在中国河北荣乌高速新线施工现场，无人压路机群按照预设参数自动规划碾压路径，完成路基路面压实作业。这套由清华大学、天津大学和河北工业大学三校联合攻关、融合物联网传感、卫星定位、人工智能算法和先进检测技术的高速公路全生命周期智能建造技术方案，使碾压轨迹覆盖率达100%、均匀性提升50%，已在京津冀地区20余条道路的智能建造与养护工程中应用，累计节省数千万元成本。近日，该成果被《北京青年报》等媒体深入报道，标志着中国交通基础设施建设正式迈入“无人化、数字化、智能化”的新阶段。

传统施工的三大“路障”

高速公路作为交通基础设施的主动脉，其建设质量直接影响亿万人民的出行安全与经济发展。然而，传统施工长期面临三大痛点：

施工期管控不智能：大量依赖人工操作机械，作业环境艰苦，容易出现漏压、欠压等操作失误;

验收期检测不精准：传统钻芯取样具有破坏性，只能反映零星点位的指标，代表性严重不足;

服役期评估不到位：缺乏对道路长期性能演化及潜在风险的高效动态评估手段。

清华大学王睿教授坦言：“我们三⼈本来都不是做⼈⼯智能出身的。”正是这种跨学科迎难而上的勇气，让团队从岩土工程和智能建造领域跨界切入AI，一步步攻克了从底层的单机自主协同、高精度轨迹跟踪到机群无人协同作业管控、工程质量智能检测、云平台管理再到系统安全策略等全套关键技术。

四步闭环开启“机器智造”

针对痛点，三地团队研发了覆盖建设期、验收期、服役期的全生命周期智能建造技术体系，形成了“感知—分析—决策—执行”的完整智能闭环，为高速公路赋予了一个从“出生”到“服役”全过程的“智慧大脑”。

建设期“智能感知”：给压路机装上“大脑”

在建设期，团队建立了高速公路施工质量智能感知系统，在压路机械上部署振动、温度传感器及摄像头，利用生成式人工智能算法评价碾压质量。“这台无人压路机需要有自己的‘大脑’，无人驾驶机械可自主规划碾压路径，实时调整施工参数，无需人工干预。”王睿如此阐释。

在实际验证中，前期通过模型算法评价的压实度为93.8%，事后检测人员用灌砂法实测压实度为94%，两者误差极小，证明了AI评价的高度可靠性。与传统人工施工相比，该技术使碾压轨迹覆盖率达100%，压实均匀性提升50%，漏压和欠压现象被彻底终结。

验收期“无损体检”：检测车“一转眼看穿”

在验收期，团队研发了检测车辆。检测车能通过震动信号及实时图像等多模态数据完成施工质量检测。“开着检测车沿建好的公路走一圈，哪里密实度没有达标一目了然。”这种非破坏性检测方式不仅提高了验收效率，更让质量控制有了全面覆盖的可能。

服役期“全天候体检”：物理+数据双驱动

在服役期，团队融合卫星监测数据与检测车图像识别数据，建立了物理—数据双驱动的智能识别与评价模型，能够及时发现道路隐患。通过这套系统，道路管理者可以实时掌握路面结构状态的变化，让“潜在病害发现于未然”成为可能。

协同机制：京津冀科研“一盘棋”

该项目的技术突破，源自京津冀三地基础研究领域的协同创新机制。“十四五”时期，京津冀自然科学基金合作专项投入经费1.08亿元，资助合作项目180项，促进540余个科研团队紧密合作。该项目正是依托该专项资助，由清华大学王睿教授联合天津大学周海祚教授、河北工业大学王雪菲教授，发挥各自在岩土工程、智能建造等领域的优势，携手打通了从基础研究到产业应用的“最后一公里”。

河北工业大学提供了约2000平方米的实验场地，“我们在实验场地从硬件到软件⼀点点进⾏数智化探索与⽆⼈化开发。”王雪菲介绍。周海祚团队则提供了长期监测装备的支持。三地资源互补，降低了单个团队的投入成本。

20余条高速的“硬核答卷”

这项“实验室—工地一线”协同攻坚的技术方案，已在京津冀地区20余条道路的智能建造与养护工程中成功应用，包括京津塘高速、塘承高速、荣乌高速、津沧高速、北京延崇高速、密关高速等，形成贯穿三地的路网大数据管控平台。

在荣乌高速新线的建设中，全线使用智能化筑路技术，建设期节省成本上千万元，运营期可节省运维成本超过千万元。团队在京津塘高速公路大王古出入口附近的示范路段实施了从路基水稳层到面层的全过程智能化施工改造。

智能化道路施工最大的优势就是稳定性与均匀性。研究团队在实验场曾进行对比测试，把两组数据轨迹拿给专家看，不告诉对方哪组是人工施工、哪组是无人施工，“大家一眼就能分辨出来”。人工驾驶的压路机轨迹弯弯曲曲，速度时快时慢;而无人压路机的轨迹平稳，覆盖性高，压实度数据也更均匀。

施工人员通过手机扫描二维码，即可实时查看每台压路机的位置、碾压遍数及压实质量数据，实现了施工现场的全流程可视化管控。

从“人机协同”到“机器智造”

这套技术方案展现出的广阔应用前景令人振奋：

全国高速公路新建设与养护的“数智升级”

目前，广东汕梅高速改扩建、湖北武汉新港高速等多个大型工程已纷纷采用无人摊压技术规模化作业。随着智能建造方案在全国推广，高速公路建设将从“人海战术”迈入以高精度、高效率、高品质为核心的“机器智造”新阶段。

高寒高海拔极端环境下的“无人替代”

在高寒高海拔等环境恶劣地区的大型工程中，传统人工施工面临缺氧、严寒等严峻挑战，智能建造恰好能够克服这些困难。无人压路机群可在极端环境下自主作业，彻底解除“人工作业受限”的硬约束。

全生命周期管理的新范式

这套方案不仅在建设期发挥效力，更在验收期和服役期持续发挥作用，将道路养护从被动响应转向主动预警。未来，融合北斗高精度定位的机群碾压轨迹控制可将精度控制在2-3厘米，大规模应用中的人工成本可降低62%，叠加路径规划、AI算法、风险管控等技术，效益极为可观。

智能建造装备的新标杆

结合近年全国多地在高速公路智能建造领域的突破——包括福建无人化筑路技术获省级科技进步奖、江苏东兴高速全线启用无人机群施工等——智能建造装备正在成为重塑行业竞争格局的核心力量。以王睿团队为核心的这套全生命周期智能建造方案，有望成为交通基础设施智能化升级的“中国标杆”。