基于物联网的沥青路面施工过程智能管控技术研究

传统沥青路面施工质量管理存在有限反馈、抽样检测、事后评估等不足。借助于物联网和信息化手段,在沥青路面施工的拌和、运输、摊铺、碾压环节,通过布设传感设备实时采集施工质量数据,利用数字化手段将采集的数据信息通过无线网络传输到云计算中心;云计算中心进行后台运算处理并将结果及时反馈给现场执行人员及决策管理人员。最后,以摊铺离析智能管控为例,通过温度离析指数(TSI)和低温面积指数(LTAI)为双控指标的温度离析评价方法,进一步完善沥青路面温度离析的评价体系。研究结果表明,利用物联网技术可以实现对沥青路面施工全过程的动态管控,提高施工管理效率,保证沥青路面施工质量。     

基于RTK高精度定位技术的智能碾压管控系统在江苏省高速公路中的应用

目前江苏省沥青路面施工已经进入信息化、数字化和智能化时代。以盐淮高速公路大丰港至盐城段为实例,介绍了基于RTK定位技术的路面碾压的实时管控的各项优点。该技术通过施工中使用的摊铺机与压路机进行厘米级定位来实现精确摊铺。研究结果表明:沥青路面中间区域压实度偏低主要是由于两台摊铺机的接缝、碾压遍数与碾压温度偏低导致;沥青路面边缘区域压实度偏低主要是由于压实遍数与碾压温度较低导致,沥青路面智能碾压管控系统结果与传统的压实度、渗水检测结果具有较好的相关性。     

沥青路面压实过程均匀性评价与影响因素分析

为准确评价采用全幅摊铺工艺的路面施工质量,减小离析的概率,首先采用激光断面仪和无核密度仪两种无损检测技术对路面进行检测,根据所得检测结果,提出以变异系数为依据评价路面的均匀性程度,在此基础上研究摊铺碾压工艺对路面均匀性的影响规律,并推荐了合理的摊铺碾压工艺参数。研究结果表明:以变异系数为评价依据,两种检测方法的结果具有一致性;无核密度仪所测数据较多,离析率与变异系数的相关性较好;而激光纹理仪所测数据样本较少,离析率难以反映路面的均匀状况;随摊铺速度、初压温度及初压速度的增大路面均匀性先变好后变差,而受熨平板振捣频率影响,振动频率必须高出一定振捣频率后,才能使路面的均匀性变好;在摊铺速度为2.8 m/min,当振捣器频率为20 Hz时,熨平板振动器的频率为30 Hz,初压温度为158℃,初压速度选择3.7 m/min时,路面均匀性较好。     

基于红外热像仪的沥青路面施工过程温度离析状况评价

为了解决沥青路面施工阶段温度离析的问题,该文对红外热像仪与传统检测工具的精确度进行比较,采用红外热像仪对沥青路面施工各阶段温度离析状况进行监测,分析其检测的温度数据与路面压实度的关系,并提出沥青混合料温度离析的预防措施。结果表明:红外热像图可以反映沥青混合料在运输、摊铺、碾压过程中的温度离析情况;碾压后红外热像图颜色较亮的位置,往往存在碾压遍数不足、压实效果不好的情况;温度离析越严重,路面压实度变异越大;采用红外热像仪对沥青路面施工全过程进行温度监控,能够保证路面压实效果。     

沥青混合料单机宽幅摊铺与双机梯队摊铺均匀性对比分析

在对沥青混合料离析发生机理和类型进行深入分析的基础上,利用无核密度仪,对单机宽幅摊铺和双机梯队摊铺两种施工条件下沥青混合料的密度进行快速检测。通过级配抽提试验分析不同部位沥青混合料级配的变异性,进而对两种施工方法的摊铺均匀性进行评价。研究认为:双机梯队摊铺过程中两机搭接部位、路面两端容易产生离析;而采用新型大功率宽幅抗离析摊铺机进行单机摊铺则能有效提高路面施工质量。     

基于数字图像技术的沥青混凝土路面摊铺离析研究

为了在摊铺机摊铺施工时能对沥青混凝土路面的离析进行快速准确评价,结合摊铺机作业参数,利用数字图像处理技术对摊铺路面图像进行预处理和分析,在静距理论基础上提出静距离散理论。采用该算法对未经压实路面中的混合料颗粒进行分析计算,并开发出沥青混合料摊铺均匀性分析系统,得到对沥青混凝土路面摊铺离析情况的判断方法。结果表明:通过静距离散理论算法和沥青摊铺均匀性分析系统,能够有效地判断沥青混凝土路面混合料摊铺时的离析情况,实现对未经压实路面混合料质量的预测。     

临渭高速公路路面施工质量全过程动态监控系统应用研究

基于G75兰海高速公路临洮~渭源段建设项目沥青路面施工质量控制方法,研究了原材料质量、原材料运输过程、场站拌和过程、混合料运输摊铺碾压等全过程动态监控系统。研究结果表明:通过对改性沥青反应温度、改性剂添加量,原材料运输过程GPS全程定位,拌和温度、级配、油石比,摊铺碾压温度、速度、碾压遍数等过程进行实时监控,监测数据通过3G无线网络实时传输,并对不合格数据实时自动报警,项目管理者实时予以纠偏,能够达到实时动态监控的目的,从而确保沥青路面施工质量。     

透水沥青路面工程中的数字化施工技术

传统沥青路面施工具有明显的局限性,无法准确获悉碾压过程中各项碾压参数,易出现欠压或过压问题,降低了沥青路面压实均匀性。基于此,以广西贵港至隆安高速公路为项目背景,引入数字化施工技术,创建智能摊铺、压实监控系统,实时获悉到摊铺温度、碾压速度等各项参数,并结合具体数据对其应用效果进一步分析,施工成果表明:运用数字化施工技术提升了施工效率,取得良好的经济效益。     

沥青混合料转运技术改善温度离析的研究

通过对沥青混合料转运技术在安徽滁宁高速公路的运用,分析评价沥青混合料转运技术对沥青路面施工过程中的温度离析改善效果,借助红外热像仪、激光温度仪分析和定位温度离析位置,对运输过程中运料车上、摊铺过程中的摊铺机受料斗、螺旋布料器分料槽等关键位置采用和未采用沥青混合料转运车两种情况下的温度进行比较研究。研究表明:运输过程中,通过转运车的再次拌和,沥青混合料的温度更趋于均匀;摊铺过程中,采用沥青混合料转运技术后,能很好地避免新摊铺路面出现涡状温度离析区,极大地改善沥青混合料的温度离析现象。     

沥青路面摊铺离析评价方法研究

针对沥青路面摊铺离析导致路面出现早期损害和平整度衰减的问题,将摊铺路面分为多个检测道,借鉴ASTM(American Society for Testing and Materials)比对试验分析方法,视摊铺机在各检测道的摊铺行为为独立试验过程,采用无核密度仪和激光纹理仪两种无损检测手段,通过对沥青路面内部空隙率和表面构造深度均匀性分析来评价路面横、纵向摊铺离析,在检测试验结果的分析上,引入重复性标准偏差Sr、SR和一致性统计量k、h作为评价分析手段,并运用取芯切片及结合数字图像处理的方法来分析芯样截面的面空隙率差异,能有效评价沥青路面的竖向离析。结果证明,这种评价方法很好地反映了沥青路面施工质量的均匀性,该方法切实可行。     

沥青路面温度离析标准的探讨

应用红外温度热像仪对沥青路面施工摊铺的温度分布进行了记录,并按照NCAT标准进行分析后指出该标准缺乏条件性,仅仅根据摊铺后的温度和初压的温度难以全面反映和控制路面的质量;对碾压过程中温度场的测定所取得的数据进行统计,发现采用极差、标准差和变异系数3个统计量所表征的温度离散程度不断变化。研究结果表明,施工质量是材料、温度和压实方式三者相互影响的结果。温度离析标准的问题具有条件性、多因素和动态性的特点,可分别对各时段提出要求,碾压与温度变异相协调则温度离析将随碾压过程逐步缩小,反之,将逐步扩大。对压实过程中温度的动态变化积累数据建立模型,针对不同的具体工程可以在试拌试铺中确定实际参数,用以指导碾压工艺与施工组织并确定相应的温度离析标准。     

沥青路面摊铺—碾压组合模型及应用

针对沥青路面施工中组织混乱、施工均匀性差、易造成施工事故等特点,提出了摊铺-碾压组合模型,并在某典型公路的中面层施工中进行了摊铺速度、初压和复压中的速度、搭接宽度、碾压遍数等施工参数的确定。由于传统复压模式中停机线难以准确确定,易造成超压或漏压的缺陷,提出复压中应该设置明显的停机线供压路机操作手参考。最后以有效压实时间和压实度两个指标对上述复压模式的应用可行性进行了研究。结果表明:初压与复压总时间小于30min,在有效碾压时间内,此模式的压实度仅比传统模式的压实度低0.2%,但施工均匀性更好。     

沥青路面施工智能管控系统在佛山一环路面改造工程中的应用

本文依托佛山一环路面改造工程,提出了较合理的沥青路面施工智能管控系统三级预警界限参数;开展了沥青路面拌和、运输、摊铺和碾压的全过程智能管控应用;验证了路面施工智能管控系统的应用效果,可为路面施工智能管控系统应用其他工程提供借鉴和参考。     

基于无损检测及常规检测的单机宽幅和并机梯次摊铺效果综合分析

在对摊铺离析的成因和类型及对路面使用性能的影响进行了深入探讨的基础上,通过采用常规检测和无损检测两种检测手段,对并机梯次和单机宽幅摊铺形式下沥青混合料级配稳定性、路面压实度和空隙率以及路面内部和表面施工均匀性进行了检测分析,进而对两种施工法的摊铺效果进行了全面评价。评价结果为:单机宽幅摊铺效果不够理想;而并机梯次作为主要摊铺形式,有效地保证了沥青路面的施工质量;且无损检测与常规检测具有很好的相关性。在现阶段质量评价体系还不够完善的情况下,两种检测方式结合起来检测施工均匀性切实可行。     

沥青混合料转运车及转道摊铺工艺

分析了沥青路面摊铺施工中混合料级配离析和温度不均匀的原因,介绍了一种新的施工模式.在这种施工方式中混合料转运车从运料卡车接收沥青混合料,进行二次搅拌后输入摊铺机料斗.摊铺机的专用料斗消除了两翼粗骨料的堆集.这一施工新概念保证了摊铺机的连续摊铺及混合料的均匀,并允许使用更大容量的卡车.现场施工证明这一方法是消除沥青混合料级配离析和温度不均匀的有效手段.     

无粘性粗粒土填筑路堤的压实工艺研究

依托工程试验路,通过方案设计和现场碾压试验,进行合适施工工艺研究,获得碾压遍数、摊铺厚度及压实机械吨位与路堤压实效果的关系,分析提出无粘性粗粒土路堤填筑合适的摊铺厚度、碾压方式及压实施工机具,并初步提出了路堤压实质量的主要检测方法,采取数理统计方法对沉降进行分析,并提出路基局部补强条件.     

PQI在现场热再生沥青混凝土路面压实质量控制中的应用

将无核密度仪(PQI)和钻芯后表干法测试密度(压实度)进行了对比试验分析,验证了PQI检测现场热再生沥青混凝土路面密度的准确性和有效性.在利用PQI和红外热像仪联合进行的摊铺温度离析对再生沥青混合料压实效果研究中,基于PQI测试结果,得出了一定温度下碾压遍数与再生沥青混合料压实度的关系.研究表明,快速、无损、精度高的PQI在沥青混凝土路面现场再生施工质量控制中将有较好的应用前景.     

高等级公路沥青混凝土路面施工技术

南宁至友谊关公路是广西第一条采用热拌沥青混凝土路面施工的高等级公路， C12合同段全长13km，采用两台摊铺机成梯队摊铺。通过现场施工实践，总结了沥青混合料的摊铺与压实工艺、机械组合方式、碾压遍数、碾压速度等施工技术，成功运用高温压实的施工方法，在进度与质量协调统一的情况下圆满完成了施工任务。     

无核密度仪在现场热再生沥青路面压实质量控制中的应用

该文将无核密度仪(PQI)和钻芯后表干法测试密度(压实度)进行了对比试验分析,验证了PQI检测现场热再生沥青路面密度的准确性和有效性。在利用PQI和红外热像仪联合进行的摊铺温度离析对再生沥青混合料压实效果的研究中,基于PQI测试结果,得出了一定温度下碾压遍数与再生沥青混合料压实度的关系。研究表明,快速、无损、精度高的PQI在沥青路面现场再生施工质量控制中将有较好的应用前景。     

宕渣路堤碾压过程的数值模拟

宕渣是建筑渣土和残余石渣废料的统称,被广泛应用于路基填筑中,具有很好的经济效益和社会意义.该文采用离散单元法模拟宕渣碾压过程,解释了宕渣碾压效果与碾压遍数和摊铺厚度的相关关系.宕渣碾压存在最佳摊铺厚度和最佳碾压遍数,最佳摊铺厚度一般为30 cm,最佳碾压遍数为5～6遍.