高速公路路面施工高程测量工艺研究

荆 地, 郭红霞

(郑州测绘学校， 郑州 450015)

高速公路路面施工高程测量工艺研究

荆 地, 郭红霞

(郑州测绘学校， 郑州 450015)

针对高速公路路面施工中常见的路面高程调整的问题，结合某标段高速路路面施工案例，提出了倍数函数曲线调整路面高程的方法，利用水准仪、八轮平整度仪分别对调整后的路面横断面高程和平整度检测。检测结果表明，该方法可快速确定各断面高程调整量，对原设计标高改变量最小，具有计算简单、节约施工成本的优点；该段路面横断面高程合格率87%，路面平整度合格率100%。实验结果表明，该方法可以替代三、四等水准测量而应用于高速公路高程控制测量。

高速公路；路面；高程测量；中间观测

在高速公路路面施工过程中，高程测量的作用不可低估，它对道路的各结构层厚度和平整度，甚至对汽车行驶安全造成直接影响。所以，在高速路路面施工过程中，路面高程精度是影响施工质量的重要因素。目前路面施工高程控制测量较多使用三角高程测量和GPS 测量，路面施工高程测量使用四等水准测量，但由于某些标段路基施工粗糙，尤其是桥涵搭板施工，常有高程超限的情况发生。为保证路面施工质量和行车安全，本文对路面施工过程中的高程测量工艺、高程测量精度及桥涵搭板高程超限处高程调整进行讨论。

1 高程测量工艺

1.1 高程控制测量

首级控制点验收结束后，应按规范要求对水准点进行检核加密，鉴于公路线状的特点，高程控制宜采用附合水准线路或三角高程测量[1]。中间观测法三角高程测量可以在两个水准控制点不通视的情况下任意设站，计算方法简单，因此，在目前高速施工中使用较多。

中间观测法是模拟水准测量而来的一种方法。将全站仪尽量架设在两个测点A、B中间位置o点，使前后视距大致相等，以有效地消除大气折光误差和前后棱镜不等高的零点差[2]，将地球曲率的影响降到最低；再根据三角高程测量的基本原理，进行两测点之间的高差计算：

hAO=h前+V仪-V前+f

(1)

hBO=h后+V仪-V后+f

(2)

式中：f为球差改正；V仪为仪器高；V前、V后为棱镜高。由式(1)和式(2)计算可得A、B两点间高差：

HAB=h前-h后-V前+V后

(3)

通过公式推导发现，该法不需要测量仪器高，减少了一个误差的来源，且可以消除前后球差改正，提高了观测的精度[2]。

1.2 路面施工高程测量

1.2.1 桩位的确定

由于路面施工机械是摊铺机，故高程控制桩采用可调式托盘架。为便于架设钢丝和减少钢丝下垂影响，纵向桩位间距不应大于10 m，在弯道处可加密至5 m[3]；横向中边桩桩位应根据施工路面宽度决定。

以某正常标段路面施工为例，垫层和沥青层均有1∶1的自然坡，而其他层则采用支架模板保证边部形状。所以，在放样桩位时，需考虑集料滑坡以及碾压时模板的变形对桩位的影响。为消除上述影响，控制桩一般留有距施工路面层边缘20～30 cm的安全距离。

1.2.2 高程放样

在桩位放样结束后需测得各桩位实测高程H测，而后根据施工路面层设计高程、厚度、虚铺系数、下反距离、桩位距中桩距离、路面横坡坡度等参数来计算钢丝的设计高程H钢[4]。以底基层为例，按1.3的虚铺系数和下反距离15 cm来计算架设钢丝的设计高程：

H钢=H垫+0.2×1.3+0.15

(4)

随后计算桩位实测高程与钢丝设计高高差，提供给施工人员调整钢丝位置：

H差=H钢-H测

(5)

计算过程应由两人分别计算，并进行复核对比[3]。钢丝调整结束后，需对钢丝高程进行检测，以保证钢丝高程调整的绝对正确。调整导梁时，需注意拉线的下垂，一般导梁高于拉线1～2 cm左右。

在进行施工时，要随时测量虚铺系数、路面压实后的高程等数据，并与前方摊铺机保持联系，随时调整下反距离，以保证厚度和路面高程符合规范要求。

2 控制测量精度分析

现以某标段高程控制测量中三角高程测量数据为例，对其结果精度与四等水准测量精度对比。原始数据如表1所示：

表1 三角高程测量原始数据 m

计算可得，该线路闭合差为△h=-22 mm，而三、四等水准测量的闭合限差为±44 mm。

点位中误差(m)=0.007 778；

直接高程误差(m)：0.007 778；

间接高程误差(m)：0.015 556；

高程网中最弱点为0451, 高程中误差=0.011 000 m；

高程网中最弱相邻点为0451和0463, 相对点位中误差=0.007 276 m；

和三、四等水准测量精度指标比较后，全站仪中间观测法三角高程测量可代替三、四等水准测量。

3 特殊情况下的路面高程调整

高速公路的路基与路面施工一般是属于不同标段施工，由于施工误差的存在，搭板和桥面的高程必定与设计值不符，且一般搭板和桥面上需铺筑沥青中面层和表面层，为保证路面沥青层的厚度和施工质量，路面基层施工前应实测所有桥面铺装层、涵洞搭板等高程，并与设计高程对比。当桥面和搭板高程与设计值差值较小时，需将架设的钢丝向桥面或搭板延伸一定距离，使路面与其精确衔接，以保证路面的行车舒适性，避免“跳车”现象发生[3]。

当搭板高程高于设计高程时，应当对路面高程作以调整。现以搭板高程高于设计值6 cm为例，给出路面高程的调整方法。

设涵洞中心桩号为K23+355，涵洞宽10 m，搭板长度10 m，则高程调整量如表2所示：

调整时，每隔10 m的调整量应成倍增加，而不是成等差增加，目的是减小高程改变的路段距离，尽可能不过多改变高程设计值。

对该层路面施工完成后横断面检测数据如表3所示。

高速路沥青面横断面高程限差为+5～-10 mm，合格率达85%即可验收合格，对表中数据分析可得合格率为87%，大于85%，可以视为合格。

表2 各对应桩号高程调整

表3 横断面监测 mm

路面施工质量的另一个重要指标是其平整度，对该层路面施工完成后通过八轮平整度仪检测平整度数据如图1所示：

图1 平整度结果

结合图1中数据可发现，该段路面的平整度标准差均小于限差，路面平整度合格率100%。

此案例在涵洞两侧调整高程的路线长度各为50 m；若高程调整量更大时，应加大调整高程的路线长度，以保证调整后路面纵坡坡度的平缓变化。

4 结 语

通过精度分析可得，在高速路施工中，中间观测法三角高程测量可以代替三、四等水准测量进行高程控制测量。但在测量过程中应选择硬地面作转点，尽量使两棱镜等高，并轮流作为前镜和后镜，并将测段设成偶数站，以消除两棱镜不等高而产生的残余误差影响。

在施工时，中边桩不仅控制施工路面层的高程、厚度，而且控制施工路面层的宽度。桩位放样过程中应考虑路面宽度和桩位安全距离，施工进行中更应该随时检测虚铺系数和压实后的实际高程。

当搭板高程超出限差，又没有办法降低其高程的情况下，应与路基标、监理、业主沟通协调后确定高程的调整量。实验表明，该方法可行。

[1] GB 50026-2007，工程测量规范[S].北京：中华人民共和国建设部，2008.

[2] 聂让，付涛.公路施工测量手册[M].北京：人民交通出版社,2008：132-138.

[3] FHEC-LJ-1-2007，高速公路道路工程施工测量工艺标准[S].北京：中华人民共和国建设部，2008.

[4] 唐志军，赵欣.道路工程施工测量案例[M].北京：人民交通出版社,2010：68-72.

(责任编辑：陆俊杰)

Research on Elevation Survey Technology of Expressway Pavement Construction

JING Di， GUO Hong-xia

(Zhengzhou Surveying and Mapping School， Zhengzhou 450015， China)

Aiming at the problem of pavement height adjustment in expressway pavement construction, the method of adjusting the pavement height is put forward by using multi-function curve in combination with the construction case of a certain expressway pavement. Using the level gauge and eight-wheel flatness meter, the road surface cross-section elevation and flatness are detected. The results show that this method can quickly determine the height adjustment of each section, which has the advantages of minimum change of the original design elevation, simple calculation and saving construction cost. The final pass rate of the section is 87%, and the road surface smoothness passing rate 100%. The experiment analysis is also carried out to the triangulation height measurement accuracy of the intermediate observation method. The results show that this method can be used to replace the three or four leveling measurement in highway elevation survey.

expressway； pavement； elevation measurement； midpoint observation

2016-12-12

荆地(1986-)，男，河南新乡人，主要研究方向为高速公路施工测量。

1671-6906(2017)01-0069-04

U416.2

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2017.01.015