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背景及應用概況

【資料圖】

深圳市作為我國改革開放的排頭兵，從一個名不見經(jīng)傳的小漁村發(fā)展成為如今的國際化大都市，離不開科學的城市規(guī)劃和配套完善的基礎設施。市政道路作為承載城市發(fā)展的經(jīng)濟大動脈，也是城市區(qū)域協(xié)同發(fā)展非常重要的連接紐帶。市政道路的建設、運維和養(yǎng)護管理品質(zhì)可以在很大程度映射出城市經(jīng)濟發(fā)展的高度和水平，也是城市經(jīng)濟發(fā)展健康狀況的晴雨表。

深圳中森建筑成立于2008年，辦公場所坐落于深圳市南山區(qū)，公司管理和技術團隊深耕市政道路施工領域十余載，是伴隨深圳市高質(zhì)量、高品質(zhì)飛速發(fā)展成長起來的一家專業(yè)建筑施工企業(yè)。多年來，公司核心管理團隊持續(xù)專注于市政瀝青路面施工領域，并集瀝青混合料生產(chǎn)、瀝青路面施工與技術咨詢?yōu)橐惑w，積累了豐富的施工管理和工程測量經(jīng)驗。

公司現(xiàn)擁有專業(yè)、穩(wěn)定的技術和管理團隊，面向路面施工的成套大型的瀝青混凝土攪拌站、攤鋪機、銑刨機、壓路機等施工機械設備若干臺，并先后通過ISO9001-2008、ISO14001-2004、GB/T50430三標一體化認證，具備高質(zhì)量、高效率完成各類公路、市政道路等工程的能力和水平。

誠信、創(chuàng)新、務實、求精是深圳中森建筑的企業(yè)精神，公司先后承建的深圳道路主要有南坪快速路二期工程、丹平快速東延段、深華快速路、公常路等市政工程，合格率均達100%，且優(yōu)良率逐年上升，從未發(fā)生過任何質(zhì)量事故和安全事故。為深圳市交通基礎設施建設和經(jīng)濟飛速發(fā)展作出了積極的貢獻。誠信、務實是企業(yè)生存的立足之本，得益于此公司在多年的激烈市場競爭中樹立了良好的企業(yè)形象；創(chuàng)新、求精是企業(yè)發(fā)展的動力源泉，這恰是公司多年來高質(zhì)量、高效率完成所承建市政道路施工項目的堅實印證。

秉持創(chuàng)新、求精的企業(yè)精神，公司創(chuàng)新引進了全球領先的拓普康3D智能攤鋪技術，并率先在桂廟路快速化改造和黃木崗交通樞紐瀝青路面攤鋪作業(yè)中進行了小規(guī)模的實踐和應用，實踐結(jié)果表明，采用3D智能攤鋪技術在瀝青面層的平整度提升方面取得了顯著的效果。

繼桂廟路和黃木崗交通樞紐項目小試牛刀之后，公司將3D智能攤鋪技術正式應用于東長路新建項目的全線瀝青下面層的攤鋪作業(yè)中，整個施工過程中極限偏差控制在3mm內(nèi)，90%以上與數(shù)據(jù)模型完全吻合，碾壓成型后的瀝青路面下面層行車基本上無顛簸感，平整度能媲美普通工藝的上面層，感官上平整勻稱，賞心悅目，經(jīng)檢測各項指標全部合格，平整度和行車舒適性顯著提升。

3D智能攤鋪技術在東長路項目的全線應用，標志著深圳市政道路領域首次大規(guī)模且成功應用了拓普康3D智能攤鋪技術，是深圳中森建筑勇于創(chuàng)新之舉，凸顯了公司創(chuàng)新、求精的企業(yè)精神，在技術引領和科技創(chuàng)新方面走在了深圳乃至全國市政施工領域的前列。

3D智能攤鋪技術在深圳市政道路上的首次且規(guī)?；晒?/p>

東長路是深圳市光明區(qū)“兩明互通”重要市政道路之一，位于光明新區(qū)中部，南接寶安區(qū)石巖街道，北至光明新區(qū)東環(huán)大道，是連接光明新區(qū)與寶安區(qū)的主要交通干道，城市Ⅰ級主干道，雙向六車道，道路全長3.762公里，寬60米。拓普康3D智能攤鋪技術在本項目中的成功應用，為助力深圳市高品質(zhì)發(fā)展舔磚加瓦，為深圳市民對行車舒適性需求不斷提升的期望提供了堅實的基礎支撐。

東長路施工路段示意圖

傳統(tǒng)市政道路施工的痛點

相較于遠離市區(qū)的高等級公路和國省道的建設而言，市政道路在施工過程中存在諸多困難和條件制約。道路施工屬于典型的勞動密集型行業(yè)，通常需要配套足夠數(shù)量的機械設備及機手、技術人員及輔助工人等，施工現(xiàn)場大量的機械設備和人員協(xié)同交叉作業(yè)，加之市政施工地點通常位于車輛和人流密集的市區(qū)，對安全生產(chǎn)作業(yè)提出非常大的挑戰(zhàn)。

為盡快恢復交通市政工程通常對工期要求緊，對傳統(tǒng)方式來說，工期緊的要求與施工質(zhì)量控制又是一個矛盾體。同時，拌合站又通常位于遠離市區(qū)的市郊，攤鋪材料運輸距離遠，且大型運輸車輛還面臨著交通管制的壓力，提前對材料用量的精準把控和調(diào)配安排又是一個突出的難題。

如何在安全管理、工期進度、施工質(zhì)量和交通管制等要求之間尋求平衡，對現(xiàn)場施工管理者而言壓力巨大，對市政施工領域的從業(yè)者來說也是非常大的挑戰(zhàn)。具體來說，傳統(tǒng)市政施工主要存在以下典型的痛點問題：

交通管制：城市市區(qū)對大型運輸車輛的運行時間有限制，超出規(guī)定的時間段，某些區(qū)域是禁止通行的，需要提前規(guī)劃好行駛路線和物料入場時間；

安全要求高：市政道路位于城市內(nèi)，通常采用不斷流施工，來往行人和車輛較多，而道路施工現(xiàn)場通常需要配套較多的機械設備和施工人員，對施工的安全管理和要求高；

新舊路面搭接：城市新建道路往往要貫通幾條原有道路，此時需要以現(xiàn)有道路為基準進行搭接處理，以達到平順連接的效果；

施工時間緊、質(zhì)量要求高：市政施工主管部門為了在不影響居民日常通行及生活的前提下，通常會要求縮短施工時間，但道路工程規(guī)模浩大，且對質(zhì)量和技術要求很高?？s短工期的要求通常會對工程施工質(zhì)量造成一定程度的影響，同時市政道路施工多為夜間施工，對施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制水平提出了更高的要求，亟需解決工期要求緊和質(zhì)量要求高且多為夜間施工之間的矛盾；

材料準備：面向市政施工的瀝青拌合站通常位于距離城區(qū)較遠的市郊，料車運輸距離遠且面臨交通管制的壓力。且通常道路施工的不同分層結(jié)構(gòu)由不同的施工主體分包完成，路床交驗與施工設計可能存在較大的偏差，工期和銜接安排還會潛在路面沉降的問題，則如何控制攤鋪精度并精確量化所需材料對施工順利實施來說也提出了更高的挑戰(zhàn)。

綜合以上痛點問題，采用傳統(tǒng)的施工技術手段較難應對，通常需要配套投入較多的人力、物力做對應支撐，同時加以大量的測量工作，并要求負責施工現(xiàn)場的管理和組織人員有非常豐富的施工和實踐經(jīng)驗方足以應對，對人員數(shù)量、技術及管理水平依賴度高。

采用以3D數(shù)字化施工技術為依托的拓普康3D智能攤鋪技術，基于高精度的測量和攤鋪控制系統(tǒng)設備，輔以3D數(shù)字化建模、平順性設計和量化物料計算等先進技術手段，可以實現(xiàn)施工全過程的動態(tài)質(zhì)量管理和控制，且施工質(zhì)量控制不受光照條件的影響和制約。并可預先對下承層的高差與3D數(shù)字化施工模型進行復核檢測，實現(xiàn)事前施工質(zhì)量控制和物料用量計算，實際攤鋪施工過程只需保障系統(tǒng)設備工作正常即可，大幅減少施工質(zhì)量控制和管理對人員技術水平的依賴，基于先進的科學技術手段，確保項目施工過程的高標準和規(guī)范化實施。

Topcon 3D mmGPS 攤鋪系統(tǒng)

拓普康3D智能攤鋪技術，可以很好地解決新舊路面搭接（平順性）、工期緊迫和質(zhì)量要求高及物料量化估算等相關矛盾及問題。

拓普康3D智能攤鋪系統(tǒng)簡介

拓普康3D智能攤鋪系統(tǒng)是基于道路3D數(shù)字化即BIM建模技術，融合衛(wèi)星定位、域激光控高、自動化控制、無線通訊等先進技術手段，可以將攤鋪作業(yè)的整個過程信息化、數(shù)字化、智能化且可視化，施工控制過程不受光照條件的影響，為市政夜間施工提供了非常大的便利?；谙到y(tǒng)提供的全過程動態(tài)質(zhì)量管理和控制手段，整個施工過程大幅降低對人員操作和現(xiàn)場管理水平的依賴，直接實現(xiàn)高精度、高質(zhì)量自動攤鋪施工的效果。

攤鋪現(xiàn)場作業(yè)無需事先測量和打樁放樣、無需掛線和架設導平梁，顯著減少輔助勞動力的投入數(shù)量，最大程度上規(guī)避人機交叉作業(yè)帶來的安全風險。施工過程主要通過自動化控制攤鋪機熨平板的升降，實現(xiàn)攤鋪作業(yè)的智能化控制，最大程度上減少攤鋪過程的人工干預，有效規(guī)避了人為因素對道路平整度、標高控制等關鍵數(shù)據(jù)的影響，可將施工精度提高到毫米級別。

本項目正式將拓普康3D智能攤鋪技術規(guī)?；瘧玫绞姓こ淌┕ぃ鶕?jù)市政工程的特點，同時做了一部分適用性的優(yōu)化調(diào)整，以滿足市政工程施工的特殊要求和特點。

拓普康3D智能攤鋪控制系統(tǒng)

主要技術特點及優(yōu)勢

業(yè)內(nèi)領先且國內(nèi)適用的高精度自動化攤鋪系統(tǒng)的核心技術；

簡化施工工序，提高作業(yè)效率，降低人力成本，規(guī)避安全風險；

實現(xiàn)BIM設計直接到施工的無縫對接和應用，減少人工干預和調(diào)整；

實現(xiàn)攤鋪作業(yè)的數(shù)字化、智能化及自動化控制，夜間施工不受任何影響；

1+N的先進技術路線，系統(tǒng)共享性和易用性好，更便于推廣應用；

實現(xiàn)數(shù)字化管理，動態(tài)質(zhì)量管理和全流程施工控制；

實現(xiàn)高標準的平整度、平順性與厚度控制，有效降低材料的損耗。

拓普康3D mmGPS智能攤鋪系統(tǒng)工作原理

3D智能攤鋪項目實施

本項目于2022年11月中下旬正式實施，項目實施期間深圳疫情防控政策非常嚴格，所有施工人員均需每天提供24小時的核酸陰性證明，對項目實施環(huán)節(jié)的用工管理也是提出了非常高的要求和挑戰(zhàn)。深圳中森建筑頂著巨大的工作壓力，克服重重困難并按約定預期順利實現(xiàn)了東長路的瀝青攤鋪作業(yè)，且整個施工過程銜接順利，攤鋪質(zhì)量和控制水平得到上級主管部門及兄弟單位的高度關注和認可。

因本項目的特殊性，東長路從施工立項征地到正式施工以及到本項目實施的瀝青層施工經(jīng)歷了較長的周期。前期負責施工的單位將路基與深圳中森建筑進行交接時，距離其完工時間已經(jīng)過了很久，在現(xiàn)場接收和交驗環(huán)節(jié)，經(jīng)測量檢測發(fā)現(xiàn)其中部分路段和周邊道路已經(jīng)產(chǎn)生了不同程度的沉降。根據(jù)測量檢測及初步BIM建模結(jié)果和原始設計對比發(fā)現(xiàn)，若按照原設計進行瀝青攤鋪，將直接給中森帶來巨大的經(jīng)濟損失，且攤鋪后的道路平整度難以得到保證。

經(jīng)與業(yè)主和監(jiān)理等多方會商，瀝青攤鋪階段可在確保結(jié)構(gòu)厚度、平整度及橫向排水的基礎上，對瀝青攤鋪設計進行重構(gòu)和調(diào)整。得益于拓普康3D智能攤鋪系統(tǒng)配套的毫米激光RTK和配套的BIM施工設計建模軟件，技術人員根據(jù)測量檢測的數(shù)據(jù)重新創(chuàng)建瀝青攤鋪的道路BIM施工模型，并在攤鋪施工前預先進行BIM施工模型的適用性檢查。實際檢測結(jié)果表明，重構(gòu)后的BIM施工模型完全滿足業(yè)主及監(jiān)理的要求和預期，有效規(guī)避并解決了因路面沉降等可能帶來的巨大經(jīng)濟損失及平整度難以控制的問題。

本項目的具體實施關鍵步驟簡列如下：

1、原路面數(shù)據(jù)采集

鑒于本項目的具體特點，在正式實施攤鋪作業(yè)前需要實施原路面數(shù)據(jù)采集，這也是施工質(zhì)量控制的關鍵環(huán)節(jié)。在此之前還需進行控制網(wǎng)的布設和加密，為數(shù)據(jù)采集提供基礎測量控制框架。

具體實施時工程師首先利用系統(tǒng)配套的mmGPS激光RTK測量系統(tǒng)按斷面采集現(xiàn)有路面，基于系統(tǒng)毫米級精度的高程測量結(jié)果，精準獲取原路面數(shù)據(jù)。在此基礎上將采集的原路面數(shù)據(jù)與原始設計數(shù)據(jù)進行對比，在保證厚度并兼顧平順性等關鍵指標的基礎上，最大程度上貼合原設計進行調(diào)整，以確保攤鋪道路的結(jié)構(gòu)強度、平順性和橫向排水等。

原路面數(shù)據(jù)采集

2、設計優(yōu)化調(diào)整

采用拓普康3D數(shù)字化建模軟件基于原路面采集數(shù)據(jù)和關鍵技術指標完成BIM施工設計后，還需要到現(xiàn)場對調(diào)整后的BIM施工設計進行適用性檢查，并在檢查的基礎上重新進行優(yōu)化調(diào)整，以確保BIM施工設計可以充分實現(xiàn)對厚度、平整度和橫坡等關鍵技術指標的精準控制，最終高精度、高質(zhì)量實施施工環(huán)節(jié)的自動化攤鋪控制。從下面兩張圖表可以看出，原地面的平整度整體較差，優(yōu)化調(diào)整后的3D智能攤鋪設計在兼顧厚度控制的基礎上，在平整度的指標提升方面非常顯著，且該數(shù)據(jù)僅為底層瀝青攤鋪的設計優(yōu)化。底層瀝青鋪筑完成后，竣工檢測的IRI平均值為高標準的0.85~0.86，具體數(shù)據(jù)參見下圖（瀝青竣工IRI檢測結(jié)果）所示。相信完成中、上面層瀝青攤鋪之后，整個竣工路面的攤鋪質(zhì)量和平整度指標可達到非常高的水準。

3D智能攤鋪BIM設計建模及優(yōu)化調(diào)整結(jié)果

平整度優(yōu)化結(jié)果：原地面與3D智能攤鋪偏差對比

東長路底層瀝青竣工IRI檢測結(jié)果

3、用料方量計算

采用最終優(yōu)化調(diào)整后的BIM施工設計，結(jié)合拓普康3D-Office數(shù)字化施工建模軟件，可直接通過等高線和3D剖面視圖進行檢驗，以進一步查看設計與原地面的符合性，同時還可以將BIM施工設計和原始路面數(shù)據(jù)進行對比，直接生成瀝青攤鋪施工所需的用料方量，從而為用料量的精準控制提供量化的科學依據(jù)。

瀝青用料量計算和分析

4、現(xiàn)場3D攤鋪施工

攤鋪施工前對攤鋪機機械性能進行基本檢查，主要涉及PZS-MC域激光接收器固定穩(wěn)固、改正尺寸參數(shù)準確、液壓油缸靈敏度調(diào)準等關鍵要點。然后利用U盤將創(chuàng)建好的BIM施工模型導入到3D智能攤鋪的機載系統(tǒng)中，在起始位置標定好高度，設定好油缸標尺，既可以正常進行3D智能攤鋪施工作業(yè)。在攤鋪施工過程中，間隔采用mmGPS激光RTK流動站隨時校核攤鋪表面與其BIM施工數(shù)據(jù)模型內(nèi)任意一點的高程。實際檢測結(jié)果表明，整個攤鋪過程中極限偏差控制在3mm內(nèi)，且90%以上與BIM施工數(shù)據(jù)模型完全吻合。

mmGPS激光RTK流動站實時檢測施工質(zhì)量

3D智能攤鋪機載系統(tǒng)動態(tài)控制及顯示

3D智能瀝青攤鋪現(xiàn)場

總 結(jié)

在本項目的具體實施過程中，以光明區(qū)公路署署長為代表的業(yè)主單位帶隊到現(xiàn)場觀摩視察，深圳中森建筑公司董事長親自陪同并就攤鋪實施情況和拓普康3D智能攤鋪技術等給予了詳細的介紹和匯報，得到了業(yè)主領導的高度評價和贊賞。隨之安排公路署更多的人員到現(xiàn)場交流和探討，公路署的領導現(xiàn)場表示：“在底層瀝青攤鋪階段就達到如此好的效果，真的很了不起！”

光明區(qū)公路署領導現(xiàn)場視察

在后面的項目實施階段，中交一公局、精筑工程咨詢、魯班監(jiān)理等多家施工、監(jiān)理單位也陸續(xù)到項目現(xiàn)場觀摩、交流和探討新技術，反響非常熱烈。

業(yè)主、施工和監(jiān)理單位現(xiàn)場觀摩交流

改革開放40多年來，我國城市不斷發(fā)展壯大，市政工程市場呈現(xiàn)較快增長態(tài)勢，行業(yè)的整體實力和競爭力、影響力也顯著提升。全國政協(xié)常委、副秘書長賴明在剛剛結(jié)束的首屆市政工程建設產(chǎn)業(yè)博覽會上表示：“城市建設作為一項系統(tǒng)工程，需要久久為功，應統(tǒng)籌規(guī)劃、建設、管理三大環(huán)節(jié)，提高城市工作的系統(tǒng)性，提高城市發(fā)展的秩序性和提高城市建設的宜居性，順應城市發(fā)展規(guī)律，以新發(fā)展理念為指導，切實高質(zhì)量推進城市建設工作?！?相信深圳中森建筑在以“質(zhì)量第一、信譽第一、服務至上”企業(yè)核心價值觀為使命，以理念和科技創(chuàng)新為引領的基礎上，必將為進一步推進高質(zhì)量城市建設貢獻更大、更多的力量。

關鍵詞： 市政道路 瀝青攤鋪 施工質(zhì)量