无人化智能设备上路，公路养护新拐点
――浙江营运高速路面无人智能化集施工技术全球首试
此次浙江黄衢南高速公路衢南段的无人智能化机施工作业，不仅成功践行了“机械化换人和智能化减人'的理念，还较大程度上减少了人员投入，降低了安全风险。
®文I浙江交通资源投资有限公司龙森裘秋波柴志军
2020年，浙江省交通投资集团有限公司旗下浙江交通资源投资有限公司和浙江交投高速公路运营管理有限公司与三一重工股份有限公司达成三方合作意向，深化产、学、研、用合作，共同研发高速公路道路养护施工无人技术。在三方的共同努力下，成功研制出具有高度智能化、无人化的路面罩面成套施工机械设备，并于2020年10月22日率先在浙江黄衢南高速公路衢南段进行试点。路基标准宽度26米，单幅路面宽度11.25米，原路面结构自下而上为32厘米水泥稳定碎石底基层，20厘米厚水泥稳定碎石基层，18厘米厚沥青混凝土面层（包括8厘米
智能化养护，势在必行
众所周知，传统劳动密集型养护施工模式多数依赖人工操作，存在施工质量控制难、作业安全风险大等痛点，在社会文明日益进步的当下，对企业施工人员的操作水平、持续作业能力、安全
化集施工技术的试点路段。
四大关键技术，实现精准养护
本次施工主要验证路面无人智能化集施
工技术进行4.5厘米的AC-16加铺罩面的实用性，
无人机采用智能化“双机并铺”和无人压路机
协同作业，采用“2+2+2+1”共7台的组合模式，
配置摊铺机2台、双钢轮震动压路机2台、胶轮压厚AC-25C，6厘米厚
sup—20,4厘米厚AC—
13C），自建成通车后，
路面已持续运营12
年，道路性能指标衰
减明显。为了提升道
路机2台、双钢轮光面压路机1台，分区域进行协
同施工。施工作业主要采用了摊铺机智能施工技
术、压路机协调施工技术、控安全技术与控
制平台技术四大关键技术，可确保设备平面运行
精度在5厘米以内，并实现毫米级平整度控制。
施工前：GPS+模拟，保障施工质量
化、智能化、安全高效的施工模式率、节约成本、降低特黄衢南高速公路是G3京台高速公路（北京-台殊路段施工的安全事
1487.41公里至1486.84公路衢南段是典型的山区高速，桥梁、隧道占比高，公路段作为无人智能位，为后续机高精度作业提供关键支撑模拟铺筑，采集完整路面高程、道路宽度、路侧障
北）的重要组成部分，也是浙江省交通规划“二纵二
随之，采用无人智能化摊铺机对原路面进行一次
碍物等信息，为后续施工时机组自动作业提供数
故率，三方将该路段
据支撑。同时，根据有关道路施工技术规范要求横十/八连三绕二通道”的关键“一连”。黄衢南高速
>72养护/MAJNTENA N Ce
对拟采用设备的摊铺速度、摊铺厚度、摊铺宽度以及碾压轨迹、碾压速度、碾压遍数进行参数预设，确保施工质量符合要求。作业前，所有机设备按照1台伸缩摊铺机和1台拼装摊铺机组成梯队，相邻两幅的摊铺作业保持15厘米左右的搭接宽度，设备保持10〜15米的前后间距。
本次施工的碾压作业流程与常规施工方式相同，分为初压、复压、终压三个阶段，配置不同压路机进行分区施工。
施工中：雷达+定位，保障安全距离
在施工过程中，由于高速路面两侧存在波形钢护栏、路缘石等附属设施，在确保摊铺宽度的同时，需根
据现场实际情况预设好机设备与上述附属设施的安全距离参数，确保机设备在无人化作业过程中，利用高精度定位及雷达技术与其保持安全距离，安全距离一般控制在10~15厘米；同时由于运料车仍采用人工驾驶形式，为避免运料车撞击无人驾驶摊铺机，需由专人指挥运料车在摊铺机前10〜30厘米处空档等候，由摊铺机主动推动前
进，运输车开始缓慢卸料，指挥人员需在摊铺斗刮板尚有约10厘米厚的热拌料时，指挥下一辆运料车开始卸料，做到连续供料，并做好温度控制，避免出现沥青混合料离析现象。
双钢轮压路机按照预设参数紧跟摊铺机进行初压作业，本次预设初压区长度参数控制在20~30米，在确保设备具有安全距离的情况下，以减少热量损失。压路机预设轨迹参数为从外侧向中心碾压，在超高路段由低向高碾压，在坡道上将驱动轮从低处向高处碾压，同时确保相邻碾压带重叠长度均在轮宽的1/2至1/3左右，折回位置呈阶梯状随摊铺机向前推进，前后两次折返点应相距1米以上，保证折回处不在同一横断面上。轮胎压路机复压作业时，应将轨迹参数中的碾压长度设置在50~80米，同时为保持轮胎清洁，需安装自动喷淋隔离剂的装置，在行走过程中间歇性采用系统平台
智能化控制智
慧机协同作
业，可减少和
避免多压、漏压
情况出现，将施
工效率提高约
25%。
地向胶轮喷洒隔离液。终压紧接在复压后进行，
采用双钢轮振动压路机静碾，直至轮迹消除。
智能化控制，把控养护精准度
施工流程智能管理
机集成了数据采集、计算建模、驾驶控制
和可视化监控等全自动技术，并利用数字化智能
管控平台，实现摊铺、碾压全过程的数字化自动
百度无人驾驶汽车
施工。无人智能化摊铺机利用高精度定位和卫星
定位系统确定设备位置和控制设备运行，利用激
光技术平摊铺，实现毫米级施工平整度控制，
大幅提高路面平整度施工水平。控制中心管控平
台实施监控机设备工况数据，专业技术人员可
实时监控和调整设备摊铺和碾压速度、长度、宽
度、厚度等施工参数，严格控制施工质量。同时，
系统可实现对施工过程系统数据自动记录保存，
并按需转换生成数据报表，为后续施工总结、过
程回溯和工艺参数改进等提供数据支撑。
施工质量自动监测
机集成了红外温度监测设备系统和压实
度模拟检验系统，可实时监测路面沥青混合料摊
铺和碾压温度，实现质量检测手段新的突破，解
决了传统施工模式下人为因素引起的施工质量检
测问题。
施工安全主动预警
机还集成了安全预警系统，通过设置安全O营运高速路面无人智能化集施工技术现场会。
责任编辑/孙世玮
美术编辑/李文华
电子围栏，设备触界后会自动驻车和报警。无人智能化压路机搭载高精度、高灵敏度毫米波激光探测雷达，遇障碍可主动减速和停车，并利用系统平台内的设备定位信息，保持各协同作业设备之间的安全间距，能够灵敏感应设备机身周围2米左右围界，当有人员和其他设备误闯围界时，设备能够自动报警并减速停车。
无人智能化施工技术综合利用数字化平台
管理、物联网系统控制，将道路原路面基础数据采集、设备型号功能等与养护罩面施工参数实现系统化融合、智能化处理、精准化输出，还可实现对路面施工机械设备摊铺、碾压作业的实时动态监测和控制调度管理。
无人化养护，施工中的优与劣
无人智能化机施工养护的优势
多层级保障施工安全无人智能化机配置了多级安全预警设备，能实时监控监测施工现场，自动采取主动预警、紧急避险、避障等安全措施，保障施工现场井然有序，降低施工作业安全风险，为道路施工安全保驾护航。
高水平提升施工质量无人智能化道路施工设备能根据施工实地环境自动计算并建立施工模型，精准控制施工技术参数，相较人工作业模式，控制精度可提高约50%；摊铺压实过程中，可实时采集摊铺速度、摊铺温度、摊铺的平整度、压实密实度、压实轨迹以及压实遍数、设备行进速度等，实现透明化、可视化管理，保证施工规范性，有效提高施工质量。
大幅度降低施工成本采用系统平台智能化控制智慧机协同作业，可减少和避免多压、漏压情况出现，
将施工效率提高约25%；无需传统放样作业，用智能化机械替代人员施工，不仅可以实现24小时机械连续作业，还能够大幅减少施工过程中的人工占比，综合节约施工成本约。无人化养护施工现场
15%。
无人智能化机
施工养护的缺点
新技术的应用
也存在一些不足，一
是现阶段无人智能化
机设备、安装调试
模拟时间长，成套技
术成熟度仍待提升。
目前，摊铺机需对拟
实施路段进行高程、
行走路径模拟，用以
采集相应的数据，与
快速、高效养护的愿
景目标尚存在一定
差距。二是路面无人
智能化集施工技
术涉及多种前沿技
术综合应用，对设备
软硬件兼容性要求
高，很多方面仍需进
一步优化和改进。比
如压路机在碾压过
程中，会出现偶发性
的停顿，在折返过程
中，由于安全设置问题会出现紧急制动，在起步
和折返点会出现急启和急停等现象，对路面平整
度控制有一定影响。
通车营运高速路面采用无人智能化集施
工技术，不仅成功践行了“机械化换人和智能化
减人”的理念，还较大程度上减少了人员投入，降
低了安全风险。值得一提的是，此次施工中形成
的浙江高速公路集约化养护施工模式，还为未来
实现24小时连续作业提供了基础，既能最大程度
降低养护施工给道路运行带来的影响，又可有效
提高司乘人员出行的获得感。
目前，受现实条件制约，设备智能化程
度有限，专业人员结构也不完善。后续研究需
进一步增加投入，引进更多的机械设备、计算
机、系统开发等各专业人员参与综合开发，推
进“无人智能化施工”发展进程。未来，随着
卫星定位、传感、大数据、5G、物联网、遥感、
智能化管控系统等先进科学技术的长足发展
和深度融合，无人智能化施工将形成更加人
性化、便利化的施工“生态系统”，实现从施
工筹备到竣工，全过程数据智能分析，通过对
程序和模型进行设定、实施和管控，真正实现
“一人化管理”和“一键式操作”的无人智能
化施工管理。
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