于光达
北京市政建设集团有限责任公司 100045
摘要：
沥青路面智能化施工系统，包括智能摊铺机、无人驾驶压路机、移动式基站、智能控制程序等系统组成。通过在施工设备上安装GPS+BDS+GNS卫星接收机、5G通讯芯片、微波通讯主机、电台信号接收天线与设备上设置的处理器、交换机、程序软件等组件连接，集成设备上设置的激光避障雷达、红外线温度探测装置、激光测距传感器等终端设备，实现设备使用功能的智能化；通过运行智能化控制系统、移动式5G通讯基站系统、施工区域采集系统，指挥多台智能设备联动作业，实现路面施工作业智能控制，满足沥青路面设计规范要求。
关键词：智能化施工;?智能摊铺机;?无人驾驶压路机;?移动式基站;?智能控制程序;
引言：
多数施工项目在组织人员和开展沥青路面项目施工的过程中，受多种因素条件的影响，极易出现施工管理措施不全面的问题。为规避沥青路面施工的质量风险，堵住沥青路面施工漏洞，提高对施工质量管理的水平，越来越多的施工企业尝试将物联网技术引入施工质量管控工作中，构建智能化施工机制。依托计算机技术、互联网，采集沥青路面施工环节产生的各类数据，通过数据分析，对整个施工流程进行全面掌握，并采取各项手段，调控施工活动，有效规避施工风险，满足沥青路面的通行需求。
1.技术原理
1.1智能摊铺机与无人驾驶压路机技术原理
智能摊铺机与无人驾驶压路机，是通过在摊铺机及压路机上安装卫星接收机、5G通讯芯片、微波通讯主机、电台信号接收天线；在压路机的行车/倒车系统上安装自动控制装置，在油路系统上设置有油路自动控制装置；在转向系统上设置有转向控制电机和电子阀装置等技术措施；通过工业控制计算机内设置的处理器、程序软件、交换机等组件来实现摊铺机及压路机的智能化控制，达到摊铺机与压路机智能化的目的，见图1。
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图1智能压路机示意
1.2智能化控制系统技术原理
由多台设置有无人驾驶控制系统的压路机机群、智能摊铺机、便于远程控制无人驾驶压路机的移动式5G通讯基站、碾压控制程序及卫星通讯系统构成智能化控制系统。其特征在于：智能摊铺机上设置施工区域采集系统来采集施工轨迹，通过微波通讯将轨迹信号传送给移动式5G通讯基站系统，系统再将数据传送到电脑，电脑按照程序设置生成碾压区域，再发送到每台压路机上安装的微波通讯系统，指挥多台压路机按照设定的施工轨迹，实现沥青路面的智能化碾压，见图2，系统由以下部分组成。
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图2智能化化施工系统示意
(1）智能碾压控制系统：由智能手机或移动电脑、5G网络及碾压监控系统软件，构成智能化控制系统。
(2）移动式5G通讯基准站系统：由天线支架、电源、GPS+BDS+GNSS（全球导航卫星系统）定位终端、5G芯片、微波通讯天线、远程控制天线构成定位系统。
(3）智能摊铺机：在摊铺机上安装工业控制计算机、GPS+BDS+GNSS（全球导航卫星系统）定位终端、5G通讯芯片、微波通讯天线及移动式5G通讯基准站系统构成轨迹采集系统。
(4）智能压路机机群：由多台安装有工业控制计算机、卫星接收机、5G通讯芯片、微波通讯主机、电台信号接收天线的无人驾驶压路机构成。
1.3无卫星信号的智能化控制原理
在无卫星信号的隧道内，通过在摊铺机及压路机的左、右两侧侧轮轴位置分别设置激光侧向测距传感器，以隧道侧壁的构造物为参照，按照摊铺机及压路机车轮与隧道侧壁建造物之间的距离，来设定压路机每条碾压带的行驶轨迹；通过微波通讯系统来判断前方行驶摊铺机的距离，从而设定压路机每条碾压带的行驶长度，根据每条碾压带行驶长度及与前方摊铺机的适时距离，来设定压路机每分钟的行驶速度，从而实现压路机在无卫星的环境下的智能化控制。
2.沥青路面智能化施工质量控制的基本方法
沥青路面在开展智能化施工控制的过程中，需要一定的硬件设备作为支撑，实现对各类数据的快速获取以及控制指令的高效反馈。除了做好硬件准备工作之外，还需要管理人员从施工层面进行考量，对沥青路面施工的控制要点、控制流程以及控制方法等进行梳理，将其与技术结合起来，实现联动。
2.1沥青路面智能化施工管控平台的应用思路
沥青路面智能化施工管控平台以云计算技术、物联网技术等技术手段为前提，实现了施工活动的可视化，工作人员通过终端设备或者APP软件，对沥青路面施工过程中产生的数据进行采集、交互、分析、评估以及使用，在此基础上，实现对施工人员、机械设备、建筑材料、工艺方法的全方位管控。其基本构成如图3所示。
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图3智能化施工管控平台
在智能化施工平台应用中，其对沥青路面施工活动的有效管控，能够高效理顺沥青路面施工的基本环节，逐步分析施工活动可能存在的漏洞。在相关技术手段的支持下，管理人员在较短的时间周期内，快速掌握建筑材料的制备、机械设备的运行以及技术工艺的效果等相关情况，全面进行数据分析评估，深入发掘施工过程中可能存在的质量隐患。以质量隐患为切入点，针对性地进行隐患的排除，推动沥青路面施工活动的有序开展。同时，以此为重要抓手，逐步完成沥青路面施工管理体系的初步构建，形成全过程管理机制。
2.2后场拌和楼生产管理方案
在应用智能化施工管控平台对沥青路面进行质量管理的过程中，工作人员首先要积极转变思路，明确沥青路面智能化施工质量控制的重要性，在此基础上，结合智能化施工管控平台的功能以及沥青路面施工的主要内容，应用针对性的技术手段，做好后场拌和楼生产管理活动。在沥青路面施工过程中，为了使沥青等建筑材料符合实际的施工要求，施工人员需要对各类拌和料的投放温度、出料温度等进行控制，避免温度过高或者过低影响沥青制备效果，引发质量问题。基于这种思路，工作人员可以借助后场拌和楼生产管理系统，对沥青制备过程中涉及的热料仓温度、沥青温度以及投放质量等进行指标化管控，并借助该系统的预警机制，对沥青拌和过程中发生的突发情况进行有效处理。为保证后场拌和楼生产管理系统的灵敏度，工作人员在实际操作环节需要做好预警参数值的调控工作。例如，在施工现场的预警参数设置过程中，可以采用系统内的一级预警参数，对于管理人员，则使用二级预警参数，这种差异化的设置既保证了后场拌和楼生产管理系统的整体运行质量，同时，又能够提升该系统模块的容错率，工作人员可以根据异常区域的发生位置制定合理的工作方案，为后续的设备维修以及管理提供了极大的便利。
2.3沥青混合料运输管理方法
沥青混合料的运输作为目前智能化施工质量控制的重要方面，其主要管控任务是将沥青摊铺现场与拌和现场有机结合起来，确保沥青等建筑材料在制备完成后能够快速进入施工位置，进行后续的施工作业，保证沥青路面的施工质效。相关工作人员在进行沥青混合料运输管理的过程中，可以借助于智能化管控平台，通过运输监控系统对沥青摊铺机进行定位以及身份识别，通过这种方式，工作人员准确地掌握摊铺机的位置、运输车辆的运输频次、摊铺起始位置、摊铺结束时间，并将上述信息上传系统后台。智能系统中的相关模块能够实现对沥青运输以及摊铺数据的科学统计，以此为基础，对整个沥青路面施工活动进行灵活调控，使得各项管理以及监理工作得以有针对性地开展，管理能力得到进一步提升。
2.4沥青混合料施工监控系统
在沥青摊铺的过程中，为控制摊铺质量，避免路面出现病害隐患，工作人员在施工过程中可以借助沥青混合料施工监控系统对整个摊铺流程进行管控。具体来看，工作人员在沥青路面摊铺监控系统的支持下，通过各类传感器对摊铺机进行沥青摊铺过程中温度以及速率等参数的变化情况进行收集，并通过后台算法，形成温度分布云图。工作人员根据温度分布云图可以直观地分析在整个沥青摊铺过程中路面的平整性以及完整性。根据实际情况，对发现或者暴露出的问题快速作出反应，在短时间内控制沥青摊铺的速度，避免摊铺速度过快或者过慢，影响实际的施工效果。从相关施工部门反馈的情况来看，将摊铺速度控制在2～3m/min，可以确保沥青摊铺施工的顺利开展，减少质量问题的出现。
结语：
作为现阶段施工质量管理的重要组成部分，智能化施工管理平台能够对施工过程中产生的各类数据进行实时汇总、抓取以及分析处理，帮助施工人员在短时间内及时获取施工信息，并根据施工信息，适当调整施工手段，使得施工参数、施工工艺以及施工材料与实际的施工要求相吻合，保证了施工质量的可控性。文章以智能化施工平台为研究对象，在相关案例的支持下，总结了应用经验，探讨了应用策略。
参考文献
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[2]李占银.公路工程沥青路面施工技术和质量控制分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(20):67-68.
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[4]?JGJ160-2016施工现场机械设备检查技术规范中的压路机[S].