高速公路沥青路面施工质量保证关键指标与方法研究

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最近几年,贵州高速公路建设快速发展,为贵州省经济发展做出来了卓越贡献,但是高速公路沥青路面早期局部损坏现象严重影响了高速公路的使用性能,受到了业内的广泛关注。大量研究表明,沥青路面施工过程中原材料、沥青混合料及成形路面质量的变异性是引起早期损坏的主要因素,因此加强对沥青路面施工过程中质量变异性的监测和控制是保证沥青路面质量和使用性能的有效手段。另外,其次是施工方缺乏主动提高沥青路面施工过程质量的积极性,导致了很多质量控制措施得不到有效执行。针对贵州省高速公路沥青路面施工质量控制现状存在的问题,提出相应的解决办法,对提高当地沥青路面质量有着实际的工程意义。
  本文首先对贵州省集料、沥青混合料和成形路面摊铺温度及压实度变异性进行了实地调查,发现贵州当地料场供应的集料级配变异性很大,导致沥青混合料在生产过程中很难控制合成级配在设计级配附近;沥青混合料级配和沥青含量变异性很大,证明沥青混合料离析对沥青路面早期损坏有很大的影响;冬季施工的摊铺温度均值低于规范要求并且温度变异性大,压实度变异性大并且AC-20的合格率远低于95%的保证率。通过实地调查发现,集料各筛孔的通过率基本符合正态分布,并且由于各档集料生产基本独立,因此各档集料同一筛孔的通过率具有独立性。本文依据统计学定理,提出了集料级配变异性与沥青混合料级配变异性的关系,通过此关系预测沥青混合料级配变异性,进而判定料场生产的各档集料级配变异性是否达到了要求,从原材料上对沥青路面施工过程质量进行控制。
  沥青路面施工质量影响因素众多,这些因素由众多的质量检验指标反映。施工过程中每一指标都会不同程度的影响沥青路面的最终质量,因此,需要在众多指标中筛选出对沥青路面指标影响较大并且能够进行快速无损检测便于及时调整施工工艺的关键指标,对这些关键指标进行重点监控,以保证沥青路面质量的均匀性。本文通过对各指标进行分析比较,并结合目前各指标的检测方式,确定了对施工质量具有重要影响并且便于快速采集的关键指标。质量动态控制的主要手段是绘制质量控制图,沥青路面施工质量控制中最常用的是均值控制图和极差控制图,从控制图的变化趋势中判断施工过程是否处于稳定状态,有无异常趋势。另外,过程能力指数以定量的方式对施工过程加以评估,本文依托实际工程并借助无损采集技术,运用以上统计方法对关键性指标进行监控,能够有效的提高施工过程的稳定性和一致性。
  为提高施工方主动控制沥青路面施工过程质量的积极性,本文提出了基于“首件工程”质量标准的按质支付验收体系。首先基于沥青路面施工全过程信息采集技术,确定了沥青路面施工质量评价的分层抽样方法,相比随机抽样方法更加有效。其次对规范规定的验收指标进行分析,通过室内MTS试验和汉堡车辙试验,分析对比沥青混合料各体积指标与|E?|/sinφ和蠕变斜率之间的关系,选择压实度、构造深度、平整度作为沥青路面按质支付验收关键指标,以“首件工程”施工过程达到稳定状态区段各指标检测数据的μ?2σ值为该指标下限值(LSL),μ+2σ值为上限值(USL)作为按质支付质量标准。通过实际工程应用中与基于规范质量标准的按质支付方式进行对比,体现了其科学合理性。
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