鄭勝偉

（聊城市市政工程管理處，山東 聊城252000）

1 引言

隨著公路和城市道路的高速發(fā)展，道路路面基層和面層的攤鋪在整個道路工程施工環(huán)節(jié)中越來越重要。在大數(shù)據(jù)的背景下，用智能自動攤鋪系統(tǒng)指導(dǎo)攤鋪施工將成為道路路面施工的一個方向，本文對道路工程施工的智能化攤鋪在工程中的應(yīng)用進行探討，對道路工程施工實現(xiàn)智能化的前景進行瞻望。

2 對下承層表面的高程數(shù)據(jù)進行采集整理

目前，公路和城市道路待攤鋪層下的下承層一般為已具備攤鋪條件的路床或通過平地機等整平設(shè)備平整壓實到規(guī)定密實度符合攤鋪條件的底基層。采取智能化攤鋪設(shè)備攤鋪前，首先要對已具備攤鋪條件的下承層表面的現(xiàn)狀高程進行水準測量，通過電子手簿對擬鋪下承層的現(xiàn)狀高程進行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集應(yīng)結(jié)合道路寬度和每臺攤鋪設(shè)備的擬攤鋪寬度進行，縱向應(yīng)沿道路中心線或攤鋪設(shè)備行走中心線即平行于道路中心線的位置取點采集；橫向應(yīng)盡量沿垂直于縱向點的法線方向上取點采集；在道路交叉、站臺位置，城區(qū)道路的集水井周圍或道路外側(cè)進行鋸齒形邊溝設(shè)計的折點處應(yīng)對數(shù)據(jù)點進行加密。整個數(shù)據(jù)采集的過程也是攤鋪前建立下承層電子平面的過程。采集的下承層平面數(shù)據(jù)經(jīng)過平差改正后，攤鋪前下承層的虛擬電子平面也就建立了。

3 建立用于道路智能化攤鋪的三維坐標系

建立用于道路智能化攤鋪的三維坐標系是實際應(yīng)用的前提，即先明確智能化攤鋪設(shè)備如何走和怎么走的問題，這就需要向裝有智能化操作系統(tǒng)的設(shè)備輸入行走中心線的縱向坐標和熨平板下表面的行走控制高度數(shù)據(jù)。

道路智能化攤鋪三維坐標系的建立要與道路中心線的平曲線長度和實際寬度相結(jié)合，坐標系與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)或測量坐標系不同，為方便設(shè)備的行走，同時，做到坐標系上對應(yīng)點的唯一性，取道路的實際中心線（實際為平曲線）或攤鋪設(shè)備行走中心線即平行于道路中心線為該坐標系的縱坐標xi，即建立的道路智能化攤鋪縱坐標實際是一條變化的曲線，結(jié)合道路樁號點位置取與該中心線垂直的法線方向為橫坐標yi，平面坐標（xi，yi）建立后，主要與全球定位系統(tǒng)進行對接解決攤鋪設(shè)備平面位置如何走的問題，而橫坐標建立后依據(jù)道路的設(shè)計橫坡和路面數(shù)據(jù)采集計算解決熨平板走多高的問題。也就是如何確定空間坐標系的高度坐標zi。在下承層的虛擬電子平面建立后，假設(shè)某一點（xi，yi）處的虛擬下承層表面高程為h0；路面設(shè)計攤鋪厚度為d，路面施工的攤鋪松鋪系數(shù)為k，則可以計算出該點的空間高度坐標為：

這樣該道路智能化攤鋪行走路線上任一點的三維空間坐標系就建立起來了，從而為道路智能化攤鋪的空間路徑提供了數(shù)據(jù)支撐，使道路建設(shè)關(guān)鍵的攤鋪階段智能化成為現(xiàn)實[1]。

4 攤鋪智能化系統(tǒng)的安裝、采集數(shù)據(jù)的傳輸和基于全球定位系統(tǒng)的縱向攤鋪路線的控制

隨著5G 通信技術(shù)的普及，基于全球定位系統(tǒng)的車輛實時導(dǎo)航精度大幅提升，加之?dāng)備佋O(shè)備自身攤鋪行走速度較慢的特點，將為智能化攤鋪建立起的三維空間坐標系與全球定位系統(tǒng)對接，即可實現(xiàn)對攤鋪設(shè)備的實時導(dǎo)航。為實現(xiàn)這種對接和對攤鋪設(shè)備實現(xiàn)智能化控制，需要在現(xiàn)有傳統(tǒng)攤鋪設(shè)備微電腦控制終端系統(tǒng)中安裝智能攤鋪控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)包括3 大功能：（1）攤鋪機械設(shè)備自動精準行走功能；（2）攤鋪設(shè)備熨平板的高度自動調(diào)整功能；（3）傳統(tǒng)攤鋪設(shè)備控制終端已具備的其他功能。

攤鋪智能化系統(tǒng)建立后，需要將采集的基于全球定位系統(tǒng)的道路攤鋪三維坐標系數(shù)據(jù)輸入智能化攤鋪控制系統(tǒng)。智能化攤鋪系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)信息采集、信息輸入、信息處理和控制指導(dǎo)攤鋪設(shè)備按照設(shè)計要求進行自動化攤鋪施工，從而實現(xiàn)道路的智能化攤鋪施工。

5 智能自動攤鋪系統(tǒng)路面攤鋪效果和傳統(tǒng)路面攤鋪效果的對比

將智能自動攤鋪系統(tǒng)路面攤鋪效果與傳統(tǒng)路面攤鋪效果進行對比，得到以下結(jié)論：

1）智能自動攤鋪系統(tǒng)可以從最大程度上提高實際攤鋪效果，基本可以做到實際攤鋪平面與設(shè)計攤鋪表面的最大符合，消除了人為調(diào)節(jié)對攤鋪平整度的影響，保證攤鋪層上表面的平整度精度，從而取得最佳的攤鋪效果和建成后的行車舒適度。

2）智能自動攤鋪系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)平衡梁系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的局限性。大數(shù)據(jù)背景下，智能自動攤鋪系統(tǒng)對完成后的下承層表面信息的獲取量更大、更全面、更科學(xué)、更合理，從而使平整度和縱坡變化的連續(xù)性更好。

3）智能自動攤鋪系統(tǒng)提高了攤鋪作業(yè)施工效率，節(jié)省了人力資源成本，避免了材料浪費，降低了企業(yè)的施工成本。

4）智能自動攤鋪系統(tǒng)實現(xiàn)了竣工后路面高程與設(shè)計高程的高度吻合，提高了行業(yè)內(nèi)的道路攤鋪作業(yè)標準。

5）大數(shù)據(jù)背景下，智能自動攤鋪系統(tǒng)的應(yīng)用探討和思路將對道路工程施工實現(xiàn)數(shù)字化起到一定的引領(lǐng)推動作用。

6 結(jié)語

道路工程建設(shè)一直是我國建設(shè)工程管理中的重點內(nèi)容，路面攤鋪施工質(zhì)量一定程度上影響城市經(jīng)濟發(fā)展，綜合利用大數(shù)據(jù)攤鋪技術(shù)成為路面質(zhì)量控制的重點。加強對施工技術(shù)的改進，不斷地將新工藝，新材料以及新的機械設(shè)備引進并應(yīng)用到路面的攤鋪施工中去，進而提高路面的耐久性和行車舒適性，延長路面的使用壽命，實現(xiàn)工程建設(shè)經(jīng)濟效益與社會效益并收，是每一位工程技術(shù)人員新時代的使命和擔(dān)當(dāng)。