试，校准完成后所述3D智能摊铺控制系统在自动模式下完成摊铺施工；
[0011]施工完成后，对摊铺测量数据进行存档，分析施工过程。
[0012]可选的，在摊铺施工之前，所述智能摊铺方法还包括施工准备步骤，具体过程包括：
[0013]在路面摊铺施工前，建立施工控制网，根据设计要求对摊铺的精度进行控制，并将摊铺的精度控制在标准范围内；
[0014]选择控制点位对摊铺区域的周边布设情况进行模拟，在线路的两侧方位保持一定间距且连续地进行控制点位的布设；
[0015]采用GPS静态观测，通过平差软件获得施工控制网的有效数据，进行水准测量外部作业，计算各个控制点位之间的高差。
[0016]可选的，所述三维数字模型的建立，具体为：
[0017]利用3D智能摊铺控制系统配套的Leica iCON Office Software软件将原有的工程二维设计蓝图转化为3D智能摊铺控制系统能够自动识别的三维电子设计图。
[0018]可选的，在摊铺施工之前，所述智能摊铺方法还包括将3D智能摊铺控制系统进行正确连接，并设置施工表面相对于设计表面的正确偏移量；其中，所述3D智能摊铺控制系统的具体结构设置为：
[0019]所述三维位置定位系统配置三台全站仪，引导3D智能摊铺控制系统现场施工；
[0020]所述车载控制系统安装于摊铺机上，包括一台主控制器、两台控制手柄、两个360
°
棱镜、一个横坡传感器、两台车载电台、两个接线盒以及连接线缆，所述控制手柄、横坡传感器、车载电台分别通过接线盒以及连接线缆与所述主控制器连接；
[0021]所述3D摊铺辅助软件为iCON Site Software软件，将设计图纸的相关参数导入车载控制系统。
[0022]可选的，在手动状态和自动模式下进行摊铺施工的具体步骤包括：
[0023]在控制点位上布设全站仪；
[0024]当作为引导基准的全站仪追踪到360
°
棱镜后，摊铺机开始在手动状态下进行摊铺作业；
[0025]当摊铺机在填筑表面左右高程满足设计要求并稳定后，对3D智能摊铺控制系统的高程和横坡传感器进行校准，校准完成后，3D智能摊铺控制系统在自动模式的状态下进行摊铺工作，且在摊铺过程中通过微调控制手柄左右两侧上升下降按钮的偏移量来满足摊铺表面左右高程要求。
[0026]可选的，3D智能摊铺控制系统在自动模式下进行摊铺施工的具体步骤包括：
[0027]通过架设在控制点位上的全站仪捕获安装在摊铺机桅杆上的360
°
棱镜的三维坐标数据，再通过所述车载电台实时将三维坐标数据传送到主控制器中；
[0028]所述主控制器将获得的三维坐标数据与设计卡中的三维数据进行对比，生成相应的高程修正信息并传递到摊铺机左右两侧的控制手柄；
[0029]由所述控制手柄生成相应的比例驱动信号，通过液压阀驱动摊铺机牵引臂液压油
缸使熨平板进行相应方向的调整和修正，获得设计要求的路面平整度和摊铺厚度。
[0030]可选的，所述方法还包括：
[0031]在摊铺施工阶段，对摊铺机的行进方向进行确定，同时基于摊铺区域的松铺系数，在全站仪架设的位置对周围的环境进行检查，使所述3D智能摊铺控制系统具有正确的配置。
[0032]可选的，所述方法还包括：
[0033]在摊铺机的起步阶段，垫好枕木后将仰角标尺调整到标准位置；
[0034]正常起步后，对起步阶段摊铺的区域进行复测工作，基于复测结果调整设备参数修正误差；
[0035]完成起步后，根据需要间隔一定时间对摊铺厚度进行检测，当摊铺厚度超过摊铺机作业厚度后，关闭自动控制功能；
[0036]当仰角标尺超过一定的变化范围时，及时停机并检查全站仪是否正常。
[0037]本专利技术还公开了一种沥青水稳底基层及沥青下面层3D智能摊铺控制系统，包括：三维位置定位系统、车载控制系统和3D摊铺辅助软件；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法，其特征在于，包括以下步骤：构建3D智能摊铺控制系统，所述3D智能摊铺控制系统包括三维位置定位系统、车载控制系统和3D摊铺辅助软件；利用所述3D摊铺辅助软件对设计图纸进行三维数字模型的建立，并将所述三维数字模型输入车载控制系统；三维位置定位系统引导所述3D智能摊铺控制系统在手动状态下开始摊铺作业，并基于设计要求进行校准调试，校准完成后所述3D智能摊铺控制系统在自动模式下完成摊铺施工；施工完成后，对摊铺测量数据进行存档，分析施工过程。2.根据权利要求1所述的一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法，其特征在于，在摊铺施工之前，所述智能摊铺方法还包括施工准备步骤，具体过程包括：在路面摊铺施工前，建立施工控制网，根据设计要求对摊铺的精度进行控制，并将摊铺的精度控制在标准范围内；选择控制点位对摊铺区域的周边布设情况进行模拟，在线路的两侧方位保持一定间距且连续地进行控制点位的布设；采用GPS静态观测，通过平差软件获得施工控制网的有效数据，进行水准测量外部作业，计算各个控制点位之间的高差。3.根据权利要求1所述的一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法，其特征在于，所述三维数字模型的建立，具体为：利用3D智能摊铺控制系统配套的Leica iCON Office Software软件将原有的工程二维设计蓝图转化为3D智能摊铺控制系统能够自动识别的三维电子设计图。4.根据权利要求2所述的一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法，其特征在于，在摊铺施工之前，所述智能摊铺方法还包括将3D智能摊铺控制系统进行正确连接，并设置施工表面相对于设计表面的正确偏移量；其中，所述3D智能摊铺控制系统的具体结构设置为：所述三维位置定位系统配置三台全站仪，引导3D智能摊铺控制系统现场施工；所述车载控制系统安装于摊铺机上，包括一台主控制器、两台控制手柄、两个360
°
棱镜、一个横坡传感器、两台车载电台、两个接线盒以及连接线缆，所述控制手柄、横坡传感器、车载电台分别通过接线盒以及连接线缆与所述主控制器连接；所述3D摊铺辅助软件为iCON Site Software软件，将设计图纸的相关参数导入车载控制系统。5.根据权利要求4所述的一种沥青水稳底基层及沥青下面层智能摊铺方法，其特征在于，在手动状态和自动模式下进行摊铺施工的具体步骤包括：在控制点位上布设全站仪；当作为引导基准的全站仪追踪到360
°
棱镜后，摊铺机开始在手动状态下进行摊铺作业；当摊铺机在填筑表面左右高程满足设计要求并稳定后，对3D智能摊铺控制系统的高程和横坡传感器进行校准，校准完成后，3D智能摊铺控制系统在自动模式的状态下进行摊铺工作，且在摊铺过程中通过微调控制手柄左右两侧上升下降按钮的偏移量来满足摊铺表面
左右...

【专利技术属性】
技术研发人员：段久波，樊立志，傅重阳，朱玉玺，冯立，高博阳，周秋来，郑康瑜，蔡笑，陈明金，王英凯，黄姣姣，申立刚，张泽锋，党学平，
申请(专利权)人：中铁三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：