《公路路基智能施工 路基整平技术规程》

1编制说明《公路路基智能施工路基整平技术规程》编制说明1工作概况1.1任务来源本文件是镇江市公路事业发展中心、江苏省交通技师学院于2023年9月申请立项的团体标准，也是单位联合江苏省交通技师学院共同研发的内部课题《公路路基智能施工》的成果材料。本文件由江苏省交通企业协会于2024年1月29日批准立项（《2024年8号关于2024年度第一批团体标准立项的公告（2024）8号经江苏省交通企业协会提出并归口。1.2本标准的起草单位镇江市公路事业发展中心、江苏省交通技师学院、徕卡（中国）有限公司、南京张力信息技术有限公司、江苏森淼工程质量检测有限公司、北京中元浩业科技有限公司、镇江市仁睿建设工程有限公司、华设设计集团、中国地质大学（北京）、南京工业大学、中国建筑第八工程局有限公司、江苏镇江路桥工程有限公司。1.3参与单位及人员的分工、职责和作用镇江市公路事业发展中心主要负责与本标准相关的技术调研工作，主要参与人员有张世强、李小民、韦立等人。中交第一航务工程局有限公司主要负责标准制订过程中有关仪器智能化技术方面的研究工作。主要参与人员有崔振华、苏雷成、曹向浦等人。中石化胜建集团有限公司主要负责智能设备传感器的相关研究工作。主要参与人员为孙超、王振滨、赵书锋等人。华设检测科技有限公司主要负责智能测量相关软件方面的研究工作，并申报软件著作权，对其中的内容进行了撰写。主要参与人员有申军、王鹏泽、李玲等人。常州市交通运输综合行政执法支队负责本标准相关工艺的外部协调工作。主要参与人员有包旭等江苏森淼工程质量检测有限公司、江苏省交通技师学院主要负责标准立项书的修改和撰写、标准文本框架确定、编制说明的撰写、标准征求意见汇总、标准文本主要章节撰写和统稿，以及各种会议的安排。主要参与人员有陈燕飞、纪玉国、杨雪茹、曹妍、王芮文、欧定福、申振森、张素娟、李岩、张占宇、毛安静、刘林福等人。南京张力信息技术有限公司、徕卡（中国）有限公司、阜新高等专科学校、北京中元浩业科技有限公司等主要负责全面技术工作，主要参与人员张明清、路星、王勇衡、李文朋。南京工业大学教授侯曙光对本标准的全部技术内容进行了审核，并进行了修改。1.4编制过程2编制说明为保证本标准制定的科学性、有效性、实用性，标准课题组广泛收集相关文献资料，包括相关论文与研究报告、国家标准、行业标准、地方标准等，认真总结了传统整平施工过程中的经验和存在的问题，同时开展了多家施工单位、监理单位、试验检测单位以及智能仪器厂家等对传统平地施工方法的调查研究。通过对智能施工技术研究总结与资料调研分析，课题组基本了解了目前智能施工中普遍性的经验和技术，明确了本标准撰写的侧重点和基本要求，为标准的研究、起草奠定了基础。本标准的制定工作过程简述如下：本标准在立项之前即做了大量的基础性工作并已经完成了大部分编制内容。本标准在2023年1月开始谋划，2023年8月完成了初稿，2023年9月申请立项，立项后，根据专家对文本框架的意见，经过数轮修改后，完成了《公路路基智能施工自动整平技术规程》修改稿。本标准立项会议推荐名称为《公路路基智能施工自动整平技术规程》，后经编制组讨论调研，将名称改为《公路路基智能施工路基整平技术规程》。2023年12月，对初稿进行了4次内部研讨，形成征求意见稿；2024年4月，对30家企业或专家进行意见征求，回函并有建议或意见的单位和专家数14个，无意见的单位数11个，未反馈的单位数5个。根据专家及施工单位汇总的意见进行了修改，完成送审稿。2编制背景2.1技术背景在公路路基施工中，由于平地机刮平作业操作非常复杂，施工作业的精度严重依赖操作手的经验和熟练程度，无法确保作业的标高，同时，因传统平地机刮平施工作业，需要反复的进行刮平左右，平地机进行精平作业时需要测量人员进行现场测量放样和打基准桩，来引导操作机手进行刮平施工作业，需投入大量人力物力，造成成本增加，并存在安全隐患。3D平地机采用自动化控制，无需人工假设引导基准，采用全站仪引导进行精准数字化施工作业，在确保整平标高的同时兼顾了道面的高程和平整度。利用自动控制平地技术进行数字化、智能化施工，可以提高控制精度，减少刮平次数，降低能耗，推动品质工程建设。2.2目的和意义本标准编制的主要目的①智能化设备、新技术推广应用、填补技术空白的需要；智能化、数字化施工设备的应用，提高了施工的自动化程度，减少复杂的机械操作过程，提高了施工质量，有利于填补我省在智能施工方面的技术空白。为了更好地推广新设备和新方法，提高效率、节约成本和提高数据的准确性，制订这方面的标准成为必要。②智慧施工标准化建设的需要；③提高工作效率，减少人员成本，提高施工安全性的需要。④智能化设备可以辅助加快施工进度速，减少人员使用，减少施工时间，从而减少了施工成本，增加施工现场安全性。3编制说明⑤有利于路面基层水稳摊铺时高程和横坡度控制，提高施工质量。本标准编制的意义，利用自动控制平地技术进行数字化、智能化施工，可以提高控制精度，减少刮平次数，降低能耗，推动品质工程建设。相较于传统平地工艺，自动控制（3D）平地机采用自动化控制，无需人工假设引导基准，采用全站仪引导进行精准数字化施工作业，在确保整平标高的同时兼顾了路基的高程和平整度。作为一项新技术，目前自动控制平地技术在应用过程中，不同单位施工作业时存在明显的个体差异，在设备技术参数、施工工艺流程、现场操作等方面大不相同，尚未形成统一的标准。因此，有必要编制相关行业规程，明确自动控制平地技术要求，规范自动控制平地施工工序，为采用自动控制平地技术进行公路路基施工提供标准化依据。2.3标准编制的必要性目前尚没有关于路基3D控制平地技术的国家标准、地方标准及团体标准，为了使公路路基3D控制平地技术的施工作业活动有章可循，使工作安全风险评估和过程控制规范化、保证全过程的安全和质量，有必要编制《公路路基智能施工路基整平技术规程》，以适应当前工程实践的需要。2.4国内外情况①国外研究知网查询英文文摘共计6篇，研究内容集中在产品的开发，未见文章涉及到产品的应用。②国内研究在国内，对于自动平地技术的研究最早见于2017年，但是近些年来一直没用得到广泛推广，知网查询论文只有12篇，主要集中在工程的应用，但是未见对于标准的研究；查询《标准搜》网站，未见企业标准、团体标准和地方标准的研究。国家图书馆搜索自动平地关键词，未见此类书籍。对于路基施工，在《公路路基施工技术规范》（JTGT3610-2019）中有部分描述。另外，在质量评定方面，《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）中有关于路基施工的评定方法。2.5对促进行业发展的预期效果传统平地技术存在过分依赖熟练工人，作业标高无法确保，需要辅助人员进行放样和打桩，无法全天候进行施工，机械燃油消耗比较大等缺陷。3D平地技术可以提高效率缩短工期，避免返工；节约建设成本；实现施工过程透明化，掌控施工质量；确保人员、设备和施工的安全，减少施工事故。本标准编制并实施后，对于规范公路路基自动控制平地施工管理、技术控制、质量评价、技术推广等定会起到积极的推动作用。具体效果为：①对路基自动控制平地过程质量控制参数、操作规范、技术要求、使用环境和条件做了具体规定，便于标准统一，规范施工；②对自动控制软件系统进行了详细描述，并做了具体的要求；③对自动控制平地系统的施工工艺做了详细规定，特别是对自动控制平地的施工工序以及质量控制做了详细的规定，提高施工质量，节约施工成本；4编制说明④促进自动控制平地技术在工程中的推广应用。3编制原则和依据3.1标准制定原则《公路路基智能施工路基整平技术规程》以国家现行的施工标准作为本文件编制依据，结合目前国内外各智能设备厂家产品的特点，特别是设备控制传感器的可靠性、效率、功能等特点制定本标准文件。主要遵循以下原则：3.1.1问题与需求导向原则标准制定充分调研了各施工、监理单位智能设备需求以及智能平地施工取得的经验，同时，结合国内智能施工设备厂家产品技术特点及我省施工标准的建制情况，制定适用于我省3D整平施工技术的施工规程。3.1.2科学完整原则本文件规定了3D整平施工的基本规定、技术要求、工艺流程、现场操作、过程控制和质量验证与处治等内容，对3D整平的全过程进行了规定，做到了完整统一。3.1.3规范实用原则本标准具有规范性和实用性，是在对目前国家及行业现行相关标准、规范充分理解的基础上进行编制，本标准的适用范围、软件、硬件条件、数据采集和处理、质量评价等内容准确、简洁、明晰，并且具备可操作性、可评估性和经济合理性。3.2标准制定依据在制定标准过程中，本标准课题组严格遵循以下标准化法律、法规、规范的规定，作为本标准起草的重要依据：JTG3450公路路基路面现场测试规程JTG/T3610公路路基施工技术规范JTGF80/1公路工程质量检验评定标准GB50026-2020工程测量标准GB50606-2010智能修建工程施工标准GB／T18316数字测绘产品检查验收规定和质量评定3.2标准制定参考文献[1]周春风，王彤.平地机数字化自动控制系统在路基施工中的应用[J].机械管理开发，2021，36（02）：112-115.[2]何菊.基于平地机3D控制系统的施工技术研究[J].城市建设理论研究，2020，07：145-148.[3]王洋.基于平地机3D控制系统的施工技术研究[J].西部交通科技，2018(10)：67-71.[4]卢昶琦、孙润生、管俊立.数字化施工工法—平地机3D控制系统[J].公路.2017,62(12)：115-118.5编制说明[5]许志威、朱太云、闫萌.平地机GPS自动测量控制系统在国外高速路施工中的应用初探[J].云南科技管理.2017,30(06)：68-72.[6]曹擎宇.平地机在公路施工中的作业技巧探讨[J].山西建筑.2017,43(29)：23-27.[7]山口达也、阿福.3D-MC系统在平地机施工中的应用[J].工程机械与维修.2008(08)：75-78.[8]马先启,闫成春,聂在禄,赵金离.平地机施工时平整度的控制与施工工艺[J].筑路机械与施工机械化.2003(06)：83-87.[9]宗跃,崔玉仓,安志国.激光调平拖式平地机-一种高效、高精度土方施工设备[J].工程机械.2001(05)：114-118.[10]张岩.平地机在路基施工中的应用研究[J].黑龙江交通科技.2011,34(08)：45-49.4主要条款依据国家有关公路工程3D整平技术及智能化的标准和规范、江苏省内团体标准、施工指导意见等规范对平地工作的要求，认真分析总结各施工单位3D整平施工工作经验，重点对智能设备软件、硬件、整平工艺、质量控制等方面做出了规定。分别从智能测量的基本规定、系统组成、设备安装、调试及使用条件、工艺流程、质量控制等5个方面进行了研究讨论和总结。本团体标准的主体内容主要参考国家有关施工整平、测量等行业标准、江苏省内施工指导意见、团体标准以及建设相关标准规范，同时结合3D整平技术的成功经验，并征求的各相关单位意见进行起草。5主要技术内容确认的依据（1）本标准章节3中有关标准的定义，参照了相关论文文献以及现行标准进行了定义。（2）本标准章节6中“高等级公路路基3D平地系统由三维位置定位系统、车载控制系统和3D平地辅助软件等组成”，自编标准。本条款主要因为标准编制过程中调研了安装3D平地智能化系统的机械设备，并结合施工及厂家反馈，一些施工单位在使用智能设备后，较为方便地进行平地施工工作。（3）本标准章节6.1中车载控制系统中传感器及控制设备的技术参数主要参考了智能设备提供厂家的产品性能，并根据施工中产品在室外使用情况对产品的质量及耐用性进行了确定，传感器可根据施工实际情况进行选装和备用，自编标准。（4）本标准章节6.2中三维位置定位系统参数。为自编标准。基于对莱卡、苏州一光等测量设备厂商的调查并结合施工实际提出的精度、接口、信号、安装等具体要求。（5）本标准章节6.3.1中“具有录入设计数据、里程桩坐标、CAD制图数据的功能，应能进行3D建模，并输出里程桩坐标文件、施工线形文件、施工模型文件及检测模型文件”。主要考虑减少使用单位的工作强度，提高自动化施工水平，通过3D建模，使整平机械操作人员更直观、精准的进行施工，自编标准。（6）本标准章节6.3.3中“软件系统应能进行现场施工管理、现场测量放样工作、现场检测及其6编制说明工程机械施工引导和控制；软件系统应包含测量、放样、线放样、草图、体积计算、机械控制校准、挖填方等实用工具”。通过智能设备提供施工引导、控制和实用工具的提供，大大减少了操作手的作业强度，自编标准。（7）本标准章节7.1.1中“3D平地自动控制系统车载设备至少配置一台主控制器、两个控制手柄、一个360°棱镜、一个横坡传感器、一个旋转传感器、一个桅杆坡度传感器、一个车载电台、两个接线盒以及连接线缆”。3D平地自动控制系统车载设备配置最少设备是满足施工的最少要求，自编标准。（8）本标准章节7.3中“3D平地机不宜在旁边有高压线、变电站等强电磁场环境下使用”的规定。引用GB／T18316中相关条款，进行编制。（9）本标准章节7.2中设备调试对安装的传感器精度进行校准，对主控制器、软件功能进行测试，对通信设备进行发射和接受测试，对量测系统进行测试，对设备整体灵敏度、系统响应速度、软硬件兼容等进行测试规定，来源于仪器设备调校过程的调查，并根据平地施工实际操作进行制定。（10）本标准章节8.1.1中“路基施工工艺流程：打格-推土机粗平-稳压-平地机精平-碾压”规定，来源于参考文献及施工工作经验。自编标准。（11）本标准章节9.2中高等级公路路基3D平地施工控制图，根据平地施工工艺和智能化设备调试过程，结合工程实际，自编标准。（12）本标准章节9.2.5中“垂直偏移量设置完成后，由操作员驾驶平地机平行于道路轴线方向向前行走，平地机控制系统根据铲刀传感器接收到的信息以及车身传感器等计算出铲刀的实际位置，与设计值进行比较，然后根据校正信息控制平地机铲刀的液压装置，对铲刀进行调节，进而对道路填筑面进行自动精平”，根据3D整平施工实践制定，自编标准。（13）本标准章节附录A中3D平地施工稳定性分析，为自编标准。6与有关的法律、法规和国家标准的关系本团体标准依据国家在施工、检测和测绘方面的标准，针对目前3D平地技术在公路工程应用现状而制定，重点对点平地设备智能化软硬件、3D平地施工工艺、平地成果的评定等进行了规范。本标准在编制过程中查阅了较多的有关3D平地施工和智能化的等相关的国家及行业标准、参考文献。7重大意见分歧的处理依据和结果无8采标程度8.1主要采用的标准本文件采用了下列标准中的个别条款内容。JTG3450公路路基路面现场测试规程7编制说明JTG/T3610公路路基施工技术规范JTGF80/1公路工程质量检验评定标准GB50026-2020工程测量标准GB50606-2010智能修建工程施工标准GB／T18316数字测绘产品检查验收规定和质量评定8.2采标程度本团体标准采用了上述标准的部分内容，采标率为2%左右。9贯彻标准的措施建议9.1推进应用加强标准在各单位的应用，推进标准实施。建议江苏省公路