基于信息化技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面的施工質(zhì)量控制

李 靈

（山西交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

本文探究現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面施工質(zhì)量控制，并運(yùn)用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面的施工質(zhì)量控制[1]。目前，國(guó)內(nèi)較成熟的施工質(zhì)量控制的信息化控制技術(shù)主要有：遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)、GIS技術(shù)、綜合項(xiàng)目管理系統(tǒng)、GPS技術(shù)[2]。

利用信息化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將網(wǎng)絡(luò)攝像頭、GIS技術(shù)和BIM技術(shù)等應(yīng)用于建設(shè)中，可以通過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)的方式傳達(dá)到各個(gè)項(xiàng)目部終端，可詳細(xì)地記錄施工過(guò)程，還可重點(diǎn)標(biāo)注施工過(guò)程的重要信息，能夠解決異地施工信息的傳遞及存儲(chǔ)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效率的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作[3]。

1 瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)熱再生一般只適用于舊瀝青路面表面層3～5 cm厚度時(shí)的路面再生，所以會(huì)對(duì)舊路面結(jié)構(gòu)和路基的要求比較高，舊瀝青路面應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度、承載能力以及完備的排水系統(tǒng)[4]。

在實(shí)際的瀝青路面再生的過(guò)程中，溫度是影響再生效果的主要因素，在舊料回收、配合比設(shè)計(jì)、拌和、運(yùn)輸、攤鋪以及碾壓每一個(gè)環(huán)節(jié)中最重要的就是控制施工過(guò)程中的溫度；時(shí)間也是瀝青路面再生過(guò)程中影響施工質(zhì)量的一個(gè)重要的因素，在拌和、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中，可能因?yàn)闀r(shí)間的長(zhǎng)短導(dǎo)致瀝青混合料的性能發(fā)生變化[5]。

表1 舊瀝青混凝土路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱再生的條件

2 現(xiàn)場(chǎng)熱再生關(guān)鍵工序過(guò)程控制

對(duì)再生瀝青路面的配合比設(shè)計(jì)完成后，通過(guò)上述的性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與規(guī)范中相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如若滿足規(guī)范要求，便開(kāi)始著手準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)施工。在現(xiàn)場(chǎng)熱再生的施工過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面的施工過(guò)程中溫度、路面厚度和路面壓實(shí)以及再生路面的平整度等幾個(gè)方面的指標(biāo)進(jìn)行控制，分析在實(shí)際的施工過(guò)程中相關(guān)工藝的參數(shù)控制值[6]。

2.1 再生過(guò)程溫度控制

對(duì)某工程中幾個(gè)路段的再生過(guò)程進(jìn)行控制，通過(guò)一天中不同時(shí)間拌和溫度的不同，找出適合該工程中舊瀝青路面再生時(shí)的最佳拌和溫度，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 拌和時(shí)再生瀝青混合料溫度

從表2中可以看出，各測(cè)試位置處的拌和溫度平均在130℃左右，攤鋪溫度也在130℃左右，而規(guī)范中對(duì)于再生瀝青混合料的攤鋪溫度的要求為大于120℃，說(shuō)明上述的拌和溫度均滿足規(guī)范要求。

2.2 再生瀝青路面厚度控制

再生瀝青路面的厚度，在舊料回收時(shí)是根據(jù)舊路面的破損程度以及再生工藝決定的，再生厚度會(huì)影響到路面的平整度，進(jìn)而影響再生質(zhì)量。路面厚度的檢測(cè)方法是鉆芯法，通過(guò)在再生路面中隨機(jī)進(jìn)行鉆芯取樣，測(cè)得再生路面的厚度，但是這種方法一般對(duì)原路面具有一定的破壞性，所以通常采用路面雷達(dá)的方式進(jìn)行路面厚度的控制。

2.3 再生瀝青路面平整度控制

路面的平整度對(duì)路面的施工質(zhì)量有嚴(yán)格的要求，會(huì)影響行車的舒適度和安全性，也會(huì)影響路面的使用壽命，甚至影響路面的使用年限及道路的養(yǎng)護(hù)周期。在再生瀝青路面的施工過(guò)程中，平整度的控制除了再生設(shè)備自帶的平行系統(tǒng)，就是人工進(jìn)行整平后，從壓實(shí)環(huán)節(jié)入手進(jìn)行控制。

3 基于信息化技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)熱再生施工質(zhì)量控制

施工中的“三控”對(duì)施工質(zhì)量控制有著非常重要的作用，信息時(shí)代的到來(lái)，使得各行各業(yè)都發(fā)生了巨大的改變，各種信息技術(shù)的應(yīng)用范圍將更加廣泛，在公路工程施工時(shí)，對(duì)于質(zhì)量的控制與管理依然離不開(kāi)信息技術(shù)。把各種信息化技術(shù)手段運(yùn)用到施工中的“三控”中去，通過(guò)信息化控制系統(tǒng)，完成瀝青路面的熱再生施工的質(zhì)量管理工作，并且在信息控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，要?jiǎng)討B(tài)持續(xù)地進(jìn)行信息控制系統(tǒng)的改進(jìn)，確保信息化控制系統(tǒng)更加符合施工質(zhì)量控制的要求，這樣信息技術(shù)的作用才能得到充分發(fā)揮，最終保障了公路工程的施工質(zhì)量。

信息化技術(shù)手段有多種方式，在事前控制和事中控制應(yīng)用的技術(shù)各不相同。由于瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生工程的復(fù)雜特點(diǎn)，結(jié)合三維仿真、模糊評(píng)價(jià)技術(shù)等在施工之前就安排好質(zhì)量控制的方案，為施工前質(zhì)量控制做好準(zhǔn)備。在施工過(guò)程中采用GPS技術(shù)、GIS技術(shù)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控技術(shù)，可以保證在辦公場(chǎng)所、技術(shù)人員遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，仍然可以及時(shí)迅速地對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)工序進(jìn)行施工管理和質(zhì)量監(jiān)控。目前，在進(jìn)行瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生的施工時(shí)，結(jié)合GIS對(duì)施工虛擬場(chǎng)景的描述與工程施工相結(jié)合，動(dòng)態(tài)地展示整個(gè)施工過(guò)程的施工條件變化的工程施工現(xiàn)狀[7]。

3.1 事前控制

事前控制主要體現(xiàn)在采用信息化技術(shù)可以逼真地展現(xiàn)建成后項(xiàng)目與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)程度，可以在三維立體圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案比選。一般的再生路面都是在舊路的線形基礎(chǔ)上完成的，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面更是只改變了原瀝青路面面層的結(jié)構(gòu)，所以現(xiàn)場(chǎng)熱再生方案、熱再生工藝的選擇都可以根據(jù)三維模擬場(chǎng)景進(jìn)行確定[8]。

運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法，對(duì)瀝青路面熱再生現(xiàn)場(chǎng)施工方案進(jìn)行事前合理評(píng)價(jià)：a）運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)重點(diǎn)的施工工序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如在拌和、攪拌瀝青混合料時(shí)，應(yīng)對(duì)其工序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并繪制直方圖、控制圖等管理圖表；b）施工階段：對(duì)于施工前的事前準(zhǔn)備，包括機(jī)械、人員配置、材料供應(yīng)情況、施工方法和施工范圍有一個(gè)直觀的了解；c）運(yùn)行維護(hù)階段：通過(guò)本系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行瀝青路面維護(hù)、改造和管理工作。模糊評(píng)價(jià)作為施工方案確定的方法給施工質(zhì)量控制帶來(lái)了科學(xué)的事前評(píng)價(jià)方法，把這一方法集成在瀝青路面熱再生現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制信息化系統(tǒng)中，將成為施工方案確定的重要手段。

文檔管理系統(tǒng)可以事前查詢?yōu)r青路面熱再生現(xiàn)場(chǎng)施工的水文地質(zhì)情況、工程概況、路面結(jié)構(gòu)分布、圖紙等相關(guān)文件，擴(kuò)大業(yè)主對(duì)熱再生現(xiàn)場(chǎng)施工工程的認(rèn)知程度。

3.2 事中控制

在瀝青路面熱再生現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于工程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與協(xié)調(diào)，從而保證施工組織安排準(zhǔn)確地進(jìn)行。

3.2.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

利用攝像頭對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的工程機(jī)械、材料等進(jìn)行監(jiān)控管理的同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的行為進(jìn)行規(guī)范，還可上網(wǎng)實(shí)時(shí)看到工地現(xiàn)場(chǎng)的施工情況。如利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱再生聯(lián)合機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，并且可以實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行規(guī)范作業(yè)指導(dǎo)。業(yè)主或者監(jiān)理單位可以在任意一個(gè)可以上網(wǎng)的地方實(shí)時(shí)查看工地現(xiàn)場(chǎng)的施工情況，還可以根據(jù)相應(yīng)的權(quán)限來(lái)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)布設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的攝像頭，便于觀測(cè)需要查看的重點(diǎn)工序。

3.2.2 GIS技術(shù)

可以對(duì)施工人員的工作情況、材料的消耗以及供應(yīng)情況、整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，與GPS精確定位相結(jié)合，可以通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问脚c各GPS流動(dòng)站的人員進(jìn)行更明顯的溝通，在監(jiān)控中心即可顯示現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的情況，施工人員可以在可上網(wǎng)時(shí)立刻查看到所關(guān)心的工程參數(shù)。

對(duì)施工人員的工作情況，材料的消耗及供應(yīng)情況以及整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展的跟蹤監(jiān)控；實(shí)時(shí)攝像和GPS精確定位觀測(cè)相結(jié)合，系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通訊方式，將GPS基準(zhǔn)站的差分?jǐn)?shù)據(jù)連續(xù)、實(shí)時(shí)地發(fā)布給各GPS流動(dòng)站，同時(shí)，接收各流動(dòng)站反饋的位置信息。在監(jiān)控中心實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量情況。把施工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳到網(wǎng)上，只要是可以上網(wǎng)的地方均能夠查詢到相關(guān)的施工參數(shù)，便于施工方管理。

3.3 事后控制

首先對(duì)于瀝青路面熱再生現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量評(píng)定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在施工后期對(duì)于重難點(diǎn)工程的施工過(guò)程及施工結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并繪制直方圖等進(jìn)行分析總結(jié)，為今后類似的工程總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)。

工程完成后還應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)工程質(zhì)量和工程安全事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并且應(yīng)保證能夠提供工程事故的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，為監(jiān)理工程師進(jìn)行施工質(zhì)量控制提供可靠的信息支持。

3.4 基于BIM技術(shù)的施工質(zhì)量控制

在公路橋梁等一系列工程量大、技術(shù)要求高的大型工程中，施工單位難以有效管理項(xiàng)目中出現(xiàn)的各種復(fù)雜信息。BIM的應(yīng)用是為了提高項(xiàng)目質(zhì)量、安全性，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的施工管理技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變[9]。

BIM技術(shù)指的是一種作用于工程設(shè)計(jì)、建設(shè)及管理環(huán)節(jié)中的數(shù)字化模型。BIM可以高效地推動(dòng)工程建設(shè)的有序開(kāi)展，并降低建筑工程風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)工程建設(shè)效率的提高。

在瀝青路面熱再生現(xiàn)場(chǎng)施工中，BIM技術(shù)可以很大地提高工作效率的同時(shí)解決施工中一些常見(jiàn)的問(wèn)題[10]。

3.4.1 工程量的自動(dòng)分析

在國(guó)內(nèi)的公路項(xiàng)目中，常采取分標(biāo)段管理的方法，將瀝青路面熱再生現(xiàn)場(chǎng)施工根據(jù)施工內(nèi)容劃分為現(xiàn)場(chǎng)熱再生機(jī)組加熱工序和復(fù)拌工序等方面進(jìn)行施工管理。但是在實(shí)際的施工過(guò)程中，劃分標(biāo)段是以工程量為基礎(chǔ)進(jìn)行的，所以，為了更加簡(jiǎn)便地進(jìn)行施工方法、施工進(jìn)度以及施工成本預(yù)算，工程量的計(jì)算就顯得至關(guān)重要。

在現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面的施工過(guò)程中，工程量的精確計(jì)算可以準(zhǔn)確預(yù)算工程成本，使施工過(guò)程中的人、機(jī)、料等實(shí)現(xiàn)平衡，從而能達(dá)到控制施工成本的目的。

3.4.2 三維動(dòng)態(tài)施工進(jìn)度模型

BIM技術(shù)和GIS技術(shù)的結(jié)合，可建立國(guó)內(nèi)各省公路施工信息數(shù)據(jù)庫(kù)，在GIS的基礎(chǔ)上，能夠最大程度地實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的有序性，并且推動(dòng)相關(guān)的管理工作朝著信息化的方向發(fā)展。

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面施工過(guò)程中，根據(jù)BIM技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)存有大量的工程施工信息，施工單位可以根據(jù)這些工程信息，快速地找到滿足該地區(qū)的施工工藝，并參考其施工質(zhì)量評(píng)定，對(duì)其缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化并逐步尋找最優(yōu)施工方案。

3.4.3 施工形象進(jìn)度模型

項(xiàng)目實(shí)施中，BIM得到的施工進(jìn)度模型可以清晰地看到當(dāng)前工程的完成度、目前的施工情況，便于施工單位及時(shí)進(jìn)行完成部分的質(zhì)量檢查、監(jiān)督工程的總體進(jìn)度。施工形象進(jìn)度模型可實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層的合理布置，找到路面排水、防凍、防污等附屬設(shè)施的合理建設(shè)位置，使工程建設(shè)高效運(yùn)行。

在現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面的施工過(guò)程中，部分工程可能會(huì)重修路面排水等附屬設(shè)施，利用BIM技術(shù)可以快速地找到這些附屬設(shè)施的合理位置，從而推動(dòng)工程建設(shè)。