公路GPS控制网建立方法和应用.doc

公路GPS控制网建立方法和应用ChinascienceandTeChnOlOgyRovicv公路GPS控制网建立方法和应用柴宝明(山东翱特实业有限公司王芳山东烟台264006)应用技术-I摘要GPS定位系统作为新形式测量系统,已在全球各行业得到广泛应用,在公路工程测量中哇l得到了迅速推,就GFS定位系统在公路1.程测量中的应用加以探讨.关键词GPS定位系统公路工程测量应用中图分类号:U495文献标识码:A文章编号:10099i4X(2009)32023702GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成.除此之外,测量用户当然还应有卫星接收设备.空间卫星群GPS的空间卫星群由24颗高约20万公里的GPS卫星群组成,并均匀分布在6个轨道面上,各平面之间交角为6O度,轨道和地球赤道的倾角为55度,卫星的轨道运行周期为lI小时58分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到ll颗GPS卫星发送出的信号.GPS的用户部分由GPS接收机,数据处理软件及相应的用户设备如计算机,气象仪器等组成,其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等.1.GPS嬲量的技术特点相对于常规的测量方法来讲,GPS测量有以下特点:1.1测站之间无霈通视测站间相互通视一直是测量学的难题.GPS这一特点,使得选点更加灵活方便.但测站上空必须开阔,以使接收GPS卫星信号不受干扰12定位精度高一般双频GPS接收机基线解精度为5nlm+IPPffl,而红外仪标称精度为5mm+Sppm,GPS测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,GPS测量优越性愈加突出.大量实验证明,在小于5O公里的基线上,其相对定位精度可达12X106,而在100500公里的基线上可达i0-6i0-7.1,3观测时间短在小于20公里的短基线上,快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可.I.4提供三维坐标GPS测量在精确测定观澳5站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程.1.5操作简便GPS测量的自动化程度很高.在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器,量取仪器高和监视仪器的工作状态,而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成.2.GPS蔫量克曩康有蔫量方法缺陷公路路线一般处在一条带状走廊内.其平面控制测量往往采用导线形式,这包括附合导线,闭合导线,结点导线等导线网形式.对于重要构造物如大桥,特大桥,长大隧道等,也有布设成三角网,线形锁等形式.21常规测量方法的缺陷2.I.I规范对附合导线长,闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定,一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求.这样,导线附合或闭合长度最长不得超过10公里,结点导线结点间距不能超过附合导线长度的0.7倍.这种要求一般在实际作业中难以达到,往往出现超规范作业.2.I.2搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统,往往国测,军测,城市控制点混杂一起,这就存在系统间的兼容性问图I题,如果用不兼容的起算点,势必影响测量质量.2.1.3国家大地点破坏严重,影响测量作业.由于国家基础控制点,大多为五六十年代完成,经过3O多年,有些点由于经济建设的需要被破坏,有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏.在这些地区进行路线测量作业,往往在5O公里以上均找不到导线的联测点.这样路线控制测量的质量得不到保证.利用GPS测量能克服上述列举的缺陷,并提高作业的效率,减轻劳动强度,保证了高等级公路测设质量.3,外韭涓量GPS-业测量前,根据星历预报,编制调度命令,观测时要严格调度命令执行,GPS控制网采用先埋石后观测的方式进行,观测时采用首级网和导线网同时观测完毕,首级网的每条基线同步观测406O分钟,导线网的每条基线观测2030分钟,所有首级网的控制点都进行重复观测,重复设站率为100%,满足GPS定位重复设站的要求.其观测方式如图l所示:先安置两台接收机在GPS01,GPS02上作为固定站,另外两台接收机作为流动站进行移动观测,流动站之间彼此独立,每一个流动站与固定站之间同步一定时间后搬至下一个点,以此类推,等两台流动站到达GPS03,GPS04后与GPS01,6PS02站上的接收机同步观测一段时间组成首级控制网.同时还尝试用另外一种观测方式进行观测.其观测方式如图所示:6PS首级网的观测方式与前一种观测方式样,在进行导线网观测时采用四台接收机都移动的观测方式,先在GPS01;GPS02:D001;D002站上安置接收机,同步观测一个时段,D001,D002站上的接收机不动,其余两台接收机往前搬至D003:D004.上再同步观测一个时段,以次类推.就两种观测方式比较而言,不管是从速度:效率,还是其它方面,前一种观测方式要比后一种观测方式快得多,同时后一种观测方式会出现较多的同步环,出现错误和粗差时不容易查出来,所以整个控制网大多采用前一种观测方式.4.GPS在公路工程的控期漏量上的发晨酋量公路工程的测量主要应用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能.静态功能是通过接收到的卫星信息,确定地面某点的三维坐标:动态功能是通过卫星系统,把己知的三维坐标点位,实地放样地面上.通过以上对GPS测量的应用事例的探讨,可以看出GPS在公路工程的控制测量上具有很大的发展前景.4.1GPS作业有着极高的精度.它的作业不受环境和距离限制,非常适合于地形条件困难地区,局部重点工程地区等.4.26PS测量可以大大提高工作及成果质量.它不受人为因素的影响.整个作业过程全由微电子技术,计算机技术控制,自动记录,自动数据预处理,自动平差计算.4.36PSRTK技术将彻底改变公路测量模式RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标.这种技术非常适合路线,桥,隧勘察.它可以直接进行实地实时放样,中桩测量,点位测量等.4.4GPS测量可以极大地降低劳动作业强度,减少野外砍伐工作量,提高作业效率.一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上.4.56PS高精度高程测量同商精度的平面测量一样,是GPs测量应用的重科技博览l237应用抟术lChinascienceandTechnolOgyR6vio,v预防性养护在沥青路面上的应用李志坚(赣州公路管理局信丰分局江西赣州341600)摘要随着公路交通的不断发展,交通量不断增加,公路的各类病害都会长期动态存在,路面维修养护任务繁重.因此,需要加大公路设施建设管理中的维修投入,同时更新观念,推动开展沥青路面的预防性养护,做到养勤,养早,养小,使沥青路面保持比较好的使用性能,尽可能避免到抢救性大修或改造的现象,以减少公路养护管理成本,最大限度的发挥公路设施的经济效益和社会效益.关键词养护沥青路面预防中图分类号:U418文献标识码:A文章编号:1009914X(2009)320238011沥青略面预防性养护的概念及】t义2002年1月实施的公路沥青路面养护技术规范(JTJ073.2-2001)在条文说明中指出沥青路面的养护方针应该体现预防为主,防治结合的原则,并提出公路预防性养护是在公路投入使用后,没有结构性损坏之前的各类技术处理有别于正常性传统养护的公路早期养护工作.笔者结合国内外公路设施养护管理部门及专家的看法,对预防性养护的概念综合描述如下:公路预防性养护是在公路未出现或己出现早期病害,还没有产生结构性破坏之前,采取不提高路面结构能力的养护维修措施,是维持或改善路面现有的通车条件,延长原有路面的使用寿命,推迟公路大修或重建的一种养护策略和行动.公路实施沥青路面预防性养护,能有效改善路面技术性能,及时修复路面微小病害,防止水分侵入破坏路基,使路面整体结构始终得到保护,不致产生严重损伤,从而减少翻修次数,延长路面使用寿命,保持路面良好的服务状态,进而大大节省维修费用.目前国际上普遍认为,用较少的费用取得较好的养路效果是个很重要的研究课题.所以,研究开发公路沥青路面预防性养护技术,实施沥青路面预防性养护是我国公路养护维修以及社会经济可持续发展的迫切需要.2沥青路面预防性养护的时机和原实施预防性养护的原则关键是及时性,针对性,即要在最合适的时机,选择最合适的技术工艺,对最合适的位置进行养护作业活动.在理论上,是强调在某缺陷或隐患暴发前应该及时实施或应用的养护技术或工艺:在具体养护工作上,也是一个相对的概念,如在资金上表现为把传统的养护资金提前使用,在时间上表现为在某种缺陷或隐患暴发前安排实施:这并不完全是指在通车初期,而应是根据路面技术状况衰减的具体内容及时对应利用新的养护技术或工艺实旖养护,具有明显的周期性:也是在路面整个使用寿命周期内和日常养护,专项养护交替使用,互为补充的应用形式.3溺膏路面预防性养护的技术措麓3.1填灌缝沥青路面的早期病害多以裂缝形式出现,加上刚性基层(如水泥砼基层)易出现反射裂缝现象:裂缝产生后,大量路表水沿裂缝侵入路面结构内部,甚至进入路基,致使沥青混凝土路面在车辆荷载特别是重载交通和动态水的交互作用下,被水浸蚀的沥青砼层骨料逐步松散,继续发展后,路面将出现坑槽.同时,下渗的雨水会损害路基,降低路基的承载力,使路面出现卿泥(浆)现象,严重的则可能导致路面出现较大的坑槽.因此,如果不及时对路面裂缝进行合理处治,必然会导致路面的过早损坏.填灌缝处理首先通过利用专用开槽工具沿裂缝开具一定宽度和深度的矩形小槽,然后采用自行加热与灌注于一体的灌缝机把热熔型聚合物密封胶灌入槽(缝)内,由此把裂缝处治rh传统的被动方式改为主动防治.由于该方法所采用的开槽工具的特殊灵活和密封胶材料优越的技术性能,大大提高了路面裂缝处治的质量和耐久性,真正达到了抑制裂缝的继续扩展,有效延长路面使用寿命的目的.对于开挖面层后发现的大于5mm的基层裂缝,则可以在进行裂缝清理后直接灌注,以密封胶灌满为佳.沥青路面裂缝在冷季温缩时宽度较大,而在暖季因材料膨胀裂缝宽度较,加之暖季多雨,所以填灌缝的最佳时机应在气温较低的干燥季节.如武汉地区就一般选择秋冬干冷季节实施填灌缝.3.2雾封层沥青路面的很多病害都是由于水的原因造成的.目前公路面层沥青砼有两种级配方式,一种是密级配,此种方式面层结构较密实,雨水下渗量很少,对公路的下部结构层有一定的放水作用:另一种是开级配,即结构有透水性,一般多用于桥面铺装.不论哪种方式,都不能很好解决水浸害受损问题,而路面雾封层技术是一种很直接,有效和经济的预防性养护措施,可较好的解决沥青路面水浸害受损问题.雾封层是在沥青面层上喷洒一层薄薄的,高渗透性改性乳化沥青(一般喷洒量为0.23升/平方米0.45升/平方米),形成一层严密的防水层将路面封闭,起到隔水防渗,保护路面使用功能,最大限度地减少路面的水破坏,加大路面粗细骨料间的黏结力,由此延长路面使用寿命,从而节约养护资金.雾封层作为一种沥青路面的预防性养护措施,其经济,迅捷,能有效地防止沥青路面的水破坏,比较适用于中等程度纵,横向裂缝的路面及松散的路面(但松散的材料必须清除).3.3沥青路面抗老化处理沥青抗老化处理的主要材料沥青路面再生密封剂(简称沥再生),是由煤焦油,石油蒸馏液,再生剂按一定比例混合而成的半液态制品,洒布在沥青路面上,能密封沥青路面,防止雨水下渗损坏基础.同时,沥青再生剂具有很强的渗透性,能够渗透沥青路面表层15ram厚,可明显降低沥青路面的老化程度与脆性,增强沥青路面的柔韧性和弹性,进而延长公路使用寿命.在公路基础条件较好的情况下,沥青再生剂可延长公路使用寿命3年左右沥青路面抗老化处理在具体实施过程中需注意以下几点:1)在实施沥再生摊铺阶段前须进行公路病害处理:2)清洁路面,保证无湿,无灰,无沙石颗粒:3)封盖交通标志线,以保护标志线不被沥再生材料污损:4)专用洒布机喷洒沥再生时,须保证喷涂均匀,无气泡孔,无漏喷:若材料喷洒不均,将使沥青路面弹性恢复不一而易形成车辙和拥包,若喷洒留下气泡孔或空隙,则达不到封层防水的效果:5)铺撒黑矿砂,以增加摩擦系数:6)均匀压实路面,保证沥再生与路面紧密粘结.4沥青路面馕髓性养护的经济分折预防性养护可节省大量的养护资金,保持路面的良好性.有系统地实行预防性养护,是延长路面使用寿命,降低公路使用费用行之有效的方法.对城市公路工程维修改造和预防性养护的费用可作如下比较:新建沥青路面按使用寿命l015年,工程造价200元/平方米计算,公路设施平均每年的使用耗值为2013.3元/平方米:若根据路面情况及时的作沥青路面抗老化处理预防性养护,可延长使用寿命23年,养护费用为2O元/平方米,公路设施平均每年的使用耗值为l06.7元/平方米,产生的经济效益比新建高出1倍.2006年武汉市市城管局使用沥再生抗老化处理技术,对东湖路(梨园广场至文明桥),中山大道(六渡桥至南京路)两条路段实施抗老化处理,工程施工总面积9万平方米.从目前的实施效果来看,达到了预期目标,受到了各方好评.结语沥青公路面预防性养护在不增加路面结构承载力的前提下,对结构状况完好的路面实施有针对性,有计划性的养护措施,可以延缓路面病害的进一步发展,对于保持或改善路面的使用性能,具有显着的经济效益.预防性养护是科学管理公路的具体体现,实行沥青路面预防性养护,努力提高养护管理水平,对全面提高沥青公路的使用质量和服务水平,减少养护成本和费用,延长公路的使用年限,有着重要的现实意义.参考文献:1公路沥青路面养护技术规范JTJ073.2-2001