淺析數(shù)字化技術(shù)在新疆公路路面施工中的體現(xiàn)

顧宗德

(新疆疆南路橋工程有限責(zé)任公司)

1 數(shù)字化技術(shù)簡介

數(shù)字化是指將用指定設(shè)備收集到的錯宗復(fù)雜的信息以數(shù)字、數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來，然后以這些數(shù)字化的信息為基礎(chǔ)建立起數(shù)字模型，最后將其轉(zhuǎn)變成代碼的形式錄入電腦統(tǒng)一處理。而實現(xiàn)數(shù)字化這一過程的技術(shù)我們便將其稱之為數(shù)字化技術(shù)，因此，數(shù)字化技術(shù)即指以計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等為基礎(chǔ)的運用數(shù)字編碼進(jìn)行信息處理的技術(shù)。它利用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和處理，利用光纜、通信衛(wèi)星等進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，進(jìn)而實現(xiàn)信息的統(tǒng)一化管理。通常情況下，數(shù)字化技術(shù)又可以細(xì)化為基于數(shù)字的編碼、壓縮、傳輸?shù)燃夹g(shù)，同時還可以進(jìn)行數(shù)字的調(diào)制和調(diào)解，在新疆公路路面施工中的應(yīng)用給我國今后公路建設(shè)的發(fā)展帶來了新的前景。

2 數(shù)字化動態(tài)檢測系統(tǒng)的應(yīng)用概述

麥喀高速公路的瀝青路面在施工過程中使用了數(shù)字化動態(tài)檢測系統(tǒng)進(jìn)行施工檢測，作為首個數(shù)字化技術(shù)在新疆境內(nèi)的應(yīng)用系統(tǒng)，它掀起了科技建設(shè)公路的新浪潮，實際的應(yīng)用效果經(jīng)實踐證明也確實要優(yōu)于傳統(tǒng)管理模式下的管理效果。麥喀高速路其中一個項目經(jīng)理曾表示，這種檢測系統(tǒng)只需要有網(wǎng)絡(luò)，管理人員利用終端顯示器就可以直觀的對施工現(xiàn)場進(jìn)行全程監(jiān)控，這也是數(shù)字化動態(tài)檢測系統(tǒng)在麥喀高速路路面修建中重大作用的最直接體現(xiàn)，它的應(yīng)用很好的提高了施工效率及質(zhì)量，有利于麥喀高速路修建效益的全面提升。該套基于數(shù)字化的動態(tài)檢測系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中涵蓋了麥喀高速路多個施工環(huán)節(jié)，以下從材料配比、攤鋪、壓實等方面對數(shù)字化技術(shù)在麥喀高速路中的應(yīng)用體現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

3 數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的具體體現(xiàn)

3.1 數(shù)字化技術(shù)在瀝青改性站中的應(yīng)用

瀝青是麥喀高速路用于鋪設(shè)公路路面的主要施工材料，它對公路路面建設(shè)質(zhì)量影響重大，因此麥喀高速路對瀝青改性站中瀝青及改性材料的貯存、運輸、調(diào)配等都有嚴(yán)格的技術(shù)要求，這也是保證瀝青材料制作質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。

傳統(tǒng)的瀝青改性站對各項生產(chǎn)技術(shù)的管理和控制多是以人工方式或半自動化方式來進(jìn)行，但是由于公路修筑中，瀝青改性站的工作量巨大且部分工作要做到精細(xì)才能優(yōu)化施工質(zhì)量，因此傳統(tǒng)方式下對瀝青改性站的管理難免疏忽。以瀝青化學(xué)組成的改性為例:改變?yōu)r青化學(xué)組成主要是為了使瀝青的抗性更強(qiáng)，以適應(yīng)高速路使用，通常情況下以添加外摻劑或?qū)r青進(jìn)行輕度氧化等方式進(jìn)行改性。這一過程中，外摻劑的選擇、用量及氧化程度、時間等都會對瀝青性能產(chǎn)生影響，改性時需精確把握，傳統(tǒng)的監(jiān)測管理方式容易導(dǎo)致誤差，造成材料的浪費。

麥喀高速路中，將數(shù)字化技術(shù)引入到對瀝青改性站生產(chǎn)技術(shù)的監(jiān)控和管理之中，很好的解決了上述情況的發(fā)生。該公路修建中對瀝青改性站生產(chǎn)情況的掌握全程在監(jiān)控室中進(jìn)行，通過對瀝青改性過程中相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，數(shù)字化動態(tài)檢測系統(tǒng)可全程對瀝青改性情況進(jìn)行監(jiān)督和檢測，在很大程度上代替了人力勞動，管理人員只需要在監(jiān)控室中對數(shù)字化技術(shù)處理過的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析就能很好的掌握瀝青改性站的生產(chǎn)情況。它的應(yīng)用使瀝青改性工作中對技術(shù)要求的掌握情況更加精良，為新疆公路建設(shè)中瀝青材料高質(zhì)量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

3.2 數(shù)字化技術(shù)在路面攤鋪中的應(yīng)用

攤鋪是公路路面施工建設(shè)的主要環(huán)節(jié)之一，攤鋪工作做得好可以很好的避免一些公路路面病害，保證建設(shè)質(zhì)量。公路路面的攤鋪對技術(shù)要求較高，以攤鋪時的速度為例:攤鋪速度的瞬時變化很可能破壞已建成部分的公路系統(tǒng)平衡，而且攤鋪速度改變時，對鋪設(shè)材料的振搗情況也要相應(yīng)改變，這會給路面初始密度帶來不利影響，導(dǎo)致路面壓實后平整度不足，因此攤鋪工作以勻速連續(xù)作業(yè)為最優(yōu)，其攤鋪速度計算公式如下

VP=100QC/60DBH

式中:VP為攤鋪速度，m/min;D 為壓實成型后瀝青混合料的密實度，t/m3;H 為攤鋪壓實成型后的平均密度，cm;C 為效率系數(shù)，依情況而定;Q 為拌和設(shè)備生產(chǎn)量，t/h;B 為攤鋪寬度，cm。

根據(jù)《公路路面施工技術(shù)規(guī)范》要求，施工中對攤鋪速度情況的掌握需要準(zhǔn)確合理才能保證施工符合設(shè)計規(guī)范。不僅如此，攤鋪工作中還需要對攤鋪時材料的溫度情況進(jìn)行把握，同時控制好供料、振搗、仰角等相關(guān)參數(shù)。麥喀高速公路在路面攤鋪時使用了數(shù)字化檢測系統(tǒng)對攤鋪情況進(jìn)行了全程的動態(tài)檢測。施工項目辦利用計算機(jī)系統(tǒng)對路面鋪設(shè)各個環(huán)節(jié)的施工標(biāo)準(zhǔn)和流程進(jìn)行設(shè)定以后，然后在路面鋪設(shè)期間，檢測系統(tǒng)就可以嚴(yán)格按照技術(shù)人員錄入的程序?qū)κ┕て陂g的質(zhì)量情況進(jìn)行判定，方便工作人員對路面鋪設(shè)情況進(jìn)行及時調(diào)整。不僅如此，該項檢測系統(tǒng)在實際應(yīng)用中還能將檢測數(shù)據(jù)保留下來，為以后參考提供依據(jù)。圖為數(shù)字化瀝青鋪設(shè)施工現(xiàn)場，施工作業(yè)均在有序進(jìn)行，領(lǐng)導(dǎo)對碾壓機(jī)上動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)備安裝進(jìn)行查看。

3.3 數(shù)字化技術(shù)在混合料運輸中的應(yīng)用

為避免材料配制現(xiàn)場給公路路面施工帶來不必要的影響，通常情況下瀝青混凝土配制場地都與公路施工現(xiàn)場相隔一段距離，因此，原材料在使用時需要用專用設(shè)備進(jìn)行運輸。但是由于瀝青混凝土材料的溫度對路面鋪設(shè)、壓實等情況都具有一定影響，而運輸過程中又是溫度耗損較為嚴(yán)重的階段，因此對瀝青混凝土溫度的掌控成為混合料運輸過程中控制的重點。傳統(tǒng)施工中，運輸途中的混凝土等材料都是以一系列保溫措施來控制溫度的，效果雖較好但技術(shù)較為粗放，針對這一方面的完善仍有較大進(jìn)步空間。

麥喀高速路在路面修建過程中，對混合料的運輸采用了數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行掌控。這能幫助技術(shù)人員了解出廠混合材料的溫度情況及運輸過程中溫度的實際變化情況，然后根據(jù)具體施工要求中對材料溫度的控制進(jìn)行計算，以保證混合料以最適宜的溫度到達(dá)路面施工現(xiàn)場，以最優(yōu)的狀態(tài)投入到使用當(dāng)中。還是以溫度控制為例:混合料出廠溫度、運輸設(shè)備行進(jìn)速度及運輸設(shè)備的保溫情況是影響材料進(jìn)場時溫度情況的主要因素，通過數(shù)字化技術(shù)，管理人員可以現(xiàn)對混合料運輸情況進(jìn)行整體把握，然后通過參數(shù)設(shè)置對影響溫度的因素進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，便可以實現(xiàn)對混合料運輸環(huán)節(jié)的數(shù)字化管理。

除此之外，數(shù)字化技術(shù)在混合料運輸環(huán)節(jié)的其它方面也有應(yīng)用體現(xiàn)，它使運輸環(huán)節(jié)的工作變得更加簡單、便捷、有序，對保證路面作業(yè)的持續(xù)性施工作出了不小的貢獻(xiàn)。

3.4 數(shù)字化技術(shù)在路面壓實中的應(yīng)用

(1)碾壓長度與攤鋪要盡量協(xié)調(diào)一致，讓兩者能夠維持相對進(jìn)度，特殊情況下則具體問題具體分析。

(2)碾壓長度除考慮攤鋪工作之外，其長度要根據(jù)具體施工情況而設(shè)定，如:原材料構(gòu)成及出場溫度，建設(shè)場地的風(fēng)度及溫度等。

(3)不能以壓路機(jī)進(jìn)行夯實的路面可以用振動的方式作業(yè)。

通過上述闡述可以發(fā)現(xiàn)，路面壓實工作與現(xiàn)場其它施工環(huán)節(jié)間的交集因素較多，受它們的影響也較大。可以說，想要將路面施工壓實工作做好，需要全方位考慮壓實工作前的各種情況。數(shù)字化技術(shù)在麥喀高速路中各路面施工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用是基于彼此間相互聯(lián)系的基礎(chǔ)之上的，這是由于數(shù)字化技術(shù)基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其信息傳達(dá)率和使用率均高于傳統(tǒng)技術(shù)。在路面壓實過程中，運用數(shù)字化技術(shù)除了可以有效監(jiān)督壓實操作的質(zhì)量情況之外，還可以利用數(shù)據(jù)的匯總、處理對壓實工作的整體進(jìn)展進(jìn)行操控和把握。

除此之外，數(shù)字化技術(shù)在麥喀高速路施工建設(shè)中的混合料拌合站中也有所應(yīng)用，可以說它幾乎涵蓋了路面建設(shè)工作的各個施工環(huán)節(jié)，這一新的突破真正為路面施工監(jiān)控模式的改寫添上了至關(guān)重要的一筆。

4 關(guān)于數(shù)字化技術(shù)在路面施工中應(yīng)用的意見和建議

基于數(shù)字化技術(shù)的路面施工動態(tài)檢測系統(tǒng)在麥喀高速路路面施工中的應(yīng)用實屬在新疆境內(nèi)的首次應(yīng)用?，F(xiàn)階段，麥喀高速公路已經(jīng)竣工建成，據(jù)統(tǒng)計資料計算得出，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使項目工程總成本降低四分之一，而且全程對施工效率和質(zhì)量的監(jiān)控都更為嚴(yán)格。這一數(shù)據(jù)表明，它的投入使用極具價值。但是這一技術(shù)在路面施工中的應(yīng)用目前還處在起步階段，雖然取得了明顯的成就但在實際操作中還存在一些不足，針對數(shù)字化施工的實際情況而言，本人提出以下意見和建議為今后數(shù)字化技術(shù)在路面建設(shè)中的應(yīng)用提供借鑒和參考:

首先，檢測系統(tǒng)的可視化還需要進(jìn)步一完善，信息傳輸功能也有待加強(qiáng)。數(shù)字化技術(shù)離不開網(wǎng)絡(luò)，因此在今后的使用中注意要保持網(wǎng)絡(luò)的暢通，同時優(yōu)化系統(tǒng)可視性，以方面技術(shù)人員更好的運用該項技術(shù)對路面進(jìn)行施工管理。

其次，檢測系統(tǒng)的研發(fā)離不開路面實際施工情況，因此在今后的軟件使用、開發(fā)過程中，雙方的技術(shù)人員應(yīng)多交流，這一方面有利于軟件研發(fā)更適合對路面施工的檢測，另一方面也能幫助施工現(xiàn)場技術(shù)人員更好的利用現(xiàn)有檢測設(shè)備對施工進(jìn)行監(jiān)控。

5 小 結(jié)

數(shù)字化技術(shù)在新疆麥喀高速路中的應(yīng)用可以在保證建設(shè)質(zhì)量的前提之下有效降低機(jī)械及材料成本，實現(xiàn)社會效益與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。因此，希望數(shù)字化技術(shù)在公路路面施工中的應(yīng)用能引起更多人的關(guān)注。一方面充分挖掘兩者結(jié)合的優(yōu)勢，讓數(shù)字化技術(shù)更好的為路面施工服務(wù)，另一方面也不斷優(yōu)化和完善數(shù)字化技術(shù)本身，爭取建設(shè)出更多的像麥喀高速路一樣的高效益公路，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的良好發(fā)展提供幫助。

［1］沈吉，崔彩云，王建平.GIS 技術(shù)在公路建設(shè)項目管理中的應(yīng)用研究［A］.第九屆建筑業(yè)企業(yè)信息化應(yīng)用發(fā)展研討會論文集［C］.2011.

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