高速公路路面3D摊铺技术规程-编制说明

江苏省交通企业协会团体标准《中交二公局第三工程公司南京工业大学2020年12月工作简况1.1标准制定的意义、作用3D摊铺技术目前在国外处于推广应用阶段，主要在铁路、道路、机场、大坝、河道、矿山、垃圾填埋、港口、城市建设等领域得到了应用，为施工单位提供完整的联合施工解决方案。对于国内来说，这是一项新技术，目前仅在少部分高速公路、机场铺面工程上得到应用。3D摊铺技术因其在应用中的质量效果和操作性便利性，可降低传统施工管理在人力、设备和材料的消耗，消除施工工程人工检测的质量和安全隐患，未来必将在高速公路路面摊铺中得到广泛应用，为交通建设创造综合社会经济效益，实现真正的智能化施工。2015年10月，《全国公路水运工程质量安全工作会议》明确提出打造“品质工程”新理念，要求提高公路工程建设质量。在公路路面基层施工中，由于摊铺过程精度控制不够难以保证纵断高程、横坡、平整度及厚度等摊铺质量，同时，因传统摊铺过程控制需投入大量人力物力，造成成本增加，并存在安全隐患。利用3D摊铺技术进行数字化、智能化施工，可以提高控制精度，加强过程控制，推动品质工程建设。相较于传统摊铺工艺，3D摊铺采用自动化控制，实现无桩化施工，减少人工投入和物料成本，提高施工效率、降低施工成本、保证施工安全。作为一项新技术，目前3D摊铺技术在应用过程中，不同单位施工作业时存在明显的个体化差异，在设备技术参数、施工工艺流程、现场操作等方面大不相同，尚未形成统一的标准。因此，有必要编制《高速公路路面3D摊铺技术规程》，明确3D摊铺技术要求、规范3D摊铺施工工序，为采用3D摊铺技术进行公路路面基层摊铺施工提供标准化依据。1.2任务来源本标准编制工作任务来源为“江苏省交通企业协会关于2020年度团体标准立项的公告（一）（省交协（2020）18号）”，项目名称为：《高速公路路面3D摊铺技术规程》，计划完成时间为：2020年12月。1.3协作单位本标准制定工作由中交二公局第三工程有限公司负责，主要参编单位有南京工业大学、江苏常州交通建设管理有限公司、江苏润通项目管理有限公司、江苏森淼工程质量检测有限公司、江苏省交通工程建设局、苏交科集团检测认证有限公司。1.4主要工作过程为保证本标准制定的科学性、有效性和实用性，编写组广泛收集了关于高速公路路面摊铺的文献资料，包括现行国家标准、行业标准、国内外有关科研、院校等单位的研究成果、工程案例等，并进行了实地调研活动。通过对资料的归纳、整理和分析，在了解有关科研、院校、检测等单位的研究成果和实际工程经验的基础上，相关规范为基础，结合高速公路路面3D摊铺技术，编制了本标准。本标准的制定工作过程简述如下：2019年10-12月—资料收集和调研：明确标准编制的必要性和迫切性，确定了标准起草单位，成立标准编写组，组织资料收集和调研工作。2020年1-5月—方案编制：制定标准编制的工作方案，明确标准的性质归属、结构框架和使用对象等。并向江苏省交通企业协会提交《江苏省交通企业协会团体标准项目建议书》。2020年6月—标准初稿编制：课题组在收集资料和调研的基础上，依据标准工作方案的框架，起草《高速公路路面3D摊铺技术规程》初稿。并向江苏省交通企业协会提交《江苏省交通企业协会团体标准立项申请书》。2020年6月—标准立项：江苏省交通企业协会根据《江苏省交通企业协会团体标准管理办法》，组织专家对《高速公路路面3D摊铺技术规程》团体标准编制项目进行立项评审，经专家组评审同意立项，并在全国团体标准信息平台、江苏省交通企业协会网站、微信公众号上发布“江苏省交通企业协会关于2020年度团体标准立项的公告（一）”（省交企协（2020）18号）。2020年6月—标准征求意见稿起草：课题组根据立项评审会的专家意见，修改《高速公路路面3D摊铺技术规程》标准初稿，起草《高速公路路面3D摊铺技术规程》标准征求意见稿（初稿）。2020年7月上旬—标准征求意见稿第一次讨论：针对标准征求意见稿（初稿），组织课题组内部第一次讨论，根据讨论意见进行修改。2020年7月中旬—标准征求意见稿第二次讨论：根据第一次讨论后修改的文本，对标准条款再次进行讨论，并根据讨论意见修改完善，形成标准征求意见稿终稿。2020年7月下旬—标准征求意见稿发给相关管理单位、设计单位和高等院校，共计37家单位。共收到33家单位的回函，共征集到意见35条。2020年8月—对标准征求意见稿所征求到的35条意见进行讨论，共采纳31条意见，完成征求意见汇总处理表，并对标准进行修改，形成标准送审稿。1.5标准主要起草人及其所做的工作本标准修订项目由中交二公局第三工程有限公司提出并申报，南京工业大学、江苏常州交通建设管理有限公司、江苏润通项目管理有限公司、江苏森淼工程质量检测有限公司、江苏省交通工程建设局、苏交科集团检测认证有限公司作为主要起草单位，各主要参加单位和工作组成员所做工作见下表。表1参编人员分工表主要参加单位成员主要工作中交二公局第三工程有限公司邹文军项目组长，参与方案确定、国内外相关标准和技术资料的搜集、组织协调等工作白伟华项目成员，参与方案确定、国内外相关标准和技术资料的搜集、组织协调等工作南京工业大学侯曙光项目成员，参与方案确定、国内外相关标准和技术资料的搜集、组织协调等工作邢世玲项目成员，负责方案确定、标准起草和编制说明编写工作、组织和协调工作等金瑞项目成员，负责方案确定、标准起草和编制说明编写工作、组织和协调工作等邵玉月项目成员，负责方案确定、标准起草和编制说明编写工作、组织和协调工作等江苏常州交通建设管理有限公司项目成员，参与方案确定、组织协调、标准起草和审查等工作。江苏润通项目管理有限公司项目成员，参与标准起草和审查工作江苏森淼工程质量检测有限公司欧定福、王芮文项目成员，参与标准起草和审查工作江苏省交通工程建设局负责资料的收集征集苏交科集团检测认证有限公司姜云负责资料的收集征集2标准编制原则和依据2.1标准编制原则为保证本标准技术先进、安全适用、确保质量和经济合理，确定编制原则如下：先进性、科学性、协调性和可行性兼顾。主要指标设置先进，依据充分，确保与现行有关标准协调，避免矛盾和重复工作，具体指标控制方便、易操作。立足现状，靠拢国内先进水平。标准的技术水平从我国国情出发，以已有的科研成果、工程应用经验为基础，并适当考虑工程建设和科技发展的需要，结合实际高速公路路面施工的质量要求，经过认真分析论证或测试验证，保证技术先进、经济合理。2.2标准编制依据标准制定过程中，课题组严格遵循以下标准化法律、法规和规范的要求，作为本标准起草的重要依据：(1)《中华人民共和国标准化法》、《中华人民共和国标准化实施条例》、《江苏省标准监督管理办法》、《江苏省交通企业协会团体标准管理办法》等法律、法规和制度；(2)GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》（标准文本的结构、格式）。3主要条款的说明本标准主要规定了高速公路路面3D摊铺技术的适用条件、技术要求、工艺流程、现场操作、过程控制和质量检测。3.1适用条件高速公路路面3D摊铺技术不宜在雨、雾天气使用，不宜在强电磁干扰区域使用。3D摊铺系统的量测及控制器件在使用前应进行检查并校准，摊铺前应在相应的试验段进行相关性校验，确定3D摊铺系统的相关参数。摊铺前应检查确认下层的质量，下层质量符合要求时方可进行3D摊铺。3.2范性引用文件根据标准正文中出现的引用文件，按先国标后行标、先强制性标准后推荐性标准、标准号由小至大等原则依次顺序排列。3.3技术要求（1）摊铺设备①测量机器人：分为跟踪机器人和检测机器人，规定测量机器人的工作温度范围-20℃～60℃，测角精度1〃以上，测距范围1500m以上，测距精度1mm+1.5ppm以内，导向光工作范围150m以上。②360°棱镜：规定水平方向可反射入射角范围0～360o，垂直方向可反射入射角范围-50o～+50o，纵横方向的定位精度在5mm以内，自动识别和锁定状态的测程不小于600米。③倾角传感器：规定工作温度范围-10℃～60℃，防护等级IP65以上。量程范围±10o以上，分辨率0.02%以上，零点稳定性0.2%以上，线性度幅度±0.2%以内。④数传电台：规定工作温度范围-20℃～70℃，防护等级IP65以上。数据传输模式具有RS232接口模式和蓝牙模式。天线的带宽、增益、频率和功率应满足测距范围内数据的高速与稳定传输。⑤主控制器：规定工作温度范围-10℃～60℃，防护等级IP65以上。具有高亮度、高分辨率显示功能，能在背光及强光条件下清晰显示。允许电压波动±10%。串口应能适应不同摊铺机串口接入标准，并具有可写入功能。（2）摊铺辅助软件摊铺辅助软件具有录入道路设计数据、里程桩坐标的功能，应能进行3D建模，并输出里程桩坐标文件、施工线形文件、施工模型文件及检测模型文件。应能够对量测信息实时采集、处理、分析，将实测高程与设计高程比对，生成高程修正信息并传输至摊铺机找平系统。能够记录、储存施工参数信息，生成摊铺质量报告。（3）摊铺设备安装规定了跟踪机器人、检测机器人、桅杆、横坡传感器、倾角传感器、数传电台、主控制等硬件的安装数量、安装位置和安装要求。3.4工艺流程确定了高速公路3D摊铺工艺流程，如图1。图1高速公路路面3D摊铺工艺流程图3.5现场操作摊铺施工前，应按每十米划分一个断面，每个断面应取三个点采集下层的标高数据，结合设计数据，利用3D摊铺辅助软件进行三维建模，生成里程桩坐标文件、施工线形文件、施工模型文件和检测模型文件。将里程桩坐标文件、施工线形文件、施工模型文件导入跟踪机器人和主控制器，将检测模型文件导入检测机器人。开启主控制器，打开模型数据文件，将跟踪机器人切换至机械控制模式，自动跟踪棱镜，进行自动控制摊铺。摊铺过程中用检测机器人进行数据校验和摊铺质量检测，结束后编制摊铺质量报告。3.6过程控制单机单铺过程用跟踪机器人追踪360°棱镜，结合横坡传感器，计算施工高程与设计高程偏移量，通过主控制器调整偏移量，控制3D摊铺系统进行施工。双机联铺过程，先行摊铺机控制方法与单机单铺过程相同，第二台摊铺机内侧以先行摊铺机工作面为基准通过接触式传感器控制高程，外侧高程通过架设于第二台摊铺机桅杆上的360°棱镜进行控制。摊铺过程利用检测机器人进行实时检测，如不满足设计要求时，及时调整跟踪机器人及主控制器。转站时，在跟踪机器人自动跟踪半径150米范围内，利用摊铺机后方检测机器人进行交替转站。3.7质量检测采用现有规范规定的方法和指标，对采用3D摊铺技术摊铺的路面进行质量检测，检测过程中发现质量缺陷时，应加大检测频率，必要时采取适当处理措施进行补救，所有检测数据、汇总表格、质量报告如实记录并保存。摊铺质量检测完成后对纵断高程、摊铺厚度、摊铺宽度、横坡度和平整度等进行摊铺稳定性分析，以检测数据的波动情况反映摊铺稳定性，绘制摊铺质量差值分布图。最终编制摊铺报质量报告，包括工程信息、摊铺信息、质量检测信息及稳定性分析信息。3.8附录A附录A为规范性附录，列出了3D摊铺技术稳定性分析（纵断高程稳定性分析、摊铺厚度稳定性分析、摊铺宽度稳定性分析、横坡度稳定性分析和平整度稳定性分析）方法。3.9附录B附录B为资料性附录，列出了3D摊铺质量报告所包含的项目信息和内容。4预期的经济效果、社会效果及环境效果分析通过《高速公路路面3D摊铺技术规程》标准的制定，可为江苏省交通管理部门、质量监督部门、施工企业对高速公路路面摊铺的管理和施工提供技术依据，本标准可直接服务于江苏省高速公路路面摊铺工程项目，为3D摊铺技术的推广应用起到推动作用。5采标情况及与国际、国内同类标准水平的比较3D摊铺技术主要在铁路路基、大坝、河道、矿山、垃圾填埋、港口等领域得到了应用，在高速公路路面施工中尚未得到广泛应用。现有的路面摊铺质量主要依赖传统的摊铺机平衡梁控制，这种控制方法在宏观摊铺厚度和平整度方面有所局限，造成摊铺质量的稳定性不足，虽然现有很多检测手段进行摊铺质量检测，但都属于事后检测，无法实现摊铺过程控制。目前国际、国内尚无高速公路路面3D摊铺技术的相关规范性文件。6与有关的现行法律、法规和标准的关系本团体标准是根据行业标准JTGF80/1-2017《公路工程质量检验评定标准》、JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》、JTG/TF20-2015《公路路面基层施工技术细则》、JTG3450-2019《公路路基路面现场测试规程》等的要求进行新编，在遵守上述标准各项规定的基础上，对高速公路路面3D摊铺技术进行规定。7重大分歧意见的处理经过和依据《高速公路路面3D摊铺技术规程》编制过程中共向37家单位发出了征求意见的联系函，共收到33家单位的反馈意见，全部同意本标准。经梳理，共有修改意见35条，采纳31条，不采纳4条，详见“征求意见汇总处理表”。8其他应予说明的事项无其他应予说明的事项。

附件《高速公路路面3D摊铺技术规程》征求意见汇总处理表序号标准章条编号意见内容提出单位处理意见及理由1前言GB/T1.1-2009：已出最新版，建议修改为：GB/T1.1-2020。江苏旭方工程咨询有限公司采纳2目次（1）目次：建议目次与前言不在一页；（2）字体格式按照GB/T1.1-2020要求编制。中国市政工程西北设计研究院有限公司南京分公司采纳32文件中引用的规范性文件排序不正确，可参考GB/T1.1-2020进行修改。江苏惠锦建设工程有限公司采纳41范围质量检测：建议加上“等内容”。江苏华通工程检测有限公司采纳52“下列文件对于本文件的应用是必不可少的”建议修改为“下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。”苏州交通工程试验检测有限公司采纳62F40即将要出新版本，建议删除年份。东南大学建筑设计研究院股份有限公司交通分院采纳73.1如“路面、纵断面、平整度”等术语在行业表中都有定义，建议不再列出。江苏瑞天建设有限公司采纳85.1.1首行不应缩进。江苏政联建设有限公司采纳96.2.1c)中“测量机器人精度1”后多出半边双引号。江苏宝康建设有限公司不采纳105.3.1“避免”应改为“不宜”。南京林业大学采纳118.0.1“应按每十米划分一个断面”是否应该根据线形调整断面划分长度，以便提高工作效率。东南大学不采纳126.1.1“现行规范及标准”改为具体的规范或标准的编号。江苏省路润工程技术有限责任公司采纳136.4.1摊铺机前方和两侧：前方及两侧具体位置应明确，前方有料车等如何考虑，两机联铺时另一侧有摊铺机，如何放置？同济大学采纳，对位置进行了明确确定和表述。148.0.6距离控制在350m以内为宜：如何控制距离？是人工控制吗？长安大学采纳，已进行了详细描述。156.2.1测量机器人跟前文检测机器人名称不对应？徕卡测量系统贸易（北京）有限公司不采纳162（1）文件中有多处格式错误，字体不一致，表格中单位标注方式不正确等，应根据GB/T1.1修改（2）规范性文件顺序排列错误，应根据GB/T1.1修改宿迁市苏信工程质量检测中心采纳17未返回意见。江苏鼎洲交通科技有限公司189.0.4如不满足设计要求时，及时调整跟踪机器人及主控制器，调整是手动还是自动？是不是实时调整，手动的话应明确如何调整？河海大学采纳，通过主控制器控制摊铺机液压缸实现自动控制。199.0.4误差要求：未见明确要求。京沪高速公路扩建指挥部采纳，已添加误差要求。2010.23D摊铺稳定性分析：各类指标的阀值未明确。江苏润通项目管理有限公司不采纳，一项指标不合格即判定为摊铺稳定性不满足要求。21附录A数学公式引用格式错误等，建议标准文件成稿前与GB/T1.12020的编写要求核对并修改。五峰山过江通道公路衔接工程建设指挥部采纳22附录B文末应加上休