道路工程施工部署及動(dòng)態(tài)過(guò)程管理系統(tǒng)構(gòu)建

劉慶華

（山東省單縣湖西路橋建筑有限公司，山東 單縣 274300）

道路工程是支持交通工具行駛的重要基礎(chǔ)，道路質(zhì)量和性能直接關(guān)系到交通水平和行車安全，對(duì)社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。隨著現(xiàn)代先進(jìn)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，為道路工程施工全過(guò)程動(dòng)態(tài)化管理提供了重要的技術(shù)支持。在瀝青混凝土道路路面工程施工過(guò)程中，根據(jù)合理的施工部署安排，構(gòu)建動(dòng)態(tài)全過(guò)程管理系統(tǒng)，能夠確保在路面施工全過(guò)程中實(shí)施全面有效管理，從而確保道路施工質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的施工效果。本文以某道路工程為例，針對(duì)工程施工中最關(guān)鍵的路面施工進(jìn)行研究，通過(guò)合理部署施工準(zhǔn)備工作、材料攪拌、材料運(yùn)輸以及材料攤鋪施工，探討構(gòu)建攪拌站后場(chǎng)管理、材料運(yùn)輸管理、攤鋪壓實(shí)施工質(zhì)量管理以及現(xiàn)場(chǎng)人員管理全過(guò)程的動(dòng)態(tài)化管理系統(tǒng)有效途徑，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌站、運(yùn)輸過(guò)程、施工現(xiàn)場(chǎng)三個(gè)重點(diǎn)區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)，保障道路工程建設(shè)質(zhì)量。

1 工程概述

本工程為某市政道路建設(shè)工程，路面工程采用瀝青混凝土混合材料施工。路面工程施工總長(zhǎng)3.2km，路面寬度為25m，工期要求9.5 個(gè)月。根據(jù)施工需求，本工程施工材料準(zhǔn)備充足，工程施工原材料準(zhǔn)備完成。同時(shí)，工程建設(shè)配置有消防裝置，防止瀝青溫度過(guò)高可能引發(fā)的安全事故，為工程建設(shè)創(chuàng)造安全的施工環(huán)境。

2 工程施工部署

2.1 前期施工準(zhǔn)備

施工前，對(duì)工程道路路面信息進(jìn)行全面采集，根據(jù)施工質(zhì)量要求，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等方式確定瀝青混合料配比方案，做好施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。前期施工準(zhǔn)備共包括三個(gè)環(huán)節(jié)：一是進(jìn)行材料的配比設(shè)計(jì)，提前制定好多種配比方案，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀察分析配比結(jié)果，確定最佳方案；二是在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，根據(jù)配比方案進(jìn)行瀝青混合料的加工生產(chǎn)，根據(jù)材料膨脹情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制混合料含堿量應(yīng)在I 級(jí)粉煤灰的1.5%，混凝土含堿量比例不超過(guò)4kg/m3，確?；旌狭腺|(zhì)量達(dá)標(biāo)；三是進(jìn)行材料布設(shè)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，合理確定現(xiàn)場(chǎng)材料運(yùn)輸點(diǎn)，準(zhǔn)備好混合料施工。

2.2 混合料攪拌

瀝青混合料攪拌在后場(chǎng)攪拌站進(jìn)行，在混合料進(jìn)行攪拌之前，需要進(jìn)行材料成分的檢驗(yàn)，確保各項(xiàng)材料的質(zhì)量參數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，若發(fā)現(xiàn)有材料不達(dá)標(biāo)則需要及時(shí)更換材料或進(jìn)行參數(shù)問(wèn)題調(diào)節(jié)，確?；旌狭腺|(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。然后，按照設(shè)定的材料配比方案進(jìn)行混合料的配置，配置容器需要較好的密閉性，在攪拌過(guò)程中控制作業(yè)溫度，在攪拌均勻后，采取烘干處理，將混合料的含水量控制在1%以下，制作完成后等待運(yùn)輸[1]。

2.3 混合料運(yùn)輸

采用防粘機(jī)油涂刷混合料運(yùn)輸車輛貨箱，以便于后期清理。將混合料裝入運(yùn)輸車輛，按照設(shè)計(jì)好的運(yùn)輸路線進(jìn)行材料運(yùn)輸，運(yùn)輸過(guò)程中確保材料的安全穩(wěn)定。在到達(dá)指定地點(diǎn)后，由專門的現(xiàn)場(chǎng)指揮人員和技術(shù)員指導(dǎo)卸料，避免混合料中摻入雜質(zhì)，根據(jù)混合料特性確定最佳溫度，方便后期攤鋪施工，避免安全事故。

2.4 攤鋪施工

攤鋪施工是道路工程路面施工中最關(guān)鍵的步驟，直接影響道路工程建設(shè)質(zhì)量。在路面攤鋪施工中，要求熨平板預(yù)熱穩(wěn)定控制在70℃之上，同時(shí)已攤鋪完成的道路與未攤鋪的道路之間的距離應(yīng)當(dāng)保持在15cm 到20cm。攤鋪施工采取攤鋪機(jī)作業(yè)，確保攤鋪施工平整，混凝土與路面有較高的貼合度。同時(shí)，加強(qiáng)道路管理看護(hù)，避免踩踏攤鋪完成路面，保證攤鋪平整。

2.5 壓實(shí)與接縫

混合料攤鋪施工中存在一定空隙，如不處理則會(huì)造成路面裂縫出現(xiàn)，影響道路施工質(zhì)量。因此，還需要進(jìn)行攤鋪壓實(shí)處理，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，利用壓路機(jī)進(jìn)行初壓、復(fù)壓、終壓三次壓實(shí)處理，控制壓路機(jī)勻速前進(jìn)，在壓實(shí)過(guò)程中避免路面雜質(zhì)混入其中。此外，對(duì)路面存在的縱縫進(jìn)行處理，處理方式采用熱接縫方式，處理過(guò)程中注意控制路面溫度，在溫度下降到50℃以下后再進(jìn)行車輛通行[2]。

3 施工動(dòng)態(tài)全過(guò)程管理系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用

3.1 施工動(dòng)態(tài)過(guò)程管理系統(tǒng)

根據(jù)本工程道路路面施工實(shí)際施工部署，將管理重點(diǎn)分成攪拌站后場(chǎng)管理、材料運(yùn)輸管理、現(xiàn)場(chǎng)施工管理、施工現(xiàn)場(chǎng)人員管理四個(gè)部分，并建立動(dòng)態(tài)全過(guò)程管理檢測(cè)系統(tǒng)。以計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等作為系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)支持，將施工全過(guò)程中重點(diǎn)管理內(nèi)容集中在統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)中，利用后臺(tái)管理終端，對(duì)施工各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，既實(shí)現(xiàn)對(duì)施工全過(guò)程管理，同時(shí)也可以達(dá)到遠(yuǎn)程控制效果，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化管理。其中，終端管理控制系統(tǒng)是負(fù)責(zé)進(jìn)行全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)進(jìn)行在線指令與任務(wù)發(fā)布的中樞系統(tǒng)，是整個(gè)管理系統(tǒng)的核心組成。后方場(chǎng)站管理、施工材料運(yùn)輸管理、攤鋪壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)管理、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員管理等系統(tǒng)均為終端管理控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)。后方場(chǎng)站管理子系統(tǒng)則主要是對(duì)攪拌站進(jìn)行瀝青混合料攪拌生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，確保材料攪拌質(zhì)量達(dá)標(biāo)；施工材料運(yùn)輸管理子系統(tǒng)主要對(duì)運(yùn)輸車輛的運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，通過(guò)在運(yùn)輸車輛上安裝系統(tǒng)識(shí)別模塊，實(shí)時(shí)掌握運(yùn)輸車輛情況，并進(jìn)行在線互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸過(guò)程的管控；攤鋪及壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)管理子系統(tǒng)主要是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的管理，包括對(duì)混合料攤鋪及壓實(shí)施工過(guò)程中的溫度、厚度以及施工機(jī)械行進(jìn)的速度、壓實(shí)次數(shù)等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，確保施工質(zhì)量。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員管理子系統(tǒng)是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員的管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并向相關(guān)管理人員反饋現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員施工情況，以便于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員管控及施工進(jìn)度、質(zhì)量調(diào)整。

3.2 材料攪拌后方場(chǎng)站管理系統(tǒng)

后方場(chǎng)站中瀝青混凝土攪拌過(guò)程直接影響施工混合料質(zhì)量，在該系統(tǒng)中，通過(guò)安裝材料拌合實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)混合料攪拌過(guò)程的材料參數(shù)、攪拌機(jī)械參數(shù)等進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)在線監(jiān)控與管理，從而確?；旌狭蠑嚢柽_(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?；旌狭蠑嚢鑼?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能主要是對(duì)材料攪拌全過(guò)程的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，其監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括混合料級(jí)別、油石比、攪拌溫度、瀝青參量等；對(duì)攪拌機(jī)械進(jìn)行故障分析、在線跟蹤與實(shí)施建議；進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，數(shù)據(jù)下載查看及質(zhì)量分析、快速追責(zé)等。在系統(tǒng)后臺(tái)操作界面當(dāng)中，管理人員可以隨時(shí)調(diào)閱相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)列表的形式呈現(xiàn)，便于后期進(jìn)行檢索對(duì)比。在管理系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效集成，并能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，然后將不同的指標(biāo)及參數(shù)的詳細(xì)數(shù)據(jù)及直觀數(shù)據(jù)圖表都直接連接到界面中，從而使管理者可以更加直觀地掌握材料拌合情況，以便于進(jìn)行材料制備的質(zhì)量管理[3]。

此外，在該系統(tǒng)中，進(jìn)行材料拌合管理及實(shí)際操作的人員均可以通過(guò)系統(tǒng)終端實(shí)時(shí)了解掌握不同階段材料拌合的監(jiān)測(cè)信息，一旦發(fā)現(xiàn)材料級(jí)配或攪拌機(jī)械運(yùn)行存在問(wèn)題或異常，則可以通過(guò)終端及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便于相關(guān)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題事故，確保做到處理的“零延時(shí)”。同時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)詳細(xì)記錄下每一次的預(yù)警信息，以便于進(jìn)行后續(xù)事故原因調(diào)查分析以及責(zé)任追溯，確保責(zé)任到人，加強(qiáng)管理有效性。

3.3 施工材料運(yùn)輸管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)施工材料運(yùn)輸全過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管理，以保證材料運(yùn)輸?shù)陌踩?、及時(shí)性，為后續(xù)施工的有序進(jìn)行提供保障。在運(yùn)輸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，通過(guò)在運(yùn)輸車輛上安裝識(shí)別設(shè)備，可以對(duì)車輛行駛軌跡進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，在車輛行駛過(guò)程中進(jìn)行預(yù)警，并且與混合料拌合主線的子系統(tǒng)進(jìn)行交互關(guān)聯(lián)。通過(guò)運(yùn)輸監(jiān)測(cè)，可以為駕駛?cè)藛T提供最佳的運(yùn)輸路線規(guī)劃，并且在車輛行駛過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛?cè)藛T行為，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制止駕駛?cè)藛T的違規(guī)違法操作，保證材料運(yùn)輸車輛的安全性。運(yùn)輸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)與后場(chǎng)管理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)互聯(lián)，從而從后場(chǎng)材料上車后就開始進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)系統(tǒng)互聯(lián)，對(duì)運(yùn)輸材料質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，確保運(yùn)輸過(guò)程中材料質(zhì)量不受影響。通過(guò)該系統(tǒng)，車輛駕駛?cè)藛T以及材料運(yùn)輸管理人員可以通過(guò)移動(dòng)終端與系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)時(shí)獲取運(yùn)輸車輛及其行動(dòng)軌跡等詳細(xì)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料運(yùn)輸全過(guò)程的動(dòng)態(tài)化管理。

3.4 攤鋪壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)

在瀝青混凝土路面施工中，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)攤鋪壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)全過(guò)程的動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)與管理?，F(xiàn)場(chǎng)施工是道路工程路面施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，針對(duì)這一環(huán)節(jié)的全程動(dòng)態(tài)化監(jiān)管也是構(gòu)建道路工程使用動(dòng)態(tài)過(guò)程管理系統(tǒng)的核心內(nèi)容。在該系統(tǒng)中，通過(guò)借助傳感器等先進(jìn)技術(shù)，在施工機(jī)械設(shè)備上設(shè)置智能化終端，使現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)中的集成，使不同的施工機(jī)械設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)交互聯(lián)通。在施工過(guò)程中，施工及管理人員可以通過(guò)智能終端實(shí)時(shí)獲取機(jī)械設(shè)備攤鋪及壓實(shí)作業(yè)過(guò)程的反饋信息，并且能夠?yàn)槭┕と藛T具體操作提供在線幫助。具體來(lái)說(shuō)，在攤鋪及壓實(shí)施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，主要功能包括對(duì)路面攤鋪的厚度、溫度、速率等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；對(duì)路面壓實(shí)的溫度、次數(shù)以及速率進(jìn)行監(jiān)控；提供施工作業(yè)機(jī)械設(shè)備交互聯(lián)通系統(tǒng)平臺(tái)[4]。

在該系統(tǒng)運(yùn)行中，借助GPS 定位系統(tǒng)，可以對(duì)基站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集，并將信息向流動(dòng)中繼站進(jìn)行傳遞，然后再由中繼站實(shí)時(shí)處理完成接收到的數(shù)據(jù)，最終得到厘米級(jí)高精度的位置定位，并且可以將數(shù)據(jù)響應(yīng)延時(shí)控制在1s 之內(nèi)。流動(dòng)中繼站在開機(jī)初始化過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，在運(yùn)行過(guò)程中狀態(tài)確定具有隨機(jī)性，靜止?fàn)顟B(tài)或移動(dòng)狀態(tài)均能夠滿足要求。在系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的核心組件主要由數(shù)據(jù)傳輸線路、基站接收天線以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成，系統(tǒng)完成集成后，將其安裝至施工機(jī)械設(shè)備上，從而進(jìn)行各項(xiàng)施工參數(shù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與處理。同時(shí)，通過(guò)管理系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參與施工的所有攤鋪及壓實(shí)施工機(jī)械進(jìn)行集成管理，并實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)同，根據(jù)工程施工進(jìn)度要求，合理安排施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)入或者退出施工現(xiàn)場(chǎng)，并且通過(guò)施工協(xié)同，還可以安排個(gè)別施工機(jī)械進(jìn)入或者退出作業(yè)，并不對(duì)整體施工造成影響，在智能終端上會(huì)實(shí)時(shí)顯示各個(gè)機(jī)械進(jìn)入與退出的情況，提高施工作業(yè)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作性[5]。

除此之外，該系統(tǒng)還可以將各個(gè)施工機(jī)械的作業(yè)情況實(shí)時(shí)反饋至終端信息面板上，從而為施工作業(yè)人員以及管理人員作出決策提供可靠的依據(jù)，有效輔助施工，實(shí)現(xiàn)施工安排的最優(yōu)化，避免施工機(jī)械或人員工作強(qiáng)度過(guò)高，出現(xiàn)影響施工質(zhì)量的問(wèn)題。同時(shí)，在壓實(shí)施工中，壓實(shí)溫度和次數(shù)可以用云圖的方式直接呈現(xiàn)在終端中，施工人員可以通過(guò)移動(dòng)終端掌握施工情況[6]。

3.5 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，為管理人員創(chuàng)新施工人員管理模式，將數(shù)據(jù)信息通過(guò)移動(dòng)終端輸出，幫助管理人員完成定性管理向定量管理的轉(zhuǎn)變，提高作業(yè)人員管理科學(xué)性。同時(shí)系統(tǒng)可以為施工人員提供施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，輔助其進(jìn)行施工決策。在本工程中，施工標(biāo)段里程較長(zhǎng)，管理人員可以通過(guò)系統(tǒng)定位施工樁號(hào)，從而快速定位作業(yè)人員，提高管理效率[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

在道路工程施工中，根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行施工部署，同時(shí)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)過(guò)程管理，能夠有效提高工程建設(shè)全過(guò)程管理質(zhì)量和管理效率，從而確保道路工程建設(shè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。在道路工程施工中，路面施工是最重要的步驟。以前述工程為例，在路面施工中進(jìn)行了前期施工準(zhǔn)備、混合料攪拌、材料運(yùn)輸、攤鋪及壓實(shí)施工等作為施工部署重要部分，在動(dòng)態(tài)過(guò)程管理系統(tǒng)構(gòu)建中，通過(guò)構(gòu)建終端管理控制系統(tǒng)，設(shè)置后方場(chǎng)站管理子系統(tǒng)、材料運(yùn)輸車輛管理子系統(tǒng)、施工管理子系統(tǒng)以及施工人員管理子系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工全過(guò)程的動(dòng)態(tài)化管理，切實(shí)提高施工管理效率和質(zhì)量，提高現(xiàn)場(chǎng)管理能力，為道路施工有序開展提供有效保障。