公路工程施工中數控機械施工技術的運用

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摘要：隨著自動化、機械化程度的不斷提升，數控機械施工技術應用于我國的公路工程施工之中，并以其高度自動化和高效化的性能優勢日益普及和推廣，它可以利用其精準的測量功能和控制性能，實現對公路工程施工的精準控制，取代了原有的人工測量和作業方式，減輕了人工勞動強度，極大地提升了公路工程施工的經濟性和作業效率。

關鍵詞：數控；機械；施工技術；公路工程

在我國公路道路建設領域不斷深入推進的環境之下，土建行業施工的技術要求不斷增高，數控機械施工技術順應時展的要求，以其高度自動化和高效化的性能優勢不斷拓寬應用領域，極大地解決了公路工程施工中的人為操作誤差的問題，也改變了原有的施工方法的精度較低的現象，較好地實現了對公路工程施工成本的降低控制，并極大地提升了公路工程施工的效率。

1數控機械施工技術的概念及原理

數控機械施工技術可以突破時空的局限性，以數據采集、機械控制和施工現場定位等不同技術平臺為依托，實現通訊技術與施工的整合，在三維立體的模型設計和運用條件下，實現對施工現場的精準定位和實時追蹤控制，從而更好地實現對公路工程施工的質量控制，并在數控機械施工的智能控制系統中，實現公路壓實與驗收的施工控制，通過分環節、分工序、多標段的組合控制，可以較好地完成公路工程施工任務。數控機械施工技術的應用原理主要是通過智能機器人全站儀設備，實現對公路工程施工的動態定位控制，基于GPS的RTK技術，實現對公路工程施工機械的三維立體位置的準確定位。在這個自動化、智能化的數控系統之中，由傳感器負責對信號的傳輸和接收，記錄運行動態數值信息，通過圖形、數值和聲音信號等標識，實現對數控機械施工的現場定位，并引導數控機械施工操作手實現對鏟刀的精準控制。

2數控機械施工技術的優勢特征及工藝流程

數控機械施工技術在公路工程施工中的運用，有較大的差異性。我們可以通過表1，加以對比分析：在公路工程施工中的路基填筑施工中，數控機械化施工技術的應用工藝流程主要表現為如下程序：數控機械的數據導入設計——確定施工現場數控機械的準確定位基點，確保數控機械在同一基準位置———運料車實現對公路施工用料的裝卸和輸送———數控推土機攤平料堆，通過自動鏟斗的智能化控制，實現對公路施工物料的粗平———數控平地機在設計參數的比對之下，自動調整鏟刀，實現對施工現場物料的精平———數控壓路機對公路路面的自動碾壓控制，并通過自動化裝置實現對施工現場區域的壓實度測試———全程實現自動的動態數據控制及顯示。

3數控機械施工技術在公路工程施工中的實踐運用

3.1數控施工標高誤差

在公路工程施工的過程中，施工標高數據是重要的參考指標，它可以充分顯現出施工技術運用的精準度和特性。數控機械施工技術相較于傳統的公路工程施工而言，具有更為優越的控制施工標高誤差的性能。我們可以通過某城際高速公路為例，為了更好地驗證公路工程數控機械施工技術的優越性，可以選取兩段100m的精加工路段，進行傳統施工技術與數控施工技術的比較分析。通過以上數據對比，可以看出數控機械施工技術相較于傳統施工技術而言，具有更為優越的標高控制性能，可以極大地增強數據控制的精度和準確度，并有效地縮小標高誤差，更好地提升公路工程施工的質量和效率。

3.2施工經濟性的對比分析

數控機械施工技術具有更為經濟的應用效能和優勢，它可以減少對人力、物力和財力的投入，減少人工勞動的強度，降低各種外在因素對公路工程施工的影響，從而自動獲取和整理公路工程施工數據，獲得更多的經濟效益。而傳統公路施工技術的運用，則需要投入較多的人力和物力，需要進行反復的測量放樁和校驗，還無法避免測量中的誤差。并且在進行公路工程施工數據變更的狀態下，無法實現實時的調節，從而出現返工現象，導致工期控制不良、質量受損。我們要對比分析了兩種不同施工技術的作業質量之后，還需要對其在公路工程施工中的經濟性加以對比分析，可以選取長度為400m的公路施工路段，并分別對這兩種不同的施工技術，進行各項經濟指標的比較和計量：（1）人工費對比分析。數控機械施工技術可以無須放樣，只須一名專業的測量工程師，實現對公路路基外形參數的數據采集，而無須其他測量輔助人員及護樁人員。這樣，可以極大地避免現場施工人員的交叉干擾現象，不僅節約了人工費用，也極大地提高了現場安全。我們可以由下述的設備配置和人工費用比對之中，獲得直接的數據。（2）燃油消耗對比分析在公路工程施工的過程中，燃油費用的消耗也是一項非常重要的內容，它在成本費用中占據較大的比例，需要加以關注并比較分析。數控機械施工技術相較于傳統機械施工技術而言，由于數控作業時間的減少，機械操作的頻率也較少，這樣，就可以極大地節約燃油，提升工作效率。以柴油單價（7.16元/L）為例，如表5可以比較分析。根據上述燃油消耗數據的對比，可以得出：數控機械施工技術在公路工程施工中的運用，可以節約1156元，是傳統機械施工作業的74.2%。（3）機械臺班費用對比分析在數控機械施工技術與傳統機械施工技術的運用比較中發現，數控機械施工作業的時間較短，可以較好地節約機械臺班的費用。我們通過以下數據的對比分析，可以看到數控機械施工技術比傳統施工技術節約了500元，是它的77.3%。由上總和可得：傳統施工技術：人工費1140元、燃油消耗4488元、機械臺班費2200元，總計為7828元。數控機械施工技術：人工費270元、燃油損耗費3332元、機械臺班費1700元，總計為5302元。

結束語

綜上所述，數控機械施工技術在公路工程施工中的實踐運用，具有傳統機械施工技術無可比擬的優勢，它可以較大地減少公路施工的人工成本、油耗成本、材料成本等，并且隨著數控機械施工技術的自動化、高效化的質量控制，可以較大地提升公路工程施工的進度，縮短公路工程施工的周期，運用多技術、多平臺聯動的方式，更好地提供公路工程技術的技術保障，從而獲得公路工程施工的精度和效率的提升，成為引領未來公路工程施工技術實踐的潮流和趨勢。

參考文獻

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作者：張清江 單位：江蘇省邳州市公路管理站