浅谈《沥青路面施工质量监控系统》在贵隆高速的应用及前景分析

梅敏

摘 要：沥青路面智能监控技术充分利用基于物联网架构的传感技术，通过在施工各环节科学合理布设各类传感设备，实时、全面获取沥青混合料的生产过程、运输过程、沥青路面的摊铺碾压过程施工过程关键数据，一方面将施工过程实时连续反馈现场一线施工人员，指导现场施工，同时还通过无线传输技术及时将关键数据传输至后台中心服务器，中心服务器对施工数据进行实时存储、计算、分析和反馈，及时分析质量问题，发现质量波动情况，确保工程质量目标实现。

关键词：贵隆高速 沥青路面 施工质量 监控系统

1.前言

国家大力推动品质工程创建，全面提升公路水运工程质量安全水平，追求工程内在質量和外在品位的有机统一。然而，我国大部分高速公路建设缺乏现代化的施工质量管理手段，主要依靠经验判断、抽样测量等传统管理方法，这仅仅起到一个记录和事后反省的作用，在出现质量缺陷时，不能识别是由哪个施工环节出现的问题，给分析问题原因和后期整改造成极大困难。因此如何全面、快速、及时、准确的收集生产、施工过程数据，实时对错误进行指导和调整，是高速公路建设管理中急需解决的问题。

2.工程概况

贵隆高速公路是是横贯广西中部东西向的交通大通道，是连接云南、广西、广东等西南省区的省际通道，是我国西南出入边境的国际通道。为了打造贵隆高速公路品质工程建设，全线推广实施沥青路面施工质量监控系统，实现对沥青混合料生产、运输、摊铺、碾压等全过程的动态质量监控，充分发挥路面施工实时监测、动态预警及实时纠偏功能，全面提高沥青路面施工质量。本文结合其中一个段落实施应用效果和前景进行分析。

3.监控系统的应用

3.1 监控系统总体情况

沥青路面施工质量监控系统主要包括拌合站监控、运输监控、摊铺监控、碾压监控、后台及现场管理等子系统。

3.1.1拌合站监控系统

包括拌合楼数据采集软件及设备，拌合楼数据采集软件对拌合楼设备的控制数据库进行监控，当产生新数据时，程序能够扫描到新数据，并将数据通过 GPRS无线网络发送到云端服务器，拌合楼采集的数据包括拌合时间、各规格材料用量、沥青用量、粉料用量、出料温度、油石比等数据。拌合楼数据采集设备执行数据采集程序，并基于无线传输设备将采集的数据实时发送到远程服务器。拌合楼数据采集设备具备24 小时不间断工作，防尘在耐燥。

3.1.2运输监控系统

基于无线射频识别、电子标签以及无线传输设备，可以读取运料车开始装料时间、结束装料时间，以及开始卸料时间和结束卸料时间，实现运输全周期监控，同时通过摊铺机械上的高精度定位设备可获得摊铺开始和结束里程桩号，能够很精准的识别拌合楼在任何时间段内生产出来的沥青混合料具体的摊铺使用部位，实现混合料溯源功能。

3.1.3摊铺监控系统

摊铺机管控设备基于高精度北斗定位、红外温度传感器、速度传感器、对沥青路面现场摊铺桩号位置、温度、速度等信息实时采集，并通过平板电脑实时展示温度分布云图通过 LED实时展示摊铺温度和摊铺速度，帮助现场施工和管理人员及时发现并纠正摊铺施工过程中出现的问题。

3.1.4碾压监控系统

智能压实设备基于高精度北斗定位、红外温度传感器等传感器实现碾压桩号位置、碾压遍数以及碾压温度数据的采集，现场操作室安装平板电脑，将碾压遍数、碾压温度和碾压速度信息实时反馈给现场操作手，提供压实导航。另外现场在压路机操作手处及压路机外侧安装了 LED显示屏，将碾压温度和碾压速度信息实时反馈给现场管理人员，让现场管理人员及时知晓现场压实状况，便于直接有效的现场管理。

3.2应用效果

沥青路面施工质量监控系统运用质量动态管理办法，通过室内试验到拌合生产再到施工现场的全过程管理，从事后检测转变到过程监测，有效减少沥青混合料生产过程出现不规范操作的行为，其质量追溯对责任追究更细化明确，提高了沥青路面施工质量管控水平。

3.2.1提高施工效率

从传统“凭经验”施工革新到数字化施工，施工人员及管理者可实时直观并形象的看到所有施工数据，从而对当前施工状况一目了然，做到精准施工。通过对各环节施工质量、进度和材料使用情况的实时采集和监测，实现各环节数据对接，优化工序衔接及工料调度，从而提升整体管理和施工效率。

3.2.2保证施工质量

系统自带智能纠偏功能，工程施工前已经将各环节设计工艺输入系统，施工时系统智能比对施工质量数据与施工工艺，当系统发现出现偏差时，立即通过信息化手段通知相关管理者和施工人员进行预警，做到对施工工艺的及时纠偏，保证施工质量的可靠性。

系统记录施工过程各环节的所有施工数据，从生产到运输到摊铺及压实质量，根据记录数据分析项目各部位施工质量达标情况，做到快速精准定位质量薄弱环节。使用原始数据对施工工艺、参数配置、过程管控及检测进行回溯和重放，还原施工过程，实现问题追踪闭环。

3.2.3降低施工成本

真实施工数据 做支撑，在保证施工质量的前提下，优化施工及资源配置；做到既可确保施工质量的达标，又可降低施工成本。

3.2.4保证施工进度

通过系统提供的项目进度分析情况，管理者可以不受时间和空间限制，能够随时随地详细了解项目进度的偏差、项目各分项工程进度统计、进度偏差预警等信息。及时做出调整，保证项目进展的正常无误。

3.2.5创新管理手段

沥青路面施工质量监控系统符合高速公路“五化”发展理念，通过管理系统可以随时随地感知项目施工情况，更可以通过数据直观了解施工质量情况，及时获取现场施工信息。从传统的人为现场监管升级到远程信息化监控；从传统的凭经验监管改变成依托施工数据做数字化监管；从传统的离散式监管，通过统一管理平台革新到集中式数据化监管。实现远程监测，有助于进行全面、系统的数据分析，管理人员可以随时上网直观的监控施工情况是否达标并符合流程，是否按照施工标准进行施工。减少了沥青混合料生产过程中出现不规范操作行为，有利于加强工程质量管控，避免后期出现质量问题。

3.3目前存在的问题

（1）沥青路面摊铺压实过程中采集的温度数据由于是采用红外温度测温传感器测得，因而受现场影响较大，且无法测得混合料摊铺压实过程中的内部温度。

（2）对于摊铺厚度（松铺厚度）无法精准监测及控制。

（3）对系统采集的数字化施工数据及形成的数字资产的使用：因为该系统在国内大面积应用时间并不长，暂时尚未有应用过该系统的项目进入大修或养护阶段，因此无法验证该系统采集形成的数字资产是否能够为真实的能够为养护、大中修提供数据支持。

4.应用前景分析

物联网首先出现在需求旺盛、同时基础建设比较好、场所固定、应用单一的行业或民用领域，而对于需要开山噼荒的工程建设来说，由于受到种种条件的制约，虽然工程建设行业对物联网的需求非常旺盛，但却没有进入蓬勃发展、欣欣向荣的地步。究其原因，首先是技术门槛高，要求既要有 IT行业的背景，又要有装备制造的背景，还要有工程建设的背景，这为很多想要进入的企业树立了高不可攀的门槛。其次，为了打通工程建设中的信息通道，使得信息能在工程物联网中畅快的流转起来，不仅仅是做个实验原型的问题，更重要的是降低成本、提高质量，让数据感应端具有更高性价比和更高实用性，要实现这点则需要更多的创新来支撑行业的发展，这其中之一的创新即：使用快速发展的民用通信技术为工程建设服务，大幅度降低通信成本，提高通信效率，为工程建设行业最后100米的物联网应用扫清障碍，使工程建设领域的物联网应用进入快车道，让物联网协助下的工程建设实现更大的进步和飞跃。