基于信息化技術的現場熱再生瀝青路面的施工質量控制

李 靈

（山西交通科學研究院集團有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

本文探究現場熱再生瀝青路面施工質量控制，并運用信息化技術實現對現場熱再生瀝青路面的施工質量控制[1]。目前，國內較成熟的施工質量控制的信息化控制技術主要有：遠程視頻監控技術、GIS技術、綜合項目管理系統、GPS技術[2]。

利用信息化技術的優點，將網絡攝像頭、GIS技術和BIM技術等應用于建設中，可以通過寬帶網絡的方式傳達到各個項目部終端，可詳細地記錄施工過程，還可重點標注施工過程的重要信息，能夠解決異地施工信息的傳遞及存儲問題，實現高效率的網絡協同工作[3]。

1 瀝青路面現場熱再生技術

現場熱再生一般只適用于舊瀝青路面表面層3～5 cm厚度時的路面再生，所以會對舊路面結構和路基的要求比較高，舊瀝青路面應該具有足夠的強度、承載能力以及完備的排水系統[4]。

在實際的瀝青路面再生的過程中，溫度是影響再生效果的主要因素，在舊料回收、配合比設計、拌和、運輸、攤鋪以及碾壓每一個環節中最重要的就是控制施工過程中的溫度；時間也是瀝青路面再生過程中影響施工質量的一個重要的因素，在拌和、運輸等過程中，可能因為時間的長短導致瀝青混合料的性能發生變化[5]。

表1 舊瀝青混凝土路面進行現場熱再生的條件

2 現場熱再生關鍵工序過程控制

對再生瀝青路面的配合比設計完成后，通過上述的性能評價試驗數據與規范中相對應的數據進行對比，如若滿足規范要求，便開始著手準備現場施工。在現場熱再生的施工過程中，對現場熱再生瀝青路面的施工過程中溫度、路面厚度和路面壓實以及再生路面的平整度等幾個方面的指標進行控制，分析在實際的施工過程中相關工藝的參數控制值[6]。

2.1 再生過程溫度控制

對某工程中幾個路段的再生過程進行控制，通過一天中不同時間拌和溫度的不同，找出適合該工程中舊瀝青路面再生時的最佳拌和溫度，試驗結果如表2所示。

表2 拌和時再生瀝青混合料溫度

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

2.2 再生瀝青路面厚度控制

再生瀝青路面的厚度，在舊料回收時是根據舊路面的破損程度以及再生工藝決定的，再生厚度會影響到路面的平整度，進而影響再生質量。路面厚度的檢測方法是鉆芯法，通過在再生路面中隨機進行鉆芯取樣，測得再生路面的厚度，但是這種方法一般對原路面具有一定的破壞性，所以通常采用路面雷達的方式進行路面厚度的控制。

2.3 再生瀝青路面平整度控制

路面的平整度對路面的施工質量有嚴格的要求，會影響行車的舒適度和安全性，也會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護周期。在再生瀝青路面的施工過程中，平整度的控制除了再生設備自帶的平行系統，就是人工進行整平后，從壓實環節入手進行控制。

3 基于信息化技術的現場熱再生施工質量控制

施工中的“三控”對施工質量控制有著非常重要的作用，信息時代的到來，使得各行各業都發生了巨大的改變，各種信息技術的應用范圍將更加廣泛，在公路工程施工時，對于質量的控制與管理依然離不開信息技術。把各種信息化技術手段運用到施工中的“三控”中去，通過信息化控制系統，完成瀝青路面的熱再生施工的質量管理工作，并且在信息控制系統的應用過程中，要動態持續地進行信息控制系統的改進，確保信息化控制系統更加符合施工質量控制的要求，這樣信息技術的作用才能得到充分發揮，最終保障了公路工程的施工質量。

信息化技術手段有多種方式，在事前控制和事中控制應用的技術各不相同。由于瀝青路面現場熱再生工程的復雜特點，結合三維仿真、模糊評價技術等在施工之前就安排好質量控制的方案，為施工前質量控制做好準備。在施工過程中采用GPS技術、GIS技術、遠程視頻監控系統的實時現場監控技術，可以保證在辦公場所、技術人員遠離施工現場時，仍然可以及時迅速地對施工現場各個工序進行施工管理和質量監控。目前，在進行瀝青路面現場熱再生的施工時，結合GIS對施工虛擬場景的描述與工程施工相結合，動態地展示整個施工過程的施工條件變化的工程施工現狀[7]。

3.1 事前控制

事前控制主要體現在采用信息化技術可以逼真地展現建成后項目與周圍環境的協調程度，可以在三維立體圖的基礎上進行方案比選。一般的再生路面都是在舊路的線形基礎上完成的，對于現場熱再生瀝青路面更是只改變了原瀝青路面面層的結構，所以現場熱再生方案、熱再生工藝的選擇都可以根據三維模擬場景進行確定[8]。

運用模糊綜合評判法，對瀝青路面熱再生現場施工方案進行事前合理評價：a）運用數理統計方法對重點的施工工序進行統計分析，如在拌和、攪拌瀝青混合料時，應對其工序進行統計分析，并繪制直方圖、控制圖等管理圖表；b）施工階段：對于施工前的事前準備，包括機械、人員配置、材料供應情況、施工方法和施工范圍有一個直觀的了解；c）運行維護階段：通過本系統可以方便地進行瀝青路面維護、改造和管理工作。模糊評價作為施工方案確定的方法給施工質量控制帶來了科學的事前評價方法，把這一方法集成在瀝青路面熱再生現場施工質量控制信息化系統中，將成為施工方案確定的重要手段。

文檔管理系統可以事前查詢瀝青路面熱再生現場施工的水文地質情況、工程概況、路面結構分布、圖紙等相關文件，擴大業主對熱再生現場施工工程的認知程度。

3.2 事中控制

在瀝青路面熱再生現場施工過程中，可以利用計算機技術實現對于工程的實時監控與協調，從而保證施工組織安排準確地進行。

3.2.1 視頻監控系統

利用攝像頭對施工現場的工程機械、材料等進行監控管理的同時對現場工作人員的行為進行規范，還可上網實時看到工地現場的施工情況。如利用視頻監控系統可以對現場熱再生聯合機組的生產過程進行監控，并且可以實時對現場作業人員進行規范作業指導。業主或者監理單位可以在任意一個可以上網的地方實時查看工地現場的施工情況，還可以根據相應的權限來遠程調節布設在現場的攝像頭，便于觀測需要查看的重點工序。

3.2.2 GIS技術

可以對施工人員的工作情況、材料的消耗以及供應情況、整個項目的進展進行跟蹤監控，與GPS精確定位相結合，可以通過數據傳輸的形式與各GPS流動站的人員進行更明顯的溝通，在監控中心即可顯示現場施工質量的情況，施工人員可以在可上網時立刻查看到所關心的工程參數。

對施工人員的工作情況，材料的消耗及供應情況以及整個項目的進展的跟蹤監控；實時攝像和GPS精確定位觀測相結合，系統通過無線數據通訊方式，將GPS基準站的差分數據連續、實時地發布給各GPS流動站，同時，接收各流動站反饋的位置信息。在監控中心實時顯示現場施工質量情況。把施工現場的數據實時傳到網上，只要是可以上網的地方均能夠查詢到相關的施工參數，便于施工方管理。

3.3 事后控制

首先對于瀝青路面熱再生現場施工的質量評定數據進行處理，在施工后期對于重難點工程的施工過程及施工結果進行統計分析，并繪制直方圖等進行分析總結，為今后類似的工程總結相關的經驗。

工程完成后還應該重點對工程質量和工程安全事故進行統計分析，并且應保證能夠提供工程事故的統計分析報告，為監理工程師進行施工質量控制提供可靠的信息支持。

3.4 基于BIM技術的施工質量控制

在公路橋梁等一系列工程量大、技術要求高的大型工程中，施工單位難以有效管理項目中出現的各種復雜信息。BIM的應用是為了提高項目質量、安全性，實現從傳統的施工管理技術進行轉變[9]。

BIM技術指的是一種作用于工程設計、建設及管理環節中的數字化模型。BIM可以高效地推動工程建設的有序開展，并降低建筑工程風險，推動工程建設效率的提高。

在瀝青路面熱再生現場施工中，BIM技術可以很大地提高工作效率的同時解決施工中一些常見的問題[10]。

3.4.1 工程量的自動分析

在國內的公路項目中，常采取分標段管理的方法，將瀝青路面熱再生現場施工根據施工內容劃分為現場熱再生機組加熱工序和復拌工序等方面進行施工管理。但是在實際的施工過程中，劃分標段是以工程量為基礎進行的，所以，為了更加簡便地進行施工方法、施工進度以及施工成本預算，工程量的計算就顯得至關重要。

在現場熱再生瀝青路面的施工過程中，工程量的精確計算可以準確預算工程成本，使施工過程中的人、機、料等實現平衡，從而能達到控制施工成本的目的。

3.4.2 三維動態施工進度模型

BIM技術和GIS技術的結合，可建立國內各省公路施工信息數據庫，在GIS的基礎上，能夠最大程度地實現工程建設的有序性，并且推動相關的管理工作朝著信息化的方向發展。

對于現場熱再生瀝青路面施工過程中，根據BIM技術構建的數據庫平臺存有大量的工程施工信息，施工單位可以根據這些工程信息，快速地找到滿足該地區的施工工藝，并參考其施工質量評定，對其缺點進行優化并逐步尋找最優施工方案。

3.4.3 施工形象進度模型

項目實施中，BIM得到的施工進度模型可以清晰地看到當前工程的完成度、目前的施工情況，便于施工單位及時進行完成部分的質量檢查、監督工程的總體進度。施工形象進度模型可實現瀝青混凝土路面結構層的合理布置，找到路面排水、防凍、防污等附屬設施的合理建設位置，使工程建設高效運行。

在現場熱再生瀝青路面的施工過程中，部分工程可能會重修路面排水等附屬設施，利用BIM技術可以快速地找到這些附屬設施的合理位置，從而推動工程建設。