沥青路面施工智能管控系统在贵合高速公路中的应用

赵 勇，陈 宁，樊旺生

（1.广西北部湾投资集团有限公司，南宁 530000；2.苏交科集团股份有限公司，南京 211112；3.新型道路材料国家工程实验室，南京211112 ）

贵港至合浦高速公路是广西高速公路网规划修编“6横7纵8支线”中“纵3”—三江至北海高速公路的重要组成路段，主线全长143.405 km。为提高该项目的沥青路面铺筑水平，项目采用全套的沥青路面施工拌和、运输、摊铺、碾压智能化管控系统对沥青路面施工质量进行控制，积极探索信息化和智能化管理模式。

1 沥青路面智能管控系统

随着互联网技术和云计算技术的发展，沥青路面施工质量控制也逐步从人工向信息化、智能化的管理模式转变,贵合高速公路应用的系统为行业内最全最新的路面施工管理系统，由沥青混合料拌合管控系统（DTU）、沥青混合料运输管控系统（RFID）、沥青路面摊铺管控系统和沥青路面碾压管控系统4部分组成，涵盖了混合料拌合、运输、摊铺和碾压的全过程。

1.1 沥青混合料拌合管控系统

沥青混合料拌合管控系统数据采集终端（DTU）实现了对沥青混合料生产的关键数据（级配、温度和油石比等）进行采集、上传、计算和储存，实时地监控油石比、关键筛孔通过率、出料温度等关键指标的波动情况，如图1～3所示。现场人员可以通过PC端或者手机随时查询生产数据（包括异常报警数据），定期分析汇总拌合楼产量、关键指标稳定性、合格率等整体工作状况，为项目进度安排提供数据支撑。

图1 拌合楼管控系统界面

图2 报警信息查询界面

图3 关键指标情况和产量统计

1.2 沥青混合料运输管控系统

沥青混合料运输管控系统利用射频识别器（RFID）在拌合站和摊铺现场读取车辆和驾驶员信息、装料时间、卸料时间、摊铺结束时间等信息，并及时传输至后台数据中心，具备运输时间管控及混合料溯源的功能，为施工方和项目管理方合理安排运输车辆和保证现场连续摊铺提供数据支撑。

该运输管控系统能对每一辆运输车辆的车牌号进行记录，并记录开始运输的时间、到达现场开始摊铺的时间、运输时间、摊铺的桩号、该车辆混合料摊铺结束的时间、摊铺所用时间、摊铺结束桩号。通过对车辆运输的实时记录，对每一车料进行溯源管理，并根据实际运输的时间合理安排车辆，进而提升管理效率。

1.3 沥青路面摊铺管控系统

沥青路面摊铺管控系统通过安装红外温度传感器阵列，采集整个断面的温度数据，达到全断面控制沥青路面温度离析的目的；同时通过基站和移动站的差分定位，实时查看摊铺机桩号位置、摊铺温度、摊铺速度，绘制摊铺温度彩图（如图4、图5所示），对温度离析情况进行分析，为施工方和指挥部全方位掌握现场摊铺质量提供数据支撑。同时，系统还具有历史回放、摊铺及温度数据分析功能，可提供相关现场施工数据以便后续检测及现场试验检测进行分析使用。

图4 摊铺机实时定位

图5 全断面温度显示

1.4 沥青路面智能碾压管控系统

沥青路面智能碾压管控系统通过利用基站和移动站对碾压设备实现厘米级定位，结合温度传感器和振动传感器实时采集碾压速度、温度、遍数、振动频率等关键因素，反馈给操作手，指导操作手施工，防止超压和欠压，同时方便施工方和指挥部管理人员实时查看现场碾压状况，包括碾压遍数彩图、碾压温度彩图，并对碾压遍数、碾压温度进行汇总分析，为保证压实质量提供数据支撑。

（1）碾压速度、温度及实时定位数据监控

结合贵合A标工程实际使用情况对碾压管控系统的相关功能进行分析，该系统可提供压路机的实时定位功能，同时对现场的碾压速度和碾压温度进行实时监控，为管理人员实时掌握现场施工组织情况提供数据支撑，如图6、图7所示。

（2）碾压遍数数据监控

碾压质量关乎沥青路面的质量，碾压遍数充足、压实度有保证才能保证沥青路面质量，系统对压实度遍数进行实时监控，如图8所示，使得整个摊铺断面碾压遍数控制更加直观，以便现场碾压质量控制。

图6 碾压设备实时定位

图7 碾压温度和速度实时显示

图8 碾压遍数云图示例

1.5 使用注意事项

（1）目前各个系统的数据传输主要通过移动、电信或者联通的信号进行，对于偏远以及信息塔较少的区域，数据传输存在一定难度，需要根据项目架设信号塔，才能保证各个系统的数据传输正常。

（2）目前各个系统的数据均需要通过电脑进行在线查看，并且数据量（如碾压和摊铺数据）相对较大，使用过程中需要时刻进行监控，并进行数据下载。

（3）拌合楼采集监控系统相对较为稳定，但如果拌合楼主机更换时，需要重新进行采集程序和软件的安装，以免影响数据的正常采集。

（4）每一辆运输车上都安装一个电子磁条，用于辨识车辆的相关信息，使用过程中要防止车前后安装的磁条丢失，影响车辆信息的识别。

（5）需定期进行现场摊铺、碾压监控系统设备的日常保养和故障排查，并对实际现场技术人员和操作人员进行培训，对一些小故障（温度显示异常、碾压或者摊铺速度不显示等）做到及时发现、及时解决，保证项目顺利进行；提高一线技术人员施工作业水平。

（6）目前的现场摊铺、碾压监控设备安装集成化程度仍然不高，设备安装相对繁琐，使用者需全程参与设备安装过程。

（7）碾压监控系统检测的表面温度相对实际内部的温度有一定的影响，需要严格控制钢轮压路机洒水量，防止洒水对温度监测造成一定影响。

2 沥青路面智能管控系统应用数据对比

贵合高速公路A标段使用智能管控系统前后铺筑的沥青路面厚度和压实度数据如表1所示。由表1分析可知，使用该管控系统后现场压实度更接近，厚度更为均匀，变异系数更小，压实超压和漏压的现象大面积减少，保证了路面的均匀性。

表1 下面层AC-25C压实度和厚度检测结果对比

使用管控系统前后中、下面层混合料的油石比、关键筛孔（4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm）通过率的离散情况如表2所示，其中使用管控系统前后的统计数量分别为10 447盘、39 572 t和14 234盘、53 960 t。

由表2中的数据对比可知，使用管控系统后，拌合楼油石比的计量以及混合料关键指标的离散有一定程度的提高，整体混合料质量得到 了很好的控制。

表2 下面层拌合楼安装前后数据对比

3 结语

沥青路面施工智能管控系统实现了工程各方实时参与沥青路面拌和、运输、摊铺、碾压的施工过程管控与作业指导，并建立可视化平台，供现场施工人员实时查看纠偏，直观显示施工详情；对沥青路面施工各个环节进行有效地监控，实现了沥青路面施工质量过程管控，有效降低了路面质量管理风险。

贵合高速公路作为广西省内首条运用全套沥青路面信息化施工质量管控系统建设的高速公路，将以往的沥青路面事后检测、随机检测变成了过程控制、全面检测，工程质量从可测变为可控，保证了沥青路面施工的均匀性和稳定性，实现了精细化、智能化的管理。通过积极探索沥青路面施工质量管控模式，为广西地区其他高速公路项目的沥青路面质量管理模式的创新提供了借鉴和参考。

参考文献

[1]魏宏云，谢文斌，周卫峰，等.基于物联网的道路路面施工质量实时监控系统研究[J].公路交通技术，2015（1）：6-10.

[2]孙烨，叶炜，潘芳.基于物联网的沥青路面施工质量管控技术在通洋高速中的应用[J].交通建设与管理，2015（6）：358-361.

[3]张丽丽.沥青混合料质量实时监控系统深入开发研究[J].上海公路，2015（3）：55-58.

[4]林通，焦生杰，叶敏.高速公路沥青路面远程智能监控系统[J].长安大学学报(自然科学版)，2015，35（1）：26-32.

[5]蒲政，叶炜.沥青路面施工质量管控系统应用分析[J].现代交通技术，2016，13（3）：92-94.