道路工程施工质量管控系统设计应用

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摘要：基于道路工程施工质量管控系统对沥青混合料从拌和生产到现场施工的全过程进行管控，采用先进的传感器技术、RFID射频技术对沥青混合料拌和、运输、摊铺和碾压过程的关键指标数据进行采集，通过4G网络上传至云端服务器进行分析与评价，对不合标准的数据进行分级报警，通过短信反馈给用户，达到对沥青路面施工质量的实时管控。

关键词：沥青混合料；施工质量；系统设

引言

近年来，我国道路工程建设规模发展迅速，大部分路面采用沥青混凝土路面。经过多年道路施工实践以及对沥青混凝土路面的研究，道路施工技术日益完善，道路施工质量越来越高，但施工过程中依旧会出现不规范、不达标的问题，都会引起路面的早期破坏现象。因此，有必要将沥青路面施工过程信息化，对道路施工过程进行全程管控，实时采集路面施工质量数据，对不符合规范的施工过程进行调整，保证道路工程质量。为保证道路工程施工质量，本文设计了一套道路工程施工质量管控系统，使用传感器技术对沥青混凝土生产、运输、摊铺以及碾压过程的关键数据进行采集，通过无线传输技术上传数据到云端服务器进行分析与评价，将不符合规范的施工质量数据及时反馈给业主、监理以及施工单位，三方合作及时纠正不规范的施工过程，提升施工控制水平，保证沥青路面施工稳定进行。

1道路工程施工质量管控系统架构

本系统的监管平台分为三个部分：数据采集部分、数据处理云中心以及客户服务中心。利用传感技术，通过数据采集仪对沥青路面施工的原材料生产过程、运输过程、摊铺和碾压过程中影响工程质量的关键参数进行实时采集，再通过无线数据传输技术将采集到的数据传输到云中心，在云中心对数据进行统计分析，若实际生产施工参数与设计要求值存在误差，则系统自动报警，并及时反馈给客户服务中心，或以短信的形式发送至移动终端，提醒项目管理者进行处理。系统的结构示意图如图1所示。

2设计原则

2.1实时性

本系统可以实现原材料监测数据的实时传输和施工全过程的实时记录，远程对施工质量进行实时的动态管理，进而对现场施工实时纠偏，严格控制施工质量。2.2动态化本系统运用动态化管控方法，借助软件云平台和传感器设备，实现沥青路面施工过程中生产后场和施工前场关键指标的自动化采集、分析、评价及预警的管控。

2.3高精度

在本系统中，拌和站、运输车辆、摊铺机上均安装了RFID射频识别设备以及高精度的GPS系统，可以精确定位施工机具的位置，并准确识别运输车、摊铺机内的材料信息。

2.4智能化

在本系统的沥青混合料压实质量监管模块中，运用了智能的压实管控技术，对通过车载感应器的压路机发出的信息进行采集和分析，第一时间将压实质量以简单易懂的画面导航形式反馈到压路机驾驶舱的电子屏幕上，为操作手进行智能压实导航，从而避免了漏压、过压等问题的发生。

2.5安全性

本系统将采集到的生产、施工数据保存在经过加密保护的数据库中，不易丢失、不易被篡改。另外，在原材料运输过程中，运输车辆通过GPS定位设备可以实现实时定位，避免运输过程中原材料缺失。

3管控内容

本系统的管控对象为沥青混合料从拌和生产到现场施工的全过程。管控内容与关键指标如表1所示。当指标产生异常，超出规范范围，本系统将会报警，及时报告用户。

4系统功能

4.1拌和站生产监管

拌和站生产监管包括水泥稳定碎石拌和站监管系统和沥青混合料拌和站监管系统，主要功能是对水泥稳定碎石拌和站的生产数据以及对沥青混合料拌和站的生产数据进行实时采集和监控。水泥稳定碎石拌和站监管系统主要监管：水泥添加比例是否达标、骨料配比是否合格、每日产量及总产量。沥青混合料拌和站监管系统主要对以下数据指标进行分析反馈：热料仓配合比是否符合试验通过率、油石比是否符合设计范围、混合料温度是否合格以及分析实时生产级配曲线。

4.2路面施工监管

路面施工监管包括沥青混合料运输过程监控系统、沥青混合料摊铺质量监控系统以及沥青混合料压实质量监控系统，主要功能是对沥青混合料的运输过程、沥青混合料的摊铺及碾压的数据进行采集和监控。沥青混合料运输过程监控系统对运输车辆进行身份信息采集，可以监控运输材料的出站信息、运输轨迹以及摊铺过程，为材料质量追踪提供了数据支撑。所有数据实时监控并存储，出现运输车超出电子围栏或异常停车等问题时，应及时预警，可以实时采集纠偏措施。沥青混合料摊铺碾压监管作为路面施工质量管理的重要组成部分，负责前场施工工艺的全管理。沥青混合料摊铺质量和压实质量监管系统的主要功能如下：（1）将所有摊铺机（压路机）作为整体，统一管理，数据关联；（2）针对摊铺过程、压实过程进行不同的工艺处理，并对压路机操作手提供实时导航辅助；（3）软件云平台记录和展示摊铺碾压过程实时数据，提供摊铺温度、速度、位置及压实遍数、温度、速度、轨迹后台查看，为质量回溯提供数据支撑。

4.3远程可视化管控

本系统采用了B/S结构，相比于传统的C/S结构，以Web技术为基础的B/S结构更为先进，该技术无须安装单机客户端，数据访问通过云服务器实现。用户通过手机或电脑上的网页浏览器，输入网址、登录名和密码，即可查看施工数据，实现对工程质量的远程管理。4.4施工质量预警沥青路面施工过程中需要采集的数据量巨大，数据管理任务沉重。本系统设计的数据库能够有效地管理和存储多方采集的数据，并对各类数据进行分类，及时进行分析和评价，将实际数据与设计数据相比较，对超标的数据及时报警并通过短信方式反馈给业主、监理以及施工单位，三方及时对生产施工作出调整，保证生产施工质量。

5社会效益及经济效益

道路工程施工质量管控系统是基于物联网技术，利用相关传感设备，实现沥青路面施工过程中关键参数的实时采集，无线传输至云平台，通过大数据算法分析、评价形成相关决策，伴有预警功能，对人、机、料、法、环进行全方位监控，构成实时监控、及时纠偏的质量控制模式，实现工程质量管控的目标，提高了信息化水平，为后期路面养护提供了数据参考，具有显著的经济效益和社会效益。（1）提高施工质量。系统采集施工质量数据，当发现实际数据和设计数据出现误差时，通过预警短信的方式通知相关质量管理人员，可以及时改正施工参数，提高工程施工质量。（2）提高施工效率。通过对施工过程关键数据的采集，实时分析质量情况和施工进度，从而及时调整施工计划和进度方案，提高施工效果。（3）保障项目进度。系统云平台具有进度展示功能，可以自动生成项目进度统计表，当出现进度延误时进行预警，项目管理人员可以随时检查进度情况，从而保证施工进度。（4）施工质量追溯。所有施工数据存储在云平台数据库，当后期路面出现质量问题时，可以随时查看施工过程数据，判断出现问题的环节。

6结论

（1）本文设计了一套道路工程施工质量管控系统，本系统对沥青混合料的拌和生产、运输、摊铺和碾压的关键指标数据进行采集，并对采集的数据进行分析与评价，实时反馈给客户，实现了对施工质量的有效管控。（2）本系统在管控指标发生异常时及时通知业主、监理以及施工单位进行调整，有效避免了沥青路面因施工质量问题造成早期破坏。

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作者：吴胜坤 朱文兵 臧小双 单位：江苏宿迁交通工程建设有限公司