沥青路面施工动态质量控制方法研究

沥青路面施工动态质量控制方法研究

刘平

聊城市公路事业管理中心阳谷公路事业管理中心 252300

摘要：为了提高公路沥青路面路用性能和耐久性，在分析路面早期破坏成因的基础上，提出动态质量控制的内容、计算方法，结合上面层沥青混合料SMA-13级配控制中关键筛孔的波动分析，提出了全过程动态质量控制的流程和步骤，为施工单位建设养护管理提供借鉴和参考。

关键词：道路工程；动态质量控制；沥青路面；管理

引言

沥青混合料的均匀程度直接关系到沥青路面的路用性能和耐久性，例如沥青混合料的离析就是不均匀性的一个表现，而离析是沥青路面产生早期局部破坏的重要原因，研究表明：当沥青混合料发生施工质量不均匀时，混合料的劲度、拉伸强度和疲劳寿命下降，路面的服务寿命降低，会加速路面的早期破坏。随着交通荷载及交通量的增大，沥青混合料的均匀性是决定路面质量的主要因素之一，由于路面施工的连续性和特殊性，通常应用的手段是静态质量控制，检验项目均是事后结果，仅起到了记录和总结的效果，不能在生产过程中进行有效地控制，所以，在路面施工中过程控制是十分重要的，通过过程控制及时发现影响质量的因素，提高施工质量的稳定性，减小变异系数，而动态质量管理就是过程控制的重要手段。

1质量管理概述

施工质量管理主要指施工过程中的质量控制，即生产“过程”质量的在线监测。它是运用数理统计分析理论，对生产过程中的主要要素进行监控，及时发现生产过程中的异常，采取措施，对造成异常的要素进行调整，恢复过程的稳定。

沥青路面出现的局部的早期损坏主要是由于局部变异造成的，因此施工质量控制的关键是过程监控，保持生产稳定减少变异性。级配分析主要针对于重点筛孔进行，体积指标分析了马歇尔空隙率、现场压实空隙率、以及矿料间隙率和沥青饱和度，对生产过程检测数据采用均值-极差进行动态控制，分析标准差及变异系数的变化。通过分析影响沥青混合料关键指标的因素进行相关性分析和概率分布检验，找出影响沥青混合料均匀性的关键性因素，以期对后续工程进行控制。

2质量控制内容

2.1质量控制要素

以影响沥青混合料性能的关键筛孔、沥青用量以及体积指标为主要分析对象，分析施工过程中各影响因素的过程变异性以及波动性，分析生产变异程度，找出问题原因及对策。对各因素进行相关性分析，分析各因素之间的密切程度，找出关键因素，分析变异原因，研究预防问题重复出现的措施。

2.2质量控制内容

按照全面质量管理的“PDCA”循环四个阶段的思想原理，由业主质量策划体系（Quality Planning 简称QP）、承包人指令控制体系（Quality Control 简称QC）、监理工程师质量保证体系（Quality Assurance 简称QA）和业主质量验证体系（Quality Verification 简称QV）构成，业主质量验证体系兼具质量改进（Quality Improvement 简称QI）功能，通常质量策划（QP）、质量控制（QC）、质量保证（QA）与验收、质量验证（QV）与质量改进（QI）组成的全面质量管理体系，可以弥补目前施工技术规范和管理模式的不足。

2.3质量控制动态管理

实行全过程跟踪和高频率抽检，采用实时监控，针对具体问题及时反馈并提出有效的咨询意见和改进措施。

第三方在施工监控过程中，建立试验检测质量的动态管理评价指标，采取平均值和极差管理图的方法，将试验结果逐次绘制管理图，当发现某次检测结果超出质控上下限时，立即分析原因，寻找对策，研究解决措施。

沥青混合料面层施工质量控制实例

以SMA-13沥青混合料级配设计的关键筛孔4.75mm为例，分析沥青上面层混合料生产过程中的质量波动及原因。

3.1级配范围

在路面工程设计、试验和施工过程中，都会涉及到不同类型、不同公称粒径的沥青混合料，由于级配类型和最大公称粒径的不同，在我国推行的JTG F40-2004 《公路沥青路面施工技术规范》中都详细的给出了不同的级配范围[10]，以供设计、试验、施工和监理等单位参考，以期指导试验和施工等，从而有效的保证沥青混凝土路面的施工质量，确保其寿命和提供的服务水平。

规范规定的级配范围没有具体的针对性，我国幅员辽阔，使用的标准配合比尽量接近中值，这样设计出来的级配肯定不是针对工程所在地气候条件或原材料的，也同样不是合理的，特别是在高速公路建设养护过程中，尤其不能草率将标准级配范围贴近规范规定的级配中值即认为满足要求。

另一个级配范围的概念是工程级配范围，是设计单位具体针对所设计的工程，根据所在地的气候条件、交通条件、公路等级、所处的层位提出的最能代表工程所在地的级配范围，这个范围是最重要的范围，是工程的真正起作用的范围，是施工的指针。工程级配范围一般是根据工程所在地范围内的材料的特性和施工条件等，由相关科研机构经过长期的研究和实践总结出的能符合工程实际，能达到最优路用性能的级配范围，也是对工程具有最重要指导意义的范围。

最后一个级配范围的概念是施工允许波动的级配范围，其意义是经过目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三阶段设计确定标准配合比和配合比曲线后，按施工质量检验允许的波动值从而得到施工质量检验级配范围。所以，标准级配曲线也可能不一定接近工程设计级配范围的中值。而且，标准级配曲线不是根据标准比例以及热料仓筛分掺配而成，而是根据成功试验段多次抽提筛分得到的级配曲线，厂家是能满足要求的级配曲线。施工允许的波动范围是根据标准级配曲线以及各筛孔允许波动的范围计算得到的。

3.2 上面层SMA-13生产过程中的动态质量

沥青混合料级配对沥青混合料的路用性能的影响甚为重要，级配的好坏决定了混合料骨架性能的好坏，级配自身的变异会造成矿料骨架结构的变化，而这种变化会造成混合料结构和强度的变化。混合料级配变异会影响路面的强度、耐久性等，级配分析是以关键筛孔的通过率的变化情况为主。

运用动态管理的方法对每天的施工结果进行统计，分析数据波动的原因，以期指导施工。

3.3 施工质量控制与原因分析

由关键筛孔通过率波动分析可以看出，在规范容许的范围之内，关键筛孔4.75mm的通过率存在一定波动性，围绕原材料、进度、试验等分析如下：

（1）料源原因：矿粉在沥青混合料中起填充的作用，它能促进混合料之间的机体结合，减少混合料空隙，增加混合料的密实度，由于生产工艺、生产成本的差异，不同生产的矿粉细度不同，该指标将直接影响沥青胶浆的性质，进而影响沥青混合料的强度和使用性能，考虑到材料供应和施工成本等因素，施工单位存在多家供料的现象，施工单位为了降低生产成本，矿粉进场过程中不排除钻原材料检测空子，实行“以粗充细”的现象；

（2）生产进度安排：由于现场交付工作面不连续，生产过程中需要根据实际提供的工作面频繁变化施工作业类型和作业段，对拌合设备的生产连续性和稳定性造成一定影响。

（3）试验过程中取样及试验误差原因，此因素导致误差在施工过程中不可避免，但可以通过对试验人员进行技术培训提高试验精确度，降低误判率。

结语

通过沥青路面施工质量控制与管理，提出了沥青路面施工动态质量控制的要素、内容和动态质量管理的方法步骤，通过对SMA-13沥青混合料关键筛孔的数理统计分析，分析了混合料4.75mm筛孔的波动原因，为沥青路面全过程动态质量控制提供了参考。

参考文献

[1]孙承吉.沥青路面施工过程中沥青质量控制方法探讨[J].山东交通科技,2020(04):141-143.

[2]龙始雄.公路工程沥青路面施工技术及质量控制措施[J].工程技术研究,2020,5(16):64-65.

[3]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范.