T/CCTAS 115-2024 沥青路面智能摊铺压实施工技术规范

团 体 标 准
T/CCTAS 115―2024
沥青路面智能摊铺压实施工技术规范
Technical specification for intelligent paving and compaction construction
of asphalt pavement
2024-09-30 发布 2024-09-30 实施
中国交通运输协会 发 布

1 范围
本文件规定了沥青路面智能摊铺压实的系统组成、技术要求、施工、质量控制等内容。
本文件适用于高速公路和一级公路的新建、改扩建及养护工程。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
CH/T 2009 全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范
JTG 3450 公路路基路面现场测试规程
JTG F40 公路沥青路面施工技术规范
JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
智能摊铺压实设备 intelligent paving and compaction equipment
通过集成感知、通信、运算、执行等装置，根据设定工作任务能自主、协同完成摊铺压实作业的装备。
3.2
智能摊铺压实管控平台 Intelligent paving and compaction scheduling platform
通过将作业位置信息、任务情况等数据集中管理，实现对摊铺压实作业的实时调度和监控的调度管理平台。
4 系统组成
4.1 智能作业系统由智能摊铺压实设备、智能摊铺压实管控平台、RTK基站及数据采集设备构成。
4.2 智能摊铺压实设备
4.2.1 智能摊铺压实设备主要由智能摊铺机和智能压路机组成，应具备以下装置：
a）卫星定位、温度传感、视觉摄像、激光雷达、射频识别等传感装置；
b）局域网、电台、总线等通讯装置；
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2
c）工控机、微处理器等运算装置；
d）电控方向盘、电控手柄、电控档位等执行装置。
4.2.2 智能摊铺机应具备厚度检测装置，智能压路机应具备压实度检测装置。
4.3 智能摊铺压实管控平台
4.3.1 应具备定位感知、环境感知、路径规划、轨迹跟踪、任务同步、质量反馈、数据统计等模块。
4.3.2 应具备多种类型的传感器接口，且可将电磁波、声波、视觉等多维传感信息进行解析融合。
4.4 RTK基站
4.4.1 RTK基站应由接收机、数据处理单元和无线通信单元组成，且符合CH/T 2009的要求。
4.4.2 应架设便携式移动RTK基站，定位装置可通过网络或者电台模式接收RTK基站差分信号。
4.5 数据采集设备
4.5.1 应具备车顶电子标签、车尾电子标签、出料口射频识别装置、摊铺机射频识别装置等识别装置。
4.5.2 应具备温度、厚度、压实度、平整度等采集装置。
4.5.3 摊铺端及碾压端应配备控制与传输装置。
5 技术要求
5.1 一般规定
5.1.1 智能摊铺压实设备在开机时应能重置部分参数，并保存使用者设定的参数，可自主检查各子系统的工作状态并向智能管控平台反馈。
5.1.2 智能摊铺压实设备应满足9~36 V甚至更宽电压的供电，并可在受到过流、电涌、电磁干扰等外部影响时进行自我保护。
5.1.3 智能摊铺压实设备的通讯范围可覆盖全部摊铺压实区域。
5.1.4 智能摊铺压实设备和管控平台均应具备可视化的操作界面，以满足使用者进行参数输入、信息监控、数据采集等操作。
5.1.5 智能摊铺压实设备应能向智能管控平台实时反馈故障信息和运行日志，并由智能管控平台保存。
5.1.6 通过远程网络可监视设备运行时的视频图像或定位信息，并能够远程接入设备进行遥控。
5.1.7 智能摊铺压实设备应具备2种以上独立的施工急停控制功能，必要时能由人工远程介入强制停止设备运行。
5.2 功能要求
5.2.1 智能摊铺压实设备及管控平台
5.2.1.1 应具备施工信息的输入功能，由人工配置或自主配置混合料种类、混合料出厂温度、环境温度、环境风速、设备数量和种类等外部参数。
5.2.1.2 应具备施工策略的生成功能，系统能够自主地根据上述外部参数生成合适的施工策略，包括摊铺速度、摊铺厚度、输分料速度、机群梯队配置、碾压往复长度、碾压速度、碾压遍数、振动遍数等。
5.2.1.3 应具备网络通信组建功能，在同一施工区域中的所有摊铺压实车辆应能组建在一个局域网中，并且能够通过可视化客户端查看所有车辆的状态。
5.2.1.4 应具备施工任务生成功能，系统能够根据施工策略自主地生成各个摊铺压实车辆的目标轨迹和运行指令，并通过局域网发送给各个车辆。
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5.2.1.5 应具备施工模式切换功能，各个摊铺压实车辆应能够在人工驾驶模式、无人驾驶模式等多个模式中切换，并且各个模式之间应具备明确的切换逻辑。
5.2.1.6 应具备摊铺压实车辆智能控制功能，系统与设备的电气液压执行装置应具备稳定的通讯，并且设备可根据系统的控制指令完成行走、转向、振动等作业动作。
5.2.1.7 应具备施工过程反馈功能，摊铺压实车辆应能够向系统反馈自身的位置、速度、工作状态等信息，以便于系统动态地、实时地规划施工任务。
5.2.1.8 应具备安全避障功能，摊铺压实车辆应通过激光雷达或毫米波雷达等传感器对周围障碍物进行检测，并结合实时运行状态，在不破坏施工的前提下确保安全。
5.2.1.9 应能实时显示或自动采集存储设备运行参数，应包含表1所列参数。
表 1 设备运行参数表 设备运行参数表 设备运行参数表 设备运行参数表
序号
事件描述
数据上传作用
异常状态提示
1
燃油油位
显示车辆燃油状态
加油提示
2
摊铺速度
显示摊铺机行驶速度
速度超出或过小提示
3
摊铺厚度
显示熨平板高度
厚度超差提示
4
碾压速度
显示压路机行驶速度
速度超出或过小提示
5
振动频率
显示压路机振动频率
频率超差提示
6
车辆故障跟踪
“车辆故障”代码屏幕显示
故障报警
7
混合料温度跟踪
混合料温度屏幕显示
温度超差提示
5.2.2 数据采集设备
5.2.2.1 5.2.2.1 5.2.2.1 5.2.2.1 沥青混合料摊铺环节的数据采集设备功能应符合表2的规定。
表 2 摊铺数据采集设备功能 摊铺数据采集设备功能 摊铺数据采集设备功能 摊铺数据采集设备功能 摊铺数据采集设备功能
序号
设备名称
功能
1
卫星定位装置
接收卫星定位信号
2
温度采集装置
使用红外温度传感器组采集摊铺作业面温度
3
摊铺端控制与传输装置
连接温度传感模块和卫星定位天线，接收温度信号和卫星信号，分析摊铺面温度、摊铺地理位置、摊铺桩号、摊铺速度，并上传至数据分析平台
4
显示器
连接控制与传输模块，接收并显示摊铺温度与摊铺速度
5.2.2.2 5.2.2.2 5.2.2.2 5.2.2.2 沥青混合料碾压环节的数据采集设备功能应符合表3的规定。
表 3 碾压数据采集设备功能 碾压数据采集设备功能 碾压数据采集设备功能 碾压数据采集设备功能 碾压数据采集设备功能
序号
设备名称
功能
1
温度采集装置
使用红外温度传感器组采集碾压作业面温度
2
卫星定位装置
接收卫星定位信号
3
自组网装置
实现多台压路机地理位置信息交互共享
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4
表 3 碾压数据采集设备功能 碾压数据采集设备功能 碾压数据采集设备功能 碾压数据采集设备功能 碾压数据采集设备功能 （续） （续）
序号
设备名称
功能
4
碾压端控制与传输装置
连接温度采集模块和卫星定位天线，收信 号连接温度采集模块和卫星定位天线，收信 号号，分析碾压作业面温度信息、地理位置桩 号，分析碾压作业面温度信息、地理位置桩 号，分析碾压作业面温度信息、地理位置桩 号，分析碾压作业面温度信息、地理位置桩 号、碾压速度，并上传至数据分析平台
5
引导装置
连接控制与传输模块，收碾压地理位置信 息和温度连接控制与传输模块，收碾压地理位置信 息和温度息，通过绘制碾压遍数云图来引导施工
6
显示器
连接控制与传输模块，接收并显示碾压温度与碾压速度
5.3 技术指标
5.3.1 智能摊铺压实设备及管控平台
5.3.1.1 初始化时间
智能摊铺压实设备开机后，初始化时间应不大于120 s；RTK初始化时间应符合CH/T 2009的要求。
5.3.1.2 定位精度
水平方向定位精度误差范围应控制在±10 mm以内；垂直方向定位精度误差范围应控制在±20 mm以内。
5.3.1.3 作业精度
应采用定位融合、惯性导航、滤波等方法，提高作业精度，达到表4所示指标：
表 4 设备作业精度表 设备作业精度表 设备作业精度表 设备作业精度表
车辆类型
采集精度（ mm ）
采集周期（ ms ）
滤波后精度（ mm ）
智能摊铺机
±20±20±20
1000100010001000
±15±15±15
智能压路机
±20±20±20
100 100 100 100
±15±15±15
5.3.1.4 自动控制灵敏度
响应时间应不大于500 ms。
5.3.1.5 环境感知及紧急避障性能
表 5 环境感知及紧急避障性能 环境感知及紧急避障性能 环境感知及紧急避障性能 环境感知及紧急避障性能 环境感知及紧急避障性能
车辆类型
最高车速（km/hkm/hkm/h ）
最高车速下小制 动距离（ m）
最大减速识别 距离（ m）
最大减速率 （m/sm/s 2）
最大制动扭 矩（ N·m）
双钢轮智能压路机
8
2
15
0.670.670.670.67
3140031400314003140031400
胶轮智能压路机
6
2
20
0.500.500.500.50
3140031400314003140031400
5.3.2 数据采集设备
5.3.2.1 摊铺机射频识别装置的稳定读取距离应控制在3~12 m，读取能力应不小于1000标签/s。
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5.3.2.2 温度采集传感器数量应不少于3个，测量范围为0~300 ℃，测温精度误差范围应控制在±2 ℃以内，重复精度误差范围应控制在±1 ℃以内。
5.3.2.3 摊铺/碾压端控制与传输装置的实时数据处理响应时间应不大于3 s。
6 施工
6.1 一般规定
6.1.1 作业前下承层应通过验收，材料、摊铺压实工艺等应符合JTG 3450、JTG F40的规定。
6.1.2 摊铺压实作业适宜于卫星信号良好、可连续施工的工程项目。
6.1.3 智能作业中量测及控制装置，使用前应按要求进行检查并校准。
6.1.4 作业人员应满足下列要求：
a）配备2~3名熟悉智能作业人员；
b）作业人员应接受专业培训，培训合格后方可上岗；
c）熟悉作业设备及控制程序，包含设备使用条件、控制程序及界面、设备运行参数表、安全制动和紧急制动等；
d）能根据施工需求进行作业路径规划与设置；
e）能根据现场情况对每台设备进行制动和接管。
6.2 作业前准备
6.2.1 施工方案确认
6.2.1.1 对作业面的宽度、横坡、纵坡、变坡点位置、平纵曲线等关键参数进行导入及复核，并构建作业面数字化模型。
6.2.1.2 根据作业面宽度，摊铺压实机械参数以及建设方的要求等，综合确定摊铺压实机械组合。
6.2.1.3 根据构建的作业面数字化模型及摊铺压实机械组合自动进行路径规划。
6.2.1.4 作业路径及碾压方式应符合JTG F40的规定，并可根据路面材料、环境变化进行修改。
6.2.2 RTK基站搭建
6.2.2.1 RTK基站搭建应符合CH/T 2009的要求。
6.2.2.2 应至少配备1名RTK基站和管理后台安装与调试人员。
6.2.2.3 RTK基站应满足以下要求：
a）基站建设位置要求地基坚实，以混凝土浇筑，天线架坚固，在7~8级风中不摇晃，天线无遮挡；
b）如果地形复杂、遮挡基站信号导致衰弱时，需要增加中继电台，与基站的间距应在2~3 km。
6.2.3 局域网搭建
6.2.3.1 局域网应采用摊铺机、压路机上车载直流电源供电，保持网络信号持续且通畅。
6.2.3.2 局域网应选择安全性较高的加密方式，创建强密码。
6.2.3.3 局域网应采用自组网、定向网络节点等设备增强信号质量和传输距离。
6.2.3.4 局域网的通信延时应小于150 ms，丢包率应小于10%。
6.2.4 作业设备检查与校准
6.2.4.1 应对发动机、变速箱、车体结构、制动系统、液压系统等机械部分进行巡检，并符合下列要求：
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a）机械设备的启动和停止应稳定可靠，不应出现异常的震动或声响；
b）机械设备的接口、链条应正常运转，不应出现过紧或过松的现象；
c）机械设备的限位器、安全装置应常保持在可靠的工作状态。
6.2.4.2 应对车辆控制器、仪表盘、报警检测、灯光系统等电气部分进行巡检，并符合下列要求：
a）电气设备的接线应牢固可靠，不应出现松动或老化现象；
b）电气设备外皮、外壳、绝缘层、屏蔽层、防水层等保护层完好，不应出现破损现象；
c）电气设备应定期进行漏电保护器的检测。
6.2.4.3 应检查车辆摆正时两侧的转向油缸伸出的长度是否一致，同时标定铰接角度传感器的中位电流。
6.2.4.4 应开启电控方向盘中的测试按钮来模拟转向，以检查转速与极限转向角度是否正常，对信号响应是否及时。
6.2.4.5 车辆的定位天线应安装在同一位置，两天线之间的距离、天线连线与前后车轮轴线水平方向的距离应与压路机平板中的设置一致，施工前需要检查天线位置是否正确，有无被移动过的痕迹。
6.2.4.6 定位装置主机安装时需水平放置，并且与前车身固连（胶轮式与车身固连即可）。
6.2.4.7 应开启车辆按键板中的雷达开关，并设置障碍物，车辆遇到障碍应逐渐减速并最终停止。
6.2.5 智能设备联调联试
6.2.5.1 联调联试信息在项目内部局域网传递，通过局域网配置参数和调度作业设备。
6.2.5.2 设备联调联试过程中，需注重单机智能作业设备间联合调试和接口调试，对测试中发现的问题和缺陷，应及时进行解决和处理。
6.2.5.3 应检测单机智能作业设备总线通信。首先检查总线接收，确保能够正确接收车辆铰接角度、车速等传感器数据，再检查总线发送，在程序中手动模拟发送控制指令，查看车辆的方向盘、油缸等工作装置是否有相应的动作，并检查是否响应灵敏。
6.2.5.4 应检测定位设备的电台通信。首先确认所有电台设备是否处于同一通讯协议和频率，然后查看所有定位设备的解状态是否固定，即能够稳定地通过电台获取差分信息。
6.2.5.5 应检测所有车辆和设备的网络通信。首先确认所有网络设备是否有IP地址冲突，然后在总控平板上查看所有网络设备是否已在线、发送指令是否有响应。
6.2.5.6 检测通讯加密、病毒防火墙和网络防火墙是否正常，保护网络免受攻击者的入侵。
6.2.6 铺筑试验段
6.2.6.1 应选择有代表性的路段铺筑试验段,其长度不应小于200 m，通过试验确定下列作业工艺与参数：
a）摊铺速度和摊铺温度；
b）松铺系数、松铺厚度；
c）压实机具组合、碾压顺序、遍数、速度等。
6.2.6.2 应对试验段压实度、厚度取芯检测，每种结构类型至少取1个断面，每个断面至少取3个芯样，并与测厚雷达检测结果进行比对标定。
6.2.6.3 在试验段的铺筑过程中，应认真做好记录分析。
6.3 摊铺压实作业
6.3.1 设备起步之前人员应撤离施工区域，摊铺机起始速度宜控制在1 m/min，压路机起始速度应不大于3 km/h，起步后逐步增加至正常工作速度。
6.3.2 集群协同作业时，车辆编队的控制精度应不大于1 m。
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6.3.3 压路机协同作业时，速度、轨迹同步率应在90%以上。
6.3.4 集群协同作业时，同进同退纵向跟车距离应不小于5 m。
6.3.5 当遇到接缝及对贴边碾压有严格要求的场景时，可采用人工托管驾驶进行压实作业。
6.3.6 转场施工时，应在管理后台中显示上一段施工任务结束的状态下，查看压路机单机控制程序，确认压路机“无任务”后，再重新开启下一段的施工。
6.3.7 异常情况处置
6.3.7.1 当施工过程中数据出现异常，应立即分析原因，必要时停止施工。
6.3.7.2 当避障雷达出现问题，而设备仍然需要继续运行时，可关闭雷达，增加车辆之间的安全距离，适当降低车速。
6.3.7.3 当自动环境感知和避障功能失效或有其他异常情况时，监管人员应通过管理后台远程急停控制功能来停止集群全部设备或单台设备。
6.3.7.4 当施工设备出现故障时，应根据具体故障类别划分解决方案，能够继续施工的情况由人工托管驾驶；若故障可在短时间内解决，应立即解决；若故障短时无法解决，应使设备退出施工区域。
6.3.7.5 当电台和网络通信受到周围环境的干扰时，可采用人工托管驾驶对此路段进行施工。
6.3.7.6 当混合料运输阻塞，无法形成连续的摊铺压实工作面，应采用结束策略，完成当前压实区域，沿应急车道后退至路面温度低于50 ℃的路段，待运输恢复正常重新开始施工。
6.4 数据采集
6.4.1 摊铺数据采集内容、方法及频率应符合表6的规定。
表 6 摊铺数据采集内容、方法及频率 摊铺数据采集内容、方法及频率 摊铺数据采集内容、方法及频率 摊铺数据采集内容、方法及频率 摊铺数据采集内容、方法及频率 摊铺数据采集内容、方法及频率 摊铺数据采集内容、方法及频率
序号
内容
方法
频率
1
摊铺地理位置
利用安装在 智能摊铺机上的定位装置，采集 摊铺机上的定位装置，采集 智能摊铺机在地理坐 标系中的位置
每隔20 s 采集一次
2
摊铺温度（℃）
利用安装在 智能摊铺机上的温度 采集装置，作业面摊铺机上的温度
采集装置，作业面3
摊铺速度（m/min）
利用安装在 智能摊铺机上的定位装置，采集 摊铺机上的定位装置，采集 智能摊铺机行驶速度
6.4.2 碾压数据采集内容、方法及频率应符合表7的规定。
表 7 碾压数据采集内容、方法及频率 碾压数据采集内容、方法及频率 碾压数据采集内容、方法及频率 碾压数据采集内容、方法及频率 碾压数据采集内容、方法及频率 碾压数据采集内容、方法及频率 碾压数据采集内容、方法及频率
序号
内容
方法
频率
1
碾压地理位置
利用安装在 智能压路机上的定位装置，采集 压路机上的定位装置，采集 智能压路机在地理坐 标系中的位置
每隔20 s采集一次
2
碾压 温度（℃）
利用安装在 智能压路机上的温度 采集装置，碾作业面压路机上的温度
采集装置，碾作业面3
碾压速度（km/h）
利用安装在 智能压路机上的定位装置，采集 压路机上的定位装置，采集 智能压路机行驶速度
7 质量控制
7.1 施工质量检测方法及具体操作应按JTG 3450执行。
7.2 施工质量检验评定应符合JTG F40、JTG F80/1的规定。
7.3 检测过程中发现质量缺陷时，应加大检测频率，确定缺陷范围。
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7.4 所有检测数据、汇总表格、质量报告应如实记录并保存。
7.5 对采取过补救措施的部位应在检测报告中标明。
7.6 施工质量控制应采用信息化手段加强施工过程中数据采集、处理、分析。
7.7 宜总结提交设备基本信息表，内容见附录A。
7.8 宜对摊铺、碾压数据进行统计分析，内容见附录B。
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附 录 A （资料性） （资料性） 设备基本信息表 设备基本信息表 设备基本信息表
A.1 设备基本信息表
设备基本信息可按表A.1填写。
表 A.1A.1A.1 设备基本信息表 设备基本信息表 设备基本信息表 设备基本信息表
项目名称
项目概况
应用工程、标段基本信息,包括工程名称、标段名称、标段长度、场站位置、施工时间等
设备清单
设备名称
设备功能
设备型号
设备数量
安装位置
备注信息
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附 录 B （资料性） （资料性） 统计分析 统计分析
B.1 统计分析内容
B.1.1 摊铺方面宜包括以下内容：
a）计算摊铺桩号；
b）按日、周、月、季度等时间间隔统计摊铺温度、速度等数据的平均值、极差、合格率和变异系数等；
c）按日、周、月、季度等时间间隔统计摊铺里程和进度；
d）绘制摊铺温度、速度等数据随施工桩号变化的波动图,辅助分析摊铺作业稳定性。
B.1.2 碾压方面宜包括以下内容：
a）计算碾压桩号和遍数；
b）按日、周、月、季度等时间间隔统计碾压遍数、温度、速度等数据的平均值、极差、合格率和变异系数等；
c）绘制碾压遍数云图,统计超压率和欠压率,辅助分析超压和欠压区域。
d）绘制碾压遍数、温度、速度等数据随施工桩号变化的波动图，辅助分析碾压作业稳定性。
B.2 摊铺数据分析表
摊铺数据可按表B.1填写。
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表 B.1B.1B.1 摊铺数据分析表 摊铺数据分析表 摊铺数据分析表 摊铺数据分析表
工程名称
标段名称
建设单位
施工单位
报告类型
日报/周报/月报/季报
报告日期
摊铺概况
施工层位
混合料类型
摊铺机数量
摊铺里程（km）
摊铺进度（%）
摊铺桩号范围
关键指标分析
质量指标
均值
上下限
极大值
极小值
合格率（%）
变异系数（%）
摊铺温度（℃）
摊铺速度（m/min）
关键指标随桩号波动图
摊铺温度波动图
绘制摊铺温度数据随施工桩号变化的波动图，包括采集的摊铺温度和上下限
摊铺速度波动图
绘制摊铺速度数据随施工桩号变化的波动图，包括采集的摊铺速度和上下限
B.3 碾压数据分析表
碾压数据可按表B.2填写。
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表 B.2B.2B.2 碾压数据分析表 碾压数据分析表 碾压数据分析表 碾压数据分析表
工程名称
标段名称
建设单位
施工单位
报告类型
日报/周报/月报/季报
报告日期
碾压概况
施工层位
混合料类型
压路机数量
钢轮： 台； 胶轮： 台
碾压桩号范围
欠压率（%）
关键指标分析
碾压工序
指标
目标值
上下限
均值
极大值
极小值
合格率（%）
变异系数（%）
初压
碾压遍数（遍）
碾压温度（℃）
碾压速度（km/h）
复压
碾压遍数（遍）
碾压温度（℃）
碾压速度（km/h）
终压
碾压遍数（遍）
碾压温度（℃）
碾压速度（km/h）
关键指标波动图
碾压遍数波动图
绘制碾压遍数数据随桩号变化的波动图，包括采集的碾压遍数和目标值
碾压速度波动图
绘制碾压速度数据随桩号变化的波动图，包括采集的碾压速度和上下限
碾压温度波动图
绘制碾压温度数据随桩号变化的波动图，包括采集的碾压温度和上下限