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中铁五局伴随着G5京昆高速广元至绵阳段扩容工程路面水稳底基层、基层施工相继投入使用，摊铺厚度、平整度、压实度等关键参数技术指标全面达标，“3D 打印式无桩化智能摊铺 + 无人碾压集群”系统优势在正式施工中再次被实践验证。这是在高速公路建设中智能化集成度高、施工精度尤为严苛的路面建造体系，其核心技术破除了行业技术瓶颈，将路面施工效率提升30%，平整度误差控制在3毫米以内，为公路智能建造树立了新标杆。
这套智能系统究竟有何过人之处？如何实现“智能化”精准施工？带着这些疑问，我们走进广绵高速LM4标路面施工现场，解密路面建造的“智能密码”。
3D打印式无桩化摊铺：让路面精度精确到毫米
在高速公路建设过程中，各结构层的几何形态质量控制受传统测量技术的限制，普遍采用断面法测量方式，两个测量断面之间的现场数据缺失，无法全面反映公路真实的几何形态。传统路面施工，工人需在现场每隔10米打设钢桩，再通过挂线引导摊铺机找平作业。这种方式不仅耗费大量人力，桩位偏差、碰撞移位等问题都会导致路面平整度误差达2-3厘米。而广绵高速LM4标应用3D打印式无桩化智能摊铺系统，彻底解决了这一施工短板。
①三维建模：给施工路面画一张“数字蓝图”
3D打印式无桩化智能摊铺技术综合应用光学定位、通讯、智能传感等技术，实现摊铺机的自动找平，能在路面摊铺施工中精准控制设计标高、材料厚度和平整度。施工前，技术人员将道路设计的平竖曲线、横断面、超高参数等导入系统，生成三维道路模型。该模型如同一张精确到毫米的“数字蓝图”，包含每一个点位的高程、坡度、坐标信息，可根据下一结构层路面的起伏自动调整摊铺厚度：遇到连续凸起区域减少虚铺厚度，遇到凹陷区域增加厚度，从源头消除路面不平整因素。
“过去靠人工计算坡度，100 米路段就可能出现多处误差；现在模型自动生成数据，全程零人工干预。”技术人员指着屏幕上的三维模型介绍道。系统生成的模型包含准确、详细的桩号，横坡，纵坡，坐标等信息（配图2），避免了人为计算误差，提高施工效率和精度。在进行摊铺之前，通过扫描仪对整个路面进行扫描，经点云处理（去噪、建模）、数据分析（标高检核、平整度计算、理论方量计算），提前计算出每段路的材料用量，避免了传统施工中“多铺浪费、少铺返工”的难题。
②智能控制系统：摊铺机的“智慧大脑”
这套系统的核心是“三位一体”控制体系：
机载部分：摊铺机上安装3D控制器、横坡传感器、液压控制器等设备，如同“神经末梢”实时感知机身姿态。
外置部分：2台全站仪如同“眼睛”，采用先进的影像扫描仪技术，测角精度达1″，测距精度为2mm，扫描速度达26600 点/秒，扫描距离600米，可进行相机瞄准和真彩色数据获取，融合三维扫描与全站仪技术，一键式输出成果数据。其中一台锁定摊铺机上的光学标靶，实时定位精度达3毫米；另一台跟踪后方棱镜，复核摊铺标高。
数字化施工云平台：作为“大脑”，将现场数据与设计模型比对，每秒30次向液压系统发送调整指令，控制熨平板升降，确保摊铺厚度与坡度吻合设定值。
3D打印式无桩化智能摊铺施工有着严谨的工艺流程。
作业前，要依据现场摊铺机类型，合理布局安装数字化智能摊铺设备并调试，将道路设计模型导出至摊铺机3D控制系统，为智能化摊铺提供指导，并对路面扫描，完成标高检核等工作。
作业中，3D控制系统依三维模型控制摊铺机作业，并扫描摊铺后的路面，结合摊铺前数据，分析平整度及厚度。摊铺前后的两次扫描数据导入至平台后，将计算实际摊铺厚度，生成色谱图及断面厚度值，在平台集成扫描点云等数据后，供Web 端、APP 端实现形象化查看共享。
在施工现场，摊铺机沿着“数字轨迹”自主作业，不再需要人工挂线或放桩。“以前几百米路段放桩可能会让几个工人忙上一整天，现在设备一开机就能精准施工，还能24小时不间断作业。” 摊铺机操作手说道。
无人碾压集群：25% 效率提升的 “钢铁战队”
如果说3D摊铺是“精准绣花”，那么配套的无人碾压集群就是“协同作战”。项目部在路面施工中实现了水稳层与沥青层碾压无人化连续施工，多台压路机组成的“钢铁战队”按预设轨迹自动碾压，从根本上解决了传统施工中漏压、过压、超速等顽疾。
①北斗导航 + 智能协同：毫米级的“舞蹈编排”
无人压路机依托搭载的高精度北斗定位系统，平面定位精度达到2厘米，配合毫米波雷达和激光传感器，既能通过CORS 网络获取精准定位，又能感知周边10米内的障碍物——遇到异常时10米减速、5米紧急制动，比人工反应快数倍。
“水稳层采用分区块递进策略，初压、复压、终压分工明确。” 现场施工人员展示着施工方案。碾压时，各压路机在各自的碾压区块内同步碾压，碾压完成后，继续向前推进。结合毫米级数据采集进行遍数统计，集群施工按设定的策略进行碾压，绝对不会产生过压和漏压。
而沥青面层施工由于要遵循紧跟、慢压原则，则采用梯形推进策略，初压设备需紧跟摊铺机，随着摊铺机的行走，碾压出梯形推进的区域。沥青无人集群压实施工还需按同进同退策略进行碾压，各型压路机各自保持集群队形同进同退，并形成碾压重叠区域，以保证及时消除对方的停车轮迹来极大提升施工的平整度。
②三级制动 + 智能调度：比人工更可靠的“安全员”
为确保作业面设备集群施工安全，系统设置了三重保障：
远程急停：监控人员手持平板可一键停止所有设备；
自动避障：车身前后安装雷达进行实时扫描，遇人或障碍物自动制动；
物理急停：每台设备外侧装有紧急按钮，工人可随时手动关停。
自系统应用以来，广绵高速LM4标施工现场实现了“零安全事故”，夜间施工效率比人工提高50%—— 传统施工因工人疲劳夜间停工，现在无人设备可连轴转，24 小时可完成相现场操作人员3天的工作量。
全流程智慧管理：数据驱动的“透明工地”
在智慧管理后台，屏幕上实时显示着各项施工数据：摊铺机速度、压路机碾压速度、当前路段坡度、平整度…… 这是3D 摊铺与无人集群碾压技术的“数字孪生”体现，而平台还能让施工全程可追溯、可管控。
①全周期数据闭环现场摊铺、碾压、检测，每个环节都实现智能控制数字化：
质量检测：3D扫描仪10分钟就能完成500平方米路面扫描，生成的点云数据可精确计算厚度、坡度，比人工检测快8 倍。
预警系统：当摊铺速度过快或碾压异常时，平台自动向管理人员推送预警，30分钟内即可完成纠偏。
“过去检测一段路的压实度，现场要取多个芯样、等24小时出结果；现在系统实时生成压实度色谱图，红色区域就是薄弱点，当即就能补压。”质检负责人说。
②平台数据展示与共享
平台上所有数据报表可以通过Web 端、APP端共享查看。平台上将不同结构层进行模型展示，并与点云结合方便快速确认施工进度以及施工品质。通过平台，施工区域设计数据输入、各结构层厚度、材料显示、扫描数据及质量分析报表显示等都能形象化清晰呈现。
降本增效的 “看得见的成果”
敢于创新是推动行业发展的动力，广绵高速LM4标一系列智能技术应用为传统路面施工方式带来显著变革，3D摊铺和无人碾压相结合，借助北斗导航系统，在3D激光找平系统的协助下，自动完成混合料摊压作业，有效解决了传统施工模式中挂线、平衡梁人工作业易产生误差的弊端，避免了人为操作碾压速度、碾压路径压实不均匀等问题。
效率：3D 打印式无桩化智能摊铺免除了传统人工打桩放样环节，无人集群碾压效率提升25%，可有效缩短施工时间；
质量：路面平整度标准差从 1.5 毫米降至 0.8 毫米，远超规范要求；
成本：通过精准计算材料用量，减少浪费，同时减少返工成本，大幅降低施工成本。
技术创新背后：新质生产力的“破局之路”
广绵高速LM4标在路面工程的智能建造实践，不仅是设备的升级，更是施工理念的革新。项目团队针对行业痛点的多项创新探索，正在持续升级运用路面施工智能化新模式：
四足机械狗替代人工扫描：传统3D扫描设备需2人抬运，采用新型四足机械狗 3D 扫描工艺替代原有人工扫描工艺，扫描效率提升数倍，机械狗可自主运动越障，能进入危险区域作业，显著加快整个扫描过程的速度，与传统的 3D 扫描设备相比，不仅能够更快地完成扫描任务，缩短施工工序，提高工作效率和安全性。
“以前靠经验，现在靠数据，以前拼人力，现在拼算力，无人化设备集群施工，已成为一种面向未来的智能化、精细化施工技术。” 项目技术人员感慨道。
智能建造赋能 “交通强国”
广绵高速作为京昆高速的重要路段，在路面施工智能建造技术的广泛应用，折射出我国公路建设正加快从“人工密集型”向“技术密集型”转型迈进。当3D摊铺“毫米精度”遇上无人碾压集群的 “协同效率”，不仅打造了一条平整度更高、寿命更长的高速公路，更培育出以技术创新为核心的新质生产力。
“未来，我们将与企业合作商共同持续深研优化这些技术并推广到更多路面工程项目，让智能建造成为常态。”项目技术负责人望着延伸向远方的路面说。这条凝聚智慧的公路，不仅连接广元、绵阳两大区域中心城市，缩短了沿线城镇时空距离，更通向交通强国的新未来。
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编辑 | 阮佳颖主办 | 融媒体中心扫二维码｜关注我们
