沥青混凝土路面施工质量动态控制技术应用 4页

学兔兔www.xuetutu.com公路交通技术2010年6月第3期TechnologyofHighwayandTransportJun．2010No．3沥青混凝土路面施工质量动态控制技术应用李克德，李玉龙，刘昌仁(1．重庆市智翔铺道技术工程有限公司，重庆400060；2．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：根据我国沥青混凝土路面施工的实际情况，介绍一种新的质量动态控制技术方法一单值动态控制技术。应用该技术对在建工程质量进行实时监控，并对历史工程的质量控制水平进行评价。该动态控制技术在沥青混凝土路面施工质量控制中具有良好的应用前景。关键词：沥青混凝土路面；施工质量；动态控制技术文章编号：1009～6477(2010)03—0037—04中图分类号：U416．217文献标识码：AApplicationofDynamicControlTechniqueforConstructionQualityofAsphaltConcretePavementLIKede，LIYulong‘，LIUChangrenAbstract：BasedOilthepracticalsituationsofconstructionofOlll"nationalasphaltconcretepavements，thispaperintroducesanewdynamiccontroltechniqueforquality-single—valuedynamiccontroltechnique．Thistechniqueisappliedforrealtimemonitoringofqualityofprojectsunderconstructionandforevalua—tionofqualitycontrollevelsofhistoricalprojects．Thisdynamiccontroltechniqueexhibitsgoodapplica—tionperspectiveinconstructionqualitycontrolofasphaltconcretepavements．Keyword：asphaltconcretepavement；constructionqualitycontrol；dynamiccontroltechnique随着我国经济建设的快速发展，公路作为重大因素，纠正偏差，提高施工质量的稳定性，减小质基础设施和社会经济发展的重要助推器，其建设速量指标的变异系数[3／。沥青混凝土路面施工质量动度很快，截至2008年底，中国高速公路总里程已态控制与管理，国外工业发达国家早在2O多年前达5．5万km，1级公路5．O1万km。预计2010年就普遍采用。我国京津塘高速公路在外国监理的指高速公路将达6．5万km。导下，自始至终很好地使用了该方法，对施工过程沥青混凝土路面作为主要的路面结构，具有平质量管理起到了很好的作用。但遗憾的是，在京津整、吸振、噪声小等特点，广泛应用于各等级道路塘高速公路以后，高速公路工程的建设、施工和监路面的建设【”，在已建成的高等级公路和在建的高理单位很少再采用这个方法，这说明我国公路建设等级公路中所占比例较大。资料显示囡，美国高速施工过程质量管理措施还不到位。公路约95％为沥青路面，日本高速公路中沥青路面约占94％。1动态控制技术的核心和作用虽然我国沥青路面技术不断进步，但是整体质产品在制造过程中，质量特性值总是波动的，量与国外相比仍存在较大差距。国外的高速公路可分为正常(随机)质量波动和异常(系统)质量波动，以使用几十年，而我国的高速公路基本上都是在交前者不可避免，质量控制的核心在于杜绝异常质量付使用几年后就出现了车辙、推移、泛油、拥包、波动的发生。1924年以来，美国贝尔实验室的松散等早期破坏现象，必须进行维修甚至是大修。休哈特博士、罗米格博士等先后提出了控制图和过调查表明，我国公路沥青混凝土路面的施工质量存程控制理论以及统计抽样理论，为捕捉过程中的异在诸多问题，严重影响了路面的使用性能及运营效常先兆，将异常消灭在萌芽状态和过程中，为预防果，其主要问题之一就是各个环节的生产施工质量不合格产品的发生提供了有效的工具『3_。不稳定，控制不严密。动态控制技术又称统计过程控制(Statistical质量动态控制与管理旨在及时发现影响质量的ProcessControl，SPC)，其核心是借助数理统计方收稿日期：2009—12—11作者简介：李克德(1966一)，男，重庆市人，本科，高工n学兔兔www.xuetutu.com38公路交通技术2010丘法中的过程控制工具，绘制统计过程控制图，科学的统计数据量很有限。而收集25组以上的预备数地分析生产过程中产生异常质量波动的因素，区分据，对生产过程中质量特性值的分布特征、稳定性偶然因素与系统因素，对生产过程的异常及时告进行诊断，建立控制用动态控制图，需要较长的过警，以便及时采取措施，消除异常，恢复过程的程。同时，在施工过程中加大检测频率，以谋求足稳态。它是现代企业生产过程中质量控制的重要够的样本数，又是不现实的。因此，在实际工程手段】。中，对沥青路面施工质量进行动态控制，采用平均控制图有很多种，常用的计量控制图有平值动态控制技术是有局限的。均值一标准差(—)控制图、平均值一极值(2-一另外，实际工程中，为了抢工期，一个施工日)控制图、中位数一极差控制图、单值一移动极内生产的沥青混合料数量越来越大，产生质量异常差控制图等。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2沥青路面施工质量动态控制技术方法工日内的质量异常波动。2．1平均值动态控制技术本文根据我国工程的实际情况，认为对沥青混休哈特博士提出的过程控制理论(即动态控制凝土路面施工质量进行动态控制与管理，采用单值理论)，控制图的统计原理就是利用3倍标准差原动态控制图技术是比较可行的。理界定计量值控制图的上、下限。控制图一般分质量控制是质量管理的核心，是产品合格率为分析用控制图和控制用控制图，要求先收集25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，体现质量控制组以上的质量特性统计数据，通过、或建立的水平。而过程能力指数与质量特性统计数据的标分析用控制图，分析统计数据的分布特征，求得总准差、公差范围密切相关[8-91，有如下关系式：体标准差，从而确定控制用控制图的上、下限。JTGF40--2004((公路沥青路面施工技术规范》Cp=吉：。附录中应用控制图，介绍了对沥青路面施工质量式中，为过程能力指数；T为公差范围；O-为进行动态控制的方法『61，通过对施工周期内(一般总体标准差；为分布中心偏离目标值的偏离量。以5～7d为一个周期)的施工参数(包括抽提油石在GB／T4091--2001《常规控制图》中『l01，要求比、级配、马氏参数、压实度等)检测数据进行≥1．33，而国际先进企业则要求cp≥1．67。在整理、统计，分别计算逐日检测结果、一个周对产品过程综合特性能力等级评定中，对于关键质期内逐日结果的平均值(期望值)、R、S绘制量特性，过程能力指数≥1．67时I3,羽才是理想状成动态控制曲线，通过曲线中的分布分析判断质态。量控制的合理性，并以变异系数分析判断质量因此，在沥青混凝土路面施工质量控制中，可控制的稳定性。以根据设计给定的和要求的，推算质量特性该方法的特点是以施工日为监控点，要求每个统计数据要求的o-，建立动态控制模型，一般是设施工日的样本数不小于2(即检测频率不小于2)，而定Cp=1．67、=0ttl。绘制的单值动态控制图，一在实际工程施工中，设计、建设和监理单位都是按般有控制上限UCL、控制下限LCL、单值曲线、中照JTGF40---2004的检测频率要求实施，一般都是心线CL、阶段平均值5条线。控制上、下限的确1～2次，检测频率不小于2的施工天数是比较有定以目标值为中心线，根据3o"原理进行核算：限的；同时，检测频率不小于2的要求对施工企业UCL(控制上限)=M(目标值)+3o"，而言还存在成本较高的问题，还可能因为非主观原LCL(控制下限)=(目标值)一3o"，因，施工日内无法实现2次或2次以上取样，因CL(中心线)=M(目标值)。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。3单值动态控制技术应用实例与分析2．2单值动态控制技术3．1单值动态控制技术对在建工程质量的实时监控一种沥青混合料在整个施工过程中，质量控制运用沥青路面质量单值动态控制技术，对重庆n学兔兔www.xuetutu.com2010年第3期李克德，等：沥青混凝土路面施工质量动态控制技术应用39一条在建高速公路ATB一25沥青混合料的级配质量少量的集料入仓。这样，0～3mm档的集料就明控制进行了试点应用。显高出控制值，从而导致ATB一25沥青混合料的国内外研究结果表明【l2]，沥青混合料级配质量关键筛孔4．75mm筛通过率偏高。控制最重要的是对其关键筛孔通过率的控制。对于设备修复后，为加强对ATB一25沥青混合料关不同种类的沥青混合料，所控制的关键筛孔是不同键筛孔4．75mm筛通过率的控制，在第1、2个施的。AC一25、AC一20和ATB一25、ATB一20等粗粒工日增加了检测频率，图2是5个施工日内关键筛式混合料，控制的关键筛孔是4．75mm。孔通过率的控制图。该工程ATB一25沥青混合料关键筛孔4．75mm通过率的设计波动范围为22．3％～34．3％，目标值为28．3％。由此可以得到T=12，质量控制的理想状态就是分布中心无限接近目标值，所以，可以设定8=0，Cp=1．67。那么，由Cp=吉转换计算标准差：1234567891011l213捌1±样本编号=(12—0)／6×1．67=1．2，+4．75mm筛孔通过率一目标值—控制上限一控制下限—阶段平均值UCL=28．3+3×1．2：31．9．图2设备修复后ATB一25关键筛孔通过率动态控制LCL=28，3—3X1．2=24．7．从图2可看出，设备修复后，ATB一25沥青混CL=28．3。合料的关键筛孔4．75mm筛通过率的控制非常好。本文收集了该工程某一个周期(6个施工日)3．2单值动态控制技术对历史工程质量控制水平ATB一25沥青混合料关键筛孔4．75mm通过率的的评价检测结果，发现第3和第5施工日内的波动很明单值动态控制技术不仅可以对在建工程质量进显，然后，利用单值动态控制技术将数据绘制成动行实时监控，还可以对历史工程质量控制水平进行态控制图，见图1。分析与评价。某高速公路沥青混凝土路面大修1期改造工程于2008年5月完工。其中一段近3km的工程，在开放交通不足一年，就因中面层的AC一25沥青混合料损坏，产生了渗水、拥包、坑槽、掉粒等路面早期病害而进行了返工。笔者利用单值动态控制样本编号技术对其级配的控制水平进行了分析与评价。+4．75mm筛孔通过率一目标值—静’控制上限一控制下限十阶段平均值该工程AC一25沥青混合料关键筛孔4．75rain图1某在建工程ATB-25关键筛孔通过率动态控制筛通过率的设计波动范围为23．9％～35．9％，目标从图1可以看出，ATB一25沥青混合料关键筛值为29．9％。由此可以得到=12，同样设定8=孔4．75mm筛通过率的控制出现异常，有5个点超0，=1．67。出了控制范围。因此，必须查找产生质量异常波动那么，由==转换计算仃：的原因，及时消除影响因素，把下一阶段生产的o(，D(ATB-25沥青混合料关键筛孔4．75mm筛的通过率=(12—0)／6x1．67=1．2，控制在要求范围内。UCL=29．9+3X1．2=33．5．在未改动原材料的情况下，出现这种异常，LCL=29．9—3X1．2=26．3．显然不是偶然因素造成。在检修拌和楼时，才发CL：29．9。现拌和楼热料进料控制系统出了问题，其中0～3收集整理该问题路段AC一25沥青混合料级配mm仓的控制键异常，当连续进料到一定量时，失检测数据，采用单值动态控制技术，将关键筛孔去控制，在不需要进料时无法完全关闭，仍然有4．75mm筛通过率的检测结果，绘制成动态控制n学兔兔www.xuetutu.com公路交通技术2010生可能产生的某些早期病害，从而在运营管理过程中有针对性地采取预防措施进行养护，从技术层面指导养护决策。参考文献试验次数(施工日)【1】沈金安．国外沥青路面设计方法总汇【M】．北京：人民交+关键筛孔通过率一目标值—*_控制上限UCL一控制下限UCL十阶段平均值通出版社，2004．图3问题路段AC-25关键筛孔通过率动态控制[2】刘忠根，等．沥青路面结构的发展与展望【J1．中外公路，2009(6)：72．图，见图3。【3】王毓芳，肖诗唐．统计过程控制的策划与实施[M]．北京：从图3可以看出，AC一25沥青混合料的关键中国经济出版社，2005．筛孔4．75mm筛通过率的控制出现了非常明显的异『4J梁锦棠．沥青路面动态控制技术在施工质量控制中的应常，80％的点超出了动态控制和设计上限，而最大用【J]．广东建材，2007(6)：99—103．值超出目标值40．5％。说明AC一25沥青混合料的[5】刘金辉，等．质量动态管理在沥青混凝土路面施工中的级配明显偏细，这是造成渗水、坑槽、掉粒等早期应用[J】．公路，2004(11)：193—198．病害的根本原因。『6]交通部公路科学研究所．JTGF40---2004公路沥青路面施工技术规范【s】．北京：人民交通出版社，2005．4结束语[7]袁建国，等．抽样检验原理与应用[M】．北京：中国计量出单值动态控制技术采用统计学方法将检测点版社，2002．绘制在时间序列中，通过设置动态控制上、下限，【8】张公绪．新编质量管理学【M】．北京：高等教育通出版社，将质量特性统计数据绘制成动态控制图，根据图1998．形趋势，可以更加有效地达到分析原因、控制质【9】9张少玲，李威灵．ISO9001：2008质量管理体系标准图量和开展预控等目的。同时，动态控制图还可以解教程【M]．广东：广东经济出版社，2009．通过对质量特性的统计分析，用来评价施工单位【10】国家技术监督局．GB厂r4091--2001常规控制图[s】．的质量控制水平。北京：中国标准出版社，2001．同时，应用该动态控制技术，无论是对在建工【11】胡兴才．基于小批量的统计过程控制研究[J1．中国制造程质量进行实时监控，还是对历史工程质量控制水业信息化，2006，35(1)：14—16．平进行评价，其结果对于建设单位和养护单位，都n2】张铁志，等．沥青混合料级配与沥青用量的动态管理与可以用于分析预测工程可能存在的潜在质量隐患和控制[J]．辽宁交通高专学报，2007(3)：1-3．(上接第32页)【2】樊亮，申全军，张燕燕．天然岩沥青改性对沥青路面性铺装技术研究JR]．重庆：重庆交通科研设计院，2007．能的影响[J】．建筑材料学报，2007(6)：740—744．[7】重庆交通科研设计院．桥面铺装材料与技术研究【R】．重【3】樊亮，张燕燕，申全军．天然岩沥青对沥青流变性能的庆：重庆交通科研设计院，2005．影响fJ1．中外公路，2o07(2)：160—163．【8】重庆交通科研设计院．公路钢箱梁桥面铺装设计与施工f4]汪洋，余巍，刘信所．天然岩沥青对石油沥青性能的技术指南【M】．北京：人民交通出版社，2006．改善[J]．交通科技，2007(6)：32—33．[9]郝增恒，张肖宁，盛兴跃，等．高弹改性沥青在钢桥面铺[51钟科，曹东伟，刘清泉．岩沥青复合改沥青胶结料流变装中的应用研究Ⅱl公路交通科技，2009(4)：22．特陛研究『J】．公路交通科技，2007(7)：75．【10】张华，王民，伍朝晖．跨海大桥混凝土桥桥面铺装技【6】重庆交通科研设计院．海洋环境混凝土桥面铺装结构及术综述【J]．公路，2008(8)：144—145．