高速公路智能道路标线施工技术研究

2022-07-11王振庆贾进学黄劲星

中国设备工程 2022年13期

王振庆，贾进学，黄劲星

（中交公路养护工程技术有限公司，广西南宁 530200）

近年来，随着我国经济水平的不断提高，高速公路交通快速发展，公路基础设施建设工程量十分巨大，道路施工完成后需要对已建成的道路进行标线，道路标线可以对道路上行驶的车辆起到隔离和分流的作用。道路标线中的线条、箭头、文字、路标等对高速公路上的驾驶员起到提醒警示作用的同时，也可以规范驾驶员的驾驶行为，使其不影响周围其他车辆的安全行驶，进而可以提高高速公路的通行能力、防止交通拥堵、有效引导交通车辆安全有序出行。

目前，国内常见的道路标线设备主要有三种：手推简易划线机、乘架式划线机、车载式划线机。这三种设备的标线机的控制系统设计得还不够完善，实际的喷线部位在使用时不够恰当，喷涂过程需要提前在地面上粘贴胶条线，机器总体上的智能化水平较低，设备使用时对操作工人的技能依赖性过高，施工效率低。因此，本文针对目前划线设备及其施工过程存在的问题进行研究，研发一种集清扫、划线、喷涂、加热为一体的多功能智能移动式路面标线装置，并对其具体的标线方法进行研究，探讨多功能智能标线设备的构成、优势及施工工艺。

1 工程概况

本文以贵阳至黄平高速公路项目为例，研究多功能智能移动式路面标线装置在道路标线施工中的应用。高速公路连通贵阳至怀化路段，全长约336km，项目建成后，贵阳至怀化的距离比江翁通道缩短了39km，比沪昆通道缩短了60km，即将成为从贵阳东出省里程最短、技术标准最高的高速公路。本项目为双向六车道设计，路基宽度约34m，设计车速100km/h，桥梁设计荷载为公路 I 级。

项目所在地区海拔1100m左右，属亚热带季风气候，同时具有高原性气候特点，年均气温15.1℃，年极端高温35.1℃，年极端低温-7.3℃，年均降水量为1130mm，高速公路路面夏季多雨水，冬季易结冰。施工人员在下雨或是在冰冻的路面进行路面标线时，因视线和路面环境不好，会影响道路标线的施工进度，同时，在对已经残缺破损的道路上旧的标线上进行重新标线时，周围会不断有车辆高速驶过，存在一定的安全隐患。

目前，如何快速高效的对道路进行标线是该项目施工中亟待解决的问题，研发一种多功能智能路面标线装置，可以满足道路标线时对地面清扫、标志划线、标志喷涂、涂料加热等功能的要求，同时提高道路高标线设备的智能操作水平，提高施工效率，具有较强的工程实践价值。

2 传统的道路标线设备及技术

目前，国内外的道路标线设备有以下三种：手推简易划线机、乘架式划线机、车载式划线机，下面分别针对道路标线施工中所使用的这三种施工设备及其施工工艺进行阐述。

2.1 手推简易划线机及其施工工艺

手推简易划线机是目前道路划线中十分常用的道路划线设备，设备主要由移动装置、盛放涂料装置、加压装置、喷涂装置等几部分组成，设备照片见图1，设备在使用时需要使用模板并进行人工配合，具体操作步骤如下：

图1 手推简易划线机

（1）在地面上需要喷涂划线的部位进行人工清扫路面。

（2）在地面上人工放置模板，模板上设置所需划线标识的中空裸露部分，露出需要喷涂的地面部分。

（3）在准备划线的区域设置基准线，依照基准线的位置进行喷涂施工作业。

（4）喷涂过程需不断进行人工调整喷涂方向，防止走偏弯曲，同时保证图案正确清晰。手推简易划线机体积小、灵活方便、操作简单，但是喷涂作业对人工的依赖性较高，工人的技术水平直接决定了划线的质量，人工投入较大，且工作速度慢，工作效率较低。随着近年来公路划线工程量的不断猛增，采用手推简易划线机进行道路划线施工已经很难满足当前的实际划线需求，因此，需要引进较为先进高效的道路划线机进行道路划线。

2.2 乘架式划线机及其施工工艺

乘架式划线机是比手推简易划线机相对先进一些的道路划线设备，设备内部给划线机配置有微电脑控制系统，可以根据具体的划线标准及要求进行精准操作，设备照片见图2，设备的具体操作步骤如下。

图2 乘架式划线机

（1）在地面上需要喷涂划线的部位进行人工清扫路面。

（2）在地面需要喷涂的位置进行人工标线、放样，画喷涂基准线。

（3）操作人员使用划线机前方的定位杆，进行精准定位至基准线正上方后进行喷涂作业。

（4）喷涂开始前需要大量的人工划线准备工作，施工过程需要一直注意定位杆与划线机的位置，造成人员疲劳无法有效观测前方道路，进而影响喷涂效果。乘架式划线机比手推简易划线相对智能化一些，但是仍然需要依赖人工进行绘制基准线，自动化程度相对不高，依然无法满足道路施工的日益增长的实际需求。

3 新型智能标线设备及施工方法

3.1 新型智能标线设备及其施工技术的研发背景

目前已有的交通道路标线主要包括公路标线线条、道路边的轮廓线、字符标记、竖立起的提醒路标等，具体的道路标线分类见表1。

表1 道路标线分类表

现有的道路标线主要还是以人工为主，人工标线容易使线条出现歪斜，甚至导致线条的边缘部位发虚、不清晰，经过长时间的风吹雨打，标线从边缘部位开始磨损，同时人为标线还存在标线效率低的问题。现有技术中也有一些辅助标线设备，辅助标线设备能够在一定程度上提高标线效率，但是这些设备上的标线笔依旧需要人工去移动才能进行划线，同样存在线条出现歪斜，线条边缘部位不清晰的问题。

标线设备在标线前需要对标线的路面进行局部清理，现有的清理过程也主要是以人工为主，人工对路面进行局部清理，其不仅清理效率低，而且对隐藏在路面砂石缝隙里面的灰尘清理不干净；现有的路面在进行局部清理时也有一些辅助清理设备，但是清理设备和标线设备大都是分开作业的，需要先使用清理设备将路面局部清理完成后，再进行标线作业，导致施工效率低。

针对以上问题，本项目研发了一款集清扫、标线为一体的移动式路面标线装置，同时对其使用过程中的具体施工方法进行研究，为高速公路快速高效率标线提供设备和技术支持。

3.2 新型智能标线设备构成

新型智能标线设备需要同时满足自动清扫、划线、喷涂、加热等几大功能，本项目根据以上需求进行研发，设计了一款集清扫、标线为一体的移动式路面标线装置，该新型智能标线设备由固定框架、纵向移动机构、横向移动机构、划线机构、清扫机构、加热机构等六大部分组成，装置组成示意图见图3，每个组成部分的具体功能及使用操作介绍如下。

图3 清扫、标线为一体的移动式路面标线装置

（1）固定框架。固定框架是整个标线设备的主体结构，由方形的四个钢架组成，底部设置有移动滚轮，可以使整个装置在路面上进行移动，端部带有传动装置，可以使纵向机构沿着传动带沿顺着框架的纵向进行移动，固定框架的四周固定有吸盘，可以使框架和地面通过吸盘连接，四个角上设置有四个支撑抓，支撑抓可以在设备使用时将框架整体固定在施工位置正上方。作为整个装置的支撑结构，固定框架的主要作用是支撑上部其他各结构，同时，在准备划线的区域进行框架固定后，便于后期清扫、喷涂划线等工作进行。

（2）纵向移动机构。纵向移动机构是和固定框架直接连接的钢架结构，纵向移动机构与固定框架的长度方向的钢架垂直放置，其四端设置有移动滑轮，内部设置有纵向驱动机构，可以根据系统设定的位置坐标沿着固定框架长度方向的钢架进行移动到达指定位置，同时，纵向移动中间与横向移动机构垂直连接，横向移动机构可以在纵向移动机构两根长度方向的钢架内侧进行滑动。