3、轉(zhuǎn)運(yùn)車對(duì)瀝青混合料溫度和級(jí)配分布的影響
2003年12月17日至2003年12月24日長(zhǎng)沙理工大學(xué)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心對(duì)LHZ25型瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車在新余滬內(nèi)高速公路昌京段瀝青路面施工中的應(yīng)用情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。施工中瀝青混合料為AC25Ⅰ，兩臺(tái)攤鋪機(jī)平行作業(yè)，一臺(tái)使用轉(zhuǎn)運(yùn)車，一臺(tái)沒有使用轉(zhuǎn)運(yùn)車，以比較兩臺(tái)攤鋪機(jī)的攤鋪效果和差異。
用紅外攝像儀分別攝取了卡車內(nèi)瀝青混合料及未采用和采用轉(zhuǎn)運(yùn)車后的路面溫度分布情況。從圖中明顯看出，有轉(zhuǎn)運(yùn)車時(shí)攤鋪表面的溫度分布非常均勻，隨時(shí)間變化溫度均勻、穩(wěn)定，同一時(shí)刻沿不同的攤鋪寬度溫度也非常均勻，差異很小，基本消除了溫度離析現(xiàn)象。
4、轉(zhuǎn)運(yùn)車對(duì)瀝青路面級(jí)配離析的影響
通過(guò)在瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車的前、后料斗的左、中、右三點(diǎn)取樣，對(duì)其進(jìn)行抽提和篩分，測(cè)定其級(jí)配，并與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配進(jìn)行比較。以了解運(yùn)料汽車卸下的瀝青混合料的離析情況，以及轉(zhuǎn)運(yùn)車的再次拌和對(duì)瀝青混合料的級(jí)配離析的改善情況。
分別在兩臺(tái)攤鋪機(jī)后的左、中、右三點(diǎn)取樣（攤鋪后、壓實(shí)前），取樣時(shí)是用鐵鏟直接挖到該層的層底，即是沿整個(gè)厚度取樣。然后進(jìn)行抽提篩分，評(píng)定經(jīng)攤鋪機(jī)攤鋪后的瀝青混合料的離析情況。
終壓后采取鋪砂法測(cè)定路表的構(gòu)造深度，采用滲透系數(shù)儀測(cè)定路面結(jié)構(gòu)的滲透系數(shù)。路表的構(gòu)造深度，可以反映瀝青混合料的粗、細(xì)骨料在路表的分布規(guī)律。因此可用于評(píng)定路表面的級(jí)配離析情況。滲透系數(shù)反映的是水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部流動(dòng)的快慢程度，反映路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙性及其連通性。因此，可以反映路面內(nèi)部的級(jí)配離析情況。綜合測(cè)試情況可得如下結(jié)論：
（1） 常規(guī)工藝條件下混合料的級(jí)配極差為19.88%；構(gòu)造深度平均值為0.8698mm，標(biāo)準(zhǔn)差為0.2238mm；滲透系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差為55.81ml/min.
（2）采用瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車后，混合料的級(jí)配極差為6.85%，構(gòu)造深度平均值為0.6478mm，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0571mm，滲透系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差為3.21ml/min.與未采用轉(zhuǎn)運(yùn)車攤鋪的路面結(jié)構(gòu)相比的級(jí)配極差改善了13.03%，構(gòu)造深度的均勻性提高了3.92倍，滲透系數(shù)的均勻性提高了17.39倍。
5、施工機(jī)群智能監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)
影響瀝青混凝土路面鋪筑施工質(zhì)量及施工成本的因素除施工工藝外，單機(jī)性能及機(jī)群協(xié)同性方面也有重要作用。三一重工股份有限公司聯(lián)合中南大學(xué)、長(zhǎng)沙理工大學(xué)及北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所研制了機(jī)群智能調(diào)度與監(jiān)控系統(tǒng)。圖5為該系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)由“調(diào)度與控制”、“機(jī)群定位”、“通信網(wǎng)絡(luò)”、“狀態(tài)監(jiān)測(cè)”、“故障診斷與維護(hù)”五個(gè)功能模塊組成。系統(tǒng)按空間位置布局由六個(gè)部分組成：中央控制室（管理與監(jiān)控中心）、移動(dòng)通信車（距離較遠(yuǎn)時(shí)）、攤鋪機(jī)群（轉(zhuǎn)運(yùn)車、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)）、攪拌站、自卸卡車車隊(duì)、遠(yuǎn)程維護(hù)中心。
中央控制室：是整個(gè)智能化工程機(jī)械的中樞，與攪拌站毗鄰，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的各種機(jī)械進(jìn)行統(tǒng)一管理、監(jiān)控及調(diào)度。根據(jù)單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息和單機(jī)工藝模型，在調(diào)度軟件支持下產(chǎn)生單機(jī)調(diào)度信息，機(jī)群內(nèi)各單機(jī)運(yùn)行及施工狀態(tài)均在控制中心大屏幕上顯示。中央控制室與遠(yuǎn)程維護(hù)中心通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)。
攤鋪機(jī)群系統(tǒng)：主要包括攤鋪機(jī)、壓路機(jī)和轉(zhuǎn)運(yùn)車，它們之間的協(xié)作控制是整個(gè)智能化機(jī)群系統(tǒng)的重點(diǎn)。
物料運(yùn)輸車隊(duì)：以GSM短信息形式與中央控制中心室聯(lián)系，按控制中心指令進(jìn)行物料運(yùn)輸與調(diào)配。
通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：由無(wú)線局域網(wǎng)、數(shù)傳電臺(tái)、GSM和互聯(lián)網(wǎng)組成。攤鋪機(jī)群因相互位置鄰近，通過(guò)安裝在攤鋪機(jī)上的AP網(wǎng)橋形成局域網(wǎng)，局域網(wǎng)與控制中心通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)聯(lián)系，當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，需加移動(dòng)通信車。
遠(yuǎn)程維護(hù)中心：通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接收機(jī)群控制中心的維護(hù)請(qǐng)求及發(fā)出維護(hù)指導(dǎo)意見。
機(jī)群調(diào)度的優(yōu)化目標(biāo)決定了機(jī)群作業(yè)模式的總價(jià)值，取決于各種目標(biāo)因素的綜合考慮?？紤]問題的復(fù)雜性，本系統(tǒng)采用定量與定性相結(jié)合的方式，綜合考慮施工質(zhì)量和施工成本雙重因素。主要考慮路面密實(shí)度和平整度，在機(jī)群調(diào)度中通過(guò)對(duì)運(yùn)輸車輛的調(diào)度保證瀝青混合料的連續(xù)均勻供料，不允許攤鋪機(jī)出現(xiàn)停機(jī)待料和待攤鋪材料的過(guò)多積壓。通過(guò)對(duì)攤鋪機(jī)與壓路機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與協(xié)調(diào)，以最經(jīng)濟(jì)的方式達(dá)到路面密實(shí)度指標(biāo)。
6、結(jié)論
（1） 在現(xiàn)有瀝青混凝土路面鋪筑工藝模式下，材料的級(jí)配離析與溫度離析是制約瀝青路面鋪筑質(zhì)量的不可控因素，在機(jī)群系統(tǒng)中增加具有二次攪拌功能的瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車是一種簡(jiǎn)便可行的解決途徑，應(yīng)引起有關(guān)管理部門和行業(yè)協(xié)會(huì)的重視。
（2） 在高等級(jí)路面施工項(xiàng)目中，由于施工機(jī)械品種及數(shù)量較多，各種機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)具有一定的隨機(jī)性，施工機(jī)械的優(yōu)化配置及機(jī)器狀態(tài)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)可為挖掘機(jī)器潛能提供技術(shù)手段。
（3） 利用網(wǎng)絡(luò)、通信、GPS定位等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工機(jī)群的智能調(diào)度和施工環(huán)節(jié)的全過(guò)程監(jiān)控與管理，使瀝青路面施工進(jìn)入全新的數(shù)字化作業(yè)模式，將對(duì)我國(guó)公路建設(shè)和提高工程機(jī)械技術(shù)水平產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
2003年12月17日至2003年12月24日長(zhǎng)沙理工大學(xué)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心對(duì)LHZ25型瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車在新余滬內(nèi)高速公路昌京段瀝青路面施工中的應(yīng)用情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。施工中瀝青混合料為AC25Ⅰ，兩臺(tái)攤鋪機(jī)平行作業(yè)，一臺(tái)使用轉(zhuǎn)運(yùn)車，一臺(tái)沒有使用轉(zhuǎn)運(yùn)車，以比較兩臺(tái)攤鋪機(jī)的攤鋪效果和差異。
用紅外攝像儀分別攝取了卡車內(nèi)瀝青混合料及未采用和采用轉(zhuǎn)運(yùn)車后的路面溫度分布情況。從圖中明顯看出，有轉(zhuǎn)運(yùn)車時(shí)攤鋪表面的溫度分布非常均勻，隨時(shí)間變化溫度均勻、穩(wěn)定，同一時(shí)刻沿不同的攤鋪寬度溫度也非常均勻，差異很小，基本消除了溫度離析現(xiàn)象。
4、轉(zhuǎn)運(yùn)車對(duì)瀝青路面級(jí)配離析的影響
通過(guò)在瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車的前、后料斗的左、中、右三點(diǎn)取樣，對(duì)其進(jìn)行抽提和篩分，測(cè)定其級(jí)配，并與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配進(jìn)行比較。以了解運(yùn)料汽車卸下的瀝青混合料的離析情況，以及轉(zhuǎn)運(yùn)車的再次拌和對(duì)瀝青混合料的級(jí)配離析的改善情況。
分別在兩臺(tái)攤鋪機(jī)后的左、中、右三點(diǎn)取樣（攤鋪后、壓實(shí)前），取樣時(shí)是用鐵鏟直接挖到該層的層底，即是沿整個(gè)厚度取樣。然后進(jìn)行抽提篩分，評(píng)定經(jīng)攤鋪機(jī)攤鋪后的瀝青混合料的離析情況。
終壓后采取鋪砂法測(cè)定路表的構(gòu)造深度，采用滲透系數(shù)儀測(cè)定路面結(jié)構(gòu)的滲透系數(shù)。路表的構(gòu)造深度，可以反映瀝青混合料的粗、細(xì)骨料在路表的分布規(guī)律。因此可用于評(píng)定路表面的級(jí)配離析情況。滲透系數(shù)反映的是水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部流動(dòng)的快慢程度，反映路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙性及其連通性。因此，可以反映路面內(nèi)部的級(jí)配離析情況。綜合測(cè)試情況可得如下結(jié)論：
（1） 常規(guī)工藝條件下混合料的級(jí)配極差為19.88%；構(gòu)造深度平均值為0.8698mm，標(biāo)準(zhǔn)差為0.2238mm；滲透系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差為55.81ml/min.
（2）采用瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車后，混合料的級(jí)配極差為6.85%，構(gòu)造深度平均值為0.6478mm，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0571mm，滲透系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差為3.21ml/min.與未采用轉(zhuǎn)運(yùn)車攤鋪的路面結(jié)構(gòu)相比的級(jí)配極差改善了13.03%，構(gòu)造深度的均勻性提高了3.92倍，滲透系數(shù)的均勻性提高了17.39倍。
5、施工機(jī)群智能監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)
影響瀝青混凝土路面鋪筑施工質(zhì)量及施工成本的因素除施工工藝外，單機(jī)性能及機(jī)群協(xié)同性方面也有重要作用。三一重工股份有限公司聯(lián)合中南大學(xué)、長(zhǎng)沙理工大學(xué)及北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所研制了機(jī)群智能調(diào)度與監(jiān)控系統(tǒng)。圖5為該系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)由“調(diào)度與控制”、“機(jī)群定位”、“通信網(wǎng)絡(luò)”、“狀態(tài)監(jiān)測(cè)”、“故障診斷與維護(hù)”五個(gè)功能模塊組成。系統(tǒng)按空間位置布局由六個(gè)部分組成：中央控制室（管理與監(jiān)控中心）、移動(dòng)通信車（距離較遠(yuǎn)時(shí)）、攤鋪機(jī)群（轉(zhuǎn)運(yùn)車、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)）、攪拌站、自卸卡車車隊(duì)、遠(yuǎn)程維護(hù)中心。
中央控制室：是整個(gè)智能化工程機(jī)械的中樞，與攪拌站毗鄰，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的各種機(jī)械進(jìn)行統(tǒng)一管理、監(jiān)控及調(diào)度。根據(jù)單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息和單機(jī)工藝模型，在調(diào)度軟件支持下產(chǎn)生單機(jī)調(diào)度信息，機(jī)群內(nèi)各單機(jī)運(yùn)行及施工狀態(tài)均在控制中心大屏幕上顯示。中央控制室與遠(yuǎn)程維護(hù)中心通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)。
攤鋪機(jī)群系統(tǒng)：主要包括攤鋪機(jī)、壓路機(jī)和轉(zhuǎn)運(yùn)車，它們之間的協(xié)作控制是整個(gè)智能化機(jī)群系統(tǒng)的重點(diǎn)。
物料運(yùn)輸車隊(duì)：以GSM短信息形式與中央控制中心室聯(lián)系，按控制中心指令進(jìn)行物料運(yùn)輸與調(diào)配。
通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：由無(wú)線局域網(wǎng)、數(shù)傳電臺(tái)、GSM和互聯(lián)網(wǎng)組成。攤鋪機(jī)群因相互位置鄰近，通過(guò)安裝在攤鋪機(jī)上的AP網(wǎng)橋形成局域網(wǎng)，局域網(wǎng)與控制中心通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)聯(lián)系，當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，需加移動(dòng)通信車。
遠(yuǎn)程維護(hù)中心：通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接收機(jī)群控制中心的維護(hù)請(qǐng)求及發(fā)出維護(hù)指導(dǎo)意見。
機(jī)群調(diào)度的優(yōu)化目標(biāo)決定了機(jī)群作業(yè)模式的總價(jià)值，取決于各種目標(biāo)因素的綜合考慮?？紤]問題的復(fù)雜性，本系統(tǒng)采用定量與定性相結(jié)合的方式，綜合考慮施工質(zhì)量和施工成本雙重因素。主要考慮路面密實(shí)度和平整度，在機(jī)群調(diào)度中通過(guò)對(duì)運(yùn)輸車輛的調(diào)度保證瀝青混合料的連續(xù)均勻供料，不允許攤鋪機(jī)出現(xiàn)停機(jī)待料和待攤鋪材料的過(guò)多積壓。通過(guò)對(duì)攤鋪機(jī)與壓路機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與協(xié)調(diào)，以最經(jīng)濟(jì)的方式達(dá)到路面密實(shí)度指標(biāo)。
6、結(jié)論
（1） 在現(xiàn)有瀝青混凝土路面鋪筑工藝模式下，材料的級(jí)配離析與溫度離析是制約瀝青路面鋪筑質(zhì)量的不可控因素，在機(jī)群系統(tǒng)中增加具有二次攪拌功能的瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車是一種簡(jiǎn)便可行的解決途徑，應(yīng)引起有關(guān)管理部門和行業(yè)協(xié)會(huì)的重視。
（2） 在高等級(jí)路面施工項(xiàng)目中，由于施工機(jī)械品種及數(shù)量較多，各種機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)具有一定的隨機(jī)性，施工機(jī)械的優(yōu)化配置及機(jī)器狀態(tài)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)可為挖掘機(jī)器潛能提供技術(shù)手段。
（3） 利用網(wǎng)絡(luò)、通信、GPS定位等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工機(jī)群的智能調(diào)度和施工環(huán)節(jié)的全過(guò)程監(jiān)控與管理，使瀝青路面施工進(jìn)入全新的數(shù)字化作業(yè)模式，將對(duì)我國(guó)公路建設(shè)和提高工程機(jī)械技術(shù)水平產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。