中国首例！拓普康SmoothRide系统成功应用国内高速公路精铣刨施工

项目背景

G25长深高速北起吉林长春，南至广东深圳，是连接我国南北的重要通道，在国民经济生产生活中发挥着重要作用。位于浙江湖州境内的长兴至湖州段，改扩建后的部分路段，机动车行驶会有比较明显的颠簸感，影响行车舒适性并存在安全隐患，不能满足高速公路运营对路面平顺性和IRI标准的要求，亟需对其表面进行处理。

G25长深高速路段

传统施工无法通过表面微处理的方式来提升平顺性，典型的处理方式是先将该段路面铣掉再重新铺装，弊端显而易见：前期需要进行大量的人工数据采集和测量工作；施工前的准备和实施需要较长时间的道路封闭，严重影响该路段的交通和安全，并大幅增加整改路段的施工成本。无论是从经济性还是时效性等方面来考量，传统施工方式都不是理想的选择。

经过多方的调研考察，浙江省交通集团高速公路湖州养护中心决定采用拓普康SmoothRide™系统，利用该系统毫米级的变量控制精度，配套精铣刨鼓的方式对路面进行微处理，在最大程度上减少因施工对交通造成的影响，以先进、科学的手段来提升路面的平顺性。

具体工作由湖州养护中心携手拓普康中国、狞猫智能和徐工集团等多家单位通力协作完成，这也是拓普康SmoothRide™系统首次应用于国内高速公路的铣刨项目。

实际检测结果表明，拓普康SmoothRide™系统配套徐工XM200KⅡ铣刨机（配套精铣刨鼓），可以实现毫米级变量铣刨，直接通过表面微处理的方式，有效提升路面的平顺性，填补了国内该领域的技术空白。

项目实施

1.  路面数据采集

我国交通法的相关规定对高速公路车辆行驶速度和行车方式有一定的要求，出于效率和安全性考虑，本次数据采集以分段封闭部分车道（三车道，封闭含超车道的两个车道，剩余车道正常通行）的方式进行。

道路封闭后，先要架设GNSS基站采集静态数据，用于后期数据处理；同时使用RD-M1路面扫描系统，快速获取本次高速公路翻修路段的路面点云数据，海量的点云数据真实的反映了路面的情况。

于2021年11月24日展开路面数据采集工作，本次总计完成了1km的高精度路面数据采集，用时约1个小时。

RD-M1系统路面数据采集

2.  铣刨施工数据设计及施工方案确定

技术人员采用拓普康专业的Magnet Collage内业处理软件，从海量的点云数据中提取出来能够真实反映道路现状的点云，然后将点云数据生成可用于施工控制的原始面层数据格式。通过设计软件对原始面层进行调整，进而生成可用于铣刨的设计数据。在实现高精度、高效铣刨作业的同时，提前对铣刨深度、铣刨量和平顺性等指标进行平衡，完成最优化设计。

原始路面点云数据

路面3D数字化格网设计

此次翻修工程是对道路表面进行微处理，需要尽可能少的产生对原始路面的破坏，在进行设计的过程中，需要通过提升或着降低设计面的高程从而调整铣刨量以及控制设计路面的平整度值，来寻求工程量和平整度之间最佳的平衡点。根据湖州养护中心提出平均铣刨厚度控制在4mm的指导意见，拓普康技术团队基于该技术指标，提前完成设计。

参与本次施工的各方主要人员于11月25日下午在浙江省交工高速公路湖州管理中心针对铣刨设计、施工和具体工作进行技术交底，与会各方对此开展进行了广泛且充分的交流。最终在湖州养护中心主要领导和技术人员的充分认可下，双方共同确认了施工和设计标准，在提升原路面平顺性的同时，在最大程度上不影响原路面强度结构的前提下， 整体平均铣刨设计深度控制在4mm。

RD-MC变量铣刨设计-横断面设计展示

IRI平整度指标计算报告

RD-MC变量铣刨设计、施工技术交底会

3.  RD-MC变量铣刨施工

11月26日上午正式展开实际的铣刨工作。在铣刨施工进场之前，技术人员首先在铣刨机上安装RD-MC自动控制系统，测量铣刨机及系统传感器的相对位置关系，建立铣刨机模型数据，并做好调试和系统校准。

正式施工之前，技术人员首先架设GNSS控制基站，并将3D数字化设计数据导入自动控制系统，铣刨机就可以自动识别当前位置和对应位置的铣刨深度，采用系统配套的RTK流动站进一步核对当前铣刨位置和铣刨深度的匹配关系，获取精确的传感器校准值，并根据需要进行毫米级的微调。

设置铣刨机尺寸

所有准备工作就绪后，即正式开始铣刨作业。整个过程中无需再对铣刨鼓的升降进行人工干预，RD-MC系统会根据设计对应的位置关系，对铣刨鼓自动进行升降调整，达到变量铣刨的效果。

采用拓普康RD-MC变量铣刨控制系统，不仅可以大幅减少人员对机械的操作，同时可以显著提高铣刨精度并达到毫米级的变量铣刨效果。

RD-MC变量铣刨作业

RD-MC变量铣刨结果检查

4. 竣工检查

铣刨工作完成后，现场工作人员采用传统驾驶的方式，在完工的铣刨面上进行行车舒适度检查，可直观感觉到采用拓普康RD-MC变量铣刨系统完成铣刨后路面的平顺性有了明显改善和提升，从根本解决了传统铣刨方式不能完成的变量铣刨施工效果。并采用RD-M1路面扫描系统对完工后的路面重新进行数据采集，采用同样的技术手段，对同一路段铣刨前后的平整度IRI指标进行量化分析与对比。

RD-MC变量铣刨施工效果

 施工分析和总结 

浙江杭宁高速管理中心

11月26日下午，本项目主要参与方在浙江杭宁高速管理中心召开了施工总结分析会。技术人员现场采用拓普康SmoothRide™系统配套的Magnet套装软件将铣刨竣工路面的数据进行分析处理，分别就本施工路段铣刨前后的数据进行IRI指标分析对比，整体分析结果如下。

施工效果分析总结会现场

1、铣刨后的IRI指标满足验收标准：

铣刨前路段的原路面的平均平整度IRI指标为2.13，铣刨后该路段的路面平均平整度IRI指标为1.54，铣刨后的平顺性指标达到养护中心的预期要求和验收标准，铣刨前后路面IRI指标参见下图；

G25铣刨前后IRI值对比

2、现场实际铣刨情况：

采用拓普康RD-MC变量铣刨系统，结合3D数字化施工设计，实现了将原路面相邻的凸出区域进行毫米级铣刨、低洼区域并未铣刨的变量铣刨效果，有效提升了原始路面的平顺性；

3、行车体验对比：

铣刨前后的实际行车体验进行了对比，铣刨后虽未摊铺，实际行车颠簸感明显减少，仅存在于局部低点且未铣刨到的区域；

4、局部低点区域处理分析：

变量铣刨设计需要兼顾路面高点和底点间的平顺性，需要同时考量整体翻修的经济性，以实现平顺性和翻修（兼顾铣刨和摊铺量）量间的最佳平衡。如需进一步提升局部低点的平顺性，可考虑采用超薄罩面工艺对该区域进行填铺；

5、系统时效性及安全性：

拓普康SmoothRide™系统采用车载方式对路面进行激光扫描，路面测量数据的速度和密度是传统方法无法实现的，且路面的海量3D激光点云数据更能真实的反映原始路面起伏状况，时效性和精度更高，特别是对于半封闭的运营路面来说，车载路面测量和数据采集方式也更加安全。

结 论

基于上述分析，同时结合湖州养护中心所辖高速公路的工程实际需求，与会各方形成统一意见和结论如下：

1、拓普康 SmoothRide™平顺道路翻修系统是面向翻修领域的创新型、技术领先的先进施工工艺，从根本上解决了传统翻修施工工艺在组织实施和精度控制等典型的痛点问题；

2、本次施工达到了预期的铣刨修复效果，有效避免了大面积和大规模的工程返工，大幅降低了因传统施工方式所需的封路时间等，为浙江省湖州辖区内的高速运营和管理节省时间和经济成本提供了范本；

3、采用先进、科学、数字化的手段，为高速公路分区、分段的精细化养护提供高精度数据和施工技术支撑，立足于数字化的养护施工技术实现科学决策、精准施策，有效提升高速公路运营和养护的综合管理水平；

4、拓普康SmoothRide™系统集数据采集、处理、设计、自动化施工控制和检测于一体，可以根据项目实际，采用不同的组合适用于不同工况的养护需求，满足不同客户的个性化需求；

5、该技术可以与超薄罩面工艺充分结合，在采用毫米级RD-MC变量铣刨的同时，配套使用毫米级的RD-MC变量摊铺，可以进一步提升路面平顺性达到更好的翻修效果。