高速路面施工實現(xiàn)了“3D打印”
“太巴適了!我們的路面實現(xiàn)‘3D打印’施工了!”隨著路面攤鋪機緩緩前進,一條橫坡規(guī)范、路面平整、厚度標準的完美“3D打印”路面就像地毯一樣徐徐鋪開,這可樂壞了現(xiàn)場負責人李波。而3個月前,他還在為提高路面平整度“打腦殼”。
中交二航局四川成南高速公路項目是滬蓉高速公路和國家“十縱十橫”綜合運輸大通道橫六線的重要組成部分,項目包含24公里的路面工程和11公里的路基、互通工程,攤鋪施工是重頭戲。今年7月,業(yè)主提出要將成南高速公路打造成為品質標桿工程,0.6毫米的路面平整度就是新目標之一,而項目現(xiàn)有直板攤鋪機鋪筑的瀝青下面層平整度很難達到,這愁壞了項目團隊。
此前,項目部采用直板攤鋪機完成5公里的瀝青面層鋪筑,設計要求的1.2毫米平整度完全滿足,但要達到0.6毫米的平整精度,著實困難。原來,在直板攤鋪機施工過程中,測量人員測定高程和寬度后,會在路基邊沿每隔10米設置一個鋼線樁,樁上連接3毫米的鋼絲繩,并將拉力值調至1千牛,撓度控制在2毫米以內,在前進過程中,攤鋪機控制器通過感應鋼絲繩的高度來控制熨平板的高度,從而攤鋪瀝青拌合料,調整路面平整度。“鋼線樁難免會在鋼絲繩張拉力作用下出現(xiàn)偏移,鋼線樁兩端的繩索一頭松、一頭緊,精度就會有誤差。”李波介紹說。
要滿足新要求,只能換新機。經(jīng)過成本分析和市場調研,項目團隊引進了伸縮攤鋪機,經(jīng)過現(xiàn)場檢驗,它在適應不同寬度路基上的靈活性和平整度都比直板攤鋪機高,但仍無法達到項目團隊預期。“平整精度數(shù)值不穩(wěn)定,有時候需要返工。”李波說。
12月30日前,要保證17.5公里的路面具備通行條件。面對緊張的工期,項目團隊從精度指標、安全管理、施工環(huán)境等方面與攤鋪機廠家充分交換意見,決定引進“3D打印”攤鋪機。“這款攤鋪機是通過BIM建模,利用全站儀跟蹤安裝在攤鋪機身上的光學標靶,向機身上的系統(tǒng)傳送位置信息,獲得路面精度定位后,攤鋪機就能像3D打印機一樣在路基上‘打印’路面了,平整度、厚度、坡度質量都有保障。”李波說。
然而,這就需要將設計模型文件精準導入攤鋪控制系統(tǒng)。項目團隊從圖紙和基礎測量工作開始,將路面建模的3D數(shù)字化模型數(shù)據(jù)采集、全站儀等設備接入、路基基層處理、放樣立模等參數(shù)錄入到3D攤鋪控制系統(tǒng),這個“中樞”系統(tǒng)將生成的路面3D數(shù)字化模型傳輸?shù)綌備仚C控制箱和全站儀GPS系統(tǒng),路面攤鋪的打印數(shù)據(jù)就能實現(xiàn)可視化。任何一個數(shù)據(jù)有誤,都會影響“打印”效果,因此,項目團隊反復驗證無誤后才謹慎錄入數(shù)據(jù)。
一切準備就緒,“打印機”啟動的那一刻,大家的目光齊聚熨平板。隨著攤鋪機緩緩向前,瀝青下料、石料刮分熨平、自動調平,“打印機”行云流水般的作業(yè),讓一幅平如鏡面的瀝青路面呈現(xiàn)在大家面前。“不管是傳統(tǒng)攤鋪還是‘3D打印’,平整度、厚度、坡度、滲水系數(shù)、空隙率都是關鍵控制指標。”打開監(jiān)測系統(tǒng),只見“打印機”適時動態(tài)把熨平板控制到設計高程,熨平板上的坡度傳感器捕捉到熨平板姿勢后,就自動把熨平板調到設計坡度。
“平整度、厚度、坡度等關鍵指標全部高于目標值,合格率100%。”至此,這臺“3D打印機”也正式通過了路面打印的大考。
看到試驗檢測數(shù)據(jù)和新鮮出爐又攤鋪均勻的路面,再回想以前人工調整的攤鋪施工,李波不禁感慨:“以后再也不用繁瑣的放樣、打樁、掛線了,現(xiàn)在工效提高了,‘3D打印’施工也真的實現(xiàn)了!”
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