一、任务来源
随着市政工程行业的发展，人们对道路基层施工质量与经济效益提出了更高的要求。传统的挂线基层摊铺方式工艺已相当成熟，可以满足规范与设计要求，但是依旧存在测量工作繁重、精度控制程度低、施工现场不利于机械周转等问题。且受到工艺自身限制，难以通过改进获取更好的施工质量与经济效益。
为了有效地克服以上施工难题，大幅提升施工质量。因此运用数字化理念，引入3D摊铺技术，使用更加新型化、智能化的计算机的仿真技术，达到现代化的施工目标，让工程项目获得更多收益。
二、应用领域
此技术适用于城镇道路水泥稳定土类基层摊铺。
三、技术原理
测量机器人以10~12次/s的频率自动跟踪并且精确测定通过桅杆安装在摊铺机上的棱镜的三维坐标（即摊铺机熨平板的实际位置和高度)，然后将该数据通过蓝牙模块无线传输到机载电脑内，并结合桅杆倾角传感器传出的数据，对安装棱镜桅杆的倾斜度进行补偿计算，这样就得到摊铺机熨平板的实际3D位置。由于预先把设计数据输入到了机载电脑，故机载电脑对机器的设计数据和实际位置进行不断的比较，根据两者的偏差，对底层执行系统发出指令，控制电磁阀使找平油缸动作，自动调整熨平板的高度和坡度，从而实现自动摊铺作业。
四、性能指标
1.测量机器人
测量机器人(智能型高精度1"全站仪)的配置数量应根据实际作业需求决定：单机摊铺时跟踪机器人不应少于2台,检测机器人不应少于1台;双机联铺时跟踪机器人不应少于3台,检测机器人不应少于1台。测量机器人应内置马达,并满足抗高温和耐磨损要求,换面速度快而稳定。测量机器人测角精度1"以上,测距范围不小于1500m,测距精度1mm + 1.5ppm以内,导向光工作范围150m以上。另外,测量机器人具有RS232、蓝牙和USB等多种接口。
2.360°棱镜
根据全站仪自动跟踪的特点，应配备360°棱镜。棱镜必须保证不变形,能正确反射不同方向入射的光信号。同时,因需要实现测量的动态控制,因此,当水平方向上设定可反射入射角的范围较广,从0°至360°,而在垂直方向上,可调节的反射入射角是在仪器量测范围内的-50°至+50°。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600m。
3.桅杆倾角传感器
其工作温度范围应满足-10℃～60℃，防护等级IP65以上。量程范围不小于±10°,分辨率不低于0.02%。零点稳定性需特别强调,其影响着整体测量结果,应大于0.2%。线性度的控制也需要进行适时调整,幅度应保持在±0.2%以内。防振级别应满足摊铺机振动状态下的测量精度要求。
4.通信电台
用于3D摊铺的通信电台应保证防护等级IP65以上,数据传输模式具有RS232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要求。
5.控制面板
控制面板应满足防护等级IP65以上，且具有高亮度、高分辨率显示
功能,能在背光及强光条件下清晰显示,允许电压波动在±10%以内,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。
6.辅助软件
3D摊铺辅助软件分为建模软件和控制软件。建模软件能将原有的工程二维设计蓝图，转化成机械设备、测量设备能够自动识别的三维电子设计图。应具有录入设计数据、里程桩坐标的功能,形成3D模型,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。
控制软件应能够对量测信息实时采集、处理、分析,将实测高程与3D模型比对,生成高程修正信息并传输至摊铺机找平系统。另外，还应能够记录、储存施工参数信息,生成摊铺质量报告。
7.桅杆
桅杆应坚固耐用，易拆卸。材质宜采用直径60mm的镀锡钢管，长度不少于3.5米。桅杆应加工为伸缩式，便于运输和调整长度。
8.线缆
线缆应结实耐用，抗拉，抗弯折，耐高温，接口固定方式牢靠，线缆长度应满足摊铺机工作需要。
9.机械控制手柄
控制手柄需具备接收控制输出信号,调节找平体系的功能。可以设定摊铺机的工作状态,进行灵敏度设置、液压模式设置。可显示传感器的调节状态。
10.接线盒
接线盒应具备收集各传感器数据，并传输至控制面板的功能。
11.摊铺机
应根据路面宽度、厚度、结构层选择合适的摊铺机械及数量。找平
系统符合国际通用CAN通信协议和MOBA通信协议。机械电气和液压系统运转正常，无故障。
12.摊铺精度为高程误差在±5mm.
五、与国内外同类技术比较
有效简化施工流程,节省施工时间和人员投入,提高工作效率。实时的摊铺测量检测,根据实时测量结果，3D自动摊铺系统会自动调整摊铺厚度、坡度和方向。全自动3D控制精确稳定,避免人为误差，精确控制每一摊铺层的摊铺标高、厚度和坡度。
