智慧工地瀝青路面管控技術(shù)研究與應(yīng)用

謝波 張南童 江健宏 徐松

摘? 要：本文針對(duì)智慧工地瀝青路面管控技術(shù)，運(yùn)用質(zhì)量動(dòng)態(tài)管理方法，采用軟硬件結(jié)合的手段，利用基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的傳感技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，對(duì)瀝青混合料施工全過程中的關(guān)鍵參數(shù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量的動(dòng)態(tài)管控。本文通過對(duì)智慧工地瀝青路面管控系統(tǒng)及其功能的分析，提出了智慧工地瀝青路面管控關(guān)鍵參數(shù)的評(píng)價(jià)體系。結(jié)果表明智慧工地瀝青路面管控技術(shù)能夠有效的對(duì)瀝青路面施工全過程進(jìn)行管控，提高了瀝青路面施工水平和施工質(zhì)量，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：道路工程;智慧工地;動(dòng)態(tài)管控;物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵參數(shù)

中圖分類號(hào)：TM73? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）07-0000-00

1 系統(tǒng)簡介

智慧工地瀝青路面管控系統(tǒng)主要根據(jù)交通部標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以瀝青混合料從拌和生產(chǎn)到施工現(xiàn)場(chǎng)管理的全過程作為管理對(duì)象，通過改造或利用現(xiàn)有的各類設(shè)備，將瀝青混合料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工過程關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，實(shí)時(shí)上報(bào)到服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、真實(shí)地反映工程質(zhì)量狀況，把瀝青路面的施工質(zhì)量從事后把關(guān)，轉(zhuǎn)向事前控制，通過相關(guān)傳感設(shè)備，實(shí)現(xiàn)瀝青路面施工質(zhì)量關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、分析、預(yù)警、評(píng)價(jià)，并形成相關(guān)決策，實(shí)現(xiàn)以預(yù)防為主、生產(chǎn)施工過程控制的質(zhì)量保證體系，達(dá)到瀝青路面質(zhì)量智能監(jiān)管目的，進(jìn)一步提高工程質(zhì)量監(jiān)管水平，降低后期運(yùn)營養(yǎng)護(hù)成本[1-3]。

2 智慧工地瀝青路面管控關(guān)鍵參數(shù)的梳理

在高速公路瀝青路面施工質(zhì)量管理信息化關(guān)鍵參數(shù)選擇方面，首先根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》、《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求，梳理和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)指標(biāo)相關(guān)的因素，同時(shí)根據(jù)相關(guān)施工、檢測(cè)設(shè)備的信息化發(fā)展水平，初步確立高速公路瀝青路面施工質(zhì)量管理的信息化關(guān)鍵參數(shù)及采集方法、采集頻率，如表1所示。

3? ?關(guān)鍵參數(shù)評(píng)價(jià)體系的驗(yàn)證

根據(jù)調(diào)研分析結(jié)果，為了進(jìn)一步驗(yàn)證各關(guān)鍵參數(shù)預(yù)警閾值的合理性，進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)分析油石比、集料及礦粉發(fā)生相應(yīng)變化時(shí)，混合料空隙率的變化范圍是否滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004規(guī)范要求，驗(yàn)證分析初、中、高級(jí)預(yù)警閾值設(shè)定的合理性[4]。室內(nèi)試驗(yàn)采用常用的改性瀝青級(jí)配類型，試驗(yàn)按照設(shè)計(jì)級(jí)配不變、油石比發(fā)生變化及油石比不變、級(jí)配發(fā)生變化時(shí)空隙率的變化范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)，每組設(shè)計(jì)級(jí)配試驗(yàn)樣本為10個(gè)，每組取平均值作為試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)。

根據(jù)圖1，圖2，圖3，圖4油石比閾值與各指標(biāo)變化關(guān)系分析來看：

（1）油石比預(yù)警閾值～空隙率：規(guī)范規(guī)定馬歇爾空隙率范圍為4.0%～6.0%，根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件的空隙率一般比馬歇爾試件的空隙率大1.0%～1.5%，即旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件空隙率的要求范圍一般為3.0%～5.0%。通過室內(nèi)試驗(yàn)分析可知，在設(shè)計(jì)油石比降低0.3%時(shí)，空隙率為5%，達(dá)到了規(guī)范要求的極值;油石比增加0.3%時(shí)，空隙率為3.4%，因此，將設(shè)計(jì)油石比高級(jí)預(yù)警閾值控制在±0.3%基本合理。

（2）油石比預(yù)警閾值～VMA：規(guī)范規(guī)定≥13kN，根據(jù)試驗(yàn)所測(cè)結(jié)果，當(dāng)油石比波動(dòng)在±0.3%、±0.25%、±0.2%時(shí)，VMA均滿足規(guī)范規(guī)定的要求，因此，油石比預(yù)警閾值設(shè)置基本合理。

（3）油石比預(yù)警閾值～VFA：規(guī)范規(guī)定為65%～75%，從試驗(yàn)所測(cè)結(jié)果來看，在油石比波動(dòng)在±0.3%、±0.25%、±0.2%時(shí)，VFA均滿足規(guī)范規(guī)定要求，因此，油石比預(yù)警閾值設(shè)置基本合理。

（4）油石比預(yù)警閾值—穩(wěn)定度：規(guī)范規(guī)定≥8kN，根據(jù)試驗(yàn)所測(cè)結(jié)果可知，在油石比波動(dòng)±0.3%、±0.25%、±0.2%時(shí)，穩(wěn)定度均滿足規(guī)范規(guī)定要求，因此，油石比預(yù)警閾值設(shè)置基本合理。

綜上所述，通過室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證：油石比初、中、高級(jí)預(yù)警閾值設(shè)置為±0.2%、±0.25%、±0.3%時(shí)，空隙率、VMA、VFA均滿足規(guī)范要求，預(yù)警閾值設(shè)置基本合理。

4 結(jié)語

通過對(duì)高速公路瀝青路面施工質(zhì)量管控關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行梳理，確定;各指標(biāo)采集方法、采集頻率，制定出各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化采集流程，建立了施工質(zhì)量管控關(guān)鍵指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn);利用智能傳感、定位技術(shù)，采集瀝青混合料生產(chǎn)及施工過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對(duì)超出設(shè)定范圍的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)警，并且根據(jù)系統(tǒng)預(yù)警情況，搭建輔助決策技術(shù)平臺(tái);基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)技術(shù)，利用云服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)分析功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速公路瀝青路面施工質(zhì)量關(guān)鍵參數(shù)的管控，通過收集各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)管理、施工管理各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李海彬.瀝青路面工程質(zhì)量過程控制指標(biāo)體系的研究[D].西安：長安大學(xué)，2006.

[2] 江帆.瀝青路面施工質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制方法和軟件系統(tǒng)[D].長沙：湖南大學(xué)，2007.

[3] 楊人鳳，黨延兵，李愛國，等.瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量控制技術(shù)及應(yīng)用[J].公路，2009（6）：82-84.

[4] 石鑫.熱拌瀝青混合料質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)研究[J].公路交通科技，2010.

收稿日期：2020-06-10

作者簡介：謝波（1983—），男，山東菏澤人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：公路路基路面、智慧工地建設(shè)。

Research and Application of Intelligent Construction Site Asphalt Pavement Management and Control Technology

XIE Bo1，ZHANG Nantong2，JIANG Jianhong1，XU Song1

（1. Shandong Transportation Planning and Design Institute Co.， Ltd.， Jinan? Shandong? 250031;

2. Jiangsu Dongjiao Intelligent Control Technology Group Co.， Ltd.， Nanjing? Jiangsu? 210000）

Abstract： This article aims at the intelligent construction site asphalt pavement management and control technology， uses the quality dynamic management method， uses the combination of software and hardware， and uses the sensing technology based on the Internet of Things architecture and wireless network transmission technology to determine the key parameters of the asphalt mixture construction process Information is collected in real time to realize dynamic management and control of project quality. Based on the analysis of the intelligent construction site asphalt pavement management and control system and its functions， this paper proposes an evaluation system for the key parameters of the intelligent construction site asphalt pavement management and control. The results show that the intelligent construction site asphalt pavement management and control technology can effectively control the entire asphalt pavement construction process， improve the construction level and construction quality of the asphalt pavement， and have good economic and social benefits.

Keywords： road engineering; smart construction site; dynamic management and control; Internet of Things; key parameters