摘要:随着交通行业快速发展,高速公路沥青路面施工质量标准要求较高,为克服施工过程中的平整度、压实度、厚度合格率偏低等问题发生,苏化乌市项目沥青路面施工应用信息化施工,打造品质工程。
关键字:信息化监管系统、沥青路面、施工过程、分析
一、引言
近年来,随着物联网以及4G远程通讯技术的迅速发展,国内外众多专家学者把远程信息化监控研究带到传统工程行业中。许多技术都已经在施工远程信息化监控领域中作出了不少研究。在国内,基于无线传感器网络与相结合的无线数据传输监测系统,提出了地铁隧道施工实时监测系统;采用临境化的设计方法对盾构施工远程监控系统进行了研究;平玉柱等将远程视频监控系统应用在在工程项目安全管理上。开展高速公路路施工信息化控制管理系统研究,是我国公路建设行业函待解决的课题。为此,本文提出基于4G网络,针对高速公路沥青路面建设特点,对沥青路面施工质量信息化控制系统进行研究。
二、信息化
高速公路为了提高施工质量与生产效益,通过对单个工程机械的工作状态、作业位置、碾压速度和碾压轨迹的实时监测,机群智能化监控中心可以根据施工任务动态组织机群、合理优化施工调度和集团管理,实现资源的最优配置,使作业效率和施工质量达到最佳状态。由于传统的监测和管理手段多是根据肉眼观察的结果进行人为主观判断,受人为主观因素影响较大,存在效率低,准确性差的问题。
解决以上问题最有效的方法就是利用信息化远程监控系统进行施工过程质量信息的实时采集、传输、动态分析与判定,即利用地理信息、物联网及云平台技术,建立可视化监控系统,对公路施工全过程及现场人、材、机进行管理、监督与控制,规范管理流程、提高管理效能、实现质量溯源,打造智慧工地。
三、沥青路面传统施工工艺
3.1摊铺工艺
①起步与工作仰角。摊铺机起步熨平板提前0.5-1h先进行预热,温度为100℃左右,并提前拉线检测加温后熨平板是否平整。
②振捣梁和熨平板参数选择:熨平板工作参数的确定是根据混合料的类型、集料尺寸、设计厚度等情况共同决定。
③螺旋布料器参数选择。为了防止混合料竖向离析,螺旋布料器前应设置挡板。同时为了防止条带状离析应设置反向叶片。
④摊铺时,摊铺机摊铺速度和供料机供料速度一致。为防止纵向离析,螺旋布料器料位应埋深在2/3螺旋位置上。
⑤摊铺过程中随时检查松铺系数,用钢钎按3点/每10m的频率检测松铺厚度,并逐一做好记录。
3.2碾压工艺
(1)沥青混合料的压实原则:“紧跟、慢压、高频、低幅、”;宜多用胶轮碾压;碾压速度要慢而均匀,不得随便调头;压实后的沥青面层应符合压实度及平整度的要求。
(2)初压时应首先用钢轮压路机静压,碾压顺序为从外侧到中心,在超高位置,碾压由低向高,在坡道上同样为由低向高碾压。
(3)复压应紧跟初压后进行,保持整体施工的连贯性,振动压路机倒车时应先停止振动,转换完成方向再开始振动,防止产生鼓包现象。
(4)终压同样紧跟在复压后,采用双钢轮压路机静压1遍,以提高平整度。
四、沥青路面信息化施工工艺
4.1拌和站信息化管理
管理者可运用拌和站智能监控系统查询每种材料从进场到出场的整个生产过程,实时监控生产过程中每盘材料的生产质量。当实际产出的配合比、拌和时间等关键参数与设计值不同时,系统自动发送报警微信到相关人员手机上,保证项目管理人员实时动态了解拌和站生产情况。
①视频监控
视频监控界面以列表形式显示不同拌和站的各个监控点位置名称,通过点击不同监控点,在平台界面内查看该监控点的实时监控画面,平台内还可分别查看不同摄像头的视频监控回放。
②生产数据实时查看
拌和站生产数据主要分为3个大类即实时监控、产能分析和误差分析。同时以列表形式提供生产数据清单、预警报警信息等。
4.2平台实时质量监控
①施工质量监控结果最终整理成质量分析报表,并可根据施工段落、施工状态、施工时间等条件进行搜索查询。报表内可通过彩色矢量图形式展示最终施工后的道路碾压质量分布图,相关报表支持导出及打印。
②操作手现场质量监控
沥青混合料碾压信息采集系统将所有数据以彩图的形式直观的显示给操作手,操作手反馈界面通过颜色区分压实遍数,超压或者欠压区域分别用红色或蓝色表示。
4.3设备改造
随工程进度情况,对摊铺机和压路机进行改造,加装各类必要的传感器。其中压路机上应包含数据处理单元、高精度定位模块、无线数据传输模块、操作手导航显示器、温度传感器、压实度。
摊铺机上应加装传感器类型包括定位模块、无线数据传输模块、现场数据控制中心、温度传感器、摊铺厚度传感器等。以摊铺机为现场机群,数据传输和处理全部通过摊铺机上的现场数据控制中心完成。
???????五、沥青混合料生产质量信息化控制子系统
沥青混合料质量控制子系统分为实时监控和过程控制两部分。
采用基于打印机数据流解析,对混合料生产信息实心进行了数据采集,实时监控沥青混合料生产中所使用的集料配比、沥青用量、沥青和集料加热温度、拌和温度、拌和时间和冷料转速等数据,并对不合格混合料进行报警提醒。并将其转化成配合比数据进行监控,能对每一锅混合料原材进行质量监控并生产配合比动态控制图,并对应每一种原材设定警戒值,对配合比超出设定值的料进行报警实。
混合料实时监控系统只能对每一仓(档)石料的用量进行监控而无法细致到相对的粒径通过率,采用燃烧筛分试验建立混合料级配过程控制系统,通过关键筛孔指标的通过率变化并且对过程数据进行分析查找问题原因,通过对沥青拌合站系统、原材料生产系统以及人工因素的调整消除了施工过程异常,最终使施工过程处于“受控”状态。
六、面压实成型质量信息化控制子系统
压实质量控制子系统分为实时监控和过程控制两部分。
由于传统压实度检测方式的滞后,无法做到实时控制路面压实度。目前国内外开发的智能压实系统都基于对振动压路机激振信号的分析,并且已经在实际的工程中应用,显示出良好的使用效果。但这种方法由于采用间接方法,无法得出实际的压实度值,我国沥青路面建设在验收评定时候必须用到实际的压实度值,所以以振动压路机激振信号分析为基础智能压实系统也用于压实过程的辅助性控制,而无法做到定性的评判。通过采用PQI无核密度仪对沥青路面压实进行实时检测,检测结果表明PQI能在施工过程中及时发现压实度不足的地方,可以反馈给承包商及时进行补压[9][10]。由于PQI具有快速、准确、可靠的特点,所以可以在实际施工压实过程中进行压实度动态监控控制。
同时,以压实度、孔隙率过程控制指标,建立一个沥青路面压实度控制数据库,通过采用均值-极差控制图以及数据正态检测两个分析途径来达到对路面压实度和孔隙率的过程控制。
结束语:
通过信息化施工管理的研究,大大鼓舞了员工的士气,沥青路面采用信息化施工,沥青路面平整度压实度质量大幅提升。
参考文献
[1]李琴.信息化监管系统下的沥青路面施工过程及其分析[J].居舍,2018(20):12.
[2]林志杰,唐建亚,郑建.信息化监管系统下的沥青路面施工过程及其分析[J].交通科技与经济,2018,20(03):66-71.
[3]杜红阳. 水性高分子改性乳化沥青在公路工程中的应用研究[D].重庆交通大学,2019.