公路工程施工中数控机械施工技术的运用

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摘要：随着自动化、机械化程度的不断提升，数控机械施工技术应用于我国的公路工程施工之中，并以其高度自动化和高效化的性能优势日益普及和推广，它可以利用其精准的测量功能和控制性能，实现对公路工程施工的精准控制，取代了原有的人工测量和作业方式，减轻了人工劳动强度，极大地提升了公路工程施工的经济性和作业效率。

关键词：数控；机械；施工技术；公路工程

在我国公路道路建设领域不断深入推进的环境之下，土建行业施工的技术要求不断增高，数控机械施工技术顺应时展的要求，以其高度自动化和高效化的性能优势不断拓宽应用领域，极大地解决了公路工程施工中的人为操作误差的问题，也改变了原有的施工方法的精度较低的现象，较好地实现了对公路工程施工成本的降低控制，并极大地提升了公路工程施工的效率。

1数控机械施工技术的概念及原理

数控机械施工技术可以突破时空的局限性，以数据采集、机械控制和施工现场定位等不同技术平台为依托，实现通讯技术与施工的整合，在三维立体的模型设计和运用条件下，实现对施工现场的精准定位和实时追踪控制，从而更好地实现对公路工程施工的质量控制，并在数控机械施工的智能控制系统中，实现公路压实与验收的施工控制，通过分环节、分工序、多标段的组合控制，可以较好地完成公路工程施工任务。数控机械施工技术的应用原理主要是通过智能机器人全站仪设备，实现对公路工程施工的动态定位控制，基于GPS的RTK技术，实现对公路工程施工机械的三维立体位置的准确定位。在这个自动化、智能化的数控系统之中，由传感器负责对信号的传输和接收，记录运行动态数值信息，通过图形、数值和声音信号等标识，实现对数控机械施工的现场定位，并引导数控机械施工操作手实现对铲刀的精准控制。

2数控机械施工技术的优势特征及工艺流程

数控机械施工技术在公路工程施工中的运用，有较大的差异性。我们可以通过表1，加以对比分析：在公路工程施工中的路基填筑施工中，数控机械化施工技术的应用工艺流程主要表现为如下程序：数控机械的数据导入设计——确定施工现场数控机械的准确定位基点，确保数控机械在同一基准位置———运料车实现对公路施工用料的装卸和输送———数控推土机摊平料堆，通过自动铲斗的智能化控制，实现对公路施工物料的粗平———数控平地机在设计参数的比对之下，自动调整铲刀，实现对施工现场物料的精平———数控压路机对公路路面的自动碾压控制，并通过自动化装置实现对施工现场区域的压实度测试———全程实现自动的动态数据控制及显示。

3数控机械施工技术在公路工程施工中的实践运用

3.1数控施工标高误差

在公路工程施工的过程中，施工标高数据是重要的参考指标，它可以充分显现出施工技术运用的精准度和特性。数控机械施工技术相较于传统的公路工程施工而言，具有更为优越的控制施工标高误差的性能。我们可以通过某城际高速公路为例，为了更好地验证公路工程数控机械施工技术的优越性，可以选取两段100m的精加工路段，进行传统施工技术与数控施工技术的比较分析。通过以上数据对比，可以看出数控机械施工技术相较于传统施工技术而言，具有更为优越的标高控制性能，可以极大地增强数据控制的精度和准确度，并有效地缩小标高误差，更好地提升公路工程施工的质量和效率。

3.2施工经济性的对比分析

数控机械施工技术具有更为经济的应用效能和优势，它可以减少对人力、物力和财力的投入，减少人工劳动的强度，降低各种外在因素对公路工程施工的影响，从而自动获取和整理公路工程施工数据，获得更多的经济效益。而传统公路施工技术的运用，则需要投入较多的人力和物力，需要进行反复的测量放桩和校验，还无法避免测量中的误差。并且在进行公路工程施工数据变更的状态下，无法实现实时的调节，从而出现返工现象，导致工期控制不良、质量受损。我们要对比分析了两种不同施工技术的作业质量之后，还需要对其在公路工程施工中的经济性加以对比分析，可以选取长度为400m的公路施工路段，并分别对这两种不同的施工技术，进行各项经济指标的比较和计量：（1）人工费对比分析。数控机械施工技术可以无须放样，只须一名专业的测量工程师，实现对公路路基外形参数的数据采集，而无须其他测量辅助人员及护桩人员。这样，可以极大地避免现场施工人员的交叉干扰现象，不仅节约了人工费用，也极大地提高了现场安全。我们可以由下述的设备配置和人工费用比对之中，获得直接的数据。（2）燃油消耗对比分析在公路工程施工的过程中，燃油费用的消耗也是一项非常重要的内容，它在成本费用中占据较大的比例，需要加以关注并比较分析。数控机械施工技术相较于传统机械施工技术而言，由于数控作业时间的减少，机械操作的频率也较少，这样，就可以极大地节约燃油，提升工作效率。以柴油单价（7.16元/L）为例，如表5可以比较分析。根据上述燃油消耗数据的对比，可以得出：数控机械施工技术在公路工程施工中的运用，可以节约1156元，是传统机械施工作业的74.2%。（3）机械台班费用对比分析在数控机械施工技术与传统机械施工技术的运用比较中发现，数控机械施工作业的时间较短，可以较好地节约机械台班的费用。我们通过以下数据的对比分析，可以看到数控机械施工技术比传统施工技术节约了500元，是它的77.3%。由上总和可得：传统施工技术：人工费1140元、燃油消耗4488元、机械台班费2200元，总计为7828元。数控机械施工技术：人工费270元、燃油损耗费3332元、机械台班费1700元，总计为5302元。

结束语

综上所述，数控机械施工技术在公路工程施工中的实践运用，具有传统机械施工技术无可比拟的优势，它可以较大地减少公路施工的人工成本、油耗成本、材料成本等，并且随着数控机械施工技术的自动化、高效化的质量控制，可以较大地提升公路工程施工的进度，缩短公路工程施工的周期，运用多技术、多平台联动的方式，更好地提供公路工程技术的技术保障，从而获得公路工程施工的精度和效率的提升，成为引领未来公路工程施工技术实践的潮流和趋势。

参考文献

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[2]李晓军.关于高速公路施工机械合理选择与组合探讨[J].交通建设与管理,2013(05).

[3]朱文天.路面机械发展新趋势[J].交通世界(建养.机械),2012(05).

作者：张清江 单位：江苏省邳州市公路管理站