[發(fā)明專利]適用于傾斜路基的土方推平作業(yè)遠(yuǎn)程協(xié)同監(jiān)控系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010132483.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-29
• 公開（公告）號(hào): CN111399403A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉東海;楊鵬;劉強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國(guó)威

本發(fā)明屬于公路填方工程施工質(zhì)量控制領(lǐng)域，為提出一種適用于斜坡路基填筑的松鋪厚度和平整度實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程協(xié)同監(jiān)控方法。為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，適用于傾斜路基的土方推平作業(yè)遠(yuǎn)程協(xié)同監(jiān)控系統(tǒng)和方法，包括GNSS基站、智能引導(dǎo)推平裝置、數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用服務(wù)器、監(jiān)控客戶端、報(bào)警接受端等五部分，數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用服務(wù)器包含數(shù)據(jù)庫模塊、分析判斷模塊、信息反饋模塊、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM(Global System for Mobile Communications)通訊模塊。本發(fā)明主要應(yīng)用于公路填方工程施工質(zhì)量控制場(chǎng)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于公路填方工程施工質(zhì)量控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種適用于帶坡度路基填土方推平松鋪厚度和平整度的實(shí)時(shí)監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)行的《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F10-2006)，在公路路基填筑的施工過程中，需分層填筑，并且嚴(yán)格控制每一分層的松鋪厚度和平整度^[1]，以確保路基在后續(xù)施工作業(yè)下達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和功能要求。若松鋪厚度超厚，則壓實(shí)度得不到很好的控制；路基平整度不符合要求則會(huì)影響后續(xù)結(jié)構(gòu)層的一系列施工工序，最終造成鋪筑的路面凹凸不平^[2]，影響后續(xù)投用后行車的安全性和舒適性^[3]。因此，對(duì)松鋪厚度和平整度進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)及時(shí)反饋控制對(duì)保證施工質(zhì)量意義重大。

傳統(tǒng)的路基松鋪厚度控制分為過程控制和事后檢測(cè)兩個(gè)階段。現(xiàn)有的過程控制方式是將有待松鋪的區(qū)域劃分為規(guī)則網(wǎng)格，并在網(wǎng)格角點(diǎn)上插上標(biāo)有目標(biāo)松鋪厚度的桿子或鋼筋，以指導(dǎo)推土機(jī)按照桿子或者鋼筋上的標(biāo)記進(jìn)行鋪料和攤平。對(duì)于事后檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)人員常采用傳統(tǒng)的插尺法對(duì)松鋪厚度進(jìn)行抽樣測(cè)量，以確保其達(dá)到既定控制要求。此外，還有一些工程通過全站儀、GPS(全球定位系統(tǒng)Global Positioning System)等設(shè)備測(cè)量松鋪之前與松鋪之后同一位置處的高程差來計(jì)算松鋪厚度。上述傳統(tǒng)方法存在以下缺陷：首先，對(duì)于插桿做標(biāo)記的控制方法，人為因素的存在可能導(dǎo)致插桿時(shí)超插入或者欠插入，從而造成松鋪厚度的異常；另外，因?yàn)椴鍡U標(biāo)記不明顯，推平機(jī)操作手在施工時(shí)往往難以完全按照標(biāo)記指示推平作業(yè)。其次，由于難以保證檢測(cè)尺垂直插入和現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境下人工讀數(shù)困難，插尺法得到的厚度數(shù)據(jù)往往有較大的測(cè)量誤差；最后，用全站儀、GPS等測(cè)量松鋪前后高程差的方法雖然相對(duì)精確，但操作過程過于煩瑣，容易干擾正常施工作業(yè)。針對(duì)路基推平過程中平整度問題，目前主要靠人為目視的方法辨別判斷是否存在突出的缺陷，如有沒有松散的碎石堆、有沒有大粒徑石塊突出以及有沒有明顯的大坑等。

綜上所述，當(dāng)前公路路基填筑的松鋪厚度和平整度監(jiān)控方法受人為因素影響大、數(shù)字化水平低、監(jiān)管約束力不強(qiáng)。這些方法不僅效率低下、影響施工進(jìn)度，還難以提供實(shí)時(shí)的全工作面信息以反饋控制推平作業(yè)。此外，現(xiàn)有方法對(duì)松鋪厚度和平整度的測(cè)量成果記錄仍停留在紙筆記錄的階段，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一歸檔管理和綜合分析。