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摘要:本文主要介绍了路面工程施工质量的动态控制意义、常见病害和质量控制关键点及处理办法、路面施工质量动态控制技术方法,仅供参考。
关键词:路面工程;施工质量;动态控制
中图分类号:U416文献标识码: A
引言
随着我国社会主义现代化建设的不断推进,人民的生活水平有了很大的提升,隨着公路路面工程建设项目的逐渐增多,公路路面工程的施工质量也变得越来越严格公路路面工程施工的质量不但对人们的人身财产安全具有重要的影响,而且还对国家的经济建设进度具有重要的作用,因此,做好公路路面工程的质量管理就显得至关重要
一、路面施工质量的动态控制的重要意义
路面施工过程中应用质量动态控制图可以对生产过程实时监控,使得路面施工始终处于受控状态,当异常因素刚刚出现尚未造成质量问题之前就能及时被发现,从而及时消除施工过程的异常因素,起到预防的作用。统计学意义表明,如果施工过程中只存在偶然因素而不存在异常因素的状态,这种状态称为路面施工受控状态或“稳态”。“稳态”是沥青路面施工过程追求的目标。根据统计规律,在“稳态”下进行沥青路面施工,路面质量特性值有99.73%落在控制范围内,因而我们对路面质量有完全的把握。
广义而言,作为沥青路面质量动态控制/质量保证(QA/QC)的重要内容,沥青路面质量动态控制和目前国内外正在研究的沥青路面最终产品规范息息相关。实施沥青路面施工过程动态控制,可以帮助企业在质量控制上真正做到“事前”预防,及时消除异常因素,保证施工质量。施工动态控制的推广,可以确保质量控制(QC)过程,有力的推动最终产品规范的实施。
此外,IS02000提出了关于质量管理的八项原则,对于质量管理实践具有深刻的指导意义。其中,“过程方法”、“基于事实”的决策原则都和过程控制等管理工具的使用有着密切的联系。在现代化企业制度深入人心的今天,推行沥青路面施工过程动态控制,对于施工企业完善质量管理体系具有深远的影响。
二、水泥混凝土路面的质量控制关键点
1、压实度控制
保证土的最佳含水量:土在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度,因此,在路基填土压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化;②合理选用压实机具土层填土厚度以不超过30 公分为宜,分层铺筑压实。施工中尽可能采用重型压实机具进行施工,对于同一类土来说,采用轻型压实所得出的最大干密度较采用重型压实得到的最大干密度小,而最佳含水量又较采用重型压实的大,现行普遍采用的重型压实所相匹配的压实机械如50T 震动压路机,每层压实厚度不超过30cm,而采用吨位更大的羊角碾时,它的压实功可以增加,而其所能达到的压实度可以进一步提高,同时由于压实功的增加,施工时土的含水量又可以降低。利用羊角碾进行压实应注意采用复合碾压的方式。羊蹄足压入土层内,使得压实功传入较深的土层,又由于蹄足的挤压,使得蹄间也受到一定的压力,这样土层上下压实得比较均匀,但羊角碾在拖动碾压后,表面呈松散状态,如果不采用光轮压路机碾压,会出现表面不密实、不均匀,再填土时压实层增厚,在交界面形成一薄弱层,光轮压路机一般表面压实较好,可以弥补羊角碾压实的不足,起到互补的作用。路基工程,压实度反映路基每一层的密实状态,弯沉值反映路基上部的整体强度,当两者都达到合格要求时,路基的整体强度、稳定性和耐久性才能符合要求。
2、基层平整度的控制
在施工时如何控制好路面的平整度对于不同的基层要区别对待,对于石灰稳定土作为底基层的平整度控制比较容易,可用平地机刮平至合格的平整度,因石灰土作为底基层其平整度要求的标准较低;而对于水泥稳定碎石则不同,其平整度控制较石灰土难,要求又较其高,同时它对面层平整度的影响较大,面层平整度好坏直接影响到行车的舒适和安全;水泥类稳定材料不像石灰土或石灰、粉煤灰稳定类材料的施工对压实时间要求不严,水泥类稳定材料的施工受到终压时间的控制,控制不好就会对强度产生较大的影响,所以水泥类稳定材料一般接头较多,影响平整度,为了能够延长初凝时间,我们采用缓凝减水剂,通过现场试验初凝时间平均达到270min,这样就可以对摊铺长度、压实程序进行设计。例如,拌和能力为300t/h,采用摊铺机摊铺,一般能达到1.5m/ min,碾压长度就可以设计在50m左右,压实时采用振动压路机进行初压,光轮压路机进行复压,最后用轮胎式压路机进行收光,轮胎式压路机与钢轮压路机相比,它使被压的结构层处于受力状态的时间要长,而结构层的变形是随时间增长而增加的,所以它的压实效果较好,另外由于自行式轮胎压路机的驱动轮产生的水平推力与滚动的方向相反,它使被压材料向行驶的方向移动,不易产生波浪,从而可以提高路面的平整度。基层采用摊铺机摊铺时注意摊铺宽度,较宽时,布料器转速快,导致两侧混合料发生离析而影响成型和平整度。
3、沥青混凝土面层平整度的控制
碾压机具、施工接缝、基层的平整度、温度和碾压时间等一系列因素都将对沥青混凝土平整度造成影响。松铺厚度、压实之后压实度等,这些是基层平整度对面层的主要影响。
控制沥青混凝土碾压温度。当温度过于偏高时,将会出现裂缝以及推移等现象,这种情况也将会影响到使用的寿命以及路面平整度;而当碾压温度偏低时,经常会出现混合料不易充分压实的情况,因此,在适宜的温度下以适当的方法进行摊铺碾压才会取得符合标准的效果。首先在沥青混合料进行初压之时,控制其温度在120°,使用10~12t的双驱双振压路机进行错轮1/2区域进行两侧的反复碾压;然后沥青混合料在进行复压时,控制其温度在110°,使用胶轮压路机进行复压,在最后阶段需要使用10t的双驱双振压路机对混合料进行静压收光处理。特别需要注意的是,在此过程当中,初压、复压、终压的温度控制分别为:120°,110°,105°。
施工接缝处理的好坏对路面平整度的影响也是至关重要的。在当日施工即将结束的时候,要用3m直尺对已经碾压好的接头区域检测,找到符合标准的地方划线,用切割机切割,之后去除大粒径石料填充细料。在第二天沥青混合料进行摊铺施工时,将熨平板放在路面上,在其与路面之间放上木板,使今日摊铺的混合料先将昨天的混合料预热,之后再将木板拿出。这样做的好处是可以使接头区域的路面平整度保持一个良好状态。
三、路面施工质量动态控制技术方法
1、平均值动态控制技术
休哈特博士提出的过程控制理论(即动态控制理论),控制图的统计原理就是利用3倍标准差原理界定计量值控制图的上、下限。控制图一般分为分析用控制图和控制用控制图,要求先收集25组以上的质量特性统计数据,通过X、R或S建立分析用控制图,分析统计数据的分布特征,求得总体标准差,从而确定控制用控制图的上、下限。
JTG F40—2011《公路沥青路面施工技术规范》附录中应用控制图,介绍了对沥青路面施工质量进行动态控制的方法,通过对施工周期内(一般以5~7 d为一个周期)的施工参数(包括抽提油石比、级配、马氏参数、压实度等)检测数据进行整理、统计,分别计算逐日检测结果X、一个周期内逐日结果X的平均值X(期望值)、R、S绘制成动态控制曲线,通过曲线中X的分布分析判断质量控制的合理性,并以变异系数CV分析判断质量控制的稳定性。
该方法的特点是以施工日为监控点,要求每个施工日的样本数不小于2(即检测频率不小于2),而在实际工程施工中,设计、建设和监理单位都是按照JTG F40—2004的检测频率要求实施,一般都是1~2次,检测频率不小于2的施工天数是比较有限的;同时,检测频率不小于2的要求对施工企业而言还存在成本较高的问题,还可能因为非主观原因,施工日内无法实现2次或2次以上取样,因此,该方法对在建工程进行质量控制的实时监控是有难度的。
2、单值动态控制技术
一种沥青混合料在整个施工过程中,质量控制的统计数据量很有限。而收集25组以上的预备数据,对生产过程中质量特性值的分布特征、稳定性进行诊断,建立控制用动态控制图,需要较长的过程。同时,在施工过程中加大检测频率,以谋求足够的样本数,又是不现实的。因此,在实际工程中,对沥青路面施工质量进行动态控制,采用平均值动态控制技术是有局限的。
另外,实际工程中,为了抢工期,一个施工日内生产的沥青混合料数量越来越大,产生质量异常波动是可能存在的,无论多大的抽样检测频率,以施工日内的平均值为代表值,还有可能掩盖这些施工日内的质量异常波动。
本文根据我国工程的实际情况,认为对沥青混凝土路面施工质量进行动态控制与管理,采用单值动态控制圖技术是比较可行的。
质量控制是质量管理的核心,是产品合格率和优质率的保证。从根本上讲,产品质量与满足技术保证的能力即过程能力密切相关,体现质量控制的水平。而过程能力指数与质量特性统计数据的标准差、公差范围密切相关,有如下关系式:Cp=T/6σ=(T-2ε)/6σ
式中,Cp为过程能力指数;T为公差范围;σ为总体标准差;ε为分布中心偏离目标值的偏离量。
在GB/T 4091—2001《常规控制图》中,要求Cp≥1.33,而国际先进企业则要求Cp≥1.67。在对产品过程综合特性能力等级评定中,对于关键质量特性,过程能力指数Cp≥1.67时才是理想状态。
因此,在沥青混凝土路面施工质量控制中,可以根据设计给定的T和要求的Cp,推算质量特性统计数据要求的σ,建立动态控制模型,一般是设定Cp=1.67、ε=0。绘制的单值动态控制图,一般有控制上限UCL、控制下限LCL、单值曲线、中心线CL、阶段平均值5条线。控制上、下限的确定以目标值M为中心线,根据3σ原理进行核算:UCL(控制上限)=M(目标值)+3σ,LCL(控制下限)=M(目标值)-3σ,CL(中心线)=M(目标值)。
结束语
近几年,我国的公路事业发展迅速,为了提高路面的施工质量,应该采用行之有效地动态控制方法,保证道路施工顺利进行。此外完善完善动态控制技术,也可以为促进我国路面建设的发展与长足进步。
参考文献
[1]李克,李昌龙,刘玉仁.沥青混凝土路面施工质量动态控制技术应用[J].公路交通技术,2013,(03).
[2]张惠.施工项目质量管理中的动态控制模型及应用[J].知识经济,2012,(14).
[3]王立.建设工程造价的动态控制与管理[J].现代经济信息,2013,(03).
关键词:路面工程;施工质量;动态控制
中图分类号:U416文献标识码: A
引言
随着我国社会主义现代化建设的不断推进,人民的生活水平有了很大的提升,隨着公路路面工程建设项目的逐渐增多,公路路面工程的施工质量也变得越来越严格公路路面工程施工的质量不但对人们的人身财产安全具有重要的影响,而且还对国家的经济建设进度具有重要的作用,因此,做好公路路面工程的质量管理就显得至关重要
一、路面施工质量的动态控制的重要意义
路面施工过程中应用质量动态控制图可以对生产过程实时监控,使得路面施工始终处于受控状态,当异常因素刚刚出现尚未造成质量问题之前就能及时被发现,从而及时消除施工过程的异常因素,起到预防的作用。统计学意义表明,如果施工过程中只存在偶然因素而不存在异常因素的状态,这种状态称为路面施工受控状态或“稳态”。“稳态”是沥青路面施工过程追求的目标。根据统计规律,在“稳态”下进行沥青路面施工,路面质量特性值有99.73%落在控制范围内,因而我们对路面质量有完全的把握。
广义而言,作为沥青路面质量动态控制/质量保证(QA/QC)的重要内容,沥青路面质量动态控制和目前国内外正在研究的沥青路面最终产品规范息息相关。实施沥青路面施工过程动态控制,可以帮助企业在质量控制上真正做到“事前”预防,及时消除异常因素,保证施工质量。施工动态控制的推广,可以确保质量控制(QC)过程,有力的推动最终产品规范的实施。
此外,IS02000提出了关于质量管理的八项原则,对于质量管理实践具有深刻的指导意义。其中,“过程方法”、“基于事实”的决策原则都和过程控制等管理工具的使用有着密切的联系。在现代化企业制度深入人心的今天,推行沥青路面施工过程动态控制,对于施工企业完善质量管理体系具有深远的影响。
二、水泥混凝土路面的质量控制关键点
1、压实度控制
保证土的最佳含水量:土在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度,因此,在路基填土压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量再碾压。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化;②合理选用压实机具土层填土厚度以不超过30 公分为宜,分层铺筑压实。施工中尽可能采用重型压实机具进行施工,对于同一类土来说,采用轻型压实所得出的最大干密度较采用重型压实得到的最大干密度小,而最佳含水量又较采用重型压实的大,现行普遍采用的重型压实所相匹配的压实机械如50T 震动压路机,每层压实厚度不超过30cm,而采用吨位更大的羊角碾时,它的压实功可以增加,而其所能达到的压实度可以进一步提高,同时由于压实功的增加,施工时土的含水量又可以降低。利用羊角碾进行压实应注意采用复合碾压的方式。羊蹄足压入土层内,使得压实功传入较深的土层,又由于蹄足的挤压,使得蹄间也受到一定的压力,这样土层上下压实得比较均匀,但羊角碾在拖动碾压后,表面呈松散状态,如果不采用光轮压路机碾压,会出现表面不密实、不均匀,再填土时压实层增厚,在交界面形成一薄弱层,光轮压路机一般表面压实较好,可以弥补羊角碾压实的不足,起到互补的作用。路基工程,压实度反映路基每一层的密实状态,弯沉值反映路基上部的整体强度,当两者都达到合格要求时,路基的整体强度、稳定性和耐久性才能符合要求。
2、基层平整度的控制
在施工时如何控制好路面的平整度对于不同的基层要区别对待,对于石灰稳定土作为底基层的平整度控制比较容易,可用平地机刮平至合格的平整度,因石灰土作为底基层其平整度要求的标准较低;而对于水泥稳定碎石则不同,其平整度控制较石灰土难,要求又较其高,同时它对面层平整度的影响较大,面层平整度好坏直接影响到行车的舒适和安全;水泥类稳定材料不像石灰土或石灰、粉煤灰稳定类材料的施工对压实时间要求不严,水泥类稳定材料的施工受到终压时间的控制,控制不好就会对强度产生较大的影响,所以水泥类稳定材料一般接头较多,影响平整度,为了能够延长初凝时间,我们采用缓凝减水剂,通过现场试验初凝时间平均达到270min,这样就可以对摊铺长度、压实程序进行设计。例如,拌和能力为300t/h,采用摊铺机摊铺,一般能达到1.5m/ min,碾压长度就可以设计在50m左右,压实时采用振动压路机进行初压,光轮压路机进行复压,最后用轮胎式压路机进行收光,轮胎式压路机与钢轮压路机相比,它使被压的结构层处于受力状态的时间要长,而结构层的变形是随时间增长而增加的,所以它的压实效果较好,另外由于自行式轮胎压路机的驱动轮产生的水平推力与滚动的方向相反,它使被压材料向行驶的方向移动,不易产生波浪,从而可以提高路面的平整度。基层采用摊铺机摊铺时注意摊铺宽度,较宽时,布料器转速快,导致两侧混合料发生离析而影响成型和平整度。
3、沥青混凝土面层平整度的控制
碾压机具、施工接缝、基层的平整度、温度和碾压时间等一系列因素都将对沥青混凝土平整度造成影响。松铺厚度、压实之后压实度等,这些是基层平整度对面层的主要影响。
控制沥青混凝土碾压温度。当温度过于偏高时,将会出现裂缝以及推移等现象,这种情况也将会影响到使用的寿命以及路面平整度;而当碾压温度偏低时,经常会出现混合料不易充分压实的情况,因此,在适宜的温度下以适当的方法进行摊铺碾压才会取得符合标准的效果。首先在沥青混合料进行初压之时,控制其温度在120°,使用10~12t的双驱双振压路机进行错轮1/2区域进行两侧的反复碾压;然后沥青混合料在进行复压时,控制其温度在110°,使用胶轮压路机进行复压,在最后阶段需要使用10t的双驱双振压路机对混合料进行静压收光处理。特别需要注意的是,在此过程当中,初压、复压、终压的温度控制分别为:120°,110°,105°。
施工接缝处理的好坏对路面平整度的影响也是至关重要的。在当日施工即将结束的时候,要用3m直尺对已经碾压好的接头区域检测,找到符合标准的地方划线,用切割机切割,之后去除大粒径石料填充细料。在第二天沥青混合料进行摊铺施工时,将熨平板放在路面上,在其与路面之间放上木板,使今日摊铺的混合料先将昨天的混合料预热,之后再将木板拿出。这样做的好处是可以使接头区域的路面平整度保持一个良好状态。
三、路面施工质量动态控制技术方法
1、平均值动态控制技术
休哈特博士提出的过程控制理论(即动态控制理论),控制图的统计原理就是利用3倍标准差原理界定计量值控制图的上、下限。控制图一般分为分析用控制图和控制用控制图,要求先收集25组以上的质量特性统计数据,通过X、R或S建立分析用控制图,分析统计数据的分布特征,求得总体标准差,从而确定控制用控制图的上、下限。
JTG F40—2011《公路沥青路面施工技术规范》附录中应用控制图,介绍了对沥青路面施工质量进行动态控制的方法,通过对施工周期内(一般以5~7 d为一个周期)的施工参数(包括抽提油石比、级配、马氏参数、压实度等)检测数据进行整理、统计,分别计算逐日检测结果X、一个周期内逐日结果X的平均值X(期望值)、R、S绘制成动态控制曲线,通过曲线中X的分布分析判断质量控制的合理性,并以变异系数CV分析判断质量控制的稳定性。
该方法的特点是以施工日为监控点,要求每个施工日的样本数不小于2(即检测频率不小于2),而在实际工程施工中,设计、建设和监理单位都是按照JTG F40—2004的检测频率要求实施,一般都是1~2次,检测频率不小于2的施工天数是比较有限的;同时,检测频率不小于2的要求对施工企业而言还存在成本较高的问题,还可能因为非主观原因,施工日内无法实现2次或2次以上取样,因此,该方法对在建工程进行质量控制的实时监控是有难度的。
2、单值动态控制技术
一种沥青混合料在整个施工过程中,质量控制的统计数据量很有限。而收集25组以上的预备数据,对生产过程中质量特性值的分布特征、稳定性进行诊断,建立控制用动态控制图,需要较长的过程。同时,在施工过程中加大检测频率,以谋求足够的样本数,又是不现实的。因此,在实际工程中,对沥青路面施工质量进行动态控制,采用平均值动态控制技术是有局限的。
另外,实际工程中,为了抢工期,一个施工日内生产的沥青混合料数量越来越大,产生质量异常波动是可能存在的,无论多大的抽样检测频率,以施工日内的平均值为代表值,还有可能掩盖这些施工日内的质量异常波动。
本文根据我国工程的实际情况,认为对沥青混凝土路面施工质量进行动态控制与管理,采用单值动态控制圖技术是比较可行的。
质量控制是质量管理的核心,是产品合格率和优质率的保证。从根本上讲,产品质量与满足技术保证的能力即过程能力密切相关,体现质量控制的水平。而过程能力指数与质量特性统计数据的标准差、公差范围密切相关,有如下关系式:Cp=T/6σ=(T-2ε)/6σ
式中,Cp为过程能力指数;T为公差范围;σ为总体标准差;ε为分布中心偏离目标值的偏离量。
在GB/T 4091—2001《常规控制图》中,要求Cp≥1.33,而国际先进企业则要求Cp≥1.67。在对产品过程综合特性能力等级评定中,对于关键质量特性,过程能力指数Cp≥1.67时才是理想状态。
因此,在沥青混凝土路面施工质量控制中,可以根据设计给定的T和要求的Cp,推算质量特性统计数据要求的σ,建立动态控制模型,一般是设定Cp=1.67、ε=0。绘制的单值动态控制图,一般有控制上限UCL、控制下限LCL、单值曲线、中心线CL、阶段平均值5条线。控制上、下限的确定以目标值M为中心线,根据3σ原理进行核算:UCL(控制上限)=M(目标值)+3σ,LCL(控制下限)=M(目标值)-3σ,CL(中心线)=M(目标值)。
结束语
近几年,我国的公路事业发展迅速,为了提高路面的施工质量,应该采用行之有效地动态控制方法,保证道路施工顺利进行。此外完善完善动态控制技术,也可以为促进我国路面建设的发展与长足进步。
参考文献
[1]李克,李昌龙,刘玉仁.沥青混凝土路面施工质量动态控制技术应用[J].公路交通技术,2013,(03).
[2]张惠.施工项目质量管理中的动态控制模型及应用[J].知识经济,2012,(14).
[3]王立.建设工程造价的动态控制与管理[J].现代经济信息,2013,(03).