用于低温改性沥青的施工温度精准调控方法及系统与流程

本发明涉及道路工程领域，具体是涉及用于低温改性沥青的施工温度精准调控方法及系统。

背景技术：

1、沥青作为一种感温性材料，温度是决定沥青使用性能和工艺特性的第一要素。沥青的施工温度是对沥青路面施工质量最重要的影响因素，需要在施工过程中对沥青的摊铺温度以及碾压温度进行严格的检测和控制，以确保双层摊铺的施工质量，进而达到均匀性、压实度和平整度的要求。

2、在沥青进行施工时，会受到路面和空气温度的综合影响，引起沥青温度的变化，其施工的温度可能与摊铺温度以及碾压温度的要求不符，导致施工效果达不到预期的效果，现有的技术欠缺对上述因素的综合考虑，同时，在调控时，欠缺对调控成本的控制。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供用于低温改性沥青的施工温度精准调控方法及系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的在沥青进行施工时，会受到路面和空气温度的综合影响，引起沥青温度的变化，其施工的温度可能与摊铺温度以及碾压温度的要求不符，导致施工效果达不到预期的效果，现有的技术欠缺对上述因素的综合考虑，同时，在调控时，欠缺对调控成本的控制的问题。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、用于低温改性沥青的施工温度精准调控方法，包括：

4、建立路面温度对沥青的影响模型，建立空气温度对沥青的影响模型；

5、获取沥青摊铺时的摊铺温度要求范围，获取沥青碾压时的碾压温度要求范围；

6、获取空气实时温度和路面实时温度，获取沥青初始温度；

7、基于沥青初始温度，生成至少一个沥青调控温度；

8、在沥青调控温度和沥青的铺设厚度的条件下，基于路面温度对沥青的影响模型，计算得到路面对沥青每个点的第一影响温度，基于空气温度对沥青的影响模型，计算得到空气对沥青每个点的第二影响温度；

9、在沥青调控温度的条件下，得到沥青实际温度范围；

10、将沥青实际温度范围被摊铺温度要求范围包含的沥青调控温度，作为摊铺调控温度；

11、将沥青实际温度范围被碾压温度要求范围包含的沥青调控温度，作为碾压调控温度；

12、基于至少一个摊铺调控温度和碾压调控温度，对沥青初始温度进行摊铺时和碾压时的温度调控。

13、优选的，所述建立路面温度对沥青的影响模型包括以下步骤：

14、在沥青内部均匀取至少一个取样点，获取取样点到路面的距离作为取样距离；

15、获取路面温度的取值范围，等间距分割路面温度的取值范围，得到至少一个温度点；

16、在沥青与路面未接触的条件下，获取取样点处的未接触温度；

17、在沥青与温度等于温度点处值的路面接触的条件下，获取取样点处的接触温度；

18、接触温度减去未接触温度，得到第一改变温度；

19、将温度点和取样距离随机组合，得到至少一个第一配对组；

20、将到路面的距离等于第一配对组中的取样距离的取样点所对应的第一改变温度，分配至第一配对组；

21、对第一配对组及其对应的第一改变温度拟合，得到第一拟合函数，其中，温度点和取样距离为自变量，第一改变温度为因变量。

22、优选的，所述建立空气温度对沥青的影响模型包括以下步骤：

23、在沥青内部均匀取至少一个采样点，获取采样点到沥青上表面的距离作为采样距离；

24、获取空气温度的取值范围，等间距分割空气温度的取值范围，得到至少一个识别点；

25、在沥青与温度等于0的空气接触的条件下，获取采样点处的第二未接触温度；

26、在沥青上表面与温度等于识别点处值的空气接触且沥青下表面与温度等于0的空气接触的条件下，获取采样点处的第二接触温度；

27、第二接触温度减去第二未接触温度，得到第二改变温度；

28、将温度点和采样距离随机组合，得到至少一个第二配对组；

29、将到沥青上表面的距离等于第二配对组中的采样距离的采样点所对应的第二改变温度，分配至第二配对组；

30、对第二配对组及其对应的第二改变温度拟合，得到第二拟合函数，其中，识别点和采样距离为自变量，第二改变温度为因变量。

31、优选的，所述基于沥青初始温度，生成至少一个沥青调控温度包括以下步骤：

32、基于历史数据，获取施工温度允许的温度误差的最大值，作为预设温度；

33、基于预设温度，生成调控数列a，2a，…，na，其中，n为调控数列的项数，满足于（b-na，b+na）包含沥青施工时温度的变动范围，b为沥青初始温度；

34、将b-a，b-2a，…，b-na以及b+a，b+2a，…，b+na，作为至少一个沥青调控温度。

35、优选的，所述基于路面温度对沥青的影响模型，计算得到路面对沥青每个点的第一影响温度包括以下步骤：

36、对沥青中的点进行坐标建模，基于沥青下表面的点的坐标，得到沥青的下表面方程；

37、计算得到沥青中的点到沥青下表面的最小距离，作为第一点距；

38、将第一点距和路面实时温度代入第一拟合函数，得到第一影响温度。

39、优选的，所述基于空气温度对沥青的影响模型，计算得到空气对沥青每个点的第二影响温度包括以下步骤：

40、将第一点距和空气实时温度代入第二拟合函数，得到第二影响温度。

41、优选的，所述在沥青调控温度的条件下，得到沥青实际温度范围包括以下步骤：

42、将沥青调控温度与相同坐标的沥青中的点的第一影响温度和第二影响温度叠加，得到沥青实际温度，并与沥青中的点配对；

43、形成温度区间，将温度区间作为沥青实际温度范围，其中，沥青中的点的沥青实际温度的最小值为温度区间的左端点，沥青中的点的沥青实际温度的最大值为右端点。

44、优选的，所述基于至少一个摊铺调控温度和碾压调控温度，对沥青初始温度进行摊铺时和碾压时的温度调控包括以下步骤：

45、基于历史数据，预估沥青摊铺的耗时，作为摊铺时间，预估沥青碾压的耗时，作为碾压时间；

46、基于历史数据，获取单位时间内单位质量的沥青维持摊铺调控温度的能量，作为单位摊铺能量；

47、基于历史数据，获取单位时间内单位质量的沥青维持碾压调控温度的能量，作为单位碾压能量；

48、使用能耗公式，计算沥青温度调控的总耗能，获取沥青温度调控的总耗能取最小值时的摊铺调控温度和碾压调控温度，作为目标摊铺调控温度和目标碾压调控温度；

49、在进行摊铺时，将沥青的施工温度由沥青初始温度调整为目标摊铺调控温度；

50、在进行碾压时，将沥青的施工温度由沥青初始温度调整为目标碾压调控温度；

51、能耗公式如下：其中，q为沥青温度调控的总耗能，c为沥青的比热容，m为沥青的质量，为摊铺调控温度，为碾压调控温度，t为沥青初始温度，为摊铺时间，为单位摊铺能量，为碾压时间，为单位碾压能量。用于低温改性沥青的施工温度精准调控系统，用于实现上述的用于低温改性沥青的施工温度精准调控方法，包括：

52、模型建立模块，所述模型建立模块建立路面温度对沥青的影响模型，建立空气温度对沥青的影响模型；

53、数据获取模块，所述数据获取模块获取沥青摊铺时的摊铺温度要求范围，获取沥青碾压时的碾压温度要求范围，获取空气实时温度和路面实时温度，获取沥青初始温度；

54、温度生成模块，所述温度生成模块基于沥青初始温度，生成至少一个沥青调控温度；

55、数据计算模块，所述数据计算模块在沥青调控温度和沥青的铺设厚度的条件下，基于路面温度对沥青的影响模型，计算得到路面对沥青每个点的第一影响温度，基于空气温度对沥青的影响模型，计算得到空气对沥青每个点的第二影响温度；

56、温度获取模块，所述温度获取模块在沥青调控温度的条件下，得到沥青实际温度范围；

57、数据分类模块，所述数据分类模块将沥青实际温度范围被摊铺温度要求范围包含的沥青调控温度，作为摊铺调控温度，将沥青实际温度范围被碾压温度要求范围包含的沥青调控温度，作为碾压调控温度；

58、温度调控模块，所述温度调控模块基于至少一个摊铺调控温度和碾压调控温度，对沥青初始温度进行摊铺时和碾压时的温度调控。

59、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

60、通过设置模型建立模块、温度生成模块、数据计算模块、数据分类模块和温度调控模块，对路面和空气温度对沥青的综合影响进行考量，获取其在二者作用下的实际温度，进而将其调控为满足于摊铺温度以及碾压温度的要求的温度，同时，在进行温度调控时，考虑到成本的控制，使用最为经济的方案进行温度控制，在限制成本的条件下，完施工温度的调控，使得施工效果达到预期的效果。