瀝青路面施工智能管控系統在貴合高速公路中的應用

趙 勇，陳 寧，樊旺生

（1.廣西北部灣投資集團有限公司，南寧 530000；2.蘇交科集團股份有限公司，南京 211112；3.新型道路材料國家工程實驗室，南京211112 ）

貴港至合浦高速公路是廣西高速公路網規劃修編“6橫7縱8支線”中“縱3”—三江至北海高速公路的重要組成路段，主線全長143.405 km。為提高該項目的瀝青路面鋪筑水平，項目采用全套的瀝青路面施工拌和、運輸、攤鋪、碾壓智能化管控系統對瀝青路面施工質量進行控制，積極探索信息化和智能化管理模式。

1 瀝青路面智能管控系統

隨著互聯網技術和云計算技術的發展，瀝青路面施工質量控制也逐步從人工向信息化、智能化的管理模式轉變,貴合高速公路應用的系統為行業內最全最新的路面施工管理系統，由瀝青混合料拌合管控系統（DTU）、瀝青混合料運輸管控系統（RFID）、瀝青路面攤鋪管控系統和瀝青路面碾壓管控系統4部分組成，涵蓋了混合料拌合、運輸、攤鋪和碾壓的全過程。

1.1 瀝青混合料拌合管控系統

瀝青混合料拌合管控系統數據采集終端（DTU）實現了對瀝青混合料生產的關鍵數據（級配、溫度和油石比等）進行采集、上傳、計算和儲存，實時地監控油石比、關鍵篩孔通過率、出料溫度等關鍵指標的波動情況，如圖1～3所示?，F場人員可以通過PC端或者手機隨時查詢生產數據（包括異常報警數據），定期分析匯總拌合樓產量、關鍵指標穩定性、合格率等整體工作狀況，為項目進度安排提供數據支撐。

圖1 拌合樓管控系統界面

圖2 報警信息查詢界面

圖3 關鍵指標情況和產量統計

1.2 瀝青混合料運輸管控系統

瀝青混合料運輸管控系統利用射頻識別器（RFID）在拌合站和攤鋪現場讀取車輛和駕駛員信息、裝料時間、卸料時間、攤鋪結束時間等信息，并及時傳輸至后臺數據中心，具備運輸時間管控及混合料溯源的功能，為施工方和項目管理方合理安排運輸車輛和保證現場連續攤鋪提供數據支撐。

該運輸管控系統能對每一輛運輸車輛的車牌號進行記錄，并記錄開始運輸的時間、到達現場開始攤鋪的時間、運輸時間、攤鋪的樁號、該車輛混合料攤鋪結束的時間、攤鋪所用時間、攤鋪結束樁號。通過對車輛運輸的實時記錄，對每一車料進行溯源管理，并根據實際運輸的時間合理安排車輛，進而提升管理效率。

1.3 瀝青路面攤鋪管控系統

瀝青路面攤鋪管控系統通過安裝紅外溫度傳感器陣列，采集整個斷面的溫度數據，達到全斷面控制瀝青路面溫度離析的目的；同時通過基站和移動站的差分定位，實時查看攤鋪機樁號位置、攤鋪溫度、攤鋪速度，繪制攤鋪溫度彩圖（如圖4、圖5所示），對溫度離析情況進行分析，為施工方和指揮部全方位掌握現場攤鋪質量提供數據支撐。同時，系統還具有歷史回放、攤鋪及溫度數據分析功能，可提供相關現場施工數據以便后續檢測及現場試驗檢測進行分析使用。

圖4 攤鋪機實時定位

圖5 全斷面溫度顯示

1.4 瀝青路面智能碾壓管控系統

瀝青路面智能碾壓管控系統通過利用基站和移動站對碾壓設備實現厘米級定位，結合溫度傳感器和振動傳感器實時采集碾壓速度、溫度、遍數、振動頻率等關鍵因素，反饋給操作手，指導操作手施工，防止超壓和欠壓，同時方便施工方和指揮部管理人員實時查看現場碾壓狀況，包括碾壓遍數彩圖、碾壓溫度彩圖，并對碾壓遍數、碾壓溫度進行匯總分析，為保證壓實質量提供數據支撐。

（1）碾壓速度、溫度及實時定位數據監控

結合貴合A標工程實際使用情況對碾壓管控系統的相關功能進行分析，該系統可提供壓路機的實時定位功能，同時對現場的碾壓速度和碾壓溫度進行實時監控，為管理人員實時掌握現場施工組織情況提供數據支撐，如圖6、圖7所示。

（2）碾壓遍數數據監控

碾壓質量關乎瀝青路面的質量，碾壓遍數充足、壓實度有保證才能保證瀝青路面質量，系統對壓實度遍數進行實時監控，如圖8所示，使得整個攤鋪斷面碾壓遍數控制更加直觀，以便現場碾壓質量控制。

圖6 碾壓設備實時定位

圖7 碾壓溫度和速度實時顯示

圖8 碾壓遍數云圖示例

1.5 使用注意事項

（1）目前各個系統的數據傳輸主要通過移動、電信或者聯通的信號進行，對于偏遠以及信息塔較少的區域，數據傳輸存在一定難度，需要根據項目架設信號塔，才能保證各個系統的數據傳輸正常。

（2）目前各個系統的數據均需要通過電腦進行在線查看，并且數據量（如碾壓和攤鋪數據）相對較大，使用過程中需要時刻進行監控，并進行數據下載。

（3）拌合樓采集監控系統相對較為穩定，但如果拌合樓主機更換時，需要重新進行采集程序和軟件的安裝，以免影響數據的正常采集。

（4）每一輛運輸車上都安裝一個電子磁條，用于辨識車輛的相關信息，使用過程中要防止車前后安裝的磁條丟失，影響車輛信息的識別。

（5）需定期進行現場攤鋪、碾壓監控系統設備的日常保養和故障排查，并對實際現場技術人員和操作人員進行培訓，對一些小故障（溫度顯示異常、碾壓或者攤鋪速度不顯示等）做到及時發現、及時解決，保證項目順利進行；提高一線技術人員施工作業水平。

（6）目前的現場攤鋪、碾壓監控設備安裝集成化程度仍然不高，設備安裝相對繁瑣，使用者需全程參與設備安裝過程。

（7）碾壓監控系統檢測的表面溫度相對實際內部的溫度有一定的影響，需要嚴格控制鋼輪壓路機灑水量，防止灑水對溫度監測造成一定影響。

2 瀝青路面智能管控系統應用數據對比

貴合高速公路A標段使用智能管控系統前后鋪筑的瀝青路面厚度和壓實度數據如表1所示。由表1分析可知，使用該管控系統后現場壓實度更接近，厚度更為均勻，變異系數更小，壓實超壓和漏壓的現象大面積減少，保證了路面的均勻性。

表1 下面層AC-25C壓實度和厚度檢測結果對比

使用管控系統前后中、下面層混合料的油石比、關鍵篩孔（4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm）通過率的離散情況如表2所示，其中使用管控系統前后的統計數量分別為10 447盤、39 572 t和14 234盤、53 960 t。

由表2中的數據對比可知，使用管控系統后，拌合樓油石比的計量以及混合料關鍵指標的離散有一定程度的提高，整體混合料質量得到 了很好的控制。

表2 下面層拌合樓安裝前后數據對比

3 結語

瀝青路面施工智能管控系統實現了工程各方實時參與瀝青路面拌和、運輸、攤鋪、碾壓的施工過程管控與作業指導，并建立可視化平臺，供現場施工人員實時查看糾偏，直觀顯示施工詳情；對瀝青路面施工各個環節進行有效地監控，實現了瀝青路面施工質量過程管控，有效降低了路面質量管理風險。

貴合高速公路作為廣西省內首條運用全套瀝青路面信息化施工質量管控系統建設的高速公路，將以往的瀝青路面事后檢測、隨機檢測變成了過程控制、全面檢測，工程質量從可測變為可控，保證了瀝青路面施工的均勻性和穩定性，實現了精細化、智能化的管理。通過積極探索瀝青路面施工質量管控模式，為廣西地區其他高速公路項目的瀝青路面質量管理模式的創新提供了借鑒和參考。

參考文獻

[1]魏宏云，謝文斌，周衛峰，等.基于物聯網的道路路面施工質量實時監控系統研究[J].公路交通技術，2015（1）：6-10.

[2]孫燁，葉煒，潘芳.基于物聯網的瀝青路面施工質量管控技術在通洋高速中的應用[J].交通建設與管理，2015（6）：358-361.

[3]張麗麗.瀝青混合料質量實時監控系統深入開發研究[J].上海公路，2015（3）：55-58.

[4]林通，焦生杰，葉敏.高速公路瀝青路面遠程智能監控系統[J].長安大學學報(自然科學版)，2015，35（1）：26-32.

[5]蒲政，葉煒.瀝青路面施工質量管控系統應用分析[J].現代交通技術，2016，13（3）：92-94.