沥青路面施工项目的新型摊铺控制技术探讨

李虎

摘要 为有效提高沥青路面摊铺质量，保证路面使用性能和使用寿命，文章基于传统摊铺技术基本特征及存在不足，提出了沥青路面新型摊铺控制技术，介绍了新型摊铺控制系统的结构组成及工艺原理，并对传统摊铺技术和新型控制技术实施对比，通过实际工程应用分析，全面总结了新型摊铺控制技术施工要点，具有重要的参考价值。

关键词 公路工程项目；沥青路面；路面摊铺技术；施工技术要点

中图分类号 U416.217文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）12-0123-03

0 引言

近年来，随着生活水平的不断提升，人们对交通出行质量要求越来越高。沥青路面凭借强度高、噪声低、平整度好、行车舒适等优点，在公路工程建设中得到了大规模应用。沥青路面施工质量直接决定行车安全性、稳定性、舒适性，严重影响道路路用性能。新型沥青路面摊铺控制技术利用数字化技术，可实现沥青路面无桩化施工，全面提升沥青路面摊铺效率，保证路面施工质量。为此，该文依托实际工程案例，针对沥青路面施工新型摊铺控制技术展开综合探究，对提高沥青路面摊铺质量，保证公路高效稳定运营具有重要意义。

1 传统摊铺技术

沥青路面传统摊铺技术主要通过导轨传递方式对路面平整度实施控制，路面找平由自动滑靴及平衡梁完成，工艺流程为：利用全站仪进行测量定位，并设置边桩，挂设基准线；然后启动摊铺机，在熨平板位置安装厚度与松铺厚度相同的木托，检查合格后实施摊铺作业。该摊铺技术存在诸多缺陷，具体如下：

（1）导管传递前准备工作复杂，严重影响施工效率。

（2）人工控制基准线，偏差较大。

（3）路面易形成波浪，平整度较差。

（4）精度控制不到位易产生摊铺不均匀现象，降低路面施工质量[1]。

2 新型摊铺控制技术

2.1 技术原理

沥青路面新型摊铺控制技术，主要依托数字化控制系统完成路面摊铺作业，具体包含测量控制系统和摊铺控制系统两部分。

2.1.1 测量控制系统

测量控制系统主要由GNSS基准站、激光发射机、mmGPS流动站三部分组成。实际施工时，将GNSS基准站安设在已知坐标点处，GNSS基准站通过无线网络将 RTK修正数据、差动信号传播至周边区域，为测量定位装置提供精确的基准站点[2]。

2.1.2 智能化摊铺控制系统

（1）摊铺控制系统主要通过信息技术完成摊铺控制工作，由车载GNSS/激光接收器、GNSS接收机、控制器等提供信息支持。

（2）摊铺过程中，车载GNSS/激光接收器，将来自激光发射器的激光及GNSS的卫星信号传输至GNSS接收器，经接收器对信号实施转换及信息处理，得到熨平板位置及高程数据，然后将相关数据传输至控制系统，并根据预先设定的技术参数生成相应的控制信号。

（3）车载GNSS/激光接收器，通过自由伸缩装置，实现与熨平板的可靠连接，实际安装时，应对车载GNSS/激光接收器与熨平板之间的距离实施精准校核，以确保能精准定位出熨平板高程及位置[3]。

2.2 硬件配套

沥青路面摊铺作业时，应先完善硬件配套设施，提供准确有效的测量控制网。经过实际比较，利用GPS-RTK对摊铺机位置实施定位，在已有平面坐标点上建立基准站，并设置流动站，实现对摊铺机位置的动态控制。同时，利用激光定位系统测出摊铺机高程，在已有高程控制点上方设置激光发射装置，通过激光接收器实时获得摊铺机高程信息[4]。

通过试验，将平面控制网分为首级和次级控制网进行布置；首级控制网布设，以间距500 m交替设置于道路两侧。而次级控制网布设，则以间距120～140 m在道路两侧按照一等导线标准成对布置。摊铺机收到来自基准点的信号后，通过中央控制系统进行信息处理，从而实现对摊铺机运行状态的科学控制。

2.3 施工设备兼容

为保证试验检测数据的精准，可通过三维空间，利用三角网构建三维立体数值模型，并录入控制器。控制器以接收的各种信息为基础对数据实施比较，得出摊铺机调整量，从而实现对熨平板的升降控制。因此，具体应用时，为保证控制器与摊铺机的兼容性，应通过电磁阀完成连接，从而提升系统的整体使用性能[5]。

2.4 试验段施工

选取合适路段实施试验段施工，并对相关数据实施验证和分析。根据作业信息比较发现，该工程施工中由于下承层平整度较差，局部位置摊铺机运行过程中产生一定起伏，但大部分路段运行平稳。

（1）按照0.6%坡比要求，长度为10 m时，高程变化为6 mm。在实施信息采集的道路纵断面范围内，除启动时10 m路段高差为5～7 mm外，其余路段高差均不超过4 mm，平整度符合标准要求。

（2）通过试验段施工能够发现，下承层施工质量直接影响面层平整度和高程，因此，沥青路面施工中应坚持全过程控制理念。但由于该控制系统造价较高，因此必须科学确定其最佳使用时机，以有效缩短系统运行时间，提高系统利用率，全面发挥其使用功能及优势[6]。

2.5 传统与新型控摊铺技术对比

（1）高程设置方面：传统摊铺技术应预先实施测量放样、布设桩位，并通过挂设钢丝绳进行高程控制；而新型摊铺控制技术可实现无桩化控制，简化施工流程，减少人员投入，提高施工效率，缩短施工周期。

（2）坡度控制方面：傳统摊铺技术对坡度控制难度较大；而新型摊铺控制技术通过GPS和激光控制器能够实现对高程、坡度的动态化控制与调整。

（3）平整度方面：传统摊铺技术无法直观展示高程数据；而新型摊铺控制技术能够直接显示并记录沥青路面摊铺施工全过程的高程及位置信息。

（4）摊铺厚度方面：传统摊铺技术摊铺厚度检测、熨平板高度调节均由人工完成，存在较大偏差，影响施工控制精度；而新型摊铺控制技术则是通过三维数据信息对高程实施控制，能显著提升控制精度，节省材料成本。粗略统计，摊铺1 km便可节省材料约382 m3。

（5）质量验收方面：利用传统摊铺技术施工，路面厚度及平整度合格率较低且变化较大，而利用新型摊铺技术可一次性摊铺成型，且合格率达95%以上[7]。

3 新型摊铺控制技术应用实例

3.1 工程概况

某公路项目将上述新型摊铺控制技术应用于下面层施工中，对其实际应用效果实施了全面总结。试验发现，激光有效传输距离严重影响摊铺精度，通过调查研究，并根据目前掌握的施工技术，无法解决施工中产生的烟雾及温度过高问题。因此，实际施工中应科学确定激光控制区，在此区域内可确保摊铺精度满足标准要求。

为保证施工连续性，应设置2个以上基准站，摊铺机通过基准站过渡区时，及时完成信息转换，以有效确保沥青路面摊铺质量。每幅路面施工均采用两台摊铺机进行联合摊铺。利用传统摊铺技术实施摊铺作业时，接缝处质量较差，特别对于接缝位置平整度难以控制，而采用新型摊铺控制技术后，接缝位置施工质量得到显著提升，实际施工时前半幅摊铺完成后，预留15 cm宽度暂不碾压，作为后续施工的基准面，待后半幅摊铺完成后，实施跨缝碾压，显著提升接缝平整度[8]。

3.2 施工前准备工作要求

沥青路面摊铺施工前应科学做好以下工作：

（1）全面提升高程控制点精度，达到二级水准高程标准。

（2）对摊铺设备实施全面检查，确保各系统运行状态良好。

（3）利用流动站全面核对摊铺信息，确保准确无误。

（4）对激光发射器实施防护，安排专人携带，避免晃动。

（5）制定科学有效的应急预案，当施工中产生故障时，可及时采取有效措施，保证施工正常进行。

3.3 施工过程控制要点

沥青路面摊铺施工技术要点如下：

（1）科学控制摊铺速率，确保匀速、缓慢进行摊铺。

（2）采用辅助手段对摊铺质量实施检测，如采用全站仪、水准仪等测量仪器对路面高程、中线偏差等相关指标实施检测，确保满足设计及规范要求；若存在偏差，应及时分析原因，当原因不明时，应采用传统施工技术实施摊铺作业，最大限度地降低损失。

（3）摊铺过程中应加强各设备之间的配合，若施工过程中出现突发状况被迫停止作业，应及时采取应急预案，确保摊铺连续性[9]。

（4）摊铺完成后，应及时对设备实施保养和维护，以保证使用性能。

3.4 智能摊铺系统施工质量的控制

采用传统摊铺技术进行施工时，施工人员专业水平、操作精度、机械性能等均会对施工质量造成影响。而采用新型摊铺控制技术施工质量控制要点主要包括以下几个方面：

（1）利用数字化测控技术代替人工操作，实现自动化摊铺控制作业，有效避免人为因素导致的误差，提高施工质量控制精度。新型摊铺控制技术施工质量影响因素主要包括摊铺机械性能、专业技术人员安装、调试偏差，但此类偏差对施工效果影响较小，其施工质量控制精度满足预期要求。

（2）基层施工质量在一定程度上影响新型摊铺控制技术施工效果。若基层高程和平整度达不到要求，则会导致路面实际摊铺厚度与设计标准存在偏差，而摊铺机在进行摊铺时会按照设定的设计厚度实施布料摊铺，造成路面摊铺成型后实际高程与设计高程不一致，从而影响路面摊铺质量。

（3）采用智能摊铺技术施工时，应保证地基压实度满足标准要求，以免因摊铺机械碾压使路面产生沉降，从而造成路面摊铺厚度与设计值不符。为有效提升新型摊铺控制技术施工质量，应保证机械安装和调试精度，避免系统误差，提高路基填筑和压实质量[10]。

3.5 智能摊铺系统施工需重点注意事项

智能摊铺系统是将当前多种先进测量控制技术运用于传统摊铺机中，实现了二者的有效融合，完全取代了传统人工作业方式，加强了施工过程质量控制，有效提升了施工质量与效率，降低工程建设成本，保证了工程建设的经济和社会效益。沥青路面施工中采用智能摊铺控制技术需重点注意以下问题：

（1）智能摊铺技术主要通过各种信号传输系统，实现摊铺系统的正常运行。利用激光发射器发射激光墙信号为摊铺设备提供毫米级精度参考值，因激光发射器与接收器间存在较多障碍，严重影响信号传播，降低摊铺施工质量控制精度。障碍物及信号影响因素主要有周边建筑物、路灯杆、交通标志牌等。

（2）激光发射器有效作业距离为300～1 500 m，为防止周边环境影响信号传输，应适当缩小激光发射器布设间距，并利用增加换站作业量，提高激光发射器使用效率。但换站过多或采用多个摊铺系统会造成误差累积，降低摊铺控制精度，影響路面整体施工质量。

3.6 技术应用效果

该工程采用新型摊铺控制技术，顺利完成沥青路面摊铺作业，减少了大量人工和材料成本，提高施工效率，缩短了工期，节省了施工成本。同时，工期提前为后续各项工作的开展提供有利条件，能有效保证公路工程建设整体工期及质量目标的实现。通过对实际施工参数的收集和分析，该工程路面摊铺作业时熨平板高程可始终控制在4 mm范围内。

4 结语

综合上述，新型摊铺技术有效实现了先进测量控制技术与传统摊铺技术的融合，完全取代了传统人工作业方式，加强了施工过程质量控制，提高了施工质量与效率。该技术通过对GPS卫星信号、GNSS差分信号、激光高程信号的科学处理，并根据提前设置的设计参数对液压阀实施精准控制，从而完成对摊铺机熨平板高度的科学调整，实现沥青路面摊铺施工的智能化和无桩化。结合试验路段施工实际情况，对路面摊铺质量实施综合检测，结果显示采用新型摊铺控制技术，可一次性摊铺成型，且合格率达95%以上。相较于传统摊铺技术，新型摊铺控制技术能有效简化施工流程，减少人员和材料投入，降低人工作业量，保证施工安全，提高施工效率，缩短施工周期，具有显著的经济、环保及社会效益，值得积极推广与应用。

参考文献

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