CN109944141B - 一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法，属于公路施工领域，应用一种设有基准测定装置的摊铺机和设置在道路沿线的标识码牌。首先计算两个标示码牌之间的纵坡率，然后计算出摊铺机所在位置的设计高程，最后根据采集的路面信息计算出摊铺厚度，并将摊铺厚度信息传递给摊铺机的控制机构。利用本方法每个施工项目除了可以节约上百万或几百万的挂线施工成本费用外，还减少了钢丝挠度和施工人员碰触造成的摊铺基准的不精准缺陷，提高了摊铺面的高程控制精确度，避免了由于悬挂钢丝线带来的作业区通行障碍等安全隐患。

Description

一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法
技术领域
本发明涉及路面施工领域,具体为一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法。
背景技术
沥青砼路面、各类无机结合料基层、底基层和水泥砼路面，广泛应用在高速公路、国省干线和地方道路工程以及市政工程和场站建设工程中。时至今日，各类路面结构层的摊铺施工，一般采用以下四种找平方法：一是固定基准即悬线法；二是接触跨越式浮动平衡梁基准；三是非接触式电子平衡梁基准；四是滑靴。但要实现高程控制找平的方法，只有采用传统的挂设钢丝线(悬线法固定基准)或设置倒梁作为控制摊铺机高程的基准线，来达到路面层的设计标高。
这种沿用了十几年的挂线摊铺的方法存在着用工成本高及一定的技术缺陷和安全隐患，比如：钢丝线由于自然挠度造成高程上的轻度起伏，使平整度降低；在匝道等小半径曲线处拉紧的钢丝难以实挂；钢丝在拉紧过程中断裂伤人；钢丝不醒目将人绊倒等技术和安全问题。并且随着人工费的不断上涨，挂线的工人费也在不断增加。因此设计一种新的摊铺方法成为一种迫切的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了一种无悬线的一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法。
本发明要解决的技术问题的技术方案是：
一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法，应用一种摊铺机，其特征在于：还应用一种设置在待摊铺路面一侧的标识码牌。所述摊铺机上设有基准测定装置，所述基准测定装置包括安装基座以及安装在安装基座上的读码设备、测距装置、控制器和纵坡动态调整器，所述安装基座安装在摊铺机的大臂上，并且安装基座的长度方向与摊铺机大臂的长度方向垂直，所述控制器和读码设备、测距装置、纵坡动态调整器电气连接，并且所述控制器与摊铺机的电源模块连接，所述测距装置包括位移计、第一测高仪、第二测高仪，所述第一测高仪设于未摊铺地面的上部，所述第二测高仪设于已摊铺路面的上部，所述标识码牌沿待摊铺路面成一列设置，所述标识码牌存储有路面设计信息。该方法包括以下步骤：
步骤1、根据设计方案将设计数据和标识数据记录在标识码牌上，所述标识码牌设有N个，N为自然数，所述标识数据包括标识码牌的桩号Zn、所在位置，所述设计数据包括桩号Zn放入标识码牌所在位置的设计高程Hn、与下一个桩号Zn+1之间的间距Ln，
步骤2、根据标识码牌的标识数据插设在待铺设道路一侧的指定位置，N为0的标识码牌用以初始化，N为1的标识码牌位于起点，
步骤3、进行摊铺作业，具体为：步骤3.1、摊铺机移动到待摊铺路面的起始位置，并进行初始化，通过读取0号标识码牌获取摊铺机起步点设计高程信息，以及起步断面处A点的原地面高程信息，步骤3.2、摊铺机在摊铺过程中向前移动，行进过程中依次读取N从1开始的各个标识码牌的信息，并根据获取的信息进行摊铺作业，具体为：
步骤3.2.1、计算N号标识码牌和N+1号标识码牌之间的纵坡率，其公式为
in＝(Hn+1-Hn)/Ln
其中Hn+1为N+1号标识码牌所在位置的设计高程测量距离N号标识码牌的距离为S，通过第一测高仪测量距离未摊铺路面的距离hBS，第二测高仪测量距离已摊铺路面的距离hAS，步骤3.2.3、计算第一测高仪点设计高程HSB，
HSB＝Hn+S×in
第一测高仪点的摊铺厚度：
TPB＝HSB-(HSA+hAS-hBS)＝Hn+S×in-(HSA+hAS-hBS)
其中HSA为已摊铺路面的高程，为已知条件，
步骤4、控制器根据计算出的摊铺厚度控制纵坡动态调整器调整纵坡仪，进而实现对摊铺厚度的控制,或直接将摊铺厚度发送给摊铺机的控制系统。
更好的，所述纵坡动态调整器包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆和安装基座固定连接，所述电动伸缩杆的活动杆的上端设有水平支撑杆，所述水平支撑杆用以支撑纵坡仪的纵坡仪摇臂摆锤组件。
更好的，所述纵坡动态调整器包括精密电机，所述精密电机和安装基座固定连接，所述精密电机的转轴与纵坡仪检测转轴联动，通过调整精密电机的转动角度调整纵坡仪的角度。
更好的，所述标识码牌为二维码，包括存储信息的二维码以及打印有信息的贴纸，
相应的，读码设备为摄像头或者扫码枪；
更好的，所述标识码牌为射频卡，射频卡存储信息，并且射频卡的表面粘贴打印有信息的贴纸，相应的，读码设备为射频读卡器。
本发明的有益效果为：
采用本无线摊铺技术后，每个施工项目除了可以节约上百万或几百万的挂线施工成本费用外，还减少了钢丝挠度和施工人员碰触造成的摊铺基准的不精准缺陷，提高了摊铺面的高程控制精确度，避免了由于悬挂钢丝线带来的作业区通行障碍等安全隐患，技术经济效益和安全效益都很客观。
附图说明
图1是本发明一种实施例的示意图，
图2是本发明一种实施例在路面纵切剖视图，
图3是本发明一种实施例的原理示意图，
图4是本发明一种实施例的路面纵切面的原理示意图,
图5是本发明一种实施例电信号系统示意图。
图中：
333、第二测高仪；332、第一测高仪；331、位移计；350、纵坡动态调整器；340、控制器；320、读码设备；310、安装基座；200、标识码牌；100、摊铺机；
具体实施方式
为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。
如图1所示，该发明为一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法，应用一种摊铺机100，还应用一种设置在待摊铺路面一侧的标识码牌200。通过标识码牌200与摊铺机配合实现路面长度方向上设计高程的确定，进而实现摊铺厚度的确定，因此在摊铺机100上还设有基准测定装置300。
基准测定装置300包括安装基座310以及安装在安装基座300上的读码设备320、测距装置、控制器340和纵坡动态调整器350。控制器340和读码设备320、测距装置、纵坡动态调整器350电气连接。并且控制器340与摊铺机100的电源模块连接，用以实现电源的获取。安装基座310安装在摊铺机100的大臂上，为了减少振动的影响，安装基座310与摊铺机100的大臂之间设有橡胶垫。安装基座310用以安装测距装置、纵坡动态调整器350等。因此安装基座310覆盖面包括道路长度方向的已摊铺路面和未摊铺路面，道路横向方向的施工路面和非施工路面。
测距装置包括位移计331、第一测高仪332、第二测高仪333，第一测高仪332设于未摊铺地面的上部，第二测高仪333设于已摊铺路面的上部。位移计331用以检测摊铺机所在位置距离标识码牌200的距离。第一测高仪332用以检测未摊铺路面的地面距离第一测高仪332的距离，第二测高仪333用以检测已摊铺路面的地面距离第二测高仪333的距离，其中第一测高仪332和第二测高仪333处于同一高度。
标识码牌200沿待摊铺路面成一列设置，标识码牌200存储有路面设计信息，标识码牌200里面存储的信息。
更好的，标识码牌200为二维码，包括存储信息的二维码以及打印有信息的贴纸，相应的，读码设备为摄像头或者扫码枪。其中路面摊铺的设计信息存储在二维码中，贴纸上打印有码牌的位置信息、编号等。
更好的，标识码牌200为射频卡，射频卡存储信息，并且射频卡的表面粘贴打印有信息的贴纸，相应的，读码设备为射频读卡器。该种情况下可以实现标识码牌的重复利用，节约能源。
纵坡动态调整器350包括电动伸缩杆。电动伸缩杆和安装基座固定连接。电动伸缩杆的活动杆的上端设有水平支撑杆。水平支撑杆用以支撑纵坡仪的纵坡仪摇臂摆锤组件。电动伸缩杆与控制器电气连接，控制器控制电动伸缩杆的伸出长度。电动伸缩杆竖直设置，水平支撑杆相当于悬线法中的悬线，来驱动纵坡仪的摇臂摆锤组件。
更好的，纵坡动态调整器350包括精密电机，精密电机和安装基座固定连接，精密电机的转轴与纵坡仪检测转轴联动，通过调整精密电机的转动角度调整纵坡仪的角度。控制器和精密电机电气连接，用以控制精密电机的转动角度。
该方法包括以下步骤：
步骤1、根据设计方案将设计数据和标识数据记录在标识码牌200上。标识码牌200设有N个，N为自然数。标识数据包括标识码牌200的桩号Zn、所在位置桩号Z0为起始位置用于初始化的标识码牌，Z1-Zn为沿待摊铺路面从起点至终点设置用以给摊铺机提供设计数据的。设计数据包括桩号Zn放入标识码牌200所在位置的设计高程Hn、与下一个桩号Zn+1之间的间距Ln。
步骤2、根据标识码牌200的标识数据插设在待铺设道路一侧的指定位置，N为0的标识码牌200用以初始化，N为1的标识码牌200位于起点。桩号为Z1-Zn的标识码牌根据自身的位置数据设在在待摊铺路面的沿线。
步骤3、摊铺机100进行摊铺作业，具体为：
步骤3.1、摊铺机100移动到待摊铺路面的起始位置，并进行初始化，通过读取0号标识码牌200获取摊铺机100起步点设计高程信息，以及起步断面处A点的原地面高程信息。
步骤3.2、摊铺机100在摊铺过程中向前移动，行进过程中依次读取N从1开始的各个标识码牌200的信息，并根据获取的信息进行摊铺作业，具体为：
步骤3.2.1、计算N号标识码牌200和N+1号标识码牌200之间的纵坡率，其公式为
in＝(Hn+1-Hn)/Ln
其中Hn+1为N+1号标识码牌200所在位置的设计高程,Hn为N号标识码牌200所在位置的设计高程，
步骤3.2.2、摊铺机100行进过程中位移计331测量距离N号标识码牌200的距离为S，通过第一测高仪332测量距离未摊铺路面的距离hBS，第二测高仪333测量距离已摊铺路面的距离hAS。
步骤3.2.3、计算第一测高仪332点设计高程HSB，
HSB＝Hn+S×in
根据连个测高仪的高度相同，如图4所示，可得
hx+hBS＝hAS+HSA，
第一测高仪332点的摊铺厚度：
TPB＝HSB-(HSA+hAS-hBS)＝Hn+S×in-(HSA+hAS-hBS)
其中HSA为已摊铺路面的高程，为已知条件。
由此可计算地面的高度，进而可以根据设计高程计算出摊铺厚度。
步骤4、控制器340根据计算出的摊铺厚度控制纵坡动态调整器350调整纵坡仪，进而实现对摊铺厚度的控制,或直接将摊铺厚度发送给摊铺机100的控制系统。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法，应用一种摊铺机(100)，其特征在于：
还应用一种设置在待摊铺路面一侧的标识码牌(200)，
所述摊铺机(100)上设有基准测定装置(300)，
所述基准测定装置(300)包括安装基座(310)以及安装在安装基座(310)上的读码设备(320)、测距装置、控制器(340)和纵坡动态调整器(350)，所述安装基座(310)安装在摊铺机(100)的大臂上，所述控制器(340)和读码设备(320)、测距装置、纵坡动态调整器(350)电气连接，并且所述控制器(340)与摊铺机(100)的电源模块连接，
所述测距装置包括位移计(331)、第一测高仪(332)、第二测高仪(333)，所述第一测高仪(332)设于未摊铺地面的上部，所述第二测高仪(333)设于已摊铺路面的上部，
所述标识码牌(200)沿待摊铺路面成一列设置，所述标识码牌(200)存储有路面设计信息，
该方法包括以下步骤：
步骤1、根据设计方案将设计数据和标识数据记录在标识码牌(200)上，
所述标识码牌(200)设有N个，N为自然数，
所述标识数据包括标识码牌(200)的桩号Zn、所在位置，所述设计数据包括桩号Zn放入标识码牌(200)所在位置的设计高程Hn、与下一个桩号Zn+1之间的间距Ln，
步骤2、根据标识码牌(200)的标识数据插设在待铺设道路一侧的指定位置，
N为0的标识码牌(200)用以初始化，N为1的标识码牌(200)位于起点，
步骤3、进行摊铺作业，具体为：
步骤3.1、摊铺机(100)移动到待摊铺路面的起始位置，并进行初始化，通过读取0号标识码牌(200)获取摊铺机(100)起步点设计高程信息，以及起步断面处A点的原地面高程信息，
步骤3.2、摊铺机(100)在摊铺过程中向前移动，行进过程中依次读取N从1开始的各个标识码牌(200)的信息，并根据获取的信息进行摊铺作业，具体为：
步骤3.2.1、计算N号标识码牌(200)和N+1号标识码牌(200)之间的纵坡率，其公式为
in＝(Hn+1-Hn)/Ln
其中Hn+1为N+1号标识码牌(200)所在位置的设计高程,Hn为N号标识码牌(200)所在位置的设计高程，
步骤3.2.2、摊铺机(100)行进过程中位移计(331)测量距离N号标识码牌(200)的距离为S，通过第一测高仪(332)测量距离未摊铺路面的距离hBS，第二测高仪(333)测量距离已摊铺路面的距离hAS，
步骤3.2.3、计算第一测高仪(332)点设计高程HSB，
HSB＝Hn+S×in
第一测高仪(332)点的摊铺厚度：
TPB＝HSB-(HSA+hAS-hBS)＝Hn+S×in-(HSA+hAS-hBS)
其中HSA为已摊铺路面的高程，为已知条件，
步骤4、控制器(340)根据计算出的摊铺厚度控制纵坡动态调整器(350)调整纵坡仪，进而实现对摊铺厚度的控制，或直接将摊铺厚度发送给摊铺机(100)的控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法，其特征在于：
所述纵坡动态调整器(350)包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆和安装基座(310)固定连接，所述电动伸缩杆的活动杆的上端设有水平支撑杆，所述水平支撑杆用以支撑纵坡仪的纵坡仪摇臂摆锤组件。
3.根据权利要求1所述的一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法，其特征在于：
所述纵坡动态调整器(350)包括精密电机，所述精密电机和安装基座(310)固定连接，所述精密电机的转轴与纵坡仪检测转轴联动，通过调整精密电机的转动角度调整纵坡仪的角度。
4.根据权利要求1所述的一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法，其特征在于：
所述标识码牌(200)为二维码，包括存储信息的二维码以及打印有信息的贴纸，
相应的，读码设备(320)为摄像头或者扫码枪。
5.根据权利要求1所述的一种路面摊铺设备无线法固定基准摊铺方法，其特征在于：
所述标识码牌(200)为射频卡，射频卡存储信息，并且射频卡的表面粘贴打印有信息的贴纸，
相应的，读码设备(320)为射频读卡器。
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