摘要:國內各道路機關對于瀝青混凝土路面工程的施工管理方式,已逐漸由方法規范邁向成效規范,建立起工程單位與承包廠商對路面工程質量的設計規劃、施工程序、機具設備、驗收標準等共識。文章針對國內各工程機關對瀝青混凝土路面必須檢驗的路面質量特性和測試方法、取樣方式及容許誤差的驗收程序進行了分析。
關鍵詞:瀝青混凝土;路面工程;質量控制;瀝青混合料;路面壓實度 文獻標識碼:A
中圖分類號:U416 文章編號:1009-2374(2015)30-0105-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.055
1 瀝青混凝土生產管制
以往工程單位認為完全掌控瀝青混凝土的生產程序與施工過程,可以減少材料供貨商或承包商偷工減料的施工作業,確保路面質量能符合設計要求,因而各道路主辦機關為了能保證瀝青混合物符合規范要求,均在施工說明書中訂定拌合廠應該具有的生產能力,對于瀝青混合物拌合方式、拌合溫度、拌合時間、拌合機具設備的所有運作程序都有嚴格的相關規定。瀝青混凝土路面的施工質量受到鋪筑的路面溫度與氣候溫度、處理底層的潔凈度與結合效果、瀝青混合物運送的時效性和鋪筑方式、滾壓方式的影響,為了達到應有的路面質量,施工說明書中針對各作業程序和使用機具設備均有詳細的規定,以供承包商在瀝青混合物鋪筑和滾壓過程中有所依據,工程師也能遵循規范規定進行監督。
在執行拌合廠質量管理時,均有駐廠工程師嚴格監視生產過程,隨時進行抽樣檢驗,遇有不符合規范標準者,可下令停止生產,并與承包廠商進行各生產步驟的精確度檢查,直至生產能力恢復正常后,方可繼續生產。然而,國外文獻指出質量管理完全由承包商直接負責,根據本身的制程能力提出質量管理計劃書,巨細靡遺地將材料檢驗、生產管制、施工鋪筑的作業程序提交監造單位審查,監造單位僅監督承包商是否確實按照質量管制計劃進行生產、施工,此種做法讓承包商選擇合適的生產方式與施工程序,且能控制以往造成質量不良的異常現象,及時采取矯正措施,讓產品質量的變異性不超過容許限度外。故國內的工程單位已漸漸將質量管制的部分責任轉移給承包商負責,并透過施工規范對于生產與施工技術的規定,減少監造單位的監督干涉,確實能提升部分路段的公路質量。若以現況仍然無法達到瀝青混凝土路面應該具備的穩定、耐久、舒適等的服務水平,主要是承包商與監造單位無法接受繁雜的統計科學,欠缺統計品管的觀念,僅著重于施工技術與生產管理的提升,卻忽略了統計分析方法對于產品生產與管理的重要性。瀝青混凝土路面具有潛在不均質的特性,利用適當的統計品管技術不但可以減少產品變異的產生,回饋生產管制的質量訊息,給予承包商能適時采取矯正措施的時機與處理程序,能有效提升路面質量。
2 瀝青混合料檢驗
瀝青含量受到混凝土生產、取樣方式和試驗方法的不同,容易使得檢驗結果變異范圍甚大,為能維持鋪面成效與配合設計的模擬效果相同,各道路機關均在施工說明書中將其誤差控制于適當的范圍內,各工程機關對于瀝青含量的驗收標準做出標準化。
管理部門在施工階段由承包商提出申請單,經核定后才可施工,施工規范多為以往成功經驗累積,其工程師必須投入大量時間負責監督,因此對于瀝青含量的誤差范圍較其他單位更為嚴格;對于瀝青混凝土路面的質量管理皆交由承包廠商負責,工程單位與承包商必須視工程的質量成效,考慮承包商的制程能力,采用統計品管訂定較為合理的驗收標準;將質量管理計劃由承包商負責居多,給予對于局部或輕微不良品,訂定折價驗收方式,可減少工程糾紛問題。工程機關所訂驗收標準均給予承包商與業主有相當程度的風險性,對于偏離設計目標較大者,付予工程款項相對也降低;對于瀝青含量檢驗結果的誤差,取樣方式約占10%的誤差因素。
瀝青混凝土粒料級配中,由于細粒料的含量多寡影響鋪面的成效甚巨,將造成鋪面不易壓實,易受到壓路機的推擠變形;另外,細粒料的含量將影響鋪面空隙率的成效設計,并容易提高瀝青膠泥的使用量。因此,各道路工程機關對于粒料級配的驗收標準,隨著粒徑尺寸愈小,質量管制更為嚴格,尤甚于No.200篩,瀝青混凝土粒料級配驗收標準所示,各道路機關在驗收方式上仍采用單一篩號與設計目標的變異范圍。
在熱料斗處進行粒料級配的取樣外,其余工程機關均于瀝青混凝土鋪于路面后,在滾壓之前,按抽樣檢驗計劃采取適當的瀝青混合料樣本,利用AASHTO T164(瀝青路面混合料瀝青含量試驗法)和 AASHTO T30(抽取粒料之篩分析法)同時進行粒料級配的檢驗與瀝青含量試驗。
3 路面壓實度檢驗
道路機關對于路面壓實度的驗收標準,國內工程單位一般仍采用鉆芯取樣方式,進行瀝青混凝土路面的壓實度檢驗。依照《瀝青混合料壓實度測定法》求取工地密度,將瀝青混合料裝置于鋪筑機的過程中,以同批材料取樣制作馬歇爾試體(每面各夯打75下),其密度為鉆心樣本的標準值;或依《瀝青混合料最大理論比重試驗法》,以混合料的最大理論密度為標準值,計算鉆芯樣本的壓實度。負責公路的新建工程和養護工程單位,在車流量高和重要路段不易進行鉆芯取樣,已經實行ASTM D2956核子密度量測儀進行工地密度的量測,此方法為非破壞性檢測,可減少修補鉆芯孔洞的問題。對于路面壓實度仍屬于高質量的驗收標準,承包商必須有嚴格的質量管理計劃方能達到規范要求;其余工程單位采用折價付款的方式進行驗收,對于瀝青混凝土路面壓實度有較為合理的驗收標準,符合工程質量的程度愈高,承包商更無被減價付款的余慮,否則必須將路面挖除重新鋪筑。
4 路面厚度檢驗
因為瀝青混凝土路面鋪設厚度的設計,必須考慮交通流量、環境條件、路基土壤承載力、材料與施工方法等種種因素,如果鋪設厚度不符合原設計厚度,必然造成瀝青混凝土路面承載強度不足,容易致使疲勞裂縫的滋長,為了維護瀝青混凝土路面的耐久性,在厚度檢驗結果不符合標準要求時,大部分處理方式均要求承包商補足路面厚度施工的偏差數量。對于路面厚度一般進行鉆芯取樣,以CNS 8755路面厚度試驗法實際量測鉆芯試體厚度。對于路面厚度,均以偏離設計厚度的偏差值大小進行驗收;采用計數值抽樣驗收方式評估工程質量,計算檢驗樣本的不合格百分比進行驗收。endprint
5 路面平坦度檢驗
國內各道路工程機關可采用三米直規或高低平坦儀量測路面的平坦度,就驗收標準而言,可區分成以各檢驗點的高程差和連續路段高程的標準偏差兩大類,以路面的高程起伏變化作為驗收標準,不得超過規定的高程變化;而公路局則是規定檢驗路段的平坦度標準偏差不得超過驗收標準,檢驗結果超出標準時,則須重新鋪筑。
6 超級鋪面瀝青混凝土質量管理系統
由SHRP研究計劃所研發的超級鋪面配合設計系統在美國地區實行效果良好,成功地增進瀝青混凝土鋪面的服務質量,然而經過NCHRP項目的研究結果顯示,鋪面的疲勞損壞屬長期的破壞現象,可由鋪面厚度設計時間決定適當的鋪面厚度,增加鋪面的抗疲勞能力;造成鋪面損壞的第二個影響因子,可以透過超級鋪面設計程序選用適當等級的瀝青膠泥,減少鋪面低溫龜裂的現象;永久變形是造成鋪面質量低落最主要的損壞因子,必須利用現場試驗的方式評估永久變形發生的短期現象,并且采用QC/QA質量規范控制超級鋪面的施工過程,才能有效遏止瀝青混凝土發生塑性變形的車轍破壞。
工程主辦單位為了確保超級鋪面的質量水平與服務壽命,必須嚴格控制瀝青混凝土的生產、鋪筑和壓實過程,以維持配合設計結果的鋪面成效,因此在NCHRP的Project9-7研究專題中,將瀝青混凝土路面的施工質量管理完全交由承包廠商負責,而工程主辦單位則須確保工程質量達到規范要求。
6.1 QC/QA質量規范的功能與權責
質量是設計、制造出來的,不是由試驗或檢驗方式得來的,因此控制瀝青混凝土路面的生產程序,即是在降低工程質量發生變異的程度。在QC/QA質量規范中,承包廠商能自由地評估工程要求和本身的制程能力,建立質量管理計劃和試驗頻率計劃,其內容包括:(1)能維持生產過程的變異范圍在控制中;(2)當變異程度超出質量控制時,能當機立斷處理矯正,因此承包商必須訂定超級鋪面設計系統中有關使用材料和瀝青混凝土特性的最低標準,并在工地現場利用SGC評估瀝青混凝土的體積性質。讓承包廠商直接控制整個生產過程,透過頻繁的抽樣檢驗頻率,能清楚了解生產過程中發生變異的原因,由于回饋訊息的快速傳遞,不但可以達到工程質量的最大效益,亦能有效率地采取改善措施。
6.2 質量保證系統
工程主辦單位的職責乃確保鋪面工程質量達到規范要求,執行檢驗人員、取樣人員及試驗人員的資格認證,因此質量保證主要包含驗證超級鋪面的體積性質配合設計、查驗瀝青混凝土拌合廠、監督其生產過程,確保產品能符合超級鋪面混合物的要求,工程主辦單位在鋪面工程所必須執行的工作內容。對于工程質量的驗收抽樣程序,參與質量驗收程序的成員絕對不能泄露相關的檢驗刻度、度量和計量的方式等,并且工程主辦單位有責任詢問和警示承包商不可有任何會影響超級鋪面混合物的作業程序。
參考文獻
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作者簡介:張大偉(1984-),供職于江蘇金領建設發展有限公司,研究方向:工程檢測。
(責任編輯:黃銀芳)endprint