智能施工技術在城市道路建設中的應用與發展研究

張歲恩

甘肅一安建設科技集團有限公司 甘肅 蘭州 730060

城市道路建設是城市基礎設施建設中的重要組成部分，對于提高城市交通狀況、促進城市發展具有重要意義。在當前科技不斷推陳出新的時代，智能施工技術正在逐漸成為城市道路建設的新趨勢，進一步提高了城市道路建設的效率和質量。同時，智能施工技術在城市道路建設中的應用和發展也備受關注。本文的研究旨在深入探討智能施工技術在城市道路建設中的應用與發展趨勢，為行業內相關人員提供參考，并促進城市道路建設的數字化、自動化和智能化。

1 智能施工技術概述

智能施工技術是指在城市道路建設等基礎設施工程中，運用先進的計算機科學、通信技術、人工智能、物聯網等技術手段，實現對施工過程的全面數字化、智能化和一體化管理。智能施工技術旨在提高施工效率、質量和安全性，降低施工成本，以滿足日益增長的城市交通需求和環保要求。

智能施工技術具有多種類型，包括地面監測與自動化設備、無人機應用、建筑信息模型（BIM）技術以及信息化管理系統與物聯網等。地面監測技術主要用于實時監測施工現場的地形、地質條件、材料性能等信息，為施工提供準確的數據支持。自動化設備則通過運用自動化、智能化技術，實現對施工過程的自動化控制，從而提高施工效率與質量。無人機技術在城市道路建設中的應用主要包括拍攝航拍照片、監測施工現場、測量地形地貌等。BIM技術通過創建建筑項目的數字化模型，實現對項目全生命周期的信息管理。信息化管理系統與物聯網技術則將施工現場的各種設備、材料等連接到互聯網上，實現實時監控和遠程控制，提高施工現場的管理水平[1]。

隨著科技的不斷發展，智能施工技術在城市道路建設中的應用逐漸成為行業的主流。在未來的城市道路建設中，智能施工技術有望為提高施工質量、效率和安全性，降低施工成本，實現綠色、可持續發展提供有力支持。

2 智能施工技術在城市道路建設中的應用

2.1 地面監測與自動化設備

地面監測與自動化設備在城市道路建設中扮演著至關重要的角色。通過實時監測施工現場的地形、地質條件和材料性能等信息，地面監測技術為施工提供了精確的數據支持。這些數據可用于分析基礎土壤承載力、預測潛在地質災害風險、評估施工中材料的性能等，從而為施工過程提供關鍵參考。

自動化設備在城市道路建設中的應用也日益廣泛。這些設備通過運用自動化和智能化技術，實現了對施工過程的自動化控制，從而提高了施工效率與質量。例如，自動化裝載機械能夠準確地控制挖掘、裝載和運輸的過程，減少了人為操作的誤差，提高了作業效率。混凝土攪拌車則可以自動調整攪拌速度和時間，確保混凝土的質量穩定，并且在運輸過程中保持混凝土的工作性能。

此外，自動化設備在城市道路建設中還可以應用于橋梁吊裝、隧道挖掘、路面鋪設等領域。這些設備不僅提高了施工速度，還提升了工程質量和安全性。例如，全自動路面鋪設機械可以在短時間內鋪設大面積的瀝青路面，減少了人工操作的疲勞和誤差，保證了道路表面的平整度和密實度。隧道挖掘設備則可實現精確的控制和穩定的工作性能，降低了隧道施工中的風險。

總之，地面監測技術和自動化設備在城市道路建設中的應用已經取得了顯著的成果。這些技術不僅提高了施工質量、效率和安全性，還促進了資源節約和環境保護。隨著科技的不斷發展，這些技術在城市道路建設領域的應用將會更加廣泛和深入[2]。

2.2 無人機在道路建設中的應用

無人機在道路建設中的應用已成為當今工程領域的一項重要技術。其廣泛應用于拍攝航拍照片、監測施工現場和測量地形地貌等方面，為城市道路建設帶來了諸多便利和優勢。

在航拍照片方面，無人機可以快速、方便地獲取高清晰度的航拍圖像。這些圖像為設計師和施工隊提供了全面、清晰的施工現場視角，有助于更好地理解項目的地理位置、周邊環境和現場條件，從而確保設計和施工方案的科學性和可行性。

其次，無人機在監測施工現場方面具有很大優勢。它可以在短時間內對大面積的施工現場進行實時監控，為項目管理者提供關鍵數據。例如，無人機可以用于檢測建筑物的結構完整性、觀察施工現場的安全隱患和設備故障等。這些信息有助于施工團隊及時采取措施，防止事故發生，確保工程質量和安全。

無人機在測量地形地貌方面也發揮著重要作用。通過無人機搭載的高精度測量設備，如激光雷達、高分辨率相機等，可以對施工現場的地形、地貌進行精確測量。這些數據為道路建設提供了準確的地理信息，有助于規劃、設計和施工團隊制定更合理、高效的建設方案。

綜上所述，無人機在城市道路建設中的應用為工程領域帶來了革命性的變化。通過實時傳輸施工現場的圖像數據，無人機技術不僅提高了施工質量、安全性和效率，還為資源節約和環境保護提供了支持。隨著科技的不斷發展和無人機技術的成熟，其在城市道路建設領域的應用將會更加廣泛和深入。

表1 無人機在道路建設中的應用

2.3 BIM技術在道路建設中的應用

建筑信息模型（BIM）技術在城市道路建設中的應用已越來越普及。通過創建建筑項目的數字化模型，BIM技術實現了對項目全生命周期的信息管理，包括規劃、設計、施工和運維階段。在城市道路建設中，BIM技術為施工團隊提供了精確的施工圖紙、材料清單、工程量計算等，從而提高了施工質量與效率。

BIM技術在城市道路建設施工階段發揮了重要作用，提高了施工質量與效率。通過創建精確的施工圖紙和材料清單，施工團隊能夠了解道路結構的細節，如排水系統、照明設施等，減少誤差和返工[3]。

BIM技術能夠模擬和預測潛在問題和風險。與現場施工數據實時比對，及時發現偏差和問題，有助于提高施工安全性，降低施工風險。實現多方協同工作，共享統一的BIM模型，設計師、施工隊、監理等各方可以實時獲取項目信息，提高溝通效率。

在施工階段，BIM技術還可以輔助項目管理者進行成本和進度控制。通過對施工過程的實時監控，準確評估項目進度，及時調整資源分配和工程排期。這有助于實現項目的高效管理，降低成本和延誤風險。

因此，BIM技術在城市道路建設施工階段具有顯著的優勢，為實現高質量、高效率的道路建設提供了有力支持。要充分發揮BIM技術的潛力，需要加強跨部門、跨領域的合作與協調，以及專業的BIM技術培訓和軟件支持。

表2 BIM技術在道路建設中的應用

2.4 信息化管理系統與物聯網

信息化管理系統與物聯網技術在城市道路建設中的應用正在逐步改變傳統施工方式，提高施工現場的管理水平和效率。信息化管理系統通過計算機網絡和通信技術，實現對施工現場的信息采集、處理、存儲和傳輸，從而為施工團隊提供實時、準確的數據支持。此類系統涵蓋了施工現場的各個方面，包括人員管理、設備管理、材料管理、質量管理和安全管理等。

物聯網技術則將施工現場的各種設備、材料等連接到互聯網上，實現實時監控和遠程控制。通過安裝傳感器、RFID等智能硬件，施工現場的信息可以實時上傳到云端，供施工團隊隨時查看和分析。這有助于及時發現潛在問題，避免事故和延誤，提高施工質量和安全性。

信息化管理系統與物聯網技術結合的應用，還可以實現對施工過程的優化和自動化。例如，通過實時監測設備的運行狀態，可以實現設備的預防性維護，降低故障率。此外，通過對施工現場的實時監控，施工團隊可以更好地調整資源分配和工程排期，從而提高施工效率[4]。

總之，信息化管理系統與物聯網技術為城市道路建設帶來了新的發展機遇，助力實現施工現場的智能化和信息化管理。然而，要充分發揮這些技術的潛力，還需要加強跨部門、跨領域的合作與協調，以及進行相關的技術培訓和軟件支持。

3 智能施工技術的發展趨勢

隨著科技的不斷發展，智能施工技術在城市道路建設領域呈現出一系列明顯的發展趨勢。以下幾點是值得關注的重要方向：

數字化、智能化和一體化將成為施工技術的主要特點。未來的智能施工將更加依賴于先進的計算機技術、人工智能、物聯網等技術手段，實現對施工過程的全面數字化、智能化和一體化管理。在數字化方面，通過使用BIM技術，施工團隊可以在施工前就對建筑物進行數字化的建模和仿真，確保施工過程的可行性和優化。在智能化方面，通過使用傳感器和人工智能算法，施工團隊可以實時監測施工現場的各種數據，如溫度、濕度、噪聲等，以及預測可能出現的問題，從而快速做出反應和解決。在一體化方面，施工團隊可以通過集成不同系統和設備，實現施工過程的無縫協調和管理。這些技術的應用，將有效提高施工質量、減少施工時間和成本，并幫助規避潛在的風險。

另外，自動化與機器人技術將在施工現場發揮越來越重要的作用，該技術可以有效解決施工現場的安全問題。傳統的道路建設施工過程中，由于人員密集、危險環境多等因素，經常會發生安全事故。而自動化與機器人技術的應用可以有效地降低人員在危險環境下的作業時間，從而減少施工過程中的人員傷亡風險，保障工人的安全。因此，在未來的城市道路建設中，自動化與機器人技術將會成為施工現場的重要組成部分[5]。

綠色與可持續性也將成為智能施工技術的重要目標。未來的智能施工將更加注重使用可持續發展的建筑材料和設備，例如使用回收材料、生物材料和可再生能源。同時，通過采用循環經濟和綠色供應鏈等可持續發展模式，降低建筑材料和設備的資源消耗和廢棄物排放，實現資源的最大化利用，減少對環境的損害。此外，智能施工技術還可以通過實時監測施工現場的噪音、振動、灰塵等污染物，進行精確測量和分析，及時掌握污染情況，并采取有效控制措施降低對周邊環境的影響。例如，在施工現場安裝噪音監測設備和灰塵收集器，利用數據分析和人工智能算法對環境數據進行處理和分析，對施工過程中產生的噪音、震動、灰塵等進行監控和控制。同時，采用環保材料和施工方式，如綠色混凝土、太陽能路燈、雨水回收系統等，可以進一步減少能源消耗和環境污染，實現綠色施工，推動城市可持續發展。

4 結論

智能施工技術在城市道路建設中的應用具有廣闊的發展前景，有望為建設更加高效、綠色、可持續的城市道路提供有力支持。為適應智能施工技術的發展趨勢，各方需共同努力，不斷推進技術創新和應用，以迎接城市道路建設的美好未來。在此過程中，政府部門、企業和研究機構需要加強合作，共同推進技術創新和人才培養，以應對日益復雜的施工環境和挑戰。同時，智能施工技術的普及和應用也需要克服一定的技術和市場障礙，確保技術的可持續發展。