數控機械技術在公路土建施工中的實踐應用

丁正林

摘 要：在公路土建施工中，新技術、新設備的投入應用，不僅可以顯著的加快施工速度，而且對于提升公路工程的整體質量也有一定幫助。數控機械技術是利用計算機作為控制單元，通過編程指令控制機械設備實現高度自動化和智能化的施工，在現階段公路、橋梁、建筑等工程施工中均有廣泛的應用。文章首先對數控機械技術的應用優勢和操作流程進行了概述，隨后結合公路土建實例，就該技術在實際中的應用效果展開了分析。

關鍵詞：公路工程；土建施工；數控機械；實踐應用

引言：公路作為重要的公共基礎設施，近年來建設規模不斷增加。對于工程承建單位來說，采用一種兼顧施工效率和施工質量的技術，無疑能夠創造更高的經濟價值，進而提升市場競爭力。數控機械技術具有智能化、低能耗、可編程的特點，能夠根據公路土建施工的需要完成現場施工任務，切實為公路土建施工帶來了便利。

一、數控機械技術的應用優勢

公路土建施工中使用到的機械設備數量和種類較多，常見的有壓路機、自卸車、攤鋪機等。這些機械設備主要以人工操作為主，而數控機械施工技術與之相比，在以下幾方面具有明顯的應用優勢：第一，提高了各類機械設備的配套使用效果。利用控制系統的統一管理，可以對配套使用的機械設備進行高度協調的組合使用，從而極大的提高了公路土建施工效率，對于縮短工程的工期、節省成本也有一定幫助；第二，精簡施工流程，在施工階段可以自動收集和保存相關信息，現場管理人員不需要重復進行公路施工質量檢查，只需要對這些數據信息進行分析，即可掌握公路施工情況；第三，真正實現了管控一體化施工，方便管理人員動態的跟蹤現場施工進展，為進度調整、物料配備等工作的開展提供了指導，避免了后期因為質量不達標而出現返修的問題。正是基于上述應用優勢，使得數控機械技術在現階段的公路土建施工中得到了廣泛應用。

二、數控機械技術的應用原理和操作流程

1、基本原理

數控機械施工中，核心的控制元件是微型計算機（單片機），同時配套的設備還包括全站儀、傳感器、GPS設備以及RTK技術等。在施工應用時，根據微型計算機數據庫中存儲的控制信息，以及技術人員根據公路施工方案編制的程序指令，依次完成各項施工任務。為了保證數控機械能夠高質量的完成施工任務，還設置了雙重信息反饋機制。其一是利用GPS定位設備，對數控機械的運行軌跡進行實施跟蹤，將運行軌跡信號發送給控制中心，進而依次為依據不斷調整設備運行方向；其二是利用前端的傳感器，獲取施工現場的一些參數，包括設備的離地高度等，也可以起到參數調整和運行控制的作用。近年來，部分比較先進的數控機械技術還能夠構建三維立體模型，為現場管理人員進行更加全面的指導提供了參考。

2、利用數控機械技術進行路基填筑的流程

路基填筑是公路土建施工的重要環節，并且路基施工質量，將會直接影響到公路的行車荷載和穩定性，利用數控機械技術可以切實提高路基施工質量。其操作流程包括：（1）將路基施工的相關信息（如路基寬度、填料厚度等）提前輸入到控制系統中，進行一次系統仿真，通過調試保證系統正常運行。架設定位基站，輔助進行數控機械設備的運行定位；（2）使用自卸汽車沿公路進行卸料，同時配套使用的數控推土機將卸料進行均勻攤鋪。攤鋪過程中根據前端傳感器收集填料厚度，保證了路基上填料的厚度一致，使路面保持平整。（3）數控平地機根據設計要求，對路面進行“粗平”和“精平”。（4）數控壓路機完成填料的壓實工作，對壓實后的路基強度進行自動測量，并與標準值進行比對，如果實際測量值低于標準值，則完成第一次碾壓后重復一次，直到壓實度達到標準。（5）完成路基填筑施工，將所有施工數據保存后，數控系統復位。

三、數控機械技術的實際應用

1、數控施工標高誤差

施工人員應找出數控施工中的標高誤差，從而更好的進行數據的對比分析，針對這種情況，在施工中要分析施工的優勢和精準度，并將其當作一種重要的指標。相關人員要是采用傳統的施工技術，對該工程進行處理，那么就要找出標高數據和數控機械技術之間的誤差，從而說明數控技術在其精準度方面有著明顯的優勢。從該標段的實際數據比較情況來看，應用數控機械技術輔助施工，在標高控制方面能夠有效減小誤差，并有效提升了精度和準確性，從而可知得知數控機械技術在公路土建施工中優越的性能，這種做法能夠增強施工的管控力度。

在公路工程施工運用中，應用數控機械技術，能夠有效節省時間和成本，通過這種方式，增加公路施工的在施工過程中，施工人員應合理控制施工的質量和精確度，盡量降低作業行程，通過這種運營成本的安排，做好低碳環保工作。這些數據能夠當作歷史數據保存，并方便后期管理，在道路維修和養護中，要了解施工情況，應用數控技術，提供了有利的技術保證，提高了工作效率，值得在公路建設中推廣應用。

2、施工成本與效益

在一些高等級的公路工程中，對于路面平整度有較為嚴格的要求，現場施工時需要進行測量放樁，為機械施工提供參考。由于公路工程的跨度大，加上不同地區的地質條件、地形地貌有很大差別，因此測量放樁施工會占用較多的成本和時間。利用數控機械設備進行公路土建施工，則在很大程度上避免的此類問題。首先，利用數控機械的傳感器技術，RTK技術等，可以根據施工環境的變化，自動的調整參數，不需要通過測量放樁為機械施工提供參考，間接的節省了人工成本，也有利于加快工程進度。其次，從實際的施工效果上看，采用數控機械技術完成的公路工程質量也明顯優于普通機械施工。尤其是在一些復雜地質（如軟土地質、凍土地質等）條件下，采用測量放樁施工沒有考慮到路基沉陷的問題，后期公路投入使用后很可能會因為承載力不足而出現沉降現象。而采用數控機械施工，則可以將這種考慮在內，從而提高了公路的整體質量。綜合來看，數控機械技術無論是在優化公路整體質量，還是幫助施工單位節省成本支出方面，都具有一定的應用優勢。

四、應用數控機械技術的注意事項

目前數控機械技術已經在工程建設中得到了廣泛應用，但是也發現部分情況下存在施工效率不高等問題，究其原因，很大程度上與現場施工人員的操作和管理技術不熟練有關。因此，在實際應用數控機械技術時，也要注意做好以下幾點注意事項，以便于最大化的發揮其應用優勢：第一是要做好設備的配套使用。數控機械技術優勢的體現，在于利用信息化控制實現了多種數控設備的聯動，從而極大的提高了工作效率。因此，現場施工人員應當做好系統配套調試工作；第二，要根據反饋信息不斷的進行參數或指令的調控，以確保現場施工能夠高精度的進行；第三，要注意做好數控機械設備的維護工作，由于數控機械的精密度較高，加上現場施工環境復雜，需要通過定期養護與檢修，確保數控系統的穩定運行。

結語：公路土建施工中使用數控機械設備，可以有效的提高施工效率，同時也有利于保證工程質量。但是在實際運用過程中，也經常會出現系統運行故障，需要技術人員能夠做到具體問題具體分析，保障數控機械設備正常使用，切實維護施工單位的經濟效益。

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