淺談《瀝青路面施工質量監控系統》在貴隆高速的應用及前景分析

梅敏

摘 要：瀝青路面智能監控技術充分利用基于物聯網架構的傳感技術，通過在施工各環節科學合理布設各類傳感設備，實時、全面獲取瀝青混合料的生產過程、運輸過程、瀝青路面的攤鋪碾壓過程施工過程關鍵數據，一方面將施工過程實時連續反饋現場一線施工人員，指導現場施工，同時還通過無線傳輸技術及時將關鍵數據傳輸至后臺中心服務器，中心服務器對施工數據進行實時存儲、計算、分析和反饋，及時分析質量問題，發現質量波動情況，確保工程質量目標實現。

關鍵詞：貴隆高速 瀝青路面 施工質量 監控系統

1.前言

國家大力推動品質工程創建，全面提升公路水運工程質量安全水平，追求工程內在質量和外在品位的有機統一。然而，我國大部分高速公路建設缺乏現代化的施工質量管理手段，主要依靠經驗判斷、抽樣測量等傳統管理方法，這僅僅起到一個記錄和事后反省的作用，在出現質量缺陷時，不能識別是由哪個施工環節出現的問題，給分析問題原因和后期整改造成極大困難。因此如何全面、快速、及時、準確的收集生產、施工過程數據，實時對錯誤進行指導和調整，是高速公路建設管理中急需解決的問題。

2.工程概況

貴隆高速公路是是橫貫廣西中部東西向的交通大通道，是連接云南、廣西、廣東等西南省區的省際通道，是我國西南出入邊境的國際通道。為了打造貴隆高速公路品質工程建設，全線推廣實施瀝青路面施工質量監控系統，實現對瀝青混合料生產、運輸、攤鋪、碾壓等全過程的動態質量監控，充分發揮路面施工實時監測、動態預警及實時糾偏功能，全面提高瀝青路面施工質量。本文結合其中一個段落實施應用效果和前景進行分析。

3.監控系統的應用

3.1 監控系統總體情況

瀝青路面施工質量監控系統主要包括拌合站監控、運輸監控、攤鋪監控、碾壓監控、后臺及現場管理等子系統。

3.1.1拌合站監控系統

包括拌合樓數據采集軟件及設備，拌合樓數據采集軟件對拌合樓設備的控制數據庫進行監控，當產生新數據時，程序能夠掃描到新數據，并將數據通過 GPRS無線網絡發送到云端服務器，拌合樓采集的數據包括拌合時間、各規格材料用量、瀝青用量、粉料用量、出料溫度、油石比等數據。拌合樓數據采集設備執行數據采集程序，并基于無線傳輸設備將采集的數據實時發送到遠程服務器。拌合樓數據采集設備具備24 小時不間斷工作，防塵在耐燥。

3.1.2運輸監控系統

基于無線射頻識別、電子標簽以及無線傳輸設備，可以讀取運料車開始裝料時間、結束裝料時間，以及開始卸料時間和結束卸料時間，實現運輸全周期監控，同時通過攤鋪機械上的高精度定位設備可獲得攤鋪開始和結束里程樁號，能夠很精準的識別拌合樓在任何時間段內生產出來的瀝青混合料具體的攤鋪使用部位，實現混合料溯源功能。

3.1.3攤鋪監控系統

攤鋪機管控設備基于高精度北斗定位、紅外溫度傳感器、速度傳感器、對瀝青路面現場攤鋪樁號位置、溫度、速度等信息實時采集，并通過平板電腦實時展示溫度分布云圖通過 LED實時展示攤鋪溫度和攤鋪速度，幫助現場施工和管理人員及時發現并糾正攤鋪施工過程中出現的問題。

3.1.4碾壓監控系統

智能壓實設備基于高精度北斗定位、紅外溫度傳感器等傳感器實現碾壓樁號位置、碾壓遍數以及碾壓溫度數據的采集，現場操作室安裝平板電腦，將碾壓遍數、碾壓溫度和碾壓速度信息實時反饋給現場操作手，提供壓實導航。另外現場在壓路機操作手處及壓路機外側安裝了 LED顯示屏，將碾壓溫度和碾壓速度信息實時反饋給現場管理人員，讓現場管理人員及時知曉現場壓實狀況，便于直接有效的現場管理。

3.2應用效果

瀝青路面施工質量監控系統運用質量動態管理辦法，通過室內試驗到拌合生產再到施工現場的全過程管理，從事后檢測轉變到過程監測，有效減少瀝青混合料生產過程出現不規范操作的行為，其質量追溯對責任追究更細化明確，提高了瀝青路面施工質量管控水平。

3.2.1提高施工效率

從傳統“憑經驗”施工革新到數字化施工，施工人員及管理者可實時直觀并形象的看到所有施工數據，從而對當前施工狀況一目了然，做到精準施工。通過對各環節施工質量、進度和材料使用情況的實時采集和監測，實現各環節數據對接，優化工序銜接及工料調度，從而提升整體管理和施工效率。

3.2.2保證施工質量

系統自帶智能糾偏功能，工程施工前已經將各環節設計工藝輸入系統，施工時系統智能比對施工質量數據與施工工藝，當系統發現出現偏差時，立即通過信息化手段通知相關管理者和施工人員進行預警，做到對施工工藝的及時糾偏，保證施工質量的可靠性。

系統記錄施工過程各環節的所有施工數據，從生產到運輸到攤鋪及壓實質量，根據記錄數據分析項目各部位施工質量達標情況，做到快速精準定位質量薄弱環節。使用原始數據對施工工藝、參數配置、過程管控及檢測進行回溯和重放，還原施工過程，實現問題追蹤閉環。

3.2.3降低施工成本

真實施工數據 做支撐，在保證施工質量的前提下，優化施工及資源配置；做到既可確保施工質量的達標，又可降低施工成本。

3.2.4保證施工進度

通過系統提供的項目進度分析情況，管理者可以不受時間和空間限制，能夠隨時隨地詳細了解項目進度的偏差、項目各分項工程進度統計、進度偏差預警等信息。及時做出調整，保證項目進展的正常無誤。

3.2.5創新管理手段

瀝青路面施工質量監控系統符合高速公路“五化”發展理念，通過管理系統可以隨時隨地感知項目施工情況，更可以通過數據直觀了解施工質量情況，及時獲取現場施工信息。從傳統的人為現場監管升級到遠程信息化監控；從傳統的憑經驗監管改變成依托施工數據做數字化監管；從傳統的離散式監管，通過統一管理平臺革新到集中式數據化監管。實現遠程監測，有助于進行全面、系統的數據分析，管理人員可以隨時上網直觀的監控施工情況是否達標并符合流程，是否按照施工標準進行施工。減少了瀝青混合料生產過程中出現不規范操作行為，有利于加強工程質量管控，避免后期出現質量問題。

3.3目前存在的問題

（1）瀝青路面攤鋪壓實過程中采集的溫度數據由于是采用紅外溫度測溫傳感器測得，因而受現場影響較大，且無法測得混合料攤鋪壓實過程中的內部溫度。

（2）對于攤鋪厚度（松鋪厚度）無法精準監測及控制。

（3）對系統采集的數字化施工數據及形成的數字資產的使用：因為該系統在國內大面積應用時間并不長，暫時尚未有應用過該系統的項目進入大修或養護階段，因此無法驗證該系統采集形成的數字資產是否能夠為真實的能夠為養護、大中修提供數據支持。

4.應用前景分析

物聯網首先出現在需求旺盛、同時基礎建設比較好、場所固定、應用單一的行業或民用領域，而對于需要開山噼荒的工程建設來說，由于受到種種條件的制約，雖然工程建設行業對物聯網的需求非常旺盛，但卻沒有進入蓬勃發展、欣欣向榮的地步。究其原因，首先是技術門檻高，要求既要有 IT行業的背景，又要有裝備制造的背景，還要有工程建設的背景，這為很多想要進入的企業樹立了高不可攀的門檻。其次，為了打通工程建設中的信息通道，使得信息能在工程物聯網中暢快的流轉起來，不僅僅是做個實驗原型的問題，更重要的是降低成本、提高質量，讓數據感應端具有更高性價比和更高實用性，要實現這點則需要更多的創新來支撐行業的發展，這其中之一的創新即：使用快速發展的民用通信技術為工程建設服務，大幅度降低通信成本，提高通信效率，為工程建設行業最后100米的物聯網應用掃清障礙，使工程建設領域的物聯網應用進入快車道，讓物聯網協助下的工程建設實現更大的進步和飛躍。