高速公路沥青路面施工质量智联管控系统应用研究

引言

为了进一步提升沥青路面施工的质量管理水平并强化施工过程中的质量控制，建立了沥青路面施工全过程质量控制体系，深度融合物联网技术与移动应用技术的最新成果，实时、精确地采集沥青混合料从生产、运输、摊铺至碾压等各个环节的关键数据。依托动态控制理论，该系统能够高效分析这些数据，精准识别施工各阶段的质量控制状态，并据此实现智能化预警功能。目前，这一智能联网管控系统已成功应用于高速公路的沥青路面施工管理中。它不仅能够即时向管理层及一线作业人员反馈详尽的施工状态信息，还能有效消除关键施工参数控制中的盲区，显著提升沥青施工团队的质量管控能力。

1 路面施工技术概况

路面施工技术随着基础设施建设需求不断发展创新，从传统的人工施工逐步发展为机械化、智能化施工，现代路面施工方法主要包括沥青路面和水泥混凝土路面两大类，施工工艺涉及材料拌和、摊铺成型、压实处理等多个环节。在材料方面，改性沥青、高性能混凝土等新型材料的应用，显著提升了路面性能；在设备方面，智能摊铺机、自动找平系统、GPS 控制系统等先进设备的使用，极大提高了施工精度；在施工工艺方面，温度控制、压实度控制、平整度控制等关键技术不断优化完善。通过采用新型施工技术，路面施工已实现从粗放式向精细化的转变，施工质量和效率得到显著提升。

2 高速公路沥青路面施工质量控制研究现状

在高速公路沥青路面施工质量控制的研究领域，国际和国内的研究都取得了重要成果。国外的研究主要集中在施工规范、沥青混合料的离析控制、质量评价和检测技术方面。例如，美国通过详尽的施工手册和先进的检测技术，如激光表面构造深度仪和红外扫描仪，有效应对了热拌沥青混合料的离析问题。同时，各国建立了完善的质量评价体系，采用无损检测设备来监测施工质量。国内的研究则侧重于沥青路面常见病害的解决和施工质量控制。研究者发现，混合料离析是造成路面损坏的主要原因，并提出了通过动态质量控制来改善施工质量。此外，京津塘高速公路的成功案例展示了严格监理的重要性，而国内研究者也在检测方法和设备改良方面做出了贡献。总体而言，国外的先进技术和经验对国内具有重要借鉴意义，但我国需要结合本土实际情况进行调整和创新，以建立更为有效的施工质量控制体系。

3 高速公路沥青路面施工质量智联管控系统应用

3.1 系统软硬件架构

沥青路面施工质量智能化动态管控系统是基于物联网、云计算、无线传输及传感器技术开发的系统平台。系统以沥青混合料从拌和生产到施工现场的全过程作为管理对象，利用先进的传感器技术实时采集沥青混合料生产质量数据、运输过程数据、摊铺质量数据及压实质量数据，采用无线网络传输技术实时上传至云端服务器，动态、真实地反映工程质量状况，及时分析质量问题并实时报警，实现对工程质量的动态管控。沥青路面施工质量智能化动态管控系统包括软件平台和硬件设备两部分。软件平台主要包括五大模块，分别是水泥稳定碎石拌和站生产质量管控模块、沥青拌和站生产质量管控模块、沥青混合料运输过程管控模块、沥青混合料摊铺质量管控模块以及沥青混合料压实质量管控模块。

3.2 原材料管控

红外光谱技术是当前用于分子化合物结构鉴定和定量分析的最先进技术，沥青红外光谱指纹识别可确定沥青原材料分子结构和混合物中特定化合物的精确含量，通过谱图对比确定品牌、型号、批次及产地，同时可通过对指纹图谱的特征吸收峰进行分析，判断 SBS、SBR 等添加剂及掺加物质与老化程度。系统针对沥青试验仪器设备进行数字化改造、升级，利用网络通讯等信息化技术，完成试验过程中试验数据的第三方后台采集，并上传监控平台，从源头保证试验数据的真实性；同时，根据试验检测标准进行数据分析，管控不合格数据。

3.3 拌和站生产数据

（1）水泥稳定碎石拌和站生产质量管控模块。 ① 水泥剂量管控。系统以走势图的形式展示水泥稳定碎石拌和站的实时水泥剂量，可以一目了然地看出水泥稳定碎石的水泥剂量是否达标。 ② 材料配合比管控。系统以表格的形式记录水泥稳定碎石的生产数据，并对施工配合比与设计配合比的误差进行分析，按照预定的误差范围分别发出初级、中级和高级报警。（2）沥青拌和站生产质量管控模块。 ① 温度、油石比管控。系统以温度刻度计的形式展示沥青混合料生产过程中的矿料温度、沥青温度及出料温度，指针处在红色区域时表明温度不达标，指针处在绿色区域时则表示温度正常。以走势图的形式实时显示沥青混合料的油石比数据，可以实时反映实际油石比与规定上、下限的差距。 ② 矿料配合比管控。矿料级配以折线图的形式展示，施工级配与目标级配以及矿料级配的上、下限之间的差距一目了然。系统记录沥青混合料的施工配合比及生产配合比，并计算两者之间的差值，将误差分为三个等级进行报警。 ③ 拌和时间管控。系统可以实现对沥青混合料的拌和时间进行监控，以走势图反映每一次拌和时间与规定范围的差距，以表格形式记录下每次拌和时间是否合格。拌和站生产质量管控

3.3 路面施工数据

（1）沥青混合料运输过程管控模块。 ① 运输车辆信息管控。系统记录每一运输车辆对应的车牌号、驾驶员信息、接料重量、接料时间及接料时长。 ② 运输轨迹管控。系统可以显示运输车辆的行驶轨迹，在地图上框定一个范围形成电子栅栏，当运输车辆越过此范围时则立即发出报警，防止驾驶员偷运车内材料。（2）沥青混合料摊铺、压实质量管控模块。 ① 摊铺质量管控。系统可以显示摊铺开始及结束时间、摊铺距离、摊铺材料等信息，用以监控摊铺质量。 ② 摊铺温度速度及压实温度速度管控。系统以走势图的形式展示摊铺温度、速度及压实温度、速度，如超过设定误差进行实时预警。

3.4 统计分析

（1）材料用量分析。系统将生产水泥稳定碎石或沥青混合料所用各种材料的实际用量以柱状图的形式进行统计，并与设计用量对比，可查询生产过程中的材料信息。（2）摊铺统计。系统以走势图的形式来显示摊铺距离统计，以饼状图的形式来显示摊铺温度和摊铺速度的统计，可以反映路面施工过程中摊铺温度和摊铺速度情况。（3）压实统计。系统以饼状图的形式来展示压实过程中的压实温度和速度分布情况。（4）预警管理。系统可以对预警信息进行处理，并将处理意见反馈给质量管理单位。未及时处理的预警信息将提示超期，处理完成的预警信息则显示已闭合状态。系统可以查看预警短信信息，包括短信发送时间、短信内容、发送用户等，为今后质量问题定责提供依据。

结束语

“路面质量智联管控系统（RQMS）”在沥青路面施工过程中通过试验数据采集管控、混合料质量管控、混合料生产管控、混合料运输管控、前场施工质量管控等功能的使用，将沥青路面施工达到动态监测、动态调整沥青施工质量，从源头沥青拌和到最终的沥青摊铺、碾压进行全过程管控，降低了劳动强度，有效提升了沥青路面施工质量。

参考文献

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