拖拉機買它首例！拓普康SmoothRide系統(tǒng)成功應用國內高速公路精銑刨施工錢啦

項目背景

G25長深高速北起吉林長春，南至廣東深圳，是連接我國南北的重要通道，在國民經濟生產生活中發(fā)揮著重要作用。位于浙江湖州境內的長興至湖州段，改擴建后的分路段，機動車行駛會有比較明顯的顛簸感，影響行車舒適性并存在安全隱患，不能滿足高速公路運營對路面平順性和IRI標準的要求，亟需對其表面進行處理。

G25長深高速路段

傳統(tǒng)施工無法通過表面微處理的方式來提升平順性，典型的處理方式是先將該段路面銑掉再重新鋪裝，弊端顯而易見：前期需要進行大量的人工數據采集和測量工作；施工前的準備和實施需要較長時間的道路封閉，嚴重影響該路段的交通和安全，并大幅增加整改路段的施工成本。無論是從經濟性還是時效性等方面來考量，傳統(tǒng)施工方式都不是理想的選擇。

經過多方的調研考察，浙江交通集團高速公路湖州養(yǎng)護中心決定采用拓普康SmoothRide™系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)毫米級的變量控制精度，配套精銑刨鼓的方式對路面進行微處理，在最大程度上減少因施工對交通造成的影響，以先進、科學的手段來提升路面的平順性。

具體工作由湖州養(yǎng)護中心攜手拓普康、獰貓智能和徐工集團等多家單位通力協(xié)作完成，這也是拓普康SmoothRide™系統(tǒng)首次應用于國內高速公路的銑刨項目。

實際檢測結果表明，拓普康SmoothRide™系統(tǒng)配套徐工XM200KⅡ銑刨機（配套精銑刨鼓），可以實現(xiàn)毫米級變量銑刨，直接通過表面微處理的方式，有效提升路面的平順性，填補了國內該領域的技術空白。

項目實施

1.  路面數據采集

我國交通法的相關規(guī)定對高速公路車輛行駛速度和行車方式有一定的要求，出于效率和安全性考慮，本次數據采集以分段封閉分車道（三車道，封閉含超車道的兩個車道，剩余車道正常通行）的方式進行。

道路封閉后，先要架設GNSS基站采集靜態(tài)數據，用于后期數據處理；同時使用RD-M1路面掃描系統(tǒng)，快速獲取本次高速公路翻修路段的路面點云數據，海量的點云數據真實的反映了路面的情況。

于2021年11月24日展開路面數據采集工作，本次總計完成了1km的高精度路面數據采集，用時約1個小時。

RD-M1系統(tǒng)路面數據采集

2.  銑刨施工數據設計及施工方案確定

技術人員采用拓普康專業(yè)的Magnet Collage內業(yè)處理軟件，從海量的點云數據中提取出來能夠真實反映道路現(xiàn)狀的點云，然后將點云數據生成可用于施工控制的原始面層數據格式。通過設計軟件對原始面層進行調整，進而生成可用于銑刨的設計數據。在實現(xiàn)高精度、高效銑刨作業(yè)的同時，提前對銑刨深度、銑刨量和平順性等指標進行平衡，完成最優(yōu)化設計。

原始路面點云數據

路面3D數字化格網設計

此次翻修工程是對道路表面進行微處理，需要盡可能少的產生對原始路面的破壞，在進行設計的過程中，需要通過提升或著降低設計面的高程從而調整銑刨量以及控制設計路面的平整度值，來尋求工程量和平整度之間最佳的平衡點。根據湖州養(yǎng)護中心提出平均銑刨厚度控制在4mm的指導意見，拓普康技術團隊基于該技術指標，提前完成設計。

參與本次施工的各方主要人員于11月25日下午在浙江交工高速公路湖州管理中心針對銑刨設計、施工和具體工作進行技術交底，與會各方對此開展進行了廣泛且充分的交流。最終在湖州養(yǎng)護中心主要領導和技術人員的充分認可下，雙方共同確認了施工和設計標準，在提升原路面平順性的同時，在最大程度上不影響原路面強度結構的前提下， 整體平均銑刨設計深度控制在4mm。

RD-MC變量銑刨設計-橫斷面設計展示

IRI平整度指標計算報告

RD-MC變量銑刨設計、施工技術交底會

3.  RD-MC變量銑刨施工

11月26日上午正式展開實際的銑刨工作。在銑刨施工進場之前，技術人員首先在銑刨機上安裝RD-MC自動控制系統(tǒng)，測量銑刨機及系統(tǒng)傳感器的相對位置關系，建立銑刨機模型數據，并做好調試和系統(tǒng)校準。

正式施工之前，技術人員首先架設GNSS控制基站，并將3D數字化設計數據導入自動控制系統(tǒng)，銑刨機就可以自動識別當前位置和對應位置的銑刨深度，采用系統(tǒng)配套的RTK流動站進一步核對當前銑刨位置和銑刨深度的匹配關系，獲取精確的傳感器校準值，并根據需要進行毫米級的微調。

設置銑刨機尺寸

所有準備工作就緒后，即正式開始銑刨作業(yè)。整個過程中無需再對銑刨鼓的升降進行人工干預，RD-MC系統(tǒng)會根據設計對應的位置關系，對銑刨鼓自動進行升降調整，達到變量銑刨的效果。

采用拓普康RD-MC變量銑刨控制系統(tǒng)，不僅可以大幅減少人員對機械的操作，同時可以顯著提高銑刨精度并達到毫米級的變量銑刨效果。

RD-MC變量銑刨作業(yè)

RD-MC變量銑刨結果檢查

4. 竣工檢查

銑刨工作完成后，現(xiàn)場工作人員采用傳統(tǒng)駕駛的方式，在完工的銑刨面上進行行車舒適度檢查，可直觀感覺到采用拓普康RD-MC變量銑刨系統(tǒng)完成銑刨后路面的平順性有了明顯改善和提升，從根本解決了傳統(tǒng)銑刨方式不能完成的變量銑刨施工效果。并采用RD-M1路面掃描系統(tǒng)對完工后的路面重新進行數據采集，采用同樣的技術手段，對同段銑刨前后的平整度IRI指標進行量化分析與對比。

RD-MC變量銑刨施工效果

 施工分析和總結 

浙江杭寧高速管理中心

11月26日下午，本項目主要參與方在浙江杭寧高速管理中心了施工總結分析會。技術人員現(xiàn)場采用拓普康SmoothRide™系統(tǒng)配套的Magnet套裝軟件將銑刨竣工路面的數據進行分析處理，分別就本施工路段銑刨前后的數據進行IRI指標分析對比，整體分析結果如下。

施工效果分析總結會現(xiàn)場

1、銑刨后的IRI指標滿足驗收標準：

銑刨前路段的原路面的平均平整度IRI指標為2.13，銑刨后該路段的路面平均平整度IRI指標為1.54，銑刨后的平順性指標達到養(yǎng)護中心的預期要求和驗收標準，銑刨前后路面IRI指標參見下圖；

G25銑刨前后IRI值對比

2、現(xiàn)場實際銑刨情況：

采用拓普康RD-MC變量銑刨系統(tǒng)，結合3D數字化施工設計，實現(xiàn)了將原路面相鄰的凸出區(qū)域進行毫米級銑刨、低洼區(qū)域并未銑刨的變量銑刨效果，有效提升了原始路面的平順性；

3、行車體驗對比：

銑刨前后的實際行車體驗進行了對比，銑刨后雖未攤鋪，實際行車顛簸感明顯減少，僅存在于低點且未銑刨到的區(qū)域；

4、低點區(qū)域處理分析：

變量銑刨設計需要兼顧路面高點和底點間的平順性，需要同時考量整體翻修的經濟性，以實現(xiàn)平順性和翻修（兼顧銑刨和攤鋪量）量間的最佳平衡。如需進一步提升低點的平順性，可考慮采用超薄罩面工藝對該區(qū)域進行填鋪；

5、系統(tǒng)時效性及安全性：

拓普康SmoothRide™系統(tǒng)采用車載方式對路面進行激光掃描，路面測量數據的速度和密度是傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的，且路面的海量3D激光點云數據更能真實的反映原始路面起伏狀況，時效性和精度更高，特別是對于半封閉的運營路面來說，車載路面測量和數據采集方式也更加安全。

結 論

基于上述分析，同時結合湖州養(yǎng)護中心所轄高速公路的工程實際需求，與會各方形成統(tǒng)一意見和結論如下：

1、拓普康 SmoothRide™平順道路翻修系統(tǒng)是面向翻修領域的創(chuàng)新型、技術領先的先進施工工藝，從根本上解決了傳統(tǒng)翻修施工工藝在組織實施和精度控制等典型的痛點問題；

2、本次施工達到了預期的銑刨修復效果，有效避免了大面積和大規(guī)模的工程返工，大幅降低了因傳統(tǒng)施工方式所需的封路時間等，為浙江湖州轄區(qū)內的高速運營和管理節(jié)時間和經濟成本提供了范本；

3、采用先進、科學、數字化的手段，為高速公路分區(qū)、分段的精細化養(yǎng)護提供高精度數據和施工技術支撐，立足于數字化的養(yǎng)護施工技術實現(xiàn)科學決策、精準施策，有效提升高速公路運營和養(yǎng)護的綜合管理水平；

4、拓普康SmoothRide™系統(tǒng)集數據采集、處理、設計、自動化施工控制和檢測于一體，可以根據項目實際，采用不同的組合適用于不同工況的養(yǎng)護需求，滿足不同客戶的個性化需求；

5、該技術可以與超薄罩面工藝充分結合，在采用毫米級RD-MC變量銑刨的同時，配套使用毫米級的RD-MC變量攤鋪，可以進一步提升路面平順性達到更好的翻修效果。

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