浇注式沥青混凝土在线监管系统及监管方法与流程

本发明涉及路面工程技术领域，具体涉及浇注式沥青混凝土运输车辆温度、压力在线监管系统及监管方法。

背景技术：

浇注式沥青混凝土是一种特殊性材料，其具有不透水、耐疲劳、与钢板变形随从性好等特点，目前被广泛应用于大跨径钢桥面铺装工程。

浇注式沥青混凝土摊铺前需专用的Cooker运输车，Cooker运输车是浇注式沥青混凝土施工的重要设备，集运输、二次搅拌、控温等功能于一体，关系着浇注式沥青混凝土施工的成败。浇注式沥青混凝土需要具有良好的施工和易性，表征其施工和易性的指标主要为温度、刘埃尔流动度指标、装料至卸料时间周期。现有的浇注式沥青混凝土施工中，需要在卸料摊铺前，首先顶起Cooker车料斗卸出部分材料进行流动度指标测试，当流动度指标测试符合相关技术要求时，再向摊铺机卸料。另外，对于材料温度、装料至卸料的时间周期主要采用人工记录来实现，分析现有的浇注式沥青混凝土运输控制中存在以下不足：①通过人工表单填写温度、运输周期值，严谨性不足，人工费时费力；②卸料前人工进行流动度指标测试，影响施工效率。

目前，物联传感及信息技术发展趋势，广泛应用于各项社会活动中。有鉴于浇注式沥青混凝土一般均应用于大跨径钢桥面铺装中，而大跨径桥梁一般均为重大工程项目，浇注式沥青混凝土施工质量意义重大。利用物联传感、信息技术，提出浇注式沥青混凝土运输施工中材料温度、压力在线监管系统及监管方法，对于浇注式沥青混凝土的质量控制，提高施工效率等工作有重大的实际意义，是当前急需解决的问题。

技术实现要素：

为了克服上述的浇注式沥青混凝土运输施工中所存在的问题。本发明提出浇注式沥青混凝土运输施工中材料温度、压力在线监管系统及监管方法，能够快速地查询浇注式沥青混凝土运输过程中温度数据、运输时间周期数据，以及浇注式沥青混凝土的流动性指标，并及时反馈给工程管理人员，具有良好的应用前景。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案为：一种浇注式沥青混凝土在线监管系统，包括：安装在沥青混凝土运输车上的温度传感器、压力传感器、工程电脑和控制主机，其特征在于，所述温度传感器、所述压力传感器和工程电脑均信号连接所述控制主机；

所述运输车内还设置有沥青混凝土加热熬制装置；

所述温度传感器用于测量运输车内沥青混凝土的温度数据；

所述压力传感器用于测量运输车上的搅拌设备的液压油压力数据。

本发明一个较佳实施例中，所述温度传感器为铂电阻温度传感器，测量范围为0-500℃。

本发明一个较佳实施例中，所述压力传感器为压力变速器。

本发明一个较佳实施例中，所述控制主机上设有显示屏，所述显示屏安装于运输车的车厢外，并在线显示通过控制主机获得的温度数据和压力数据。

本发明一个较佳实施例中，所述控制主机将温度传感器、压力传感器检测到的数据进行封装，按照约定的报文传输至显示屏、工程平板电脑；

本发明一个较佳实施例中，所述工程电脑即为工程平板电脑，接收控制主机传输的温度、压力数据，并利用预装的应用软件，进行在线的线形关系绘制，向质量控制人员提示。考虑了使用环境，工程平板电脑工业防护等级为IP65。

本发明一个较佳实施例中，所述压力传感器、温度传感器分别与控制主机相连接，采用RS485协议。

本发明采用的一种技术方案为：一种采用在线监管系统进行的监管方法，其包括以下步骤：

(1)装料：将沥青混凝土装入运输车内，同时司机将装料时间点T₁记录到工程电脑；

(2)监测：所述温度传感器监测运输过程中沥青混凝土的温度数据，并向工程电脑传输数据；所述压力传感器测量运输过程中液压油压力数据，并向工程电脑传输数据；

(3)卸料：当温度传感器监测到沥青混凝温度达到预定温度范围且压力传感器监测液压油压力达到预定压力范围时，即能进行沥青混凝土卸料，同时司机将卸料时间点T₂记录到工程电脑；

通过装料时间点T₁和卸料时间点T₂计算得到运输熬制时间T_S，即TS＝T₂-T₁。

本发明一个较佳实施例中，在工程电脑上预先录入的预定压力范围上下限数值通过下列步骤获得：

(a)在温度数据和压力数据稳定的情况下，记录压力传感器的数值Pi，从运输车上取沥青混凝土进行流动度试验，得到Li；

(b)通过多次试验，运用公式计算获得预定压力范围上下限数值；

Pi＝a+k*Li 公式(1)

Pi指压力传感器显示数值，单位为MPa；Li指流动性试验结果，单位为s；

k指转换关系数，单位为MPa/s；a指转换关系常数。

本发明一个较佳实施例中，在工程电脑上提前录入工程项目、车牌号、预定压力范围压力上下限值。

本发明一个较佳实施例中，通过工程电脑能够存储和查询历史数据，并将不同的时间的数据绘制曲线对比。

本发明一个较佳实施例中，当浇注沥青混凝土在专用运输车内的“运输熬制时间”T_S小于要求值、大于要求值时，工程平板电脑通过显示屏频闪的方式，提醒现场施工人员。

本发明一个较佳实施例中，可将运输信息数据进行归类汇总统计，记录每日施工的运输数量、平均运输周期、卸料时平均温度值、卸料时平均压力值等，进行浇注式沥青混凝土材料性能分析。

本发明的有益效果是：本发明的浇注式沥青混凝土运输车辆温度、压力在线监管系统及监管方法，能够在线获得浇注式沥青混凝土在Cooker专用运输车内的温度值，及表征材料流动度的压力值；通过对于运输开始、结束时间的记录，获得浇注式沥青混凝土材料的二次搅拌、运输熬制的时间周期，可对每一车材料的运输时间周期数据进行记录；对于运输过程中可能形成的超限行为，进行数据的判断后自动预警，保证了工程质量。所提出的监管方法，通过车辆搅拌设备的液压油压力值与刘埃尔流动度指标的关系转换，并通过工程平板电脑将在线的压力值进行数据处理，进行浇注式沥青混凝土是否具备卸料摊铺状态判断，提高了施工工作效率，简化了施工工序。本监管系统及方法有效提高工程建设管理水平，保证工程大跨径钢结构桥梁的建设质量，具有良好的推广应用前景和经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明的优选实施例的结构原理图；

图2是工程电脑绘制的曲线图；

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

本发明的浇注式沥青混凝土运输车辆温度、压力在线监管系统及监管方法，能够在线采集浇注式沥青混凝土在运输工作状态中的混凝土的温度，车辆搅拌设备的液压油压力。获得浇注式沥青混凝土材料的二次搅拌、运输熬制的时间周期。对于运输过程中可能形成的超限行为，进行数据的判断后自动预警。通过车辆搅拌设备的液压油压力值与刘埃尔流动度指标的关系转换，并通过工程平板电脑将在线的压力值进行数据处理，进行浇注式沥青混凝土是否具备卸料摊铺状态判断，具有良好的应用前景。如图1所示，浇注式沥青混凝土运输车辆温度、压力在线监管系统，包括安装在浇注式沥青混凝土专用Cooker运输车上的温度传感器、压力传感器、控制主机、显示屏、工程平板电脑。

所述温度传感器为铂电阻温度传感器(RTD)，用于测量浇注式沥青混凝土的温度，测量范围为0-500℃；

所述压力传感器为压力变速器，用于测量浇注式沥青混凝土运输车搅拌设备的液压油压力数据；

所述控制主机将温度传感器、压力传感器数据进行封装，按照约定的报文传输至显示屏、工程平板电脑；

所述显示屏，接收控制主机传输的温度、压力数据，安装于运输车辆车厢外，在线显示测量获得的温度、压力数据。

所述工程平板电脑，接收控制主机传输的温度、压力数据，并利用预装的应用软件，进行在线的线形关系绘制，向质量控制人员提示。考虑了使用环境，工程平板电脑工业防护等级为IP65。

所述压力传感器、温度传感器分别与控制主机相连接，采用RS485协议，数据传输线长在20m以内。

基于上述的浇注式沥青混凝土运输车辆温度、压力在线监管方法，包括以下步骤：

步骤(1)，每个Cooker车安装工程平板电脑，在预装的应用软件中，预录入工程项目、车牌号、压力上下限值等设置数据，如下表1所示。所用监管项目的浇注沥青混凝土经拌合生产后，装入浇注沥青混凝土专用运输车内，运输司机在工程平板电脑的触控屏上点击“装料”，记录装料时间点T₁＝10:35:01；

表1工程平板电脑中预录入设置数据

其中温度、运输时间的上、下限值根据一般工程技术要求确定，对于车辆搅拌设备的液压油压力上下限值的确定，包括以下步骤：

(a)浇注沥青混凝土装入Cooker运输车中，在温度、压力值基本稳定的情况下，记录压力传感器的数值Pi，从运输车上取浇注式沥青混凝土，进行流动度试验，得到L_i；

(b)通过多次试验，运用关系公式(1)，并计算获得转换关系数值；

Pi＝a+k*L_i 公式(1)

Pi指压力传感器显示数值，单位为MPa；Li指流动性试验结果，单位为s；

k指转换关系数，单位为MPa/s；a指转换关系常数；

(c)根据浇注沥青混凝土材料流动度技术要求的上下限值，运用关系公式，计算得到压力的上下限值。如工程技术要求流动时间的上下限值分别为30s、55s,而a值为-21.66，k值为2.555MPa/s，计算后得到液压油压力上下限值分别为16.5MPa、20.5MPa。

步骤(2)所安装温度传感器监测运输过程中浇注沥青混凝土的温度数据，向工程平板电脑传输数据；所安装压力传感器测量浇注式沥青混凝土运输车搅拌设备的液压油压力数据，向工程平板电脑传输数据；工程平板电脑预装应用软件。

步骤(3)工程平板电脑通过预装应用软件，以运输时间为单位，绘制出温度、压力变化数值，如图2中所示，也可以进调取历史的运输数据，进行绘制曲线间的对比。当达到技术要求所约定的温度、压力值时，即可进行浇注沥青混凝土的卸料。图2中以运输时间为单位，绘制出温度、压力变化数值。

步骤(4)专用运输车开始卸料前，运输司机在工程平板电脑的触控屏上点击“卸料”，记录卸料时间点T₂＝12:15:02，获得浇注沥青混凝土在专用运输车内的“运输熬制时间”T_S＝T₂-T₁＝12:15:02-10:35:01＝1小时40分钟，该运输时间周期在设置的上、下限值区间内。若时间周期小于下限值，点击“卸料”、或时间周期大于上限值，还未点击“卸料”，工程平板电脑通过显示屏频闪的方式，提醒现场施工人员。

在实际施工过程中，工程平板电脑安装了My SQL数据库，对采集全部数据进行存储，工程管理人员可将采集信息数据进行归类汇总统计，记录每日施工的运输数量、平均运输周期、卸料时平均温度值、卸料时平均压力值等，进行浇注式沥青混凝土材料性能分析。同时运输过程中的超限行为不仅通过现场显示屏频闪形式，提示现场施工管理人员，还可微信、短信等形式的预警，以保证工程建设质量。

综上所述，本发明的浇注式沥青混凝土运输车辆温度、压力在线监管系统及监管方法，能够在线获得浇注式沥青混凝土在Cooker专用运输车内的温度值，及表征材料流动度的压力值；通过对于运输开始、结束时间的记录，获得浇注式沥青混凝土材料的二次搅拌、运输熬制的时间周期，可对每一车材料的运输时间周期数据进行记录；对于运输过程中可能形成的超限行为，进行数据的判断后自动预警，保证了工程质量。所提出的监管方法，通过车辆搅拌设备的液压油压力值与刘埃尔流动度指标的关系转换，并通过工程平板电脑将在线的压力值进行数据处理，进行浇注式沥青混凝土是否具备卸料摊铺状态判断，提高了施工工作效率，简化了施工工序。本监管系统及方法有效提高工程建设管理水平，保证大跨径钢结构桥梁的建设质量，具有良好的推广应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。