基于信息化技术的现场热再生沥青路面的施工质量控制

李 灵

（山西交通科学研究院集团有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

本文探究现场热再生沥青路面施工质量控制，并运用信息化技术实现对现场热再生沥青路面的施工质量控制[1]。目前，国内较成熟的施工质量控制的信息化控制技术主要有：远程视频监控技术、GIS技术、综合项目管理系统、GPS技术[2]。

利用信息化技术的优点，将网络摄像头、GIS技术和BIM技术等应用于建设中，可以通过宽带网络的方式传达到各个项目部终端，可详细地记录施工过程，还可重点标注施工过程的重要信息，能够解决异地施工信息的传递及存储问题，实现高效率的网络协同工作[3]。

1 沥青路面现场热再生技术

现场热再生一般只适用于旧沥青路面表面层3～5 cm厚度时的路面再生，所以会对旧路面结构和路基的要求比较高，旧沥青路面应该具有足够的强度、承载能力以及完备的排水系统[4]。

在实际的沥青路面再生的过程中，温度是影响再生效果的主要因素，在旧料回收、配合比设计、拌和、运输、摊铺以及碾压每一个环节中最重要的就是控制施工过程中的温度；时间也是沥青路面再生过程中影响施工质量的一个重要的因素，在拌和、运输等过程中，可能因为时间的长短导致沥青混合料的性能发生变化[5]。

表1 旧沥青混凝土路面进行现场热再生的条件

2 现场热再生关键工序过程控制

对再生沥青路面的配合比设计完成后，通过上述的性能评价试验数据与规范中相对应的数据进行对比，如若满足规范要求，便开始着手准备现场施工。在现场热再生的施工过程中，对现场热再生沥青路面的施工过程中温度、路面厚度和路面压实以及再生路面的平整度等几个方面的指标进行控制，分析在实际的施工过程中相关工艺的参数控制值[6]。

2.1 再生过程温度控制

对某工程中几个路段的再生过程进行控制，通过一天中不同时间拌和温度的不同，找出适合该工程中旧沥青路面再生时的最佳拌和温度，试验结果如表2所示。

表2 拌和时再生沥青混合料温度

从表2中可以看出，各测试位置处的拌和温度平均在130℃左右，摊铺温度也在130℃左右，而规范中对于再生沥青混合料的摊铺温度的要求为大于120℃，说明上述的拌和温度均满足规范要求。

2.2 再生沥青路面厚度控制

再生沥青路面的厚度，在旧料回收时是根据旧路面的破损程度以及再生工艺决定的，再生厚度会影响到路面的平整度，进而影响再生质量。路面厚度的检测方法是钻芯法，通过在再生路面中随机进行钻芯取样，测得再生路面的厚度，但是这种方法一般对原路面具有一定的破坏性，所以通常采用路面雷达的方式进行路面厚度的控制。

2.3 再生沥青路面平整度控制

路面的平整度对路面的施工质量有严格的要求，会影响行车的舒适度和安全性，也会影响路面的使用寿命，甚至影响路面的使用年限及道路的养护周期。在再生沥青路面的施工过程中，平整度的控制除了再生设备自带的平行系统，就是人工进行整平后，从压实环节入手进行控制。

3 基于信息化技术的现场热再生施工质量控制

施工中的“三控”对施工质量控制有着非常重要的作用，信息时代的到来，使得各行各业都发生了巨大的改变，各种信息技术的应用范围将更加广泛，在公路工程施工时，对于质量的控制与管理依然离不开信息技术。把各种信息化技术手段运用到施工中的“三控”中去，通过信息化控制系统，完成沥青路面的热再生施工的质量管理工作，并且在信息控制系统的应用过程中，要动态持续地进行信息控制系统的改进，确保信息化控制系统更加符合施工质量控制的要求，这样信息技术的作用才能得到充分发挥，最终保障了公路工程的施工质量。

信息化技术手段有多种方式，在事前控制和事中控制应用的技术各不相同。由于沥青路面现场热再生工程的复杂特点，结合三维仿真、模糊评价技术等在施工之前就安排好质量控制的方案，为施工前质量控制做好准备。在施工过程中采用GPS技术、GIS技术、远程视频监控系统的实时现场监控技术，可以保证在办公场所、技术人员远离施工现场时，仍然可以及时迅速地对施工现场各个工序进行施工管理和质量监控。目前，在进行沥青路面现场热再生的施工时，结合GIS对施工虚拟场景的描述与工程施工相结合，动态地展示整个施工过程的施工条件变化的工程施工现状[7]。

3.1 事前控制

事前控制主要体现在采用信息化技术可以逼真地展现建成后项目与周围环境的协调程度，可以在三维立体图的基础上进行方案比选。一般的再生路面都是在旧路的线形基础上完成的，对于现场热再生沥青路面更是只改变了原沥青路面面层的结构，所以现场热再生方案、热再生工艺的选择都可以根据三维模拟场景进行确定[8]。

运用模糊综合评判法，对沥青路面热再生现场施工方案进行事前合理评价：a）运用数理统计方法对重点的施工工序进行统计分析，如在拌和、搅拌沥青混合料时，应对其工序进行统计分析，并绘制直方图、控制图等管理图表；b）施工阶段：对于施工前的事前准备，包括机械、人员配置、材料供应情况、施工方法和施工范围有一个直观的了解；c）运行维护阶段：通过本系统可以方便地进行沥青路面维护、改造和管理工作。模糊评价作为施工方案确定的方法给施工质量控制带来了科学的事前评价方法，把这一方法集成在沥青路面热再生现场施工质量控制信息化系统中，将成为施工方案确定的重要手段。

文档管理系统可以事前查询沥青路面热再生现场施工的水文地质情况、工程概况、路面结构分布、图纸等相关文件，扩大业主对热再生现场施工工程的认知程度。

3.2 事中控制

在沥青路面热再生现场施工过程中，可以利用计算机技术实现对于工程的实时监控与协调，从而保证施工组织安排准确地进行。

3.2.1 视频监控系统

利用摄像头对施工现场的工程机械、材料等进行监控管理的同时对现场工作人员的行为进行规范，还可上网实时看到工地现场的施工情况。如利用视频监控系统可以对现场热再生联合机组的生产过程进行监控，并且可以实时对现场作业人员进行规范作业指导。业主或者监理单位可以在任意一个可以上网的地方实时查看工地现场的施工情况，还可以根据相应的权限来远程调节布设在现场的摄像头，便于观测需要查看的重点工序。

3.2.2 GIS技术

可以对施工人员的工作情况、材料的消耗以及供应情况、整个项目的进展进行跟踪监控，与GPS精确定位相结合，可以通过数据传输的形式与各GPS流动站的人员进行更明显的沟通，在监控中心即可显示现场施工质量的情况，施工人员可以在可上网时立刻查看到所关心的工程参数。

对施工人员的工作情况，材料的消耗及供应情况以及整个项目的进展的跟踪监控；实时摄像和GPS精确定位观测相结合，系统通过无线数据通讯方式，将GPS基准站的差分数据连续、实时地发布给各GPS流动站，同时，接收各流动站反馈的位置信息。在监控中心实时显示现场施工质量情况。把施工现场的数据实时传到网上，只要是可以上网的地方均能够查询到相关的施工参数，便于施工方管理。

3.3 事后控制

首先对于沥青路面热再生现场施工的质量评定数据进行处理，在施工后期对于重难点工程的施工过程及施工结果进行统计分析，并绘制直方图等进行分析总结，为今后类似的工程总结相关的经验。

工程完成后还应该重点对工程质量和工程安全事故进行统计分析，并且应保证能够提供工程事故的统计分析报告，为监理工程师进行施工质量控制提供可靠的信息支持。

3.4 基于BIM技术的施工质量控制

在公路桥梁等一系列工程量大、技术要求高的大型工程中，施工单位难以有效管理项目中出现的各种复杂信息。BIM的应用是为了提高项目质量、安全性，实现从传统的施工管理技术进行转变[9]。

BIM技术指的是一种作用于工程设计、建设及管理环节中的数字化模型。BIM可以高效地推动工程建设的有序开展，并降低建筑工程风险，推动工程建设效率的提高。

在沥青路面热再生现场施工中，BIM技术可以很大地提高工作效率的同时解决施工中一些常见的问题[10]。

3.4.1 工程量的自动分析

在国内的公路项目中，常采取分标段管理的方法，将沥青路面热再生现场施工根据施工内容划分为现场热再生机组加热工序和复拌工序等方面进行施工管理。但是在实际的施工过程中，划分标段是以工程量为基础进行的，所以，为了更加简便地进行施工方法、施工进度以及施工成本预算，工程量的计算就显得至关重要。

在现场热再生沥青路面的施工过程中，工程量的精确计算可以准确预算工程成本，使施工过程中的人、机、料等实现平衡，从而能达到控制施工成本的目的。

3.4.2 三维动态施工进度模型

BIM技术和GIS技术的结合，可建立国内各省公路施工信息数据库，在GIS的基础上，能够最大程度地实现工程建设的有序性，并且推动相关的管理工作朝着信息化的方向发展。

对于现场热再生沥青路面施工过程中，根据BIM技术构建的数据库平台存有大量的工程施工信息，施工单位可以根据这些工程信息，快速地找到满足该地区的施工工艺，并参考其施工质量评定，对其缺点进行优化并逐步寻找最优施工方案。

3.4.3 施工形象进度模型

项目实施中，BIM得到的施工进度模型可以清晰地看到当前工程的完成度、目前的施工情况，便于施工单位及时进行完成部分的质量检查、监督工程的总体进度。施工形象进度模型可实现沥青混凝土路面结构层的合理布置，找到路面排水、防冻、防污等附属设施的合理建设位置，使工程建设高效运行。

在现场热再生沥青路面的施工过程中，部分工程可能会重修路面排水等附属设施，利用BIM技术可以快速地找到这些附属设施的合理位置，从而推动工程建设。