基于物联网的智能监控系统在沥青路面施工质量管控中的应用研究

　　摘要： 道路工程是我国的基础设施建设项目，其中沥青路面具有工艺简单、行车舒适性、经久耐用的优势，因此施工应用普遍，如何提高施工质量，成为从业人员的研究重点。本文首先介绍了我国沥青路面施工质量管控现状，然后分析了基于物联网的智能监控系统的应用，最后结合工程实例进行分析，以供参考。
　　Abstract： Road and bridge engineering is an infrastructure construction project in China. The asphalt pavement has the advantages of simple technology， comfortable driving and durable， so it is widely used in construction. How to improve the construction quality has become the focus of practitioners. This article first introduces the status quo of quality control and management of asphalt pavement in China， and then analyzes the application of intelligent monitoring system based on the Internet of Things. Finally， it analyzes with engineering examples for reference.
　　关键词： 物联网；智能监控系统；沥青路面；施工质量
　　Key words： Internet of Things；intelligent monitoring system；asphalt pavement；construction quality
　　中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）14-0232-03

0 引言

　　调查数据显示，2016年我国高速公路通车里程达到13万km，位居全球第一，工艺技术处于世界领先水平。与此同时，也要看到施工管理中的不足，成为阻碍道路质量提升的重要因素。随着现代信息技术的进步，物联网已经渗透到各行各业，道路施工也应该抓住发展机遇，推广应用基于物联网的智能监控系统。以下结合沥青路面工程案例，探讨了智能监控系统的应用价值。

1 我国沥青路面施工质量管控现状

　　我国高速公路建设起步晚，虽然近些年发展迅猛，但是技术储备比较薄弱，因此道路建成后的性能不理想，主要是路面容易破坏。在新建成的道路中，由于交通负荷大、运输量大，发生车辙、泛油、开裂的风险高，因此必须提升质量管控水平。传统施工管理中，存在问题如下：
　　第一，拌合生产期间，原材料的质量影响因素较多，由于检测样品代表性不具备普遍性，混合料可能会出现级配不稳定、温度不均匀等情况。而且在紧张的工期压力下，夜间施工的工艺技术、防护措施薄弱，直接影响沥青路面的施工质量。
　　第二，混合料运输期间，没有针对运输车辆进行监管，从成本节约的角度出发，为了满足建设需求，往往采用运输车辆租赁形式。实践证实，沥青混合料在运输过程中，无法对司机进行有效管理，难以保证混合料准时到达现场，甚至改变了混合料的性能标准[1]。
　　第三，摊铺期间，摊铺速度关系到混合料的摊铺质量，由于无法实时监测摊铺机的运行速度，因此路面各项路用性能得不到很好的保障。以传统的摊铺作业为例，对于摊铺温度的控制不准确，很容易发生温度离析现象，会缩短沥青路面的使用寿命。此外，摊铺机停机待料时疏于管理，随着等待时间的延长，混合料的温度会不断降低，摊铺机的熨平板会出现拉毛现象。
　　第四，碾压期间，目前采取初压—复压—终压的工作流程，每个工作面会配置2台摊铺机，以及压路机配合施工协助工人等。由于工作面狭小，必须有管理人员现场指挥，否则可能引起安全质量事故。另外，沥青路面属于磨耗层，混合料铺设厚度越薄，温度散失也就越快，因此难以保证压实度，容易出现空隙率大、渗水系数大等问题，在通车运行后极易造成路面损坏。

2 基于物联网的智能监控系统的应用

　　2.1 系统框架
　　基于物联网的智能监控系统，是对信息传输技术的整合运用，例如LTE技术、GPRS技术等。在系统组成上，将沥青路面施工中的混合料生产、运输、摊铺、碾压等环节有效整合（如图1），从而动态实时反映出施工信息，为管理控制工作提供依据[2]。
　　第一，改性沥青生产监控子系统。能监测各种原材料（基质沥青、改性剂和稳定剂等）的数量比例，通过控制加工周期，来保证改性沥青的质量。
　　第二，混合料拌合监控子系统。通过采集数据，对沥青混合料的拌合进行控制，采集数据包括：①每盘混合料的拌合时间，②热料仓的投放质量，③沥青投放质量，④添加剂的投放质量，⑤沥青和集料的温度，⑥混合料的出厂温度等。
　　第三，运输作业监控子系统。该子系统主要有三个作用：一是识别沥青混合料的装料顺序，二是识别出料对应的生产时间段，三是识别卸料时摊铺机的具体位置，保证运输过程中的混合料质量。
　　第四，摊铺作业監控子系统。沥青混合料在摊铺期间，该子系统能收集摊铺温度、摊铺速度、铺面温度分布等信息，从而及时调整摊铺指标，避免留下质量隐患，有效提高摊铺效率。
　　第五，碾压作业监控子系统。为了控制压实度指标，该子系统能监测压实温度、压实速度、碾压遍数三个参数。以任意桩号段落的工程为例，通过分析压实的轨迹、遍数、速度、温度等数据，能评价施工质量的是否达到设计要求。此外，在驾驶室内配置了反馈装置，能明确指出超压、漏压等问题路段，指导司机开展作业。

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