基于物聯網的瀝青路面施工過程智能管控技術探討

孫秀麗

（鎮江市四通公路工程有限公司）

1 引言

在瀝青路面的施工中，對瀝青混合料的拌和、運輸、攤鋪、碾壓各環節采用對應的智能管控系統，可以對施工過程進行動態監控，包括每個環節關鍵的質量指標都能詳細記錄、實時反饋，反映工程的建設質量情況，從而及時發現質量問題，提高施工管理效率，確保工程質量管控目標的全面實現。

2 基于物聯網的瀝青路面施工過程智能化管控介紹

2.1 智能化管控技術的應用原理

智能化管控系統必須包含數據采集設備、數據中心及處理服務器、移動終端設備[1]。系統在工作時，各設備提前進行運行調試，精度校正達到最佳工作狀態，并建立起網絡連接，然后通過傳感器、掃描設備等數據采集器收集數據，傳輸給現場數據中心和遠程中心服務器，系統根據施工管控的需要篩選和分類數據，將實際施工參數與標準施工要求進行對比，對有關數據進行匯總分析，從而正確評判施工質量，將有異議之處進行上報，現場工作人員和遠程管控中心人員可以通過移動終端了解具體情況，進而做出科學應對。

2.2 智能化管控技術的功能特點

2.2.1 數據采集

瀝青路面施工過程的智能化管控系統由多個子系統構成，并通過網絡連接形成一個既獨立又互相聯系的整體，因此通過在施工各環節合理的位置和施工設備上布設各類信息化傳感設備，將智能化的施工設備與監控系統建立數據傳輸通路，以現場數據采集設備和遠程云計算中心為主體框架形成的監管系統可以收集拌和、運輸、攤鋪、碾壓各道工序對應的各項參數，實現對實時、動態變化的大量數據的全面采集[2]。

2.2.2 數據分析與信息反饋

數據采集為數據利用打好基礎，由于各環節收集的數據體量較大，不僅需要對其進行快速分析，根據施工質量控制指標提取有用的數據，還要分析其合理性，并提前在系統中針對各項關鍵指標設置合理、動態的報警邊界條件[3]。當數據經過算法及分析系統處理后，可以根據指標比對，并綜合材料特性、施工工藝、設備參數等評價施工質量，從而可以發出正確、合理的預警，并提供問題分析報告和建議解決方案，協助管理人員做出明智決策。

3 基于物聯網技術的瀝青路面施工過程智能化管控技術應用方式

3.1 構建瀝青混合料拌和智能化監控系統

在混合料拌和環節，可以通過傳感器、監控設備、計算機等裝置實時采集每一盤料的拌和時間、原料種類和重量、拌和溫度、出倉溫度和時間等重要信息，并傳輸至后臺數據中心，經過精確的計算分析后，管控平臺會對溫度異常、質量和重量異常等情況進行自動控制，或是發出預警，反饋給管理人員，由各終端顯示設備對出現的問題進行詳細的查詢，這樣，管理人員可以遠程、實時、動態地了解實際的拌和情況，拌和質量可以有效控制，拌和生產操作產生的各項數據可以全面保存和利用[4]。此外，還可追蹤到瀝青混合料到達現場后的攤鋪開始和結束時刻，以及對應的攤鋪機和攤鋪樁號起止位置等信息，從而可以分析出拌和廠與現場的距離，該車料能夠攤鋪的面積，也能間接反映出結構層厚度，加強對質量的把控。

3.2 構建運輸車監控系統

在混合料運輸環節，利用RFID技術能夠監控瀝青混合料的運輸周期，從拌和料裝車開始，到出廠、運輸路上以及到達攤鋪前場的整個過程可以通過電子掃描器、二維碼、手機和電腦等設備記錄和監控每輛車所裝的拌和料批次、重量、現場所使用部位、卸料對應的攤鋪機等信息，以及車輛的進出時間、司機的聯系方式、運送軌跡，從而可以保證拌和料在規定的時間順利到達現場，用于對應的攤鋪區域。中途出現問題時也可以進行混合料溯源，查看車輛動態軌跡等查明原因，以便快速采取有效的應對措施。

3.3 構建攤鋪監控系統

這一環節的監控設備主要布置于攤鋪斷面和攤鋪機上，由于各裝置的精度非常高，并且建立了實時反饋體系，因此可以獲得及時準確的攤鋪數據信息。通過紅外傳感器、GNSS定位板卡、LED顯示屏等裝置可以實時采集混合料的攤鋪溫度、里程、車道和攤鋪機行進速度，以及整個縱斷面的鋪面溫度分布等施工信息，并且可以清楚顯示給現場工作人員，讓施工人員和管理人員第一時間知曉攤鋪信息，實現現場施工的可視化，也能夠實時傳輸至后臺數據中心，為后續資料檢查或施工問題調查提供依據。同時，可依靠實時動態差分技術(RTK），讓施工管理人員對攤鋪溫度、鋪面均勻性進行監管，了解瀝青混合料鋪面溫度離析情況，根據實際情況進行施工調整，達到更好的攤鋪效果。

3.4 構建碾壓監控系統

碾壓施工關鍵在于控制碾壓厚度及其均勻性，而在質量管控中由于施工技術及管理人員的主觀影響，碾壓施工質量檢測代表性不強，不能切實反映整體的質量水平。為提高質量監控效率，避免后續返工增加成本，可以在各路面壓實設備上安裝機載數據采集站，自建定位參考基站，借助傳感器、衛星定位技術采集各壓實設備的運作數據，存儲于現場數據中心。

4 基于物聯網的瀝青路面施工過程智能化管控技術應用意義

4.1 實現各單位的協同管理

由于整個施工過程都運用了互聯網技術，建立了客戶端操作入口，通過B/S技術進行網站管理功能，工程參建各方可隨時通過移動終端進入服務器進行施工監管和指導。①項目業主的管理工作從事后管控提升到全過程、實時管控，遠程信息化的管理，可以隨時了解現場作業動態，獲取相關的工程資料，路面質量管控更為過程化、精細化，質量問題追溯也更為容易；②監理人員可以自主、隨時隨地對各施工要素進行全面、無間隙的現場和遠程監控，質量檢測效率更高，且可以有效預防施工單位弄虛作假，提高監理效率；③施工單位可以精細化進行人員、設備和工序管理，由于信息化管理明顯，技術交底效果更好，各作業隊伍之間的交流和配合更為協調，從而可以極大提高施工效率。

4.2 提高施工質量防控成效

①該系統既可對瀝青路面施工過程進行全面、無間隙遠程監控，也可通過外掛LED顯示屏讓現場施工操作人員、技術指導人員、監管人員實時查看糾偏，各工序層層有效監控和自檢，每道工序都可以按照質量標準順利完成。

②由于具備專家數據庫模塊，對采集的數據處理效率較高，可以根據數據分析結果啟動報警機制，對不合格指標發出管控提示和建議，實現各級項目管理者對施工質量的實時動態控制，使采取的質量管控措施和抽樣檢測項目更具針對性，效果更好，避免了各種資源和成本的浪費。

4.3 保證施工資料的完整性和真實性

由于對施工各過程構建了對應的智能化管控系統，瀝青路面施工各個過程的相關數據都被采集，從而建立了路面施工全過程數據庫，包括施工初期到工程結束整個建設周期的所有數據，而將監控數據與質量控制結合起來，項目管理者可以在有必要時，利用服務器對周期、月度、季度的施工資料進行抽查，查看拌合、運輸、攤鋪及碾壓全過程歷史數據，對原始監控數據和當下的監控數據進行對比分析，核實各環節物資使用情況，進行定期的動態質量分析，以便找出當下施工方案中的不足，及時進行調整。

5 結語

公路工程是非常重要的民生建設工程，以往由于對瀝青混合拌合料的動態變化過程、攤鋪和碾壓施工中的速度、溫度等重要此施工參數無法精準把控造成施工質量管控效果不佳，物聯網的出現使其施工過程管控逐漸向智能化發展，可以對項目建設的整個階段、各道工序、各項施工參數進行全面的數據采集，大量寶貴的數據得以保存、傳輸、分析和利用，從而可以動態、真實地反映工程質量，也能夠協助項目管理者進行精準化動態施工過程管控，以便采取有效的防控手段提高路面質量，節約施工成本。