公路土建应用数控机械技术论文

摘要：在当代公路施工的过程中，随着工程量的日益增加，尤其是在最近几年里发展速度飞速的数控机械受到相关领域的认可。对此，本文主要从数控机械的概述、数控机械施工的实例和效果几方面进行分析，提出合理化建议，旨在促进数控技术在我国公路土建施工中发挥出重要的作用，为我国的经济建设做出贡献。下面小编整理了一些《公路土建应用数控机械技术论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

公路土建应用数控机械技术论文 篇1：

公路土建施工项目中数控机械技术的应用

摘 要：对公路土建施工中数控机械技术的应用，做了简单的论述。基于以往的施工经验，应用数控机械技术，能够减少标高误差，节约施工成本，提高公路工程施工效率。若想实现上述应用目标，在实际应用过程中，需要做好数控机械技术要点的把控，结合实际情况，合理应用此技术。

关键词：公路土建；数控机械；施工质量

随着现代化公路施工水平的不断提升，利用专业化的机械设备解决施工过程中遇到的土建问题已经成为了一种常态。在公路土建工程施工过程中，以数控技术为代表的技术操作所占的比例越来越大，推进了现代化工程建设的进程。在公路工程施工过程中，通过利用数据机械技术可以有效解决工程施工中因操作水平差异而造成的各种问题，降低施工成本，提升施工质量。

1数控机械技术概述

数控机械施工技术综合了多个技术平台，如数据收集、定位技术、机械把控技术、三维建模设计等，利用通讯技术对现场资源的合理整合、分配、利用，最大限度突破时间和空间制约，利用数控机械完成对施工现场实际施工情况和进度的实时跟踪和把控。数控机械施工技术在各类工程中均有着广泛的应用，包括公路、机场、公共场所等工程，将智能控制系统和施工机械有效联合起来形成智能数控机械，进而实现多道关键工序的施工、压实和验收。该项施工技术有效实现了分工序、分环节、多设备、多标段等高效组合施工的精准把控。

2土建施工中有关的数控机械关键技术

2.1作业对象识别技术

在公路土建机械化施工作业中， 应用识别技术与评价技术， 能够准确判断机械作业方式， 明确机械设备运行实际情况。 当前公路土建施工规模不断扩大，使用的设备类型较多。在施工作业的过程中，作业对象识别与评价功能的发挥，能够保证机械化作业的效果，提升作业质量。 除此之外，结合工程实际，使用具有高安全保障的机械设备，保证多台设备同时运行，合理调度设备，能够减少事故的发生。

2.2位置诱导技术

在公路土建施工作业中，应用数控机械技术，能够实现位置诱导功能。 在作业的过程中，按照施工工序，依据位置识别信息，开展施工作业，能够对设计的作业程序，进行误差分析，实现适时校准和消除。在作业环节，若土建机械行驶路径和设定的途径之间出现偏差，借助设备的自动化复位功能，能够尽可能的恢复路径。利用位置诱导系统，可有效消除设备位置与速度等的偏差，做好改正工作。

2.3机身位置识别技术

利用机械位置识别技术，实现了机械设备自动化位置识别。从数控机械设备识别方式来说，包括内部位置与外部位置识别方式。 对于机械设备行驶路径信息的检测，可选择内部位置识别法，利用速度传感器以及回转式角传感器，开展施工作业，获得机械运动和方位变化信息，发送给计算机控制中心，进行计算分析，获得机械设备位置信息。 基于此技术，极大程度上提高了机械化作业水平。

2.4全站仪技术

从数控机械施工原理角度来说，使用智能全站仪，实现动态化控制，或者利用 GPS RTK 技术，实现获得施工机械设备的三维信息与状态信息。系统运行的过程中，利用定位系统以及传感器信号，能够实时准确记录传感器数值，依据状态信息，通过图形或者数值等方式，给操作人员，提供机械部件以及目标工作面位置信息，指导设备操作人员施工。

3公路土建项目施工中数控技术应用的实例分析

数控机械施工技术因其有诸多优点而在公路建设中被广泛应用，以下结合某地区高速公路建设项目为例，对其中一段500m的精加工路段进行数控机械施工技术的应用分析。

3.1数控机械施工的标高偏差

施工技术质量好坏可以通过对施工标高数据进行比对来显示，是评价施工技术精准性和优越型的显著指标。相比于传统的机械施工技术中标高数据的比对，数据机械施工技术最大的优点是可以有效降低误差，提高施工的精准性，本项目借助数据机械施工技术有效控制了施工标高误差，提高了精准度，由此说明数据机械施工技术的辅助，可有效强化对施工过程的管理和控制。

3.2经济效益分析

为有效直观的比对数控机械施工技术的特点，对上述提到的项目路段开展施工试验，进而有效比对施工成本和收益。数控系统主要采用了美国Trimble公司的GCS900系统，500m长的精加工高速公路路段分别采用传统机械施工和数控机械施工技术进行施工，分别施工长度为250m，通过施工数据的收集对比两种施工方式的施工效率、误差、成本，详细参数见表1。由表1可以发现，数控机械施工有效提高了施工效率、降低了施工误差，大大减少了施工成本，提升了施工效益。施工人力的降低对整个施工过程数据的收集并未产生影响，同时人力的减少对于施工过程中施工机械的干扰性、施工安全隐患等均明显降低，并且还节约了成本，两种施工模式的成本明显差异直接展现了数控机械施工的优越性。

4施工要点把控

4.1做好碾压层厚度的控制

开展公路土建施工作业，若碾压层厚度较厚，则难以形成高密实度。 若为沥青混凝土，则厚度越厚密度越高。基于此，需要结合公路实际情况，按照设计标准，做好施工厚度的控制。 利用数控机械技术，实时采集施工数据信息，掌握碾压情况，以便于及时调整施工作业，进而保证施工质量。

4.2做好碾压温度控制

以沥青混凝土道路为例，其压实效果，同碾压温度有着直接的关系。若温度较高，则可以减少碾压次数，来获得高密实度以及压实质量。从施工实际效果来说，若温度较高，使用钢轮设备，极易带起混合料，产生压痕，难以保障压实效果。若温度较低，则碾压难度会增加，极易引发安全隐患。基于此为确保工程施工的质量，需要做好碾压温度控制。

4.3做好碾压速度与遍数的控制

开展碾压施工作业，若速度过快，为确保碾压作业的质量，通常需要增加碾压次数，如此则难以保证压实效率。基于此，合理控制碾压速度，科学缩减碾压时间，提高碾压作效率。 无论过快或者过慢，均难以满足质量要求，极易造成路面缺陷，因此开展公路机械化施工作业的过程中，要充分发挥数控机械技术的优势，做好施工质量的把控。

5结束语

综上所述，在公路土建工程施工过程中，对数控机械的应用日益广泛。数控机械集成了机械控制技术、精准定位技术和现代通讯技术，可以进行一体化数控机械施工，避免人为因素而引起的施工误差，提高施工成本，缩短施工工期，简化施工流程。通过在实际工程施工中应用数控机械设计师，不仅推进了施工安全，为施工提供了高效、优质、安全的保障，而且也提高了工程的施工进度和施工质量，推进了公路现代化建设的发展。

参考文献：

[1]李涛，周斯格，黃爱翔，赵磊，刘牧民.数控机械技术在公路土建施工中的应用[J].湖南交通科技，2013，（2）.

[2]杨舒雅，赵昕.公路土建施工中数控机械技术的应用[J].技术与市场，2014，（8）.

[3] 武军醒 . 数控机械技术在公路土建施工中的应用 [J]. 建筑工程技术与设计， 2016（ 17）.

[5] 吴 飞 . 浅谈数控机械技术在公路土建施工中的应用 [J]. 黑龙江交通科技， 2015（6）：181.

作者：黄维

公路土建应用数控机械技术论文 篇2：

数控机械技术在公路土建施工中的应用分析

摘 要：在当代公路施工的过程中，随着工程量的日益增加，尤其是在最近几年里发展速度飞速的数控机械受到相关领域的认可。对此，本文主要从数控机械的概述、数控机械施工的实例和效果几方面进行分析，提出合理化建议，旨在促进数控技术在我国公路土建施工中发挥出重要的作用，为我国的经济建设做出贡献。

关键词：数控机械；技术；公路土建施工；应用

随着我国经济水平的飞速发展，我国公路建设得到了大幅度的提升，在工程数量不断增加的今天，推动机械作业技术的不断进步是保证施工质量的重要途径。对此，本文主要从以下几方面来详细的分析数控机械技术在公路土建施工中的具体应用情况，并提出相关见解，提供给相关人士，供以借鉴。

1 数控机械的概述

随着我国科学技术的日益完善，数字化控制技术在不同行业都得到了普遍的认可，其中使用范围在某种程度上反映出了行业的现代化水平。传统的土建标高“坡度”等有关参数，大多数都是采取机械操作的形式来对桩位进行检测的，并且使用手工操作土方机械来加以控制，利用检查的形式来进行多次的调整。因为土方机械功能不同，机械操作效率也存在不同，将随机性增加，致使产品验收概率不断降低，为了确保质量能够达到合格的标准，不仅增加了成本，而且还对施工进度以及企业形象产生不利影响。而将该施工手段运用其中，就可以较好的将此列问题加以处理。

1.1 数控机械化施工的概念

数控机械化施工，是指依托建立的三维设计图数据模型、工地现场定位及数据采集系统、数控机械控制系统等基础平台，通过结合双向通讯技术，整合工地信息资源，突破时间、空间的局限，对单台、多台甚至整个工地的施工机械，实现实时管理、精准控制的施工模式。在市政公用工程、道路工程、水利、矿山工程、机场、大型广场和商业用地等土建基础工程项目中，可以将数字智能控制系统安装在平地机、推土机、挖掘机、压路机和摊铺机等施工机械上以组成数控智能设备，广泛应用于断面土石方开挖、边坡修整、场地平整、水稳基层、油面的摊铺，以及各阶段的压实和验收。数控机械化施工，不但可以采用单机、多机组合，实行对某工序及分项工程的控制，也可以实现全线多标段、多机械的组合，这样就能为业主实现管控一体化提供一个很好的管理平台。

1.2 数控机械化施工原理

就数控机械化施工而言，采取智能机器人全站仪对存在的情况进行检测，并在第一时间得到三维位置以及具体的情况；系统利用相应的定位系统以及不同种类的传感设备所发出的信号，对传感器所产生的数值做好记录工作，并且对数字化三维设计基准模型和相应的位置信息有机的结合起来，通过图形、声音信号等诸多形式来对机械工程部件以及相应的工作面进行相对，从而指引操作人员能够准确的开展施工。

1.3 数控机械施工的工艺流程

以路基填筑为例，施工流程是：把设计数据输进系统中，架设好定位基站，使机械在一个定位基准上，用运料车进行装。卸料，数控操作推土机把料堆散开，自动调节铲斗粗平物料，数控操作平地机结合设计自动调节铲刀精平，数控操作压路机进行碾压，实时显示碾压区域压实度与压实遍数，结束施工，然后及时给出动态数据。

1.4 数控机械施工特点

数控机械施工能够为相关设计数据提供直接输入的功能，并做好无桩施工，在某种程度上节约了人力以及物力，可以将设备在组合中的整体水平加以提升，从而使施工环节具有一定的安全性，将打桩作业环节去除，采取自动化控制以及收集相应的数据，从而减少机械的使用次数；相关单位对工程数量以及水平进行时刻的监控，为实现统一的管理带来方便。在整个环节实现动态控制的效果，减少返工现象的出现。以往机械施工中，需要对放桩以及护桩进行检测，而且需要适量的人来配合，这样就大大降低了施工效率，并且对气候以及光线等都有着较强的依赖性，没有做到安全施工；依据桩位进行适当的调节，采取人工操作的方式做好相应的检查，并收集相关的数据，机械应用较为复杂；所收集到的数据亦或是设计变更都不能在第一时间进行反馈；分成很多环节进行控制，往往会出现返工的情况。

2 数控机械施工的实例和效果

2.1 成型后的外观数据

没有对技术指标进行验证，本文所采取以下两种施工形式：一种是传统机械施工；另一种是数控机械施工。并且在两端200m范围的路段进行对比，从所获得的对比结果可以得知，以往机械以及数控机械在完成施工以后所产生的数据相差很大，后者所产生的方差比前者要小5倍左右。

2.2 两种作业方法的成本比较和经济效益

在某高速路段一标，选择全幅400m路基工段，选择两种机械施工方式分别施工200m，数控机械方式，0.5d（施工完，一次验收后达到合格，传统机械方式，1天施工完，一次验收后达到合格。对于设备、人员和施工时间，数控机械作业模式中测量人员1人，没有輔助测量员和护桩员；数控平地机1台，推土机和压路机各1台；时间是半个班台4小时。传统机械作业模式中测量人员1人，辅助测量员2人，护桩员5人；平地机、推土机和压路机各1台；时间是1个台班8小时。人工费比较：选择数控机械，完全达到无桩化施工，只要1个测量人员对路基的外形参数进行输入与收集，没有辅助测量员和护桩员，防治现场人员干扰到机械施工，消除由此造成的安全隐患，节省很多人工费。通过施工中有关数据的计算可知，对于人工费，数控机械方式是传统机械的23.7%。燃油消耗，柴油价格按照7.16元/L：选择数控机械后，燃油费节省1156元，对于该项费用，数控机械方式是传统机械的74.2%。机械台班费：选择数控模式机械台班费节省了500元，对于该项费用，数控机械方式是传统机械的77.3%。根据上述三项费用有关数据的计算结果：传统作业方式下，人工费、燃油消耗和机械台班费共计7828元；数控作业方式下，人工费、燃油消耗和机械台班费共计5302元。所以，以200m道路施工为例，两种作业模式下直接成本，数控机械施工费是传统机械模式下的67.7%，比较起来节省32.3%。

结束语

通过以上内容的论述，可以得知：我国公路以及工程在不断发展的形势下，对工期、成本等方面的控制要求愈来愈多，以往的机械施工已经不能符合当前发展的需要，而数控机械中所具有的多机以及多标段作业不但确保了施工可以达到安全、高效的效果，也对业主实现智能以及数字化管理等提供了重要的依据，为未来的发展建设施工中明确正确的方向。

参考文献

[1]李佳民.数控机械在公路施工中降低误差的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2014（12）.

[2]张伸超.数控机械施工技术在公路工程施工中的应用[J].河南科技，2015（02）.

[3]杨舒雅，赵昕.公路土建施工中数控机械技术的应用[J].技术与市场，2014（08）.

[4]吴飞.浅谈数控机械技术在公路土建施工中的应用[J].黑龙江交通科技，2015（06）.

[5]李涛，周斯格，黄爱翔，赵磊，刘牧民.数控机械技术在公路土建施工中的应用[J].湖南交通科技，2013（02）.

作者：娄双

公路土建应用数控机械技术论文 篇3：

数控机械技术及其在公路土建中的应用

摘要：随着科学技术的不断发展，对数控机械的应用日益广泛。通过在公路工程施工过程中应用数控机械技术，可以提升公路工程施工精度，降低施工误差，缩短施工工期，保证工程的施工效率和施工质量。文章首先对数控机械施工技术的基本概念以及数控机械技术原理进行了分析，然后对公路土建施工中数控机械技术的实际应用效果进行了探讨。

关键词：数控机械技术；公路工程；土建施工；施工精度；施工质量 文献标识码：A

随着现代化公路施工水平的不断提升，利用专业化的机械设备解决施工过程中遇到的土建问题已经成为了一种常态。在公路土建工程施工过程中，以数控技术为代表的技术操作所占的比例越来越大，推进了现代化工程建设的进程。在公路工程施工过程中，通过利用数据机械技术可以有效解决工程施工中因操作水平差异而造成的各种问题，降低施工成本，提升施工质量。

1 数控机械技术概述

数控机械施工技术综合了多个技术平台，如数据收集、定位技术、机械把控技术、三维建模设计等，利用通讯技术对现场资源的合理整合、分配、利用，最大限度突破时间和空间制约，利用数控机械完成对施工现场实际施工情况和进度的实时跟踪和把控。数控机械施工技术在各类工程中均有着广泛的应用，包括公路、机场、公共场所等工程，将智能控制系统和施工机械有效联合起来形成智能数控机械，进而实现多道关键工序的施工、压实和验收。该项施工技术有效实现了分工序、分环节、多设备、多标段等高效组合施工的精准把控。借助专业性平台完成项目的施工，如机场项目中，对于跑道的水稳施工可通过数控平地机完成，不需要挂线处理，高速公路的精加工层项目也可以不经过放样、测量即完成施工。数控机械施工技术最主要是采用GPS定位或实时动态定位技术有效把控施工机械设备的准确状态和位置，借助传感器进行数据采集，并校准三维化模型，进而发出正确的操作指令，施工人员可按照指令进行机械控制，实现精准施工。传统机械化施工的主要缺点有效率低、数据反馈滞后、安全性低、外部条件依赖性强等，数控机械施工技术联合了多项技术，使得人员、材料、设备得到有效利用，充分节约了施工时间，降低了人力和成本，施工安全性得到保障，且实际施工中工程质量可以有效监控，完全实现了管控一体化施工，降低了返工率。

2 数控机械施工技术原理和特点

2.1 数控机械施工技术原理

数控机械施工技术主要利用GPS的RTK技术或智能机器人全站仪的实时动态定位技术等，实时监控工程机械的三维坐标及当下运行状态。通过接收定位系统和各类传感器所传输的状态信号，收集和整理各类数值以及收集到的三维设计模型和机械状态信息等，利用数值、图像、声音等信号形式，有效显示机械和实际工作面的准确方位，辅助施工人员选用自动施工模式把控铲刀，进而完成施工。

2.2 特点

相比于传统的机械化施工，数控机械施工技术在工程项目中的应用有着明显的优势，具体表现在以下四点：（1）通过往系统录入对应的设计数据，可实现无桩化施工，且数据具有很高的精确度，无需多次审查确认，极大程度降低了人工和時间成本。同时可有效提升施工现场机械组合的利用率，降低施工中机械的能耗，有效保障安全施工；（2）可有效免去打桩参照，使得现场施工机械得到有效的自动把控，通过自动采集相关施工数据，一定程度上减少了施工设施的使用率；（3）有效完成对现场施工的实时动态监管，真正做到管控一体化施工；（4）有效实现对公路工程开展全过程的实时动态监控，从根本上避免返工情况的发生。

3 数控机械施工技术工艺流程

相比于传统的机械施工，数控机械施工技术的工艺流程与传统机械施工存在着很大的差异。以路基填筑施工为例，其主要施工流程为：认真整理设计数据，并录入施工系统，布设对应的定位基准，进而保障所有施工机械设施均位于同一定位基准下；合理安排运料车辆，高效完成物料的装卸；借助数控推土机完成物料初期的平整度调整；借助数控平地机，综合录入的设计数据，自动调整铲刀，精准调平物料；采用数控压路机自动控制完成碾压，将相应施工区域的碾压进展情况、次数、压实度等参数通过传感设施进行传输、显示，确保在完成施工后可以及时给出相应的动态施工数据。

4 数控机械技术的实际应用

数控机械施工技术因其有诸多优点而在公路建设中被广泛应用，以下结合某地区高速公路建设项目为例，对其中一段300m的精加工路段进行数控机械施工技术的应用分析。

4.1 数控机械施工的标高偏差

施工技术质量好坏可以通过对施工标高数据进行比对来显示，是评价施工技术精准性和优越型的显著指标。相比于传统的机械施工技术中标高数据的比对，数据机械施工技术最大的优点是可以有效降低误差，提高施工的精准性，本项目借助数据机械施工技术有效控制了施工标高误差，提高了精准度，由此说明数据机械施工技术的辅助，可有效强化对施工过程的管理和控制。

4.2 数控机械施工的成本和收益

相比于传统的机械施工，数控机械施工有效节约了人力、物力和成本，且施工过程中受周围条件影响较小，施工安全性得到有效保障，大大提升了施工效率。在处理施工数据上，数控机械施工有效解决了传统机械施工处理数据所需人力大的问题，同时收集、整理、核查数据的工作也大大降低，可有效解决因设计变更而引起的数据调整问题，降低了返工率。数控机械施工技术通过融合多种先进技术，将三维建模和多技术平台有效结合，实现施工数据的自动快速收集、整理、控制和分析，有效把控施工进度和施工质量，实现了施工整个过程的动态监控，真正做到机械一体化施工，有效保证了施工成本和收益。

为有效直观的比对数控机械施工技术的特点，对上述提到的项目路段开展施工试验，进而有效比对施工成本和收益。数控系统主要采用了美国Trimble公司的GCS900系统，300m长的精加工高速公路路段分别采用传统机械施工和数控机械施工技术进行施工，分别施工长度为150m，通过施工数据的收集对比两种施工方式的施工效率、误差、成本，详细参数见表1。由表1可以发现，数控机械施工有效提高了施工效率、降低了施工误差，大大减少了施工成本，提升了施工效益。施工人力的降低对整个施工过程数据的收集并未产生影响，同时人力的减少对于施工过程中施工机械的干扰性、施工安全隐患等均明显降低，并且还节约了成本，两种施工模式的成本明显差异直接展现了数控机械施工的优越性。

5 结语

综上所述，在公路土建工程施工过程中，对数控机械的应用日益广泛。数控机械集成了机械控制技术、精准定位技术和现代通讯技术，可以进行一体化数控机械施工，避免人为因素而引起的施工误差，提高施工成本，缩短施工工期，简化施工流程。通过在实际工程施工中应用数控机械设计师，不仅推进了施工安全，为施工提供了高效、优质、安全的保障，而且也提高了工程的施工进度和施工质量，推进了公路现代化建设的发展。

参考文献

[1] 李少煌，刘光辉.数控机械技术在公路土建施工中的应用[J].黑龙江交通科技，2014，（11）.

[2] 李涛，周斯格，黄爱翔，赵磊，刘牧民.数控机械技术在公路土建施工中的应用[J].湖南交通科技，2013，（2）.

[3] 杨舒雅，赵昕.公路土建施工中数控机械技术的应用[J].技术与市场，2014，（8）.

[4] 刘祥坤.机械数控技术的应用现状和发展趋势[J].中国科技投资，2013，（10）.

[5] 郑生萍.试论高速公路土建工程施工计量[J].广东建材，2012，（11）.

（责任编辑：王 波）

作者：林翠军