道路压实检测数据集成与可视化技术研究

道路压实检测数据集成与可视化技术研究

李广学，张浩，刘志鹏

中建八局第二建设有限公司 山东济南 250000

摘要：路基在市政道路当中扮演着不可或缺的角色，不但要承受来自于路面的压力，而且还要承受自身的压力，显然会在无形当中对路基压实度提出诸多要求。所以在市政道路施工期间，一定要加大路基压实度检测力度，只有这样才能从根本上促进工作水平的全面提升。传统的施工数据存储、管理与分析依赖于纸质文件和部分电子文件，难以有效地为施工质量把控与运营阶段的数据信息移交提供支撑与服务。因此，提出一种基于BIM的路基路面压实检测数据集成与可视化框架，通过BIM平台与数据库实现在信息模型中集成施工数据，进行数据分析与数据可视化，可为基于BIM技术的道路施工精细化建设与管理提供思路与技术参考。

关键词：道路；压实；检测

引言

道路工程中压实度的检测包括室内标准击实试验获得的最大干密度和施工现场检测的最大干密度。但传统的道路施工建设过程中缺乏对施工数据信息的有效交流与集成存储，导致数据利用率低，难以为施工质量把控和后续阶段的信息移交提供有效的服务与支撑。

1市政道路路基压实度的检测技术

1.1灌砂检测技术

灌砂检测技术是市政道路路基压实度检测时常用技术，主要是向道路路基开挖圆形洞口，换填等体积砂子，根据测定的土体密度推算的试洞容积，进而求解填料现场干密度及路基压实度。这一方法具有操作便捷的特点，但因操作过程中需要破坏路基，路基开挖施工难度较大，且对道路表面平整度、洁净度具有较高要求。同时操作时涉及多次人工称量，人为误差积累较为突出。

1.2落锤频谱式快速检测技术

落锤频谱式快速检测技术是借助落锤冲击土体促使土体产生反弹力，进而经传感器测量土体含水量推测相应位置道路路基压实度的一种方法。落锤频谱式快速检测技术具有仪器设备体积小、操作便利、不破坏路基完整性的优良特点，但对重锤下落垂直度具有较高要求。

1.3环刀检测技术

环刀检测技术是一种传统的检测技术，一般选择高为5cm、体积为200cm3的环刀，直接将环刀压入路基或落锤打入路基，进而将环刀及土样挖出称量样品质量，并测定样品含水量。这一方法对道路路基完整性具有较大破坏，且对环刀规格、测点选择具有较高要求，仅适用于不含砾石、碎石的纯细粒土路基湿密度测定，在市政道路路基压实度检测中应用可行性不高。

1.4瞬态瑞雷波检测技术

瞬态瑞雷波法是一种面波检测方法，主要利用分层介质内瑞雷面波频散特性、传播速度与介质密度相关性，求解道路路基激发的瞬态瑞雷波频散曲线，根据不同频率瑞雷波对应的波长推导不同深度范围内路基密度，进而求解路基土压实度。这一方法具有可操作性强、仪器设备轻便、对路基表面无损害、检测速度快、成果显示直观的优良特点。但是，在仪器使用前需要根据路基填料级别进行多次标定，对操作人员技术水平具有较高要求，且现有仪器精度较小，推广难度较大。

2道路压实检测数据集成与可视化技术

2.1数据采集与特征分析

沥青路面的压实检测信息直接影响到施工质量以及后期的运营维修，通常的道路施工过程中，现场施工数据的收集主要是通过现场技术人员和检测人员的人工记录实现，并基于现场移动终端实时录入到数据库对应的数据表中，以此完成现场施工数据的采集与录入。压实的质量数据是其中最为关键的数据之一，传统的道路施工质量评定方法中，路面的压实度是用来检测和评估路面质量的关键指标。因此，在压实质量施工数据记录中，需要记录的数据项包括压实度数值、压实度采集点位置、检测方法、检测人员、检测时间等。除此之外，在施工过程中的其他数据信息同样具有重要性，如施工进度信息、施工机械信息、施工时间、施工材料来源等。通过对上述数据信息进行分析，可以看出：施工数据主要与具体的施工路段相关联。可以将整个施工路段按照桩号划分成单位路段，每个路段均关联上述施工数据信息。这种情况下，整个施工路段的数据结构特征可以认为是一种关系型数据。

2.2压实检测数据库设计

基于施工数据结构的特征分析结果，本文采用MySQL数据库作为整个框架的数据存储中心，该数据库是一种关系型数据库，以数据表的形式对数据进行组织、管理与存储。

2.3道路模型创建与模型属性扩展

BIM信息模型通常创建于道路设计阶段，应基于道路的平纵线形设计数据创建道路信息模型，为施工阶段的数据集成与可视化提供数字模型资产。根据道路平纵线形和横断面设计参数，选用Infraworks中规划道路功能进行模型的创建，该功能可以创建通用的、具有几何线形的轻质道路模型。在Infraworks中，创建的道路只具备通用的设计属性参数，如车道数、车道宽度、高程等，不具备其他应用场景所需的特定属性参数。为此，本次对模型属性信息扩展进行研究，通过建立模型中道路要素的子要素集，在子要素集中添加了“扩展属性”参数栏，新增了压实施工关键的参数信息，包括压实质量指标值、施工进度、施工时间、施工机械等。基于此，模型中的每个路段均具备了扩展的属性集，并可基于扩展属性进行更高级的分析与处理。

2.4基于脚本的数据交互接口设计与开发

在本文所提出的框架中，除了对模型属性的扩展外，另一个关键的研究内容在于模型与数据库的数据同步互通。对此，本文对模型进行了二次开发，利用平台中的脚本编辑器，基于JavaScript语言和模型数据二次开发接口，进行了数据库交互接口的设计与开发。通过在编辑器中加载模型-数据库数据交互接口脚本文件，进行脚本运行，即可以实现与数据库的连接与数据交互。在下方的脚本运行信息展示区域则展示了脚本运行过程中的关键日志信息。本文设计的数据交互接口脚本的关键代码，该接口脚本可分为3个主要的功能模块：数据库连接模块、数据库查询与读取模块以及模型属性信息更新模块。通过数据库连接模块保持模型与数据库的双向连接，通过数据库查询与读取模块可以将数据库中的数据信息读取到模型文件中，实现在模型中对施工数据的集成，通过模型属性信息更新模块可以根据数据库中读取的数据自动添加或更新对应的模型属性参数。

2.5基于模型的施工数据集成与可视化

通过模型-数据库交互接口，可以将数据库中的数据集成到信息模型中，在此基础上，结合平台功能模块以及自定义的脚本，实现对施工数据的进一步集成与可视化。再通过扩展属性集将每个施工路段的施工信息进行统一集成，技术人员和用户可以点击具体的路段以查询该路段集成的所有施工数据信息。

结束语

基于我国经济快速发展的背景之下，致使人们针对交通的需求也在日益提升，市政道路面临着诸多压力。所以对市政道路路基的压实度加大检测力度，能够在很大程度上确保道路质量与可靠性能与提出的要求相匹配。本文从以上几个方面围绕着道路压实检测数据集成与可视化技术展开论述，希望可以给相关人士带来启发。

参考文献

[1]杨明伟.市政道路路基压实度的检测方法及控制要点分析[J].房地产导刊,2017,(27):96.

[2]许燕辉.市政道路路基压实度的检测方法及控制要点分析[J].建筑工程技术与设计,2019,(19):5345.

[3]杨挺.对市政道路路基压实度的检测方法及控制要点分析[J].中国科技投资,2017,(13):25.