[发明专利]适用于倾斜路基的土方推平作业远程协同监控系统和方法

说明书

本发明属于公路填方工程施工质量控制领域，为提出一种适用于斜坡路基填筑的松铺厚度和平整度实时远程协同监控方法。为此，本发明采取的技术方案是，适用于倾斜路基的土方推平作业远程协同监控系统和方法，包括GNSS基站、智能引导推平装置、数据库与应用服务器、监控客户端、报警接受端等五部分，数据库与应用服务器包含数据库模块、分析判断模块、信息反馈模块、全球移动通信系统GSM(Global System for Mobile Communications)通讯模块。本发明主要应用于公路填方工程施工质量控制场合。

技术领域

本发明属于公路填方工程施工质量控制领域，尤其是涉及一种适用于带坡度路基填土方推平松铺厚度和平整度的实时监控方法。

背景技术

根据现行的《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)，在公路路基填筑的施工过程中，需分层填筑，并且严格控制每一分层的松铺厚度和平整度^[1]，以确保路基在后续施工作业下达到应有的强度、稳定性和功能要求。若松铺厚度超厚，则压实度得不到很好的控制；路基平整度不符合要求则会影响后续结构层的一系列施工工序，最终造成铺筑的路面凹凸不平^[2]，影响后续投用后行车的安全性和舒适性^[3]。因此，对松铺厚度和平整度进行动态实时监测，进而实现及时反馈控制对保证施工质量意义重大。

传统的路基松铺厚度控制分为过程控制和事后检测两个阶段。现有的过程控制方式是将有待松铺的区域划分为规则网格，并在网格角点上插上标有目标松铺厚度的杆子或钢筋，以指导推土机按照杆子或者钢筋上的标记进行铺料和摊平。对于事后检测，现场人员常采用传统的插尺法对松铺厚度进行抽样测量，以确保其达到既定控制要求。此外，还有一些工程通过全站仪、GPS(全球定位系统Global Positioning System)等设备测量松铺之前与松铺之后同一位置处的高程差来计算松铺厚度。上述传统方法存在以下缺陷：首先，对于插杆做标记的控制方法，人为因素的存在可能导致插杆时超插入或者欠插入，从而造成松铺厚度的异常；另外，因为插杆标记不明显，推平机操作手在施工时往往难以完全按照标记指示推平作业。其次，由于难以保证检测尺垂直插入和现场复杂环境下人工读数困难，插尺法得到的厚度数据往往有较大的测量误差；最后，用全站仪、GPS等测量松铺前后高程差的方法虽然相对精确，但操作过程过于烦琐，容易干扰正常施工作业。针对路基推平过程中平整度问题，目前主要靠人为目视的方法辨别判断是否存在突出的缺陷，如有没有松散的碎石堆、有没有大粒径石块突出以及有没有明显的大坑等。

综上所述，当前公路路基填筑的松铺厚度和平整度监控方法受人为因素影响大、数字化水平低、监管约束力不强。这些方法不仅效率低下、影响施工进度，还难以提供实时的全工作面信息以反馈控制推平作业。此外，现有方法对松铺厚度和平整度的测量成果记录仍停留在纸笔记录的阶段，难以实现数据的统一归档管理和综合分析。