智能摊铺 | 卢森堡机场利用Trimble 3D机械控制翻新跑道

以下视频来源于Trimble天宝

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项目概述

位于芬德尔的卢森堡机场是欧洲重要的货运枢纽。为了提升运营效率，保障航班安全，机场需要对一条已经运营了30年的长4000米宽60米的跑道进行全面翻新和维修。

机场运营商要求在不影响日常航班起降的情况下完成跑道重新铺设。考虑到速度、灵活性和质量等因素，运营商决定在现有跑道上用不同的沥青层铺设一条新跑道。他们计划先用铣刨机修正跑道路面，再用沥青摊铺机铺设沥青，然后每天早晨重新开放跑道，恢复机场的正常运营。

铣刨机的单个Trimble MT900车载靶标由Trimble GS420机械控制传感器进行补偿。可以人工检测铣刨深度，通过尺寸检测来验证随后的沥青摊铺量。

这是一项高精度、高度复杂的任务，不容有丝毫延误。这个项目之所以能够成功，要归功于一支技术精湛的团队、3D机械导航以及Trimble公司的先进技术。

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时间紧迫

在项目启动之初，机场就为施工团队规定了一个夜间施工时段，即从晚上11点到早上6点，项目预计需要210至220个夜晚完成。

施工团队测量部门负责人Christophe Latteur说：“如果没有3D机械控制，只采用传统的工作流程，是不可能完成这个项目的。我们了解Trimble设备及其工作原理，而且我们已经验证过它的可靠性。”

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高精度目标

团队首先是在分包商提供的测量数据的基础上，通过移动测绘扫描点云创建了一个数字化项目。然后根据这些数据和所需要的跑道轮廓，进一步创建详细的日常工作计划。

接下来，施工团队为铣刨机和沥青摊铺机配备3D机械控制系统。该系统由Trimble CB460控制箱和MT900车载靶标组成。团队每晚都会动用两到四台Wirtgen W200和W210Fi铣刨机以及多达8台Vögele Super 1800-3和Super 2100-3摊铺机来翻新跑道。超过16台Trimble SPS930机器人全站仪用于指导和控制施工。

“我们的全站仪配备了高精度的CDD传感器。SPS930发射的信号经目标反射后，在200米处可实现1毫米的测高精度。”Trimble的土木工程业务开发经理Norbert Mattivi说道。

全站仪每秒20次通过无线电将棱镜坐标位置传输到CB460控制箱。除了该系统外，团队还用Trimble TCS3和TCS7数据控制器设置全站仪，以及检查铣刨和摊铺表面的平整度。整个操作需要240多人和100多台机器和卡车才能完成。

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主动跟踪技术

每晚11点，团队成员就会各就各位，各司其职，全站仪也开始控制和引导机器。

第一项操作是将机械设备和这些全站仪配对。“每台MT900都会发出一个编码唯一的信号，由负责跟踪该目标的全站仪接收，”Mattivi说道，“这是Trimble系统的优势之一。每个机器人全站仪只跟踪一个棱镜，并锁定它。即使卡车从两个棱镜之间经过，也不会受影响。”

此外，全站仪架设在摊铺机后面3米高的三脚架上，以避免工作中的压实机干扰光线。

TinyRobots是一种自主线预标记解决方案，配备Trimble SPS986 GNSS智能天线，每天晚上都由它先对铣刨区域进行标记。然后，由Trimble PCS900摊铺控制系统控制的铣刨机就可以开始工作了。Mattivi解释道：“这些机器装有一个带有MT900车载靶标的单桅杆。因此，我们有一个测高点，结合Trimble GS420机械控制传感器，铣削精度可达±3毫米，工作速度最高可达25米/分钟。”在测量完铣刨深度后，施工人员清扫和涂抹粘合乳剂，就可以铺设沥青了。

Trimble TSC7数据控制器用于全站仪的初始定位、控制工作以及微型移动机器人的编程。

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分组工作

摊铺机分组工作。第一台摊铺机在跑道轴线的左侧工作，两侧均采用3D引导，并提供10米宽的水平和坡度信息。第二台摊铺机也配备了10米宽的熨平板，在跑道轴线的右侧，通过超声波从左侧摊铺层获取信息并工作。施工团队采用这种工作模式完成了整个跑道的摊铺工作。

“我们铺设了两到七层沥青，每层平均厚度为4.5厘米，每层最大厚度为10厘米，”Larher说道，“铺设厚度取决于区域以及旧路面与目标路面之间的间隙。我们最多铺设了37厘米厚的沥青。”

每天晚上，施工团队都要完成150米到300米的新路面铺设。

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卡车车队

摊铺机所需的沥青由工地附近的两家工厂提供，平均每晚要铺设2500吨沥青，相当于60到65辆卡车，还不包括运输铣刨材料的卡车。

“实际上，在我们分配的时间段内，铣刨工作大约在凌晨1:30结束，接下来的一个小时时间用于铺设和压实沥青。沥青需要两个小时才能从铺设时的160℃ 冷却到60℃，这也是重新开放跑道所允许的最高温度。”Larher说道。

“这是拥有3D模型的另一个优势，”Mattivi补充道，“不仅可以准确满足项目规格，还可以计算每晚需要生产、运输和使用的沥青数量。”

沥青摊铺机配备的熨平板宽度可达10米。根据摊铺机设置的位置，使用一个或两个Trimble MT900车载靶标。摊铺机由Trimble PCS900摊铺控制系统和Trimble SPS930机器人全站仪以3D方式引导。