智能施工技术在城市道路建设中的应用与发展研究

张岁恩

甘肃一安建设科技集团有限公司 甘肃 兰州 730060

城市道路建设是城市基础设施建设中的重要组成部分，对于提高城市交通状况、促进城市发展具有重要意义。在当前科技不断推陈出新的时代，智能施工技术正在逐渐成为城市道路建设的新趋势，进一步提高了城市道路建设的效率和质量。同时，智能施工技术在城市道路建设中的应用和发展也备受关注。本文的研究旨在深入探讨智能施工技术在城市道路建设中的应用与发展趋势，为行业内相关人员提供参考，并促进城市道路建设的数字化、自动化和智能化。

1 智能施工技术概述

智能施工技术是指在城市道路建设等基础设施工程中，运用先进的计算机科学、通信技术、人工智能、物联网等技术手段，实现对施工过程的全面数字化、智能化和一体化管理。智能施工技术旨在提高施工效率、质量和安全性，降低施工成本，以满足日益增长的城市交通需求和环保要求。

智能施工技术具有多种类型，包括地面监测与自动化设备、无人机应用、建筑信息模型（BIM）技术以及信息化管理系统与物联网等。地面监测技术主要用于实时监测施工现场的地形、地质条件、材料性能等信息，为施工提供准确的数据支持。自动化设备则通过运用自动化、智能化技术，实现对施工过程的自动化控制，从而提高施工效率与质量。无人机技术在城市道路建设中的应用主要包括拍摄航拍照片、监测施工现场、测量地形地貌等。BIM技术通过创建建筑项目的数字化模型，实现对项目全生命周期的信息管理。信息化管理系统与物联网技术则将施工现场的各种设备、材料等连接到互联网上，实现实时监控和远程控制，提高施工现场的管理水平[1]。

随着科技的不断发展，智能施工技术在城市道路建设中的应用逐渐成为行业的主流。在未来的城市道路建设中，智能施工技术有望为提高施工质量、效率和安全性，降低施工成本，实现绿色、可持续发展提供有力支持。

2 智能施工技术在城市道路建设中的应用

2.1 地面监测与自动化设备

地面监测与自动化设备在城市道路建设中扮演着至关重要的角色。通过实时监测施工现场的地形、地质条件和材料性能等信息，地面监测技术为施工提供了精确的数据支持。这些数据可用于分析基础土壤承载力、预测潜在地质灾害风险、评估施工中材料的性能等，从而为施工过程提供关键参考。

自动化设备在城市道路建设中的应用也日益广泛。这些设备通过运用自动化和智能化技术，实现了对施工过程的自动化控制，从而提高了施工效率与质量。例如，自动化装载机械能够准确地控制挖掘、装载和运输的过程，减少了人为操作的误差，提高了作业效率。混凝土搅拌车则可以自动调整搅拌速度和时间，确保混凝土的质量稳定，并且在运输过程中保持混凝土的工作性能。

此外，自动化设备在城市道路建设中还可以应用于桥梁吊装、隧道挖掘、路面铺设等领域。这些设备不仅提高了施工速度，还提升了工程质量和安全性。例如，全自动路面铺设机械可以在短时间内铺设大面积的沥青路面，减少了人工操作的疲劳和误差，保证了道路表面的平整度和密实度。隧道挖掘设备则可实现精确的控制和稳定的工作性能，降低了隧道施工中的风险。

总之，地面监测技术和自动化设备在城市道路建设中的应用已经取得了显著的成果。这些技术不仅提高了施工质量、效率和安全性，还促进了资源节约和环境保护。随着科技的不断发展，这些技术在城市道路建设领域的应用将会更加广泛和深入[2]。

2.2 无人机在道路建设中的应用

无人机在道路建设中的应用已成为当今工程领域的一项重要技术。其广泛应用于拍摄航拍照片、监测施工现场和测量地形地貌等方面，为城市道路建设带来了诸多便利和优势。

在航拍照片方面，无人机可以快速、方便地获取高清晰度的航拍图像。这些图像为设计师和施工队提供了全面、清晰的施工现场视角，有助于更好地理解项目的地理位置、周边环境和现场条件，从而确保设计和施工方案的科学性和可行性。

其次，无人机在监测施工现场方面具有很大优势。它可以在短时间内对大面积的施工现场进行实时监控，为项目管理者提供关键数据。例如，无人机可以用于检测建筑物的结构完整性、观察施工现场的安全隐患和设备故障等。这些信息有助于施工团队及时采取措施，防止事故发生，确保工程质量和安全。

无人机在测量地形地貌方面也发挥着重要作用。通过无人机搭载的高精度测量设备，如激光雷达、高分辨率相机等，可以对施工现场的地形、地貌进行精确测量。这些数据为道路建设提供了准确的地理信息，有助于规划、设计和施工团队制定更合理、高效的建设方案。

综上所述，无人机在城市道路建设中的应用为工程领域带来了革命性的变化。通过实时传输施工现场的图像数据，无人机技术不仅提高了施工质量、安全性和效率，还为资源节约和环境保护提供了支持。随着科技的不断发展和无人机技术的成熟，其在城市道路建设领域的应用将会更加广泛和深入。

表1 无人机在道路建设中的应用

2.3 BIM技术在道路建设中的应用

建筑信息模型（BIM）技术在城市道路建设中的应用已越来越普及。通过创建建筑项目的数字化模型，BIM技术实现了对项目全生命周期的信息管理，包括规划、设计、施工和运维阶段。在城市道路建设中，BIM技术为施工团队提供了精确的施工图纸、材料清单、工程量计算等，从而提高了施工质量与效率。

BIM技术在城市道路建设施工阶段发挥了重要作用，提高了施工质量与效率。通过创建精确的施工图纸和材料清单，施工团队能够了解道路结构的细节，如排水系统、照明设施等，减少误差和返工[3]。

BIM技术能够模拟和预测潜在问题和风险。与现场施工数据实时比对，及时发现偏差和问题，有助于提高施工安全性，降低施工风险。实现多方协同工作，共享统一的BIM模型，设计师、施工队、监理等各方可以实时获取项目信息，提高沟通效率。

在施工阶段，BIM技术还可以辅助项目管理者进行成本和进度控制。通过对施工过程的实时监控，准确评估项目进度，及时调整资源分配和工程排期。这有助于实现项目的高效管理，降低成本和延误风险。

因此，BIM技术在城市道路建设施工阶段具有显著的优势，为实现高质量、高效率的道路建设提供了有力支持。要充分发挥BIM技术的潜力，需要加强跨部门、跨领域的合作与协调，以及专业的BIM技术培训和软件支持。

表2 BIM技术在道路建设中的应用

2.4 信息化管理系统与物联网

信息化管理系统与物联网技术在城市道路建设中的应用正在逐步改变传统施工方式，提高施工现场的管理水平和效率。信息化管理系统通过计算机网络和通信技术，实现对施工现场的信息采集、处理、存储和传输，从而为施工团队提供实时、准确的数据支持。此类系统涵盖了施工现场的各个方面，包括人员管理、设备管理、材料管理、质量管理和安全管理等。

物联网技术则将施工现场的各种设备、材料等连接到互联网上，实现实时监控和远程控制。通过安装传感器、RFID等智能硬件，施工现场的信息可以实时上传到云端，供施工团队随时查看和分析。这有助于及时发现潜在问题，避免事故和延误，提高施工质量和安全性。

信息化管理系统与物联网技术结合的应用，还可以实现对施工过程的优化和自动化。例如，通过实时监测设备的运行状态，可以实现设备的预防性维护，降低故障率。此外，通过对施工现场的实时监控，施工团队可以更好地调整资源分配和工程排期，从而提高施工效率[4]。

总之，信息化管理系统与物联网技术为城市道路建设带来了新的发展机遇，助力实现施工现场的智能化和信息化管理。然而，要充分发挥这些技术的潜力，还需要加强跨部门、跨领域的合作与协调，以及进行相关的技术培训和软件支持。

3 智能施工技术的发展趋势

随着科技的不断发展，智能施工技术在城市道路建设领域呈现出一系列明显的发展趋势。以下几点是值得关注的重要方向：

数字化、智能化和一体化将成为施工技术的主要特点。未来的智能施工将更加依赖于先进的计算机技术、人工智能、物联网等技术手段，实现对施工过程的全面数字化、智能化和一体化管理。在数字化方面，通过使用BIM技术，施工团队可以在施工前就对建筑物进行数字化的建模和仿真，确保施工过程的可行性和优化。在智能化方面，通过使用传感器和人工智能算法，施工团队可以实时监测施工现场的各种数据，如温度、湿度、噪声等，以及预测可能出现的问题，从而快速做出反应和解决。在一体化方面，施工团队可以通过集成不同系统和设备，实现施工过程的无缝协调和管理。这些技术的应用，将有效提高施工质量、减少施工时间和成本，并帮助规避潜在的风险。

另外，自动化与机器人技术将在施工现场发挥越来越重要的作用，该技术可以有效解决施工现场的安全问题。传统的道路建设施工过程中，由于人员密集、危险环境多等因素，经常会发生安全事故。而自动化与机器人技术的应用可以有效地降低人员在危险环境下的作业时间，从而减少施工过程中的人员伤亡风险，保障工人的安全。因此，在未来的城市道路建设中，自动化与机器人技术将会成为施工现场的重要组成部分[5]。

绿色与可持续性也将成为智能施工技术的重要目标。未来的智能施工将更加注重使用可持续发展的建筑材料和设备，例如使用回收材料、生物材料和可再生能源。同时，通过采用循环经济和绿色供应链等可持续发展模式，降低建筑材料和设备的资源消耗和废弃物排放，实现资源的最大化利用，减少对环境的损害。此外，智能施工技术还可以通过实时监测施工现场的噪音、振动、灰尘等污染物，进行精确测量和分析，及时掌握污染情况，并采取有效控制措施降低对周边环境的影响。例如，在施工现场安装噪音监测设备和灰尘收集器，利用数据分析和人工智能算法对环境数据进行处理和分析，对施工过程中产生的噪音、震动、灰尘等进行监控和控制。同时，采用环保材料和施工方式，如绿色混凝土、太阳能路灯、雨水回收系统等，可以进一步减少能源消耗和环境污染，实现绿色施工，推动城市可持续发展。

4 结论

智能施工技术在城市道路建设中的应用具有广阔的发展前景，有望为建设更加高效、绿色、可持续的城市道路提供有力支持。为适应智能施工技术的发展趋势，各方需共同努力，不断推进技术创新和应用，以迎接城市道路建设的美好未来。在此过程中，政府部门、企业和研究机构需要加强合作，共同推进技术创新和人才培养，以应对日益复杂的施工环境和挑战。同时，智能施工技术的普及和应用也需要克服一定的技术和市场障碍，确保技术的可持续发展。