基于物联网的沥青路面施工过程智能管控技术探讨

孙秀丽

（镇江市四通公路工程有限公司）

1 引言

在沥青路面的施工中，对沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压各环节采用对应的智能管控系统，可以对施工过程进行动态监控，包括每个环节关键的质量指标都能详细记录、实时反馈，反映工程的建设质量情况，从而及时发现质量问题，提高施工管理效率，确保工程质量管控目标的全面实现。

2 基于物联网的沥青路面施工过程智能化管控介绍

2.1 智能化管控技术的应用原理

智能化管控系统必须包含数据采集设备、数据中心及处理服务器、移动终端设备[1]。系统在工作时，各设备提前进行运行调试，精度校正达到最佳工作状态，并建立起网络连接，然后通过传感器、扫描设备等数据采集器收集数据，传输给现场数据中心和远程中心服务器，系统根据施工管控的需要筛选和分类数据，将实际施工参数与标准施工要求进行对比，对有关数据进行汇总分析，从而正确评判施工质量，将有异议之处进行上报，现场工作人员和远程管控中心人员可以通过移动终端了解具体情况，进而做出科学应对。

2.2 智能化管控技术的功能特点

2.2.1 数据采集

沥青路面施工过程的智能化管控系统由多个子系统构成，并通过网络连接形成一个既独立又互相联系的整体，因此通过在施工各环节合理的位置和施工设备上布设各类信息化传感设备，将智能化的施工设备与监控系统建立数据传输通路，以现场数据采集设备和远程云计算中心为主体框架形成的监管系统可以收集拌和、运输、摊铺、碾压各道工序对应的各项参数，实现对实时、动态变化的大量数据的全面采集[2]。

2.2.2 数据分析与信息反馈

数据采集为数据利用打好基础，由于各环节收集的数据体量较大，不仅需要对其进行快速分析，根据施工质量控制指标提取有用的数据，还要分析其合理性，并提前在系统中针对各项关键指标设置合理、动态的报警边界条件[3]。当数据经过算法及分析系统处理后，可以根据指标比对，并综合材料特性、施工工艺、设备参数等评价施工质量，从而可以发出正确、合理的预警，并提供问题分析报告和建议解决方案，协助管理人员做出明智决策。

3 基于物联网技术的沥青路面施工过程智能化管控技术应用方式

3.1 构建沥青混合料拌和智能化监控系统

在混合料拌和环节，可以通过传感器、监控设备、计算机等装置实时采集每一盘料的拌和时间、原料种类和重量、拌和温度、出仓温度和时间等重要信息，并传输至后台数据中心，经过精确的计算分析后，管控平台会对温度异常、质量和重量异常等情况进行自动控制，或是发出预警，反馈给管理人员，由各终端显示设备对出现的问题进行详细的查询，这样，管理人员可以远程、实时、动态地了解实际的拌和情况，拌和质量可以有效控制，拌和生产操作产生的各项数据可以全面保存和利用[4]。此外，还可追踪到沥青混合料到达现场后的摊铺开始和结束时刻，以及对应的摊铺机和摊铺桩号起止位置等信息，从而可以分析出拌和厂与现场的距离，该车料能够摊铺的面积，也能间接反映出结构层厚度，加强对质量的把控。

3.2 构建运输车监控系统

在混合料运输环节，利用RFID技术能够监控沥青混合料的运输周期，从拌和料装车开始，到出厂、运输路上以及到达摊铺前场的整个过程可以通过电子扫描器、二维码、手机和电脑等设备记录和监控每辆车所装的拌和料批次、重量、现场所使用部位、卸料对应的摊铺机等信息，以及车辆的进出时间、司机的联系方式、运送轨迹，从而可以保证拌和料在规定的时间顺利到达现场，用于对应的摊铺区域。中途出现问题时也可以进行混合料溯源，查看车辆动态轨迹等查明原因，以便快速采取有效的应对措施。

3.3 构建摊铺监控系统

这一环节的监控设备主要布置于摊铺断面和摊铺机上，由于各装置的精度非常高，并且建立了实时反馈体系，因此可以获得及时准确的摊铺数据信息。通过红外传感器、GNSS定位板卡、LED显示屏等装置可以实时采集混合料的摊铺温度、里程、车道和摊铺机行进速度，以及整个纵断面的铺面温度分布等施工信息，并且可以清楚显示给现场工作人员，让施工人员和管理人员第一时间知晓摊铺信息，实现现场施工的可视化，也能够实时传输至后台数据中心，为后续资料检查或施工问题调查提供依据。同时，可依靠实时动态差分技术(RTK），让施工管理人员对摊铺温度、铺面均匀性进行监管，了解沥青混合料铺面温度离析情况，根据实际情况进行施工调整，达到更好的摊铺效果。

3.4 构建碾压监控系统

碾压施工关键在于控制碾压厚度及其均匀性，而在质量管控中由于施工技术及管理人员的主观影响，碾压施工质量检测代表性不强，不能切实反映整体的质量水平。为提高质量监控效率，避免后续返工增加成本，可以在各路面压实设备上安装机载数据采集站，自建定位参考基站，借助传感器、卫星定位技术采集各压实设备的运作数据，存储于现场数据中心。

4 基于物联网的沥青路面施工过程智能化管控技术应用意义

4.1 实现各单位的协同管理

由于整个施工过程都运用了互联网技术，建立了客户端操作入口，通过B/S技术进行网站管理功能，工程参建各方可随时通过移动终端进入服务器进行施工监管和指导。①项目业主的管理工作从事后管控提升到全过程、实时管控，远程信息化的管理，可以随时了解现场作业动态，获取相关的工程资料，路面质量管控更为过程化、精细化，质量问题追溯也更为容易；②监理人员可以自主、随时随地对各施工要素进行全面、无间隙的现场和远程监控，质量检测效率更高，且可以有效预防施工单位弄虚作假，提高监理效率；③施工单位可以精细化进行人员、设备和工序管理，由于信息化管理明显，技术交底效果更好，各作业队伍之间的交流和配合更为协调，从而可以极大提高施工效率。

4.2 提高施工质量防控成效

①该系统既可对沥青路面施工过程进行全面、无间隙远程监控，也可通过外挂LED显示屏让现场施工操作人员、技术指导人员、监管人员实时查看纠偏，各工序层层有效监控和自检，每道工序都可以按照质量标准顺利完成。

②由于具备专家数据库模块，对采集的数据处理效率较高，可以根据数据分析结果启动报警机制，对不合格指标发出管控提示和建议，实现各级项目管理者对施工质量的实时动态控制，使采取的质量管控措施和抽样检测项目更具针对性，效果更好，避免了各种资源和成本的浪费。

4.3 保证施工资料的完整性和真实性

由于对施工各过程构建了对应的智能化管控系统，沥青路面施工各个过程的相关数据都被采集，从而建立了路面施工全过程数据库，包括施工初期到工程结束整个建设周期的所有数据，而将监控数据与质量控制结合起来，项目管理者可以在有必要时，利用服务器对周期、月度、季度的施工资料进行抽查，查看拌合、运输、摊铺及碾压全过程历史数据，对原始监控数据和当下的监控数据进行对比分析，核实各环节物资使用情况，进行定期的动态质量分析，以便找出当下施工方案中的不足，及时进行调整。

5 结语

公路工程是非常重要的民生建设工程，以往由于对沥青混合拌合料的动态变化过程、摊铺和碾压施工中的速度、温度等重要此施工参数无法精准把控造成施工质量管控效果不佳，物联网的出现使其施工过程管控逐渐向智能化发展，可以对项目建设的整个阶段、各道工序、各项施工参数进行全面的数据采集，大量宝贵的数据得以保存、传输、分析和利用，从而可以动态、真实地反映工程质量，也能够协助项目管理者进行精准化动态施工过程管控，以便采取有效的防控手段提高路面质量，节约施工成本。