3D技術在瀝青攤鋪施工中的應用

周志偉

（中交一公局廈門工程有限公司，福建廈門401139）

1 引言

隨著信息化技術的不斷進步，建筑行業也需要應用更加智能化的技術來代替原始的勞動力，這是重型資本的必然趨勢。建筑行業是一個典型的重型資本結構，需要不斷進行資本增密，技術迭代。3D技術就是這樣進入建筑領域的，并且也給建筑行業帶來了更加智能化的操作。制約智能化技術進入建筑行業的因素有2個，投入的研發成本以及是否可以大規模商用。只要能夠解決這2個問題，3D技術將會迅速改革建筑領域。因此，3D技術對于建筑行業來說，有著十分深遠的影響。

2 3D智能攤鋪系統及其原理

基準站設備、機載設備、檢測設備是3D智能攤鋪系統的主要組成結構。具體的組成有：（1）GNSS激光接收器是與攤鋪機熨平板采用的剛性連接，它可以算出熨平板底部的平面位置與高程，該機器是由液壓系統實現對熨平板的毫米級的控制；（2）控制器，該機器可以連接GPS系統與攤鋪機核心部位，所以它可以既是人機交互界面，也可以是攤鋪控制中心，一般情況下的精度為1～20mm；（3）檢測設備，該設備可以通過實測的平面信息。

智能攤鋪的原理：（1）RTK原理，這是一種比較常見的實時動態差分法，用于GPS測量[1]。在RTK的作業模式下，可以通過基準站的數據鏈，將觀測到的觀測信息傳遞給流動站，還可以把采集的GPS數據在系統內進行實時處理。同時，還能給出厘米級別的定位結果，時常不超過1s。（2）高程控制原理：控制器的計算機憑借優良的精度可以計算出攤鋪機控制點的位置，并獲取該位置的設計高程，然后可以通過一項激光技術獎實際的高程計算出來。電磁閥可以根據信號實現靈活控制油缸，并改變攤鋪高程的角度[2]。

3 項目概況

某夏季的試車場地位于江蘇省，工程占地約為1.3km2，項目總規劃占地為1 000m2。該項目共分3期進行施工，本次工程屬于第一期，主要施工地點有加速車道、C區域等，第一期的路線全長為3.35km。一期進場路B工程，路線長度為0.33km。進場路D工程，全長為0.94km；加速跑道工程，全長為0.11km。目前要求C區域、加速跑道工程、進場D工程的行車速度在160km/h，路面的平整度需要達到4m的直尺可測量，橫坡采用單面坡。進場B工程、停車場與服務道路工程的要求是B工程速度為30km/h，停車場等地為20km/h。

4 3D技術攤鋪的施工應用

4.1 攤鋪施工前期準備、點位選取與數據采集處理

4.1.1 攤鋪施工前期準備與點位選取

首先，需要保證攤鋪精度，就要先建立高精準度的施工控制網，并根據相關的設計要求設計精度。依據相關的規范，高程控制網采用二等水準網與平面控制網等綜合方式進行布網。點位需要按照攤鋪區域進行布設，點位需要在距線邊緣10～30m的兩側，且該點位需要處于地形開闊、不易被破壞的區域，各個網點之間需要盡可能通視。一般情況下，點位的間距為160～200m，還需要保證高程起算點的穩固、精確，所以需要在控制網中設置3個深埋點作為基準點[3]。在基準點上還需要建立觀測墩，并把觀測墩埋入地面。為減少控制網的建設費用，還需要在不影響精度的條件下，盡量做到平面的控制點與高程控制點是同一個點位?；鶞庶c、控制點的規格需要按照GB 50026—2007《工程測量規范》，再結合實際的地質條件進行現場的澆筑，數據收集時可以用全站儀和電子水準儀。

4.1.2 控制網的數據采集與處理

控制網的數據測量與處理分為2種：（1）平面控制網的數據測量用途處理，平面控制網的測量一般情況下，分為2個步驟：首先，選擇部分控制點進行GPS靜態觀測，其點位距離在500～700m。其次，在GPS靜態觀測的基礎上，對剩余的點位進行全站儀加密測量。GPS靜態觀測一般采用廣播星歷，通過一些商用軟件按照靜態的相對定位模式進行GPS基線解算。以大地的四邊為基本的構圖圖形，進行基線的處理與質量分析。（2）高程控制網的測量。該控制網的測量一般采用二等水準的測量，首先需要完成3個基準點的測量。待基準點的測量完成，就可以進行整個高程控制網的測量。在測量時，需要更好地規劃測量路線，而測量路線以保證精度為前提，這樣才能最大限度地減少人員、物料的耗費。水準控制網的數據處理：在外業式作業結束后，需要檢查相關的數據并計算各個點位的高差，等待計算結果符合要求后才能進行水準網的平差計算。

4.2 3D攤鋪施工的應用

4.2.1 3D模型的建立

該模型的建立需要利用原有的地表數據建立相應的三維設計模型，并把該模型導入3D攤鋪的控制箱內。加速跑道工程與進場D工程，根據相應的設計圖紙，在3D軟件中進行最下層的攤鋪數據三維模擬。在后續的攤鋪作業中，豎直移動設計面就能獲得每層的攤鋪設計數據。C區域需要大面積攤鋪，所以需要保證攤鋪的精度，在設計攤鋪數據時需要分區處理，還要考慮施工縱縫。

4.2.2 瀝青混合料的攤鋪技術

1）攤鋪流程概述

攤鋪需要的流程分為以下幾個：基準站搭設—發射器架設—流動站的啟動—攤鋪系統啟動—攤鋪—檢測?；鶞收拘枰跀備亝^域5km的半徑內；發射器一般采用mmGNSS的發射型號，因為其發射器的特點，需要把該發射器架設在控制網點上。該位置需要距離攤鋪現場至少在10m遠，最大的距離不能小于150m，在發射器架設啟動前，需要確定水準點位的高程與儀器高。檢測分為以下幾種檢測：（1）高程檢測，在攤鋪時檢測人員，可以用mmGPS流動站進行實時的檢測，檢測項目有壓實高程、松鋪高程、用軟件算出高程偏差等；（2）溫度檢測：在攤鋪的過程中，可以實時監測運料車的溫度、松鋪后的溫度等；（3）平順性檢測：在壓實養護后，可以采用平順儀、靠尺檢測其平順性。

2）攤鋪施工

攤鋪機械裝備：根據現實的施工環境，在加速跑道與進場D工程、進場B工程等地方安排1～2臺攤鋪機器進行聯合攤鋪施工。在C區域需要3臺攤鋪機器聯合攤鋪施工，其走形應為品字形。攤鋪施工：（1）攤鋪機到位后，先要預熱機器30～60min。使其快熨平板的溫度在100℃，以此來保證攤鋪機啟動后不產生拉毛現象。在攤鋪時需要把標尺放置于既定位置，并調整控制箱。拌和設備的生產能力需要與攤鋪機的攤鋪速度相匹配，在攤鋪的過程中需要攤鋪機器保持穩定而勻速的速度，否則就會造成攤鋪失敗。

5 結語

本文對3D智能系統與點位進行了簡單的分析，闡述了3D技術如何在瀝青攤鋪中應用。3D等信息網絡技術不斷滲透各個行業，這是社會發展的必然趨勢。因此，牢牢掌握核心的科技，才會不落后于別人，才能在社會發展進步中站穩腳跟，為社會發展做出貢獻。