水电工程进场公路路面摊铺厚度实时监控系统研制与应用

摘要

水电工程进场公路不仅是建设期施工物资（大型施工机械、施工材料等）的运输通道，同时也是地方交通网络的重要组成部分，公路设计等级高，施工质量要求高。路面摊铺厚度是影响进场公路耐久性能的关键因素之一。传统的路面摊铺厚度控制方法主要依靠现场施工人员随机插钢尺的方法进行人工控制，由于受人为因素干扰，难以实现摊铺厚度连续控制，且管理较粗放，往往易于造成摊铺厚度不达标的情况。而拉钢丝线法和架设平衡梁法等常规方法，由于其控制方法自身的弊端，难以保证其路面摊铺厚度控制精度，且不能对施工过程中路面摊铺厚度值进行记录，不利于实现摊铺厚度施工质量精确控制和有效管理，难以确保施工质量。在路面摊铺厚度检测方面，钻孔法和无损检测方法，只能实现路面摊铺厚度事后管理，且均未能提供检测位置的绝对坐标，无法实现路面摊铺厚度现场实时控制及事后检测位置处不合格区域的精确定位。因此，有必要结合水电工程进场公路路面摊铺厚度施工的特点，深入研究进场公路路面摊铺厚度实时监控技术，对于确保水电工程进场公路路面摊铺厚度的施工质量具有重要的现实意义。本文主要研究内容和成果如下：
　　（1）结合全站仪自动跟踪定位技术、Zigbee通讯技术、激光测距技术及GPRS技术等，研制开发了路面高程实时采集装置，提出了路面高程计算方法，实现路面（摊铺基准面和摊铺面）高程值的连续、自动、高精度、实时采集，为路面摊铺厚度的计算提供基本依据。
　　（2）依据路面摊铺基准面采集计算的离散采样点高程值，构建基准面 TIN数字高程模型（DEM），提出了基于DEM的路面摊铺厚度（摊铺面与基准面高程差）的实时计算方法，实现了路面摊铺面采样位置处的摊铺厚度的实时计算。
　　（3）研制开发了水电工程进场公路路面摊铺厚度实时监控系统，同时进行了工程初步应用，实现了路面摊铺厚度的实时显示、不达标区域的实时报警，可直观、准确地指示摊铺厚度不合格区域的坐标位置，便于及时指导质量补救，有助于建立路面摊铺厚度前方（摊铺施工仓面监理、施工单位）与后方（现场营地设计、业主等）结合的“司机-承包商-监理-业主”一体化的质量管理模式，有效提高了路面摊铺厚度施工质量的管理水平。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究思路与主要内容

第二章 路面高程的实时采集装置研制及计算方法

2.1引言

2.2路面高程实时采集装置研制

2.3路面高程实时计算方法及参数的确定

2.4路面高程值采样误差分析

2.5本章小结

第三章 基于DEM的路面摊铺厚度实时计算方法

3.1引言

3.2路面摊铺基准面数字高程模型（DEM）的建立

3.3摊铺厚度实时计算方法

3.4本章小结

第四章 进场公路路面摊铺厚度实时监控系统的设计与开发

4.1引言

4.2系统总体结构设计

4.3系统数据流分析

4.4实时监控系统客户端开发

4.5系统应用步骤

4.6本章小结

第五章 工程初步应用

5.1工程试验段概况

5.2路面摊铺基准面高程采集实施

5.3路面摊铺厚度实时监控实施

5.4路面摊铺厚度监控精度分析

5.5本章小结

第六章 结束语

6.1本文总结

6.2进一步展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢