瀝青路面智能攤鋪碾壓技術研究

李偉華

（江西省景德鎮市公路事業發展中心，江西 景德鎮 333000）

0 引言

當前，在我國信息技術不斷發展背景之下，智能化技術已經得到了普及，在公路項目建設中相應的智能技術應用越來越廣泛，如常見的3D 銑刨控制技術、遠程起重控制技術等。智能攤鋪碾壓技術的應用，可以全面提升施工水平、施工效率，所以受到廣大工程領域從業者的喜愛。

1 智能攤鋪碾壓技術現狀

其一，在特殊環境下作業很容易出現駕駛員疲憊等情況，特別是在路面碾壓振動施工階段，加之天氣溫度較高就會使駕駛工作變得更加困難，導致許多壓路機駕駛員辭職，出現駕駛人員短缺的現象。

其二，在施工過程中，控制路面壓實遍數是一個難點，很有可能出現錯誤，一般都是由專門的人員統計壓實遍數，或由駕駛員對壓實遍數進行統計，但人工統計往往會出現錯誤，實壓遍數與預設壓實次數嚴重不一致。在使用智能化碾壓的情況下，系統可以自動實現對碾壓次數的統計，避免了誤差的發生。

其三，因為人工進行壓路機軌跡控制有著較高的難度，所以容易在施工后出現相鄰兩側重疊面積控制精度不足的情況，容易發生超壓的問題，且路面邊緣部位的碾壓施工質量無法控制，容易導致結構性能不合格。但是智能設備的出現可以有效地對線路進行精準規劃，大大地提高了施工的進度，并且對推動項目的建設效果也有著重要的幫助。

其四，傳統碾壓工作方式是通過人工方式控制的，無法進行溫度的精準化控制，特別是在環境溫度較低的情況下，施工質量更是無法保證。智能壓實系統可以進行瀝青混合料溫度的實時性控制，可以全面提升碾壓質量水平。

其五，傳統碾壓施工通過控制遍數以判斷壓實度是否合格，而智能化碾壓設備通過檢測壓實度的定量指標方式確定是否合格，實現現場的全面控制，避免出現壓實度不合格問題[1]。

2 路面智能攤鋪碾壓技術原理

2.1 無人駕駛系統

通過使用智能化控制技術可以實現現場的無人駕駛控制，使用衛星接收技術、5G 通信技術等可以直接進行攤鋪機設備的控制，并且進行系統自動化升級改造，利用相應的系統進行無線控制，轉向系統應用自動轉向電機與電磁閥實現控制。通過計算機中設定的軟件程序、信號傳輸系統進行控制，保證攤鋪機、壓路機按照規定程序和路線通行，達到無人駕駛的智能化控制效果。

2.2 智能數字控制體系

該工作體系的工作原理是將設備安裝到施工作業的區域之內，直接進行數據收集，操作人員可以全部掌握現場施工設備的行駛軌跡，之后利用短波通信功能把這些信號有效、快速地傳遞到控制系統當中，而后系統接收到信息反饋時就能夠根據程序制定出相應的施工范圍，同時分別指令群涉及的壓路機的短波通信系統會在接收到指令后開展下一步的碾壓施工。設備如圖1所示。

圖1 智能碾壓設備

2.2.1 智能數字化壓實系統在操作時只需要通過手機APP 或者計算機終端進行控制，通過5G 數字網絡進行信號傳輸，并利用安裝到設備內的監控系統隨時掌握工作狀態[2]。

2.2.2 通信系統是實現信號傳輸的基礎，發揮出衛星通信系統的優勢，主要組成部分是導航、電源、通信元件、接口等，實現準確的定位和控制。

2.2.3 攤鋪工作系統是保持穩定運行的關鍵，利用計算機、微型接收器、5G 通信元件等實現信號傳輸和利用，快速接收和控制信號，提高系統的控制水平。

2.2.4 通過智能化控制系統實現全面性的控制，形成機械作業集群，每項工作都能順利展開，促進壓實工作可以順利完成。

2.3 衛星信號削弱時的自動化控制體系

在施工的過程中一旦受到遮蔽物的影響，信號就會變弱或者系統進入盲區的時候，不能有效采用以上的方法實現系統控制，整個機械的系統群就會出現失控的現象。所以在智能化系統控制過程當中，需要將二次配備方案制定，如當信號消失的時候，相應的壓實設備就會以近距離帶輪的方向前進，并應用短波無損體系以確定障礙物的分布情況，并且確定具體的行駛距離，然后利用數據分析實現設備的控制，將行進的速度限定在合理的范圍內，即使沒有任何可以接收的信號，也依然可以實現壓路機的控制，防止存在質量問題。

3 高速公路路面智能壓實施工的實現

某高速公路建設長度為36km，是江蘇省重要的高速公路建設項目，設計為雙向四車道。整個項目在項目中主要使用三一重工企業生產的全智能化攤鋪控制系統，通過該設備的有效應用，在一定的程度上提高結構的整體性，提高運行速度，提高施工質量水平。

3.1 智能數字化體系應用

將智能化采集系統安裝到攤鋪設備中，在系統運行時會根據實際情況收集線路的行走軌跡，并通過設備完成數據的發送，傳輸到無人駕駛的壓路機監控系統內，系統對數據進行全面的梳理，分析聯合施工計劃的需求制定線路，同時在應用的階段還需要結合建設基點的位置提供準確的定位服務，然后利用遠程天線將系統輸送到基礎群當中，然后機群的壓路機就可快速掌握各項命令和數據信息，并且根據預先設定的數據開展現場作業，執行設計方案的要求[3]。

3.2 施工操作要點

3.2.1 為了能夠提高系統運行的穩定性，智能攤鋪機設備的電源供應必須達到穩定性，還必須設置科學合理的軌跡參數。在設備中安裝全球定位系統、北斗導航系統，快速掌握設備運行軌跡信息，實現實時性的控制，提高系統控制精度水平。

3.2.2 在每次一個新的施工區域結束后，便攜式5G 通信傳輸基站會快速檢查電源參數、導航參數以及各種線路連接的情況，如果存在問題系統就會自動發出警報，以便及時解決和處理。

3.2.3 系統內各個設備的運行功能正常，通信效果完全符合要求，設備內的油料、水位都符合工程的要求，并且信號傳輸系統滿足工作性能的要求，各項參數獲取正常。

3.3 壓路機壓實軌跡帶控制

在此次公路項目開展的過程中，對于智能攤鋪壓實施工技術的應用要加強施工寬度以及進度的控制，采用雙向四車道的設計方式，單幅路面為10.5m，安排兩臺攤鋪設備對路段寬幅度進行分別控制，同時并肩開展壓實施工，每個壓實的范圍設近距離為1.7m，兩臺設備的重疊寬度設定為0.25m，確保工程的技術標準達到要求，具體見圖2。

圖2 碾壓軌跡

碾壓路段長度設計符合要求，達到結構施工質量和性能的標準。結合每日施工進度合理制定施工計劃，對碾壓的長度進行確定。一般來說，在施工的過程中按以下的方式進行設計：在第一次碾壓循環時，開始點從熨平板之后開始計，大約2.5m 是第一個循環區域，總施工長度為25m。第一個循環結構內要緊隨第二個壓實路段開展，保證連續施工且后續循環逐步進行。在碾壓過程中，嚴格執行工藝方案的要求，各個結構部分都必須達到碾壓的標準要求。在此次使用的智能化碾壓設備的運行中，無人駕駛設備進行輪跡監控的環節，邊緣部位也處于監控的范圍內，隨時掌握輪跡變化的情況，以確保現場施工處于可控范圍內[4]。

3.4 碾壓遍數的統計

系統計算機實現對于項目碾壓遍數的統計和分析，并且將碾壓遍數全部記錄到系統內，并通過顯示面板反應處理。碾壓遍數的統計和控制尤為重要，確保碾壓作業符合要求。

3.5 碾壓溫度的監控

在智能攤鋪設備系統中傳感器是非常關鍵的一個設備，它能夠快速地對碾壓溫度進行掌握，能夠在一定程度上使施工人員了解施工現場溫度的變化情況。倘若相應的溫度出現異常問題，工作人員就需要立刻組織人員進行現場處理，從而確保整體系統的運轉達到施工標準的需要。

3.6 碾壓速度的控制

在碾壓速度控制的過程中，主要利用傳感器對設備的位置、行駛距離以及行駛時間進行了解，并且收錄相關的信息之后就會記錄設備的運行速度。根據工程項目的要求對碾壓的速度進行智能化控制，從而給項目的開展提供更多幫助[5-6]。

3.7 智能壓實度的監測

智能壓實度的監測系統是目前科學技術發展進步之后的產物，也是極為重要的技術創新。通過系統可以快速掌握壓碎值，實現智能化的控制。該參數通過壓路機振動時產生的激振力與路面反彈力產生的比值，直接反映路面的壓實度情況，所以是質量管控的要點。在該公路項目開展的過程中，碾壓方式設定為8 次碾壓。在首次壓實的過程中，混凝土材料如果出現松散的情況，系統就不能有效獲取壓實值。在開展工程的過程中，要綜合施工現場的壓實情況，合理地對智能化攤鋪壓實設備的技術流程進行控制，避免出現碾壓變速增加、路面壓實度下降的情況[7-8]。

4 結語

智能攤鋪碾壓技術對于該領域的智能化技術發展有著重要的意義，對于國內公路建設領域也產生著積極的作用。通過上文分析，總結出智能攤鋪碾壓技術要點：第一，路面智能攤鋪碾壓技術的應用，主要聯合了衛星導航系統以及定位系統進行，系統聯合實現，無人駕駛在一定程度上能夠按照預設方案的標準開展作業，可以實現自動化確定樁號，設備自動啟停，并且可以避讓障礙物。第二，利用設備行駛路線能夠判定壓實度是否符合標準，并進行溫度、速度、碾壓質量的控制，達到均勻性施工的效果。第三，系統安裝激光測距系統，實現系統的自動控制。第四，系統采集智能壓實值，快速獲取壓實度檢測，檢測符合工程的標準要求，預防發生質量問題，確保高速公路的性能合格。