1.天津市交通科学研究院天津300074;
2.天津市交通运输工程质量安全监督总站天津300384
摘要：本文阐述了在公路沥青路面施工过程中，如何使用信息化手段对施工过程进行全方位的监控。通过采集沥青混合料原材料加工，拌和及运输的信息，实时监理路面摊铺和压实等施工环节，实现公路建设质量的在线控制和管理。与此同时，使用数据挖掘方法来分析施工过程中产生的数据，掌控沥青路面的质量优劣情况，以此来调节生产以及施工环节，进一步保证公路建设的水平。多个项目的实践表明，通过对原材料和施工环节的实时监控以及对施工过程的数据分析，提高了工程的推进效率，改善了沥青路面的建设质量，上述系统切实可行且有效。
关键词：施工信息化；大数据；动态监控；质量控制
近些年来，公路沥青路面建设监管系统[1]正得到越来越广泛的应用，系统中的主要功能模块包括了：改性沥青加工、沥青运输、工地实验室、沥青混合料拌和生产、混合料运输、路面摊铺和压实等，这些模块环环相扣，实现了对沥青路面施工过程的全监控，为沥青路面质量溯源提供了可靠的依据。通过获取沥青路面施工过程中的相关数据，实现施工过程的量化统计，利用数据建模和挖掘，在充分分析海量施工数据的基础上，为沥青路面质量优劣提供准确、全面的依据，进一步减少公路建设和养护的工作量，节约养护成本，保证路面的质量，提高施工的效率。
一、基于大数据采集的路面智能施工分析
从基于数据挖掘的角度[2]进行路面智能施工分析，其思路如下：
（一）沥青混合料拌和生产采集的海量数据
如上文所介绍，沥青路面智能施工系统在沥青混合料拌和生产的环节采集了大量的相关数据，如：材料的类型、拌和时间、各料仓投料的重量和比例、油石比、混合料级配、沥青温度、出料温度、料仓温度等相关。
（二）沥青混合料碾压采集的海量数据
如上文所介绍，沥青路面智能施工系统在摊铺和碾压环节中，通过RTK等采集大量数据，如：压路机碾压温度、压路机行驶轨迹。通过行驶轨迹计算出压路机在该桩号碾压的遍数和碾压的速度等信息。
路面智能施工系统中包含了很多工程项目的施工数据，形成了一套完整的施工数据库。数据库中大量的施工数据隐含着很多生产规律，通过数据挖掘分析出其中的规律，进而对后续的施工过程进行指导，一方面避免了大量生产数据的浪费，提高了资源的利用率，另一方面提高了施工过程的科学性和效率，对于工程的推进有着重要的意义。
二、大数据分析模型的建立
（一）油石比变异性分析
在沥青混合料的生产加工过程中，沥青含量是一个非常重要的指标，它决定着沥青混合料的稳定性及其质量能否满足配合比的要求。
若不考虑测定方法的影响，油石比变化和矿粉级配构成变异存在紧密的联系。混合料比表面积数值取决于筛孔通过率，而细料量和油石比变异成正比关系[3]。从总体上看，随着筛孔通过率的不断减小，油石比变异程度会随之减小。
为深入了解油石比变异和混合料级配之间的关系，利用天津某高速项目中面层（材料类型：AC-20）对其相关性进行了实验分析。实验过程中油石比和筛孔通过率之间的相关性分析结果如表1所示：
表1油石比和筛孔通过率间相关性分析结果
根据表1结果分析，油石比与筛孔通过率之间的相关系数不会趋近于1，且随着筛孔半径的增大，筛孔通过率增大，相关系数会趋近于0，油石比和筛孔通过率之间具有相对较好的相关性。混合料级配变异实质上是一种影响因素。
（二）碾压遍数
在沥青路面压实过程中，压路机的碾压遍数则是至关重要的指标[4]，它是路面结构强度和使用寿命变长的保障，碾压遍数的多少直接影响路面总体的强度、稳定性等。
本沥青路面智能施工系统采集某高速项目碾压遍数，并将其与压实度进行分析，压实度检测结果如表2所示。
表2不同路基深度及不同碾压遍数下路面的压实度（%）
根据上述实验的检测结果分析，在同一路基深度，随着碾压遍数的增加，压实度也随之增加；而当碾压相同的遍数时，路基的深度越浅，压实度越高，且压实度受到路基深度的影响越显著。
三、结语
上文所述的沥青路面智能施工系统已在多个工程项目上进行了运用，取得了比较显著的效果。这些项目中产生的大量生产，运输以及工程信息数据存储在数据库中，后期可以通过继续研究，分析各地区沥青路面的优缺点和地区施工过程中数据之间的关系等，进而把握好沥青路面施工的质量，对之后的沥青路面施工具有指导性作用。
参考文献：
[1]林通，焦生杰，叶敏.公路沥青路面远程智能监控系统[J].长安大学学报（自然科学版），2015，（01）：26-32.
[2]李智芸.基于数据挖掘与三维地图的智能路面信息系统[D].大连理工大学，2010.
[3]张新荣.沥青混合料级配和油石比对路用性能的影响[J].中小企业管理与科技，2012，（18）：123-124.
[4]王春玲，李丛豪，栗威.碾压遍数与温度对沥青道面压实度的影响研究[J].公路与汽运，2013，（4）：131-133.
作者简介：
李正中（1984.10-），男，河南南阳人，高级工程师，博士研究生在读，毕业于河北工业大学道路与铁道工程专业，目前在天津市交通科学研究院从事沥青路面工程应用研究。