水泥混凝土路面的施工質(zhì)量控制研究

摘　要　水泥混凝土路面是兩大高級路面類型之一。本文從施工機械評價、施工工序管理、施工工序的相關(guān)控制三個方面對水泥混凝土路面的施工質(zhì)量控制進(jìn)行深入研究,提出的質(zhì)量控制方法對促進(jìn)我國水泥混凝土路面建設(shè)水平有重要借鑒意義。

關(guān)鍵詞　　水泥混凝土路面　施工　質(zhì)量控制

　　隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,道路的交通量也在不斷增多,因而對道路路面的使用要求也越來越高。目前,我國的水泥混凝土路面設(shè)計理論和方法在世界上己處于先進(jìn)地位,施工機械也不落后,但工程建設(shè)質(zhì)量卻總是不盡如人意。其原因主要在于施工組織管理不健全,對施工質(zhì)量控制缺乏科學(xué)性的認(rèn)識。

　　針對于此,本文從施工機械評價、施工工序管理、施工工序的相關(guān)控制三個方面進(jìn)行深入研究,提出了水泥混凝土路面的施工質(zhì)量控制方法,對促進(jìn)我國水泥混凝土路面建設(shè)水平有重要借鑒意義。

1　施工機械評價

　　水泥混凝土路面施工機械配置是否合理,將直接影響到系統(tǒng)的生產(chǎn)率及機械的利用率;同時也會對機械使用費產(chǎn)生直接的影響,進(jìn)而影響整個工程的施工成本。以工程進(jìn)度為標(biāo)準(zhǔn)的機械評價方法是水泥混凝土路面施工中較為常用的方法,包括兩個指標(biāo):

　　(1) 系統(tǒng)最低生產(chǎn)率指標(biāo)

　　工程進(jìn)度控制主要是依據(jù)總工程量、總工期要求,將該標(biāo)準(zhǔn)量化為機械化施工系統(tǒng)的最低生產(chǎn)率Qmin :Qmin = G/Tmax (1)

　　式中Qmin為機械化施工系統(tǒng)最低生產(chǎn)率; G為機械化施工總作業(yè)量; Tmax為機械化施工最遲作業(yè)工期。主導(dǎo)機械生產(chǎn)能力確定后,也就決定了輔助機械的生產(chǎn)能力和數(shù)量,原則上輔助機械的生產(chǎn)能力應(yīng)略大于主導(dǎo)機械的生產(chǎn)能力,以保證主導(dǎo)機械設(shè)備的生產(chǎn)能力得到最大限度發(fā)揮。在系統(tǒng)實施階段,Qmin主要用于評價機械化施工系統(tǒng)的生產(chǎn)率是否能夠滿足工期目標(biāo)。

　　(2) 系統(tǒng)生產(chǎn)率指標(biāo)

　　高等級公路機械化施工理論將系統(tǒng)機械生產(chǎn)率分為三種:理論生產(chǎn)率Q1 ,反映機械技術(shù)水平,一般為機械技術(shù)說明書上標(biāo)定的額定生產(chǎn)率;技術(shù)生產(chǎn)率Qj ,反映在具體的工作對象下操作人員的技術(shù)操作水平;實際生產(chǎn)率Qs ,反映在具體的施工條件下的機械化施工設(shè)計方案,施工機械配合及組織管理水平。

　　施工機械評價的基本步驟如下:

　?、偈占緮?shù)據(jù); ②由水泥混凝土路面施工工藝確定系統(tǒng)機械設(shè)備組成; ③根據(jù)Qmin確定系統(tǒng)主導(dǎo)機械設(shè)備- 拌和機生產(chǎn)能力及數(shù)量; ④由主導(dǎo)機械設(shè)備的生產(chǎn)能力確定輔助機械- 攤鋪機的生產(chǎn)能力和數(shù)量; ⑤對現(xiàn)有機械進(jìn)行對比評價。

2　施工工序管理

　　水泥混凝土路面施工過程中,每一項具體工作是由一道道工序加工出來,每道工序質(zhì)量的好壞,最終都直接或間接影響工程質(zhì)量,所以工序質(zhì)量是形成工程質(zhì)量的基本環(huán)節(jié),是質(zhì)量管理的重點。由于工序是人、機、材料、方法、環(huán)境等諸因素對產(chǎn)品綜合作用的過程,各因素的波動,將導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的波動,因此,應(yīng)對工序質(zhì)量中的影響因素進(jìn)行分析、控制,使工序保持穩(wěn)定狀態(tài),這就是“工序管理”的任務(wù)。

2. 1　工序質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

　　工序質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是工序管理的依據(jù),它包括設(shè)計值與允許偏差,設(shè)計值由設(shè)計圖紙、設(shè)計說明書與工程承包合同規(guī)定;允許偏差由國家規(guī)范、規(guī)程規(guī)定。在進(jìn)行工序管理時,還應(yīng)包括施工單位對該工序的質(zhì)量指標(biāo)計劃值。

2. 2　工序能力分析

　　工序能力是指工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時的施工情況,用工序能力指數(shù)Cp表示。工序能力的大小要與產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相符合,工序能力過大易導(dǎo)致造價提高,過小則不能滿足質(zhì)量要求。工序穩(wěn)定性分析可利用頻數(shù)分布圖、直方圖以及工序能力圖、控制圖等方法來判斷工序是否處穩(wěn)定狀態(tài)。工序能力指數(shù)采用下式計算:計量值有雙側(cè)允許偏差時

Cp =X/6 s (2)

計量值僅有單側(cè)標(biāo)準(zhǔn)限制時

Cp = (Tu - x) /3 s　(給出上限標(biāo)準(zhǔn)Tu 時) (3)

Cp = ( x - TL ) /3 s　(給出上限標(biāo)準(zhǔn)TL 時) (4)

式中: X為樣本平均值, s為標(biāo)準(zhǔn)差。工序能力分析采用表1判斷。

2. 3　工序質(zhì)量控制

　　工序質(zhì)量控制就是利用控制圖對工序的加工質(zhì)量進(jìn)行控制,它貫穿于工程施工的全過程。通過對影響工程產(chǎn)品質(zhì)量的條件和因素實行定向控制,來確保工程產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量水平,體現(xiàn)了全面質(zhì)量管理中預(yù)防為主的特點。為了有效地對工藝過程進(jìn)行控制,使各工序參數(shù)穩(wěn)定在某一數(shù)值上或穩(wěn)定在某一范圍內(nèi),本文采用平均值控制圖,這樣即可以知道過程的狀態(tài)平均水平的總趨勢,又可了解樣本中的單個數(shù)值在時間上的離散情況。

3　施工工序的相關(guān)控制

3. 1　強度控制

　　(1)管理圖法

　　在混凝土生產(chǎn)過程中,需要定期檢查混凝土的強度質(zhì)量是否符合要求。用試驗數(shù)據(jù)繪制混凝土質(zhì)量控制圖,是一種簡單有效的管理方法。下面以美國混凝土學(xué)會質(zhì)量管理圖(如圖1)為例加以說明。

　　圖1A中,每個點表示一組試件的抗壓強度,實線代表設(shè)計強度,虛線表示施工配制強度,按日也可以按其他順序繪制強度圖。圖B為移動平均值,代表圖A中五個(組)抗壓強度的平均值,每次加上一個新的抗壓強度,和先前的四個抗壓強度一起計算新的五個試驗結(jié)果的平均值,用來計算移動平均值的試驗的數(shù)目可以變化。圖C為移動平均極差,每點為十組二個試件抗壓強度極差的平均值,每天繪制一點。(虛線代表0. 08467.f )在繪制抗壓強度控制圖時可同時繪制坍落度控制圖。

　　(2) 成熟度法

　　混凝土的強度是水泥和水的化學(xué)反應(yīng)(水化)的結(jié)果。由于水化率取決于溫度,所以可運用成熟度的概念來評估混凝土的強度。成熟度是時間和養(yǎng)生溫度的函數(shù),混凝土澆筑后,在特定時內(nèi)測定混凝土的溫度,可計算混凝土的成熟度。如果預(yù)先建立某一特定混合料的成熟度和抗彎強度之間的關(guān)系,便可估算混凝土的強度。成熟度的概念基于一個假設(shè):即對一特定混凝土混合料而言,相同成熟度的混凝土具有相同的強度,不考慮時間- 溫度綜合因素對混凝土成熟度的影響?；炷砍墒於韧ǔＳ盟鳡? Saul)公式計算如下:

M ( t) = 6 (T - T0 )Δt (5)

　　式中:M ( t)為t齡期的成熟度;Δt為時間間隔;T為Δt時間間隔內(nèi)混凝土的平均溫度; T0 為基準(zhǔn)溫度?？箟簭姸扰c成熟度的關(guān)系如圖2所示。

　　圖2 ( a)圖中等溫養(yǎng)護條件為基準(zhǔn)溫度4℃;( b)圖中等溫養(yǎng)護試件為基準(zhǔn)溫度- 10℃?；鶞?zhǔn)溫度是指混凝土強度從此不再隨時間而增加(水化反應(yīng)停止)時的溫度。據(jù)試驗研究表明,這一溫度的范圍在- 11. 7℃～10. 6℃之間。索爾公式假設(shè)混凝土的成熟度隨溫度增長而線性增長。成熟度方法的原理是混凝土強度與其成熟度有關(guān),應(yīng)用這種方法要先建立成熟度- 強度關(guān)系曲線,各種混凝土有不同的成熟度與混凝土強度的關(guān)系,故每種混凝土要建立自己的成熟度- 強度關(guān)系曲線。應(yīng)用工程擬采用的材料和配合比成型一系列不同齡期的強度試件,試件在室溫下養(yǎng)護并記錄溫度變化以便計算試壓時的成熟度,繪制每個齡期的平均強度和相應(yīng)的成熟度,得到一條光滑的強度- 成熟度曲線。如欲確定某個齡期工地試件的強度,可應(yīng)用這個齡期的成熟度,然后從強度- 成熟度曲線上讀出它的強度。

3. 2　平整度控制

　　路面平整度直接影響到道路使用者的利益。一方面,路面的平整度影響到行駛的安全、經(jīng)濟、快速和舒適;另一方面,若路面平整度不好時,必然會加大行駛車輛的顛簸,使機械磨損,油耗增加,行駛速度下降。根據(jù)國內(nèi)外資料表明,行車速度與平整度成反比,油耗隨平整度變化呈指數(shù)上升。所以平整度是道路使用者利益的最直觀體現(xiàn),作為社會設(shè)施的道路,必須考慮到使用者的利益。所以有效地控制平整度具有重要的現(xiàn)實意義。

　　由于平整度測量數(shù)據(jù)量比較大,所以我們采用平均值控制圖(.X - R)法進(jìn)行控制。這種控制圖可用于批量或大批量的產(chǎn)品質(zhì)量控制,一般包括兩張控制圖,即平均數(shù).X控制圖和極差R控制圖。為了畫出.X - R圖,可先取出n組樣品,分別求出每組樣品的平均數(shù).Xi 和極差Ri ,然后再利用下式求其平均數(shù).X 和極差R:

3. 3　裂縫控制

　　由于產(chǎn)生裂縫的原因很多,無法定量的作出分析。本文擬采用因果分析圖(魚刺圖)方法對產(chǎn)生裂縫的整個過程進(jìn)行控制并輔助以圖解法控制養(yǎng)護操作。

　　為了能系統(tǒng)的進(jìn)行分析,我們可以將人員、機械、機具、工具、工藝操作和工作環(huán)境等作為主要因素來分析,再從每個主要因素中找出相關(guān)的次要因素。如此越分越細(xì),逐步找出影響根源,然后采取措施加以改善,并注意實踐驗證,通常需要有幾次反復(fù)才能取得明顯效果。以下為混凝土裂縫的因果分析圖。在觀察因果分析圖時,我們還必須注意以下幾個問題:

　　a. 大小各種原因都是通過什么途徑在多大程度上影響結(jié)果的。

　　b. 各種原因之間有無聯(lián)系。

　　c. 各種原因有無測定的可能,準(zhǔn)確度如何。

　　d. 把分析出來的原因與現(xiàn)場的實際情況逐項對比,看與現(xiàn)場實際有無出入,以及有無遺漏的條件或不宜遵守的條件等。

4 結(jié)語

　　水泥混凝土路面工程施工質(zhì)量管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是施工現(xiàn)場的工序質(zhì)量管理,提出了相關(guān)的控制方法,并對相關(guān)控制方法進(jìn)行了深入研究,力圖使施工管理者能夠掌握控制重點,能夠有的放矢。建議今后著重研究全面質(zhì)量管理方法在研究水泥混凝土路面施工中的應(yīng)用,并針對具體工序研究科學(xué)的控制方法,最終達(dá)到使一般技術(shù)人員均能熟練運用。

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