沥青混合料是典型的热流变材料，受温度的影响而产生不同的特性。在沥青路面“生产-运输-摊铺-压实”的施工流程中，沥青混合料容易受到天气、施工机械、施工工艺等方面的影响因素而产生局部的温度变化，最终反映为沥青路面工程质量的不均匀。研究表明，沥青混合料的温度离析现象将直接导致沥青路面压实度的不均匀，路面的平整度降低，沥青面层极易发生早期破坏，影响沥青面层的使用寿命中国沥青网sinoasphalt.com。

温度离析容许标准与检测方法

容许标准

由热力学理论基础可知，沥青混合料的温度不均匀性是不可避免的，因此将沥青混合料的温度离析控制在一定的范围内是避免沥青路面由于温度离析造成早期破坏的重要途径。国内外研究学者对温度离析的容许标准进行了大量的研究。

美国国家交通委员会在2000年做了“热拌沥青混合料路面的离析”的研究项目，提出了温度离析的标准，根据美国国家交通委员会提出的温度离析标准，建议在沥青路面施工过程中，沥青混合料的温度离析加以控制，要求碾压温度离析不超过15℃。实践证明如果施工过程规范，这一标准并不难实现。美国沥青混合料温度离析分类标准温度离析评价无轻度中度重度温度离析容许标准/℃<1010~1616~25>25在美国国家交通委员会的分类标准中，并未就产生温度离析区域的面积、形状与温度离析的容许标准建立必然的关系。为此，国内学者进行了相关的试验验证，研究表明:当温度离析区域较小，较低温度区域摊铺面温度高于不可接受的初压(表面)温度时，即使相邻摊铺面温度差异较大，但从压实度的角度看，沥青面层的质量仍符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求。

在国内外的相关研究成果的基础上，本系统在设计过程中考虑到现场较为常见的带状温度离析、窝状温度离析等情况进行了定制化的反馈机制，着力于将温度离析区域较小的部位通过多次碾压等措施，以达到合格的松铺压缩比，满足技术规范中关于压实度、平整度的要求。

常用检测方法

沥青混合料温度离析现象虽然普遍存在，但因不能被施工人员直观的发现，只能凭借相关的设备进行温度的测定或量化。按照是否与被测物体接触，检测温度的设备可分为插入式数显温度计、接触式温度计和非接触式红外温度计等3种类型。

自动连续式温度离析控制系统设计

在沥青路面摊铺碾压过程中，摊铺机、压路机的行动轨迹大致上都是带状分布的。对于某一位压路机操作手在操作压路机时都是按照预定的区域进行碾压，发现同一工艺流程下压路机漏压时会采取补压的方式进行。这种操作习惯和操作特点为本系统设计基础。

功能设计

自动控制系统数据监控和及时响应反馈是总目标的基础，因此，在功能设计中分为数据读取、统计分析、实时反馈、远程传输等4个功能模块。

(1)数据读取。系统的首要功能是对重要质量数据实现监控。将红外温度传感器安装于压路机合适部位。考虑到现场环境温度过大，通过采用红外温度传感器+冷却管的方式解决此问题，确保了传感器能在正常工作环境下正常工作。

(2)统计分析。为解决数据的时效性，系统通过本地处理的方式，将现场采集的数据通过本地的处理软件实时处理获取结果，并将结果发送到远程数据库。本地处理的方式极大避免了因为断网问题而造成反馈不及时的问题。

(3)反馈机制。反馈机制分为两部分:一是实时碾压轨迹、碾压速度等相关数据的反馈;二是阶段性碾压质量汇总性反馈。实时反馈是将本地数据处理结果实时的将压路机的轨迹与预设轨迹进行匹配，当温度超过阀值时，进行声光提醒，并通过车载屏幕指导操作手完成温度离析区域的预设遍数压实。阶段性反馈按照每百米的间距进行所采集数据的统计，将超过阀值的具体压路机的碾压质量数据通过短信或手机APP的形式发送到管理者手机中。

(4)远程传输。从建管养一体化的角度出发，施工数据是至关重要的一部分。将本地数据传输至远程数据库中，可为后期的管理养护奠定基石。这部分可通过3G无线网络实现，在功能设计中考虑到了断电断网的意外情况的发送，系统功能具备了续传、补传，自动识别和匹配数据完整性的能力。

标定过程

数据的准确性是整个系统的基础，因此标定过程是一项独立且重要的过程。因该种温度传感器是一种新型温度传感器，计量测试所一般没有专用的仪表与之连接，故在测试时，一般采用“比对法”进行标定。具体方法是:同时使用被测测温系统和计量所的测温系统，将数字温度传感器和计量所的标准温度传感器，放入同一介质中(例如恒温箱、或者简单的冷水瓶和热水瓶)，将被测温度系统上显示的温度与计量所仪表上显示的温度进行比较，就能确定被测系统是否测温准确，并按照多次测量的结果进行温度校正，最终达到所测温度的一致性。红外温度传感器的标定每半月进行一次，每次间隔30min重复测试3次，选取3次的平均值为最终值。

在检测温度计本身的精准度同时，需要将红外温度传感器所测表面温度与沥青混合料的内部温度进行匹配。将表面温度与已知内部温度进行对比，得到误差值。将标定后得误差值输入系统中，进行数据的预处理，进而发送至数据库，进行现场温度最终的评定。

控制系统应用

该系统在云南省麻昭高速公路得到了应用实践。麻昭高速公路麻昭高速公路起于云南省大关县寿山乡岔河村，止于云南省昭通市鲁甸县大水塘村，与昭通至待补高速公路连接。里程105.756km，设计时速100km/h，路基宽度33.5m，桥隧比为50.79%。麻昭高速公路路面结构层为4cm厚AC-13C上面层+6cm厚AC-20F中面层+8cm厚AC-25C下面层。

随机选取上行线K100+120~+162中面层(70号沥青)施工段作为研究对象。在该段区域内，桩号K100+126~+132区域内，有局部小区域窝状温度离析。

K100+126~+132区域经过系统自动判断后，判定为温度离析发生区域，与GPS定位装置进行匹配后，确定为带状温度离析区域。实时引导双钢轮压路机进行了定区域的多遍碾压，经事后压实度、平整度检测发现，其压实度、平整度满足施工技术规范要求，该区域的温度离析得到了有效控制。

结论

本系统从传感器技术、通讯技术、信息技术综合应用的角度出发，构建了符合沥青路面施工现场的自动化、连续式的温度离析控制系统，完成了以下内容:

(1)基于物联网的框架，紧贴沥青路面施工现场的具体需求设计与开发了碾压过程中温度的采集、统计分析、反馈机制、远程传输等功能。

(2)在有关温度离析研究成果的基础上，根据现场的采集数据进行自动化的评判，并根据评判的结果实时指导压路机进行小区域范围内的多重压实，以达到满意的压实效果;

(3)通过该系统在云南省麻昭高速的应用，表明该系统在实际应用过程中具备了温度离析事中控制的能力，实现了从实验室到现场应用的突破。