低山地貌山區(qū)3D數字化攤鋪技術研究

【摘要】為研究低山地貌山區(qū)3D數字化攤鋪技術，首先通過對比傳統(tǒng)2D攤鋪技術與3D攤鋪技術差異，顯示3D攤鋪技術的優(yōu)勢。其次采用GPS/INS組合技術有效解決了低山地貌山區(qū)信號不穩(wěn)定的問題，采用路基頂面3D平地與路面3D攤鋪協(xié)同控制技術有效解決了平整度、縱斷高程、橫坡度等方面的影響。最后通過3D攤鋪技術經濟性適用研究，說明3D數字化攤鋪技術的應用可以節(jié)約施工成本，提高施工質量?！綤eys】低山地貌山區(qū)；3D數字化；攤鋪技術；GPS/INS組合技術；攤鋪協(xié)同控制技術U415.60引言傳統(tǒng)的路面基層攤鋪施工，施工人員眾多，要求施工人員具有豐富的施工經驗及較高的施工素質[1]。此外，廣西地區(qū)夏季高溫極端天氣較為普遍，對施工人員有較大考驗。同時，低山山貌地區(qū)通常存在信號不穩(wěn)定的情況。上述情況使得施工后的路面基層成品質量參差不齊，費時、費力且不利于經濟成本管控。因此，有必要展開低山地貌山區(qū)3D數字化攤鋪技術研究[2]。首先，進行傳統(tǒng)2D攤鋪技術與3D攤鋪技術差異對比研究；其次，進行低山地貌山區(qū)施工3D攤鋪技術應用優(yōu)化研究；最后，進行3D攤鋪技術經濟性適用研究。成果的應用，有望在保證路面基層施工質量的前提下，節(jié)約施工成本。1

傳統(tǒng)2D攤鋪技術與3D攤鋪技術差異對比研究隨著經濟的快速發(fā)展，對基礎設施建設提出了更高的要求，傳統(tǒng)2D攤鋪技術在實際應用中存在的問題愈發(fā)突出，急需對傳統(tǒng)的2D攤鋪技術進行升級。在此背景下，3D數字化攤鋪技術逐漸發(fā)展，有效解決了傳統(tǒng)2D攤鋪技術在施工中存在的問題。1.12D攤鋪技術傳統(tǒng)2D攤鋪技術主要有接觸式滑靴工藝和平衡梁施工工藝。觸式滑靴工藝主要用來控制攤鋪的厚度，在施工過程中需要較多的人員，且無法進行實時觀測，出現質量問題只能事后彌補。平衡梁施工工藝則主要用來控制攤鋪的平整度，使用此工藝前提是有較好的平整度，否則很難控制攤鋪厚度。1.23D攤鋪技術隨著科技的進步，3D數字化攤鋪技術得到了很大的發(fā)展，其中mmGPS3D數字化攤鋪控制系統(tǒng)優(yōu)勢突出，具有自動化管理和無樁化攤鋪等優(yōu)勢，提高路面的平整度，能夠很好地滿足路面攤鋪作業(yè)的精度要求，保證路面的攤鋪質量。1.3傳統(tǒng)2D攤鋪技術與3D攤鋪技術差異對比通過比較發(fā)現，無論是接觸式滑靴工藝還是平衡梁施工工藝均難以全面兼顧攤鋪面層厚度和平整度的多方面要求。相比之下，3D攤鋪技術則能夠有效解決上述問題。采用3D智能控制系統(tǒng)雖然一次性投入較大，但應用3D數字化攤鋪技術，能在平整度、縱斷高程、橫坡度上實現“三個百分百”合格率，對比傳統(tǒng)工藝有較大提高。2

低山地貌山區(qū)施工3D攤鋪技術應用優(yōu)化研究低山山貌地區(qū)施工3D攤鋪技術通常存在信號不穩(wěn)定及施工工藝有待優(yōu)化的問題，因此有必要對此展開研究。2.1

3D攤鋪信號接收技術優(yōu)化在低山地貌山區(qū)，如果單獨使用GPS進行導航定位，將會遇到信號不穩(wěn)定的問題。將GPS/INS組合技術用于低山地貌山區(qū)導航定位可以有效解決信號不穩(wěn)定的問題。當GPS信號因為低山山貌地區(qū)受到信號干擾，INS系統(tǒng)可以獨立進行導航定位。當GPS信號逐漸穩(wěn)定時，INS系統(tǒng)向GPS接收機提供有關的初始信息。INS系統(tǒng)也可輔助GPS接收機的天線對準GPS衛(wèi)星，從而減小了低山山貌地區(qū)信號不穩(wěn)定的影響。此外，INS可實時輸出信號，采用GPS/INS組合技術可得到無滯后的實時輸出。2.23D攤鋪施工工藝優(yōu)化目前路基路面施工過程中，一些關于強度、穩(wěn)定性的質量指標已得到初步解決，然而仍有一些質量參數難以滿足要求。（1）平整度的影響。首先，平整度好更有利于排水。其次，平整度好有利于行車的舒適性。最后，下層的平整度好有利于上層的攤鋪。（2）橫坡度的影響。路面橫坡度符合設計圖紙更有利于路基路面的排水。（3）縱斷高程的影響。由于施工設備的精準度不高，公路工程建設中，使得路基路面高程合格率不高，這會導致路橋銜接過程中高程和厚度控制的矛盾。采用路基頂面3D平地與路面3D攤鋪協(xié)同控制技術，可有效解決上述問題的影響。3

3D攤鋪技術經濟性適用研究3D數字化攤鋪技術作為一項新技術，不但可以有效解決傳統(tǒng)2D攤鋪技術存在的問題，而且可以節(jié)約施工成本，提高施工質量，必將成為未來國內攤鋪施工領域的重要手段。3.13D攤鋪技術節(jié)約施工成本研究采用3D攤鋪技術，無需掛線，減少了大量人力，有很好的經濟效益；同時，3D攤鋪技術提高了施工效率，縮短了工期，降低了資源消耗。最后，由于減少人力，使得安全隱患少，降低了安全事故處理費用。3.23D攤鋪技術提高施工質量研究攤鋪完成后對攤鋪質量進行穩(wěn)定性分析，主要包括平整度、縱斷高程、橫坡度等。采用3D智能控制系統(tǒng)一次性投入較大，但應用3D數字化攤鋪技術，能在平整度、縱斷高程、橫坡度上實現“三個百分百”合格率，對比傳統(tǒng)工藝有較大提高。底基層虛鋪頂面高程數據分析見表1：

表13D攤鋪技術與常規(guī)技術合格率對比檢查項目規(guī)定值或允許偏差實測點數3D攤鋪合格率常規(guī)掛鋼絲攤鋪合格率（經驗數據）平整度（mm)≤1260010095縱斷高程（mm)+5,-1025010095橫坡度（%）±0.325010097此外，采用GPS/INS組合技術，有效解決了3D攤鋪技術在低山地貌山區(qū)施工因信號不穩(wěn)定無法使用的情況，提高了施工質量。4

結論本文研究了低山地貌山區(qū)3D數字化攤鋪技術，主要研究結論如下：（1）在低山地貌山區(qū)，采用GPS/INS組合技術可以有效解決信號不穩(wěn)定的問題。（2）采用路基頂面3D平地與路面3D攤鋪協(xié)同控制技術，可有效解決平整度、縱斷高程、橫坡度等方面的影響。（3）應用3D數字化攤鋪技術，在平整度、縱斷高程、橫坡度上可實現“三個百分百”合格率。（4）3D數字化攤鋪技術的應用可以節(jié)約施工成本，提高施工質量。Reference[1]喬志,王選倉,徐子濤,等.半剛性基層雙層連續(xù)攤鋪施工組織工藝研究[J].中國公路學報,2016,