智慧工地沥青路面管控技术研究与应用

谢波 张南童 江健宏 徐松

摘  要：本文针对智慧工地沥青路面管控技术，运用质量动态管理方法，采用软硬件结合的手段，利用基于物联网架构的传感技术和无线网络传输技术，对沥青混合料施工全过程中的关键参数信息进行实时采集，实现对工程质量的动态管控。本文通过对智慧工地沥青路面管控系统及其功能的分析，提出了智慧工地沥青路面管控关键参数的评价体系。结果表明智慧工地沥青路面管控技术能够有效的对沥青路面施工全过程进行管控，提高了沥青路面施工水平和施工质量，具有良好的经济和社会效益。

关键词：道路工程;智慧工地;动态管控;物联网;关键参数

中图分类号：TM73     文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）07-0000-00

1 系统简介

智慧工地沥青路面管控系统主要根据交通部标准《公路沥青路面施工技术规范》等相关规范标准，以沥青混合料从拌和生产到施工现场管理的全过程作为管理对象，通过改造或利用现有的各类设备，将沥青混合料的生产、运输、施工过程关键参数数据信息进行实时采集，实时上报到服务器，实现动态、真实地反映工程质量状况，把沥青路面的施工质量从事后把关，转向事前控制，通过相关传感设备，实现沥青路面施工质量关键参数的实时采集、传输、分析、预警、评价，并形成相关决策，实现以预防为主、生产施工过程控制的质量保证体系，达到沥青路面质量智能监管目的，进一步提高工程质量监管水平，降低后期运营养护成本[1-3]。

2 智慧工地沥青路面管控关键参数的梳理

在高速公路沥青路面施工质量管理信息化关键参数选择方面，首先根据《公路沥青路面施工技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》的相关要求，梳理和规范标准规定检验指标相关的因素，同时根据相关施工、检测设备的信息化发展水平，初步确立高速公路沥青路面施工质量管理的信息化关键参数及采集方法、采集频率，如表1所示。

3   关键参数评价体系的验证

根据调研分析结果，为了进一步验证各关键参数预警阈值的合理性，进行室内试验，试验分析油石比、集料及矿粉发生相应变化时，混合料空隙率的变化范围是否满足《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004规范要求，验证分析初、中、高级预警阈值设定的合理性[4]。室内试验采用常用的改性沥青级配类型，试验按照设计级配不变、油石比发生变化及油石比不变、级配发生变化时空隙率的变化范围进行设计，每组设计级配试验样本为10个，每组取平均值作为试验分析数据。

根据图1，图2，图3，图4油石比阈值与各指标变化关系分析来看：

（1）油石比预警阈值～空隙率：规范规定马歇尔空隙率范围为4.0%～6.0%，根据室内试验经验，旋转压实试件的空隙率一般比马歇尔试件的空隙率大1.0%～1.5%，即旋转压实试件空隙率的要求范围一般为3.0%～5.0%。通过室内试验分析可知，在设计油石比降低0.3%时，空隙率为5%，达到了规范要求的极值;油石比增加0.3%时，空隙率为3.4%，因此，将设计油石比高级预警阈值控制在±0.3%基本合理。

（2）油石比预警阈值～VMA：规范规定≥13kN，根据试验所测结果，当油石比波动在±0.3%、±0.25%、±0.2%时，VMA均满足规范规定的要求，因此，油石比预警阈值设置基本合理。

（3）油石比预警阈值～VFA：规范规定为65%～75%，从试验所测结果来看，在油石比波动在±0.3%、±0.25%、±0.2%时，VFA均满足规范规定要求，因此，油石比预警阈值设置基本合理。

（4）油石比预警阈值—稳定度：规范规定≥8kN，根据试验所测结果可知，在油石比波动±0.3%、±0.25%、±0.2%时，稳定度均满足规范规定要求，因此，油石比预警阈值设置基本合理。

综上所述，通过室内试验验证：油石比初、中、高级预警阈值设置为±0.2%、±0.25%、±0.3%时，空隙率、VMA、VFA均满足规范要求，预警阈值设置基本合理。

4 结语

通过对高速公路沥青路面施工质量管控关键参数进行梳理，确定;各指标采集方法、采集频率，制定出各指标标准化采集流程，建立了施工质量管控关键指标的评价方法和分级标准;利用智能传感、定位技术，采集沥青混合料生產及施工过程中产生的数据，对超出设定范围的数据实时预警，并且根据系统预警情况，搭建辅助决策技术平台;基于物联网云平台技术，利用云服务平台数据分析功能，实现了对高速公路沥青路面施工质量关键参数的管控，通过收集各项关键参数，实现了对生产管理、施工管理各项数据统计分析及实时的监测。

参考文献

[1] 李海彬.沥青路面工程质量过程控制指标体系的研究[D].西安：长安大学，2006.

[2] 江帆.沥青路面施工质量动态控制方法和软件系统[D].长沙：湖南大学，2007.

[3] 杨人凤，党延兵，李爱国，等.沥青混合料生产质量控制技术及应用[J].公路，2009（6）：82-84.

[4] 石鑫.热拌沥青混合料质量实时监控系统开发研究[J].公路交通科技，2010.

收稿日期：2020-06-10

作者简介：谢波（1983—），男，山东菏泽人，硕士，高级工程师，研究方向：公路路基路面、智慧工地建设。

Research and Application of Intelligent Construction Site Asphalt Pavement Management and Control Technology

XIE Bo1，ZHANG Nantong2，JIANG Jianhong1，XU Song1

（1. Shandong Transportation Planning and Design Institute Co.， Ltd.， Jinan  Shandong  250031;

2. Jiangsu Dongjiao Intelligent Control Technology Group Co.， Ltd.， Nanjing  Jiangsu  210000）

Abstract： This article aims at the intelligent construction site asphalt pavement management and control technology， uses the quality dynamic management method， uses the combination of software and hardware， and uses the sensing technology based on the Internet of Things architecture and wireless network transmission technology to determine the key parameters of the asphalt mixture construction process Information is collected in real time to realize dynamic management and control of project quality. Based on the analysis of the intelligent construction site asphalt pavement management and control system and its functions， this paper proposes an evaluation system for the key parameters of the intelligent construction site asphalt pavement management and control. The results show that the intelligent construction site asphalt pavement management and control technology can effectively control the entire asphalt pavement construction process， improve the construction level and construction quality of the asphalt pavement， and have good economic and social benefits.

Keywords： road engineering; smart construction site; dynamic management and control; Internet of Things; key parameters