沥青混合料拌和智能监控施工工艺探析

毛红文 （安徽建工和顺地产集团有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程基本概况

合宁高速改扩建路基路面01 标，原双向四车道高速公路改扩建为双向八车道高速公路，设计速度120km/h，路基宽度 42.0m，起讫桩号为：K505+209～K510+835、 K513+575～K520+000，路线全长12.051km，开工日期2017 年3 月6 日，合同工期30 个月，合同造价4.64 亿。沥青路面施工从2017年10月～2019年9月，共计24个月。

合宁01 标路面共需各类沥青混合料27 万t，沥青混合料需求量大，为了避免沥青混合料生产过程中的管理盲区，被动的事后控制，项目部在沥青拌和站安装了沥青混合料智能监控系统，确保沥青混合料生产过程中的跟踪观测，并将观测结果与计划值进行比较，做到及时发现偏差，及时纠偏，做到防患于未然，真正达到全面质量管理的要求，有效杜绝偷工减料，确保工程质量，有效地避免了因“废料”造成的经济损失，直接节约工程成本近100万元。

2 工艺特点

2.1 自动监控,及时预警

数据采集软件自动运行，可实时动态监测，超出设定范围系统自动报警，便于及时处理。

2.2 拌和成品质量稳定可靠

通过过程实时监控，利用智能化的信息数据处理技术，实现施工过程数据的即时统计分析，实现生产过程主动控制，提高沥青路面施工质量。

2.3 监控设备安装便捷

软件应用技术已成熟，管控平台界面简明清晰。用户可通过Web 和手机APP 方式快速登录、查询、使用，操作方便。

3 工艺原理

通过终端对拌和站生产数据进行实时采集，通过无线网络上传至系统服务器，服务端对数据进行接收整理后，通过拌和电脑端进行系统平台访问，实现对现场计量数据、级配数据、温度数据、时间数据的监控。同时，该系统支持安卓和苹果系统的手机，快速便捷地对系统数据进行查询。

图1 工艺原理图

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

见图2。

图2 工艺流程图

4.2 操作要点

在沥青混合料生产过程中，在拌和站控制电脑上安装数据采集终端和数据发送端，并安装DTU 设备，实时采集生产过程的每一盘沥青混合料的油石比、材料用量和温度，并通过GPRS 网络上传至服务器。实时监控生产的每一盘沥青混合料的详细数据。

图3 拌和站工控图

4.2.1施工准备

沥青混凝土拌和站集合了机械、电气及自动化等多方面的技术。主要包括基础浇筑、金属结构及机械安装、电气系统安装与调试、沥青加热管道部分安装等。待拌和楼安装完成后，由项目组织相关人员进行检查验收，验收合格后，填写施工机械设备验收报审表，并提供产品生产许可证、出厂合格证、产品使用说明书、有关图纸及技术资料、产品的有关技术标准规范、企业自检验收表。报当地施工安全监督站，待安全监督站检查、验收合格签发验收合格准用证后，方可进行使用。

4.2.2监控设备安装

拌和站安装、验收合格后，进行监控设备安装。在拌和设备控制器电脑中装入监控软件，通过电脑USB 接口连接信息传输模块，将监控得到的数据及时上报到服务器，动态、真实地反映拌和混合料的质量状况。

4.2.3参数录入打开沥青拌和机电脑，进入计算机操作界面，点击拌和机图标进入系统配料操作界面，找到系统菜单图标，点击图标选中下拉菜单，分别对应进行参数录入设置。如：配合比、拌和温度、搅拌时间等基本数据设置。具体如图4。

图4 生产配方输入图

4.2.4 设备调试

①首先按照拌和设备使用手册对整套拌和设备进行认真调试，并及时处理调试过程中出现的问题。如在确保电源正常情况下，开启设备。查看各种仪表指示，检查所有指示信号和回馈信号，以此来判断线路和电气原件是否正常。对各单个电气原件进行调试，查看电气原件动作行程是否到位，再对其进行试运转，查看转动方向，转速是否正常。

②开启监控设备及软件，对拌和设备全部单元进行手动和自动调试，调试工作中监控数据和拌和设备的监测数据进行人工比对，找出问题所在并及时解决。

③启动监控设备和软件，再进行整台拌和楼空载调试，比对各类监控反馈数据和拌和楼设备的监测数据，直至数据符合误差要求。

图5 生产监控图

图6 手机短信报警图

④最后整机带负荷正常工作试运行，人工测量与监控设备采集数据及拌和机监测数据比对，满足计量规定要求后，则视调试合格，可以投入正常生产。

4.2.5 生产监控

在生产过程中进行生产配合比、温度、拌和时间等监控，实时采集生产数据并通过GPRS 无线上传各类数据，将实际每盘的数据与提供的控制标准数据进行比较，如果与设定的允许范围相差过大，系统自动报警，并通过系统短信平台发送手机短信，通知相应生产人员。

4.2.6 统计分析

可根据标段名称、拌和机名称、起止时间等为查询条件，进行总产量查询，日产量统计、材料用量核算分析。

图7 总产量查询图

图8 日产量统计图

图9 材料用量核算图

5 质量控制注意事项

①智能监控的硬件设备安装前需检验合格证和随带的技术文件。

②硬件安装，既要满足监控要求，同时也要平稳牢固，便于操作和维护。

③安装完成后，要以系统功能和性能检测为主，同时对现场安装质量，设备性能实施过程中的性能记录进行抽查或复核。

④监控误差精度，根据误差的范围不同，将系统报警分为初、中、高三个层级，每个层级的报警对象也不同，做到不同管理人员具有不同的级别，具体设置如表1所示。

误差报警层级表 表1

⑤智能监控的硬件设备每两个月进行一次除尘、清理工作；对容易老化的监控设备部件每月一次进行全面检查，一旦发现老化现象应及时更换、维修。

⑥智能监控的软件应每季度进行一次全面系统升级和优化工作，包括系统网络的性能检测和病毒防御功能的检查，确保监控软件系统的安全。

6 安全控制措施

对进场的各类机械设备进行验收，并向操作者进行详细的安全教育、技术培训，使其熟练掌握各种机械性能、技术操作及操作规程；建立健全安全组织保障体系，制定和完善安全生产管理制度，人员到位责任到人。所有人员遵守纪律，服从指挥，上岗前必须安全教育培训，特种工种人员必须经过专业培训，持证上岗；施工现场入口及危险作业部位应设置必要的提示、警示等各种安全防范标志，避免可能发生的意外伤害；施工现场必须做好防火、防电、防爆和防坠等防护工作。必须遵守国家有关消防规定，各种消防设施配置齐全，并由专人负责，经常检查和定期更换。油库易燃品存储等重点防火区域必须禁止火源进入；供电路布设及施工用电必须遵守有关安全用电的规程和规定，并应避免妨碍正常作业和交通；高空作业必须遵守有关作业规程，设置必要的安全防护网或防护栏杆，视具体情况使用安全带等防护设备；施工现场必须杜绝违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的“三违”行为；施工现场应建立完善的机具设备保、检修制度，保证机械设备安全正常运转。

7 环保控制措施

设备选型采用符合国家强制性环保要求的环保型沥青拌和站。燃烧系统采用重油代替煤对石料、沥青等进行加热；建立健全环境保护体系、做到有目标、有标准、责任到人；加强拌和站原材料管理，从源头控制粉尘含量，生产厂区要定期洒水降尘。加强除尘器的检查、清洗及粉尘排放系统的管理，严禁粉尘直接排放，配备湿灰机，并保障正常运转。

沥青采用封闭式灌装车运到现场，并通过密闭式管道输送至沥青加热系统，淘汰能耗大、技术状况差的老旧设备。优先考虑添置使用清洁能源的设备，满足工作的前提下，降低设备功率。地面水污染治理措施：站内地面全部采用20cm 厚、C20 混凝土进行硬化，硬化横坡不低于2%，使雨水或积水能流向指定排水边沟，同时避免地表水往下渗透；对地面水、生活用水采用集中排放的原则，在污水排放终端设置三级沉淀池，通过多级过滤形成清水后再集中排向市政污水管道；对拌和楼卸料阀门处进行局部密封，将沥青烟吸收进入苯并芘冷凝回收器中，并通过活性吸附处理，达标后经15m 排气筒排出。固体排放：对成品仓足部掉落的沥青混凝土采用两班制定期清扫，并定点堆放处理。对生活垃圾、混凝土颗粒物采取修建3m×3m×1.5m的收集池集中收集，并通过垃圾车定期清理。

8 结语

在合宁高速改扩建沥青路面施工过程中，通过对沥青混合料生产过程中的实时监控，实现事中主动控制。一方面保障沥青路面施工质量，极大地避免了废料的产生，节约了成本；另一方面利用智能化的信息数据处理技术，实现生产过程中的数据即时统计分析，便于成本核算、生产成本控制。

另外，通过沥青混合料拌和智能监控技术，创新了管理手段，提高了管理效率，降低了管理成本，保障了工程质量，有力地推动了现代信息技术和工程技术的有机统一。