拖拉機買它首例！拓普康SmoothRide系統(tǒng)成功應(yīng)用國內(nèi)高速公路精銑刨施工錢啦

項目背景

G25長深高速北起吉林長春，南至廣東深圳，是連接我國南北的重要通道，在國民經(jīng)濟生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要作用。位于浙江湖州境內(nèi)的長興至湖州段，改擴建后的分路段，機動車行駛會有比較明顯的顛簸感，影響行車舒適性并存在安全隱患，不能滿足高速公路運營對路面平順性和IRI標(biāo)準(zhǔn)的要求，亟需對其表面進行處理。

G25長深高速路段

傳統(tǒng)施工無法通過表面微處理的方式來提升平順性，典型的處理方式是先將該段路面銑掉再重新鋪裝，弊端顯而易見：前期需要進行大量的人工數(shù)據(jù)采集和測量工作；施工前的準(zhǔn)備和實施需要較長時間的道路封閉，嚴(yán)重影響該路段的交通和安全，并大幅增加整改路段的施工成本。無論是從經(jīng)濟性還是時效性等方面來考量，傳統(tǒng)施工方式都不是理想的選擇。

經(jīng)過多方的調(diào)研考察，浙江交通集團高速公路湖州養(yǎng)護中心決定采用拓普康SmoothRide™系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)毫米級的變量控制精度，配套精銑刨鼓的方式對路面進行微處理，在最大程度上減少因施工對交通造成的影響，以先進、科學(xué)的手段來提升路面的平順性。

具體工作由湖州養(yǎng)護中心攜手拓普康、獰貓智能和徐工集團等多家單位通力協(xié)作完成，這也是拓普康SmoothRide™系統(tǒng)首次應(yīng)用于國內(nèi)高速公路的銑刨項目。

實際檢測結(jié)果表明，拓普康SmoothRide™系統(tǒng)配套徐工XM200KⅡ銑刨機（配套精銑刨鼓），可以實現(xiàn)毫米級變量銑刨，直接通過表面微處理的方式，有效提升路面的平順性，填補了國內(nèi)該領(lǐng)域的技術(shù)空白。

項目實施

1.  路面數(shù)據(jù)采集

我國交通法的相關(guān)規(guī)定對高速公路車輛行駛速度和行車方式有一定的要求，出于效率和安全性考慮，本次數(shù)據(jù)采集以分段封閉分車道（三車道，封閉含超車道的兩個車道，剩余車道正常通行）的方式進行。

道路封閉后，先要架設(shè)GNSS基站采集靜態(tài)數(shù)據(jù)，用于后期數(shù)據(jù)處理；同時使用RD-M1路面掃描系統(tǒng)，快速獲取本次高速公路翻修路段的路面點云數(shù)據(jù)，海量的點云數(shù)據(jù)真實的反映了路面的情況。

于2021年11月24日展開路面數(shù)據(jù)采集工作，本次總計完成了1km的高精度路面數(shù)據(jù)采集，用時約1個小時。

RD-M1系統(tǒng)路面數(shù)據(jù)采集

2.  銑刨施工數(shù)據(jù)設(shè)計及施工方案確定

技術(shù)人員采用拓普康專業(yè)的Magnet Collage內(nèi)業(yè)處理軟件，從海量的點云數(shù)據(jù)中提取出來能夠真實反映道路現(xiàn)狀的點云，然后將點云數(shù)據(jù)生成可用于施工控制的原始面層數(shù)據(jù)格式。通過設(shè)計軟件對原始面層進行調(diào)整，進而生成可用于銑刨的設(shè)計數(shù)據(jù)。在實現(xiàn)高精度、高效銑刨作業(yè)的同時，提前對銑刨深度、銑刨量和平順性等指標(biāo)進行平衡，完成最優(yōu)化設(shè)計。

原始路面點云數(shù)據(jù)

路面3D數(shù)字化格網(wǎng)設(shè)計

此次翻修工程是對道路表面進行微處理，需要盡可能少的產(chǎn)生對原始路面的破壞，在進行設(shè)計的過程中，需要通過提升或著降低設(shè)計面的高程從而調(diào)整銑刨量以及控制設(shè)計路面的平整度值，來尋求工程量和平整度之間最佳的平衡點。根據(jù)湖州養(yǎng)護中心提出平均銑刨厚度控制在4mm的指導(dǎo)意見，拓普康技術(shù)團隊基于該技術(shù)指標(biāo)，提前完成設(shè)計。

參與本次施工的各方主要人員于11月25日下午在浙江交工高速公路湖州管理中心針對銑刨設(shè)計、施工和具體工作進行技術(shù)交底，與會各方對此開展進行了廣泛且充分的交流。最終在湖州養(yǎng)護中心主要領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員的充分認(rèn)可下，雙方共同確認(rèn)了施工和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在提升原路面平順性的同時，在最大程度上不影響原路面強度結(jié)構(gòu)的前提下， 整體平均銑刨設(shè)計深度控制在4mm。

RD-MC變量銑刨設(shè)計-橫斷面設(shè)計展示

IRI平整度指標(biāo)計算報告

RD-MC變量銑刨設(shè)計、施工技術(shù)交底會

3.  RD-MC變量銑刨施工

11月26日上午正式展開實際的銑刨工作。在銑刨施工進場之前，技術(shù)人員首先在銑刨機上安裝RD-MC自動控制系統(tǒng)，測量銑刨機及系統(tǒng)傳感器的相對位置關(guān)系，建立銑刨機模型數(shù)據(jù)，并做好調(diào)試和系統(tǒng)校準(zhǔn)。

正式施工之前，技術(shù)人員首先架設(shè)GNSS控制基站，并將3D數(shù)字化設(shè)計數(shù)據(jù)導(dǎo)入自動控制系統(tǒng)，銑刨機就可以自動識別當(dāng)前位置和對應(yīng)位置的銑刨深度，采用系統(tǒng)配套的RTK流動站進一步核對當(dāng)前銑刨位置和銑刨深度的匹配關(guān)系，獲取精確的傳感器校準(zhǔn)值，并根據(jù)需要進行毫米級的微調(diào)。

設(shè)置銑刨機尺寸

所有準(zhǔn)備工作就緒后，即正式開始銑刨作業(yè)。整個過程中無需再對銑刨鼓的升降進行人工干預(yù)，RD-MC系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)計對應(yīng)的位置關(guān)系，對銑刨鼓自動進行升降調(diào)整，達(dá)到變量銑刨的效果。

采用拓普康RD-MC變量銑刨控制系統(tǒng)，不僅可以大幅減少人員對機械的操作，同時可以顯著提高銑刨精度并達(dá)到毫米級的變量銑刨效果。

RD-MC變量銑刨作業(yè)

RD-MC變量銑刨結(jié)果檢查

4. 竣工檢查

銑刨工作完成后，現(xiàn)場工作人員采用傳統(tǒng)駕駛的方式，在完工的銑刨面上進行行車舒適度檢查，可直觀感覺到采用拓普康RD-MC變量銑刨系統(tǒng)完成銑刨后路面的平順性有了明顯改善和提升，從根本解決了傳統(tǒng)銑刨方式不能完成的變量銑刨施工效果。并采用RD-M1路面掃描系統(tǒng)對完工后的路面重新進行數(shù)據(jù)采集，采用同樣的技術(shù)手段，對同段銑刨前后的平整度IRI指標(biāo)進行量化分析與對比。

RD-MC變量銑刨施工效果

 施工分析和總結(jié) 

浙江杭寧高速管理中心

11月26日下午，本項目主要參與方在浙江杭寧高速管理中心了施工總結(jié)分析會。技術(shù)人員現(xiàn)場采用拓普康SmoothRide™系統(tǒng)配套的Magnet套裝軟件將銑刨竣工路面的數(shù)據(jù)進行分析處理，分別就本施工路段銑刨前后的數(shù)據(jù)進行IRI指標(biāo)分析對比，整體分析結(jié)果如下。

施工效果分析總結(jié)會現(xiàn)場

1、銑刨后的IRI指標(biāo)滿足驗收標(biāo)準(zhǔn)：

銑刨前路段的原路面的平均平整度IRI指標(biāo)為2.13，銑刨后該路段的路面平均平整度IRI指標(biāo)為1.54，銑刨后的平順性指標(biāo)達(dá)到養(yǎng)護中心的預(yù)期要求和驗收標(biāo)準(zhǔn)，銑刨前后路面IRI指標(biāo)參見下圖；

G25銑刨前后IRI值對比

2、現(xiàn)場實際銑刨情況：

采用拓普康RD-MC變量銑刨系統(tǒng)，結(jié)合3D數(shù)字化施工設(shè)計，實現(xiàn)了將原路面相鄰的凸出區(qū)域進行毫米級銑刨、低洼區(qū)域并未銑刨的變量銑刨效果，有效提升了原始路面的平順性；

3、行車體驗對比：

銑刨前后的實際行車體驗進行了對比，銑刨后雖未攤鋪，實際行車顛簸感明顯減少，僅存在于低點且未銑刨到的區(qū)域；

4、低點區(qū)域處理分析：

變量銑刨設(shè)計需要兼顧路面高點和底點間的平順性，需要同時考量整體翻修的經(jīng)濟性，以實現(xiàn)平順性和翻修（兼顧銑刨和攤鋪量）量間的最佳平衡。如需進一步提升低點的平順性，可考慮采用超薄罩面工藝對該區(qū)域進行填鋪；

5、系統(tǒng)時效性及安全性：

拓普康SmoothRide™系統(tǒng)采用車載方式對路面進行激光掃描，路面測量數(shù)據(jù)的速度和密度是傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的，且路面的海量3D激光點云數(shù)據(jù)更能真實的反映原始路面起伏狀況，時效性和精度更高，特別是對于半封閉的運營路面來說，車載路面測量和數(shù)據(jù)采集方式也更加安全。

結(jié) 論

基于上述分析，同時結(jié)合湖州養(yǎng)護中心所轄高速公路的工程實際需求，與會各方形成統(tǒng)一意見和結(jié)論如下：

1、拓普康 SmoothRide™平順道路翻修系統(tǒng)是面向翻修領(lǐng)域的創(chuàng)新型、技術(shù)領(lǐng)先的先進施工工藝，從根本上解決了傳統(tǒng)翻修施工工藝在組織實施和精度控制等典型的痛點問題；

2、本次施工達(dá)到了預(yù)期的銑刨修復(fù)效果，有效避免了大面積和大規(guī)模的工程返工，大幅降低了因傳統(tǒng)施工方式所需的封路時間等，為浙江湖州轄區(qū)內(nèi)的高速運營和管理節(jié)時間和經(jīng)濟成本提供了范本；

3、采用先進、科學(xué)、數(shù)字化的手段，為高速公路分區(qū)、分段的精細(xì)化養(yǎng)護提供高精度數(shù)據(jù)和施工技術(shù)支撐，立足于數(shù)字化的養(yǎng)護施工技術(shù)實現(xiàn)科學(xué)決策、精準(zhǔn)施策，有效提升高速公路運營和養(yǎng)護的綜合管理水平；

4、拓普康SmoothRide™系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、處理、設(shè)計、自動化施工控制和檢測于一體，可以根據(jù)項目實際，采用不同的組合適用于不同工況的養(yǎng)護需求，滿足不同客戶的個性化需求；

5、該技術(shù)可以與超薄罩面工藝充分結(jié)合，在采用毫米級RD-MC變量銑刨的同時，配套使用毫米級的RD-MC變量攤鋪，可以進一步提升路面平順性達(dá)到更好的翻修效果。

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