公路土建施工中数控机械技术的应用

班中阳 李运富 郭孟涛

【摘要】本文主要对数控机械技术的概况、公路土建施工中数控机械技术的功能及应用进行了分析与探究，以期为公路工程事业的发展提供一份力量。

【关键词】公路工程；土建施工；数控机械技术；传统机械技术；智能化；概况；功能；技术应用

随着科学技术的不断进步，数控技术与土建工程已经实现了密切结合，在国家有关政策与投资规模加大的基础上，我国数控机械技术也得到了极大的发展，特别是在高端先进数控设备建设中，我国有关研究人员与国际数控方面相关专家建立了紧密联系，利用合作和沟通，为数控机械技术发展提供可靠的保障。在科研人员的研究中，我国数控机械技术水平得到了显著提升，并与工程建设充分融合。公路土建工程作为国民经济增长的基本保障，将数控机械技术应用到公路土建施工中可有效提升工程建设质量，为公路事业发展、施工安全及经济效益、社会效益提升具有重要意义。

一、數控机械技术的概况

数控机械施工是指通过智能全站仪实时动态控制或GPS内RTK技术，以此准确获取施工机械三维位置及状态，通过定位系统及不同传感器进行信号发送，及时记录传感器显示数值，对数字化三维设计基准模型与当前机器三维位置状态信息，以图形、数值及声音信号等多种方式指示机械工作部件及目标工作面的相对位置，引导操作员自动控制铲刀精确施工。

数控机械施工通过三维设计图模型、现场定位、数据采集体系及数控控制系统等平台的建立，并融合使用双向通信及施工场地信息资源的整合，可打破时间、空间局限，对于单台、多台及全部施工机械进行实时管理及精准控制模式。在公路土建施工中，将平地机、推土机、压路机等机械上安装数字控制系统组成数控设备，并在开挖土石方、平整场地等环节得到了广泛地应用。

二、公路土建施工中数控机械技术的功能

公路工程作为国民经济增长的根本保障，只有在全面完善公路网规划，推进国家公路网建设的前提下，才能形成布局合理、层次清晰、功能完善、权责分明的干线公路网络。随着社会主义市场经济的不断发展，我国公路土建工程事业发展也取得了不错的成绩。作为公路土建工程施工的重要技术之一，数控机械施工是否符合施工要求，对其发展具有至关重要的作用。

1、机身位置识别技术

土建机械位置识别技术是指机械设备具备自动辨识自身所处位置的能力，现阶段选用的方式主要有2种：内部位置识别方式及外部位置识别方式，机械行驶路径数据检测可选用内部位置识别方式运用速度传感器配合回转式角传感器进行施工，随后按照运动、方位变化情况，向计算机中心反馈测得的数据，以此取得设备所在位置数据。通过该技术功能的应用，可以有效提升施工的质量。

2、位置诱导机能

位置诱导机能是作业实施过程中机械设备遵循已经设置的工作程序进行施工，并将机身位置识别系统反馈数据作为依据，对和已设置工作程序存在偏差的闭环控制技术进行适时校准、消除，在作业过程中土建机械如与确定途径存在偏差，机械设备启动自动复位功能可向确定途径进行最大限度地恢复，该系统可确保设备在位置、速度及方向上对其存在的偏差进行及时改正。

3、作业对象识别与评价技术

作为实现土建机械自动化的重要保障，识别与评价作业对象技术的应用，可判断机械作业方式，并对其运行状况起到决定作用。作为数控机械施工的重要功能，在作业对象识别、评价技术对土建施工具有良好的效果。

4、安全保障机能

伴随公路建设规模的不断扩大，公路土建作业，选用的施工设备种类较多，为降低施工难度，公路土建工程数控机械施工必须充分结合工程实际施工情况，选用科学有效的安全保障设备，确保多台设备正常运行，降低施工事故风险。

三、公路土建施工中数控机械技术的应用

社会经济的发展，推动了科学技术的进步，促使数控机械技术在各行业得到了广泛地运用。在该技术运用过程中，可对行业现代化水平进行间接反映。公路土建工程施工中，通过数控机械技术科对工程实际标高、坡度及平整度等进行确定。因土方机械具有不同性能，机械操作水平也存在极大的区别，这种情况下，将加大操作随机性，导致工程建设存在大量质量问题，数控机械化施工技术的应用，不仅可以降低工程成本，减少资源浪费，更为提升施工进度，帮助施工企业树立良好的形象。本文通过传统机械化施工与数控机械化施工分别对某公路工程路段（2段200米）进行了分析，两种施工方式的施工特点如表1所示。

表1 数控机械化施工和传统机械化施工特点

在分析传统机械及数控机械施工数据后，与传统机械施工均方差相比，数控机械施工数据均方差为其1/5以下。如选用全幅路基（400米）段进行施工，选用数控机械技术，可半天完成；选用传统机械技术，一天可结束施工。

为实现无桩化作业，数控机械的选择，仅需要一个测量人员准确输入或收集路基外形参数，不需要测量员、护桩员的辅助，避免现场人员过多给机械作业造成影响，造成安全事故的产生，同时也可以节省大量人工费用。据相关数据（表2）显示，相比传统机械施工，数控机械施工人工费可节省70%以上，由此可见，在交通工程建设水平不断提升的同时，数控机械技术作为公路土建工程建设的重要组成部分，其技术水平的高低将直接影响到工程施工的整体质量，甚至影响到公路事业的可持续发展。

表2 传统施工模式与数控施工模式人工费计算表

四、结束语

综上所述，数控机械技术作为一项全面化新型技术，在公路建设中数控机械技术正逐渐向智能化、信息化、自动化及高效率的方向发展。数控机械技术运用中，智能特性的发挥，可通过计算机等系统对公路建设过程中检测的数据信息进行收集、存储及完善，并利用故障诊断系统，完善自诊断故障监控能力。在数控机械技术发展的同时，更能为公路土建工程提供技术支持，更能推动公路建设事业的快速发展。

参考文献：

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[2] 李少煌，刘光辉.数控机械技术在公路土建施工中的应用[J]. 黑龙江交通科技. 2014（11）

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