（交通运输规划与管理专业论文）低等级农村公路路面质量控制研究.pdf

摘要 农村公路是我国公路的重要组成部分，是保障社会经济发展最重要的基础设施之 一。我国地域广阔，地理位置、气候迥异，东西部经济实力差距较大，以及各地原材料 质量也存在很大的差异。近几年农村公路进入了建设高潮期，农村公路建设等级标准低， 建设期集中，建设资金有限，无形中增加了农村公路路面质量控制的难度 本文借鉴国内外农村公路质量控制的现状，重点分析了农村公路路面施工过程的 质量控制、路面结构选型。主要采用定性与定量相结合的方法，对结构选型及路面施工 过程进行研究。 本文在实现监控目的的基础上，通过“德尔菲法 收集大量专家的意见，归纳出 控制指标，并最终按照递阶结构建立了指标体系；同时将最优传递矩阵的概念融入层次 分析中，归纳改进的a h p 法，结合各个指标的重要性标度，构建判断矩阵，计算直接得 到指标体系中各个指标的权重，最后构建了路面施工过程的行为模型，按照模糊系统的 步骤和方法，得到路面施工控制的等级；并运用到实际工程中。 本文对路面结构选型研究。并针对农村公路多为旧路路面改造地建设特点，提出 先对原有路面的破损类型及程度进行评估，根据存在的问题，施工过程中能够做到防忠 于未然。 关键词： 农村公路路面施工质量路面选型模糊综合评判 a b s t r a c t r u r a lr o d ei sa ni m p o r t a n tp a r to ft h ec h i n a sr o a d ，i sa l s oo n eo ft h e t h em o s ti m p o r t a n t i n f r a s t r u c t u r et op r o t e c ts o c i o e c o n o m i cd e v e l o p m e n t t h ev a s tc h i n ah a sd i f f e r e n t g e o g r a p h i c a ll o c a t i o n ，c l i m a t ea n dt h eq u a l i t yo fr a wm a t e r i a l s t h ee c o n o m i cs t r e n g t hg a p b e t w e e nt h ee a s ta n dt h ew e a s ti sg r e a t i nr e c e n ty e a r sr u r a lr o d eh a sc o m ei n t ot h eb o o mo f t h eb u i l d i n g ，a sr u r a lr o a dh a v el o wg r a d ec o n s t r u c t i o ns t a n d a r d s ，c o n s t r u c t i o np h a s e ， l i m i t e dc o n s t r u c t i o nf u n d s ，i ne f f e c ti n c r e a s i n gt h er u r a lr o a ds u r f a c eq u a l i t yc o n t r o lm o r e d i 伍c u l t t h i sa r t i c l ep r o f i t st h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr u r u a lr o a dq u a l i t y c o n t r o l ，a n a l y s i st h ec o n s t r u c t i o np r o c e s sq u a l i t yc o n t r o lo ft h er u r a lr o d e ，t h er o a ds t r u c t u r e s e l e c t i o n t h ea r t i c l em a i n l yu s i n gt h ec o m b i n i n go fq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o d st o s t u d yt h eq u a l i t yc o n t r o lo ft h er o a dc o n s t r u c t i o np r o c e s sa n dt h es t r u c t u r eo fs e l e c t i o n o nt h eb a s eo fs u r v e r l l a n c ea n dt h o u g ht h ed e l p h i ，al o to fe x p e a s s u g g e s t i o n sa r eg a t h e r e d ， a n dt h e nt h et e x tc o n c l u d e st h ei n d e x e sa n ds e t su pt h ei n d e xs y s t e m m a k i n gt h ec o n c e p to f o p t i m a lt r a n s f e rm a t r i xa n da n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s sd i g e s t e d ，t h ei m p r o v e da h pi s c o n c l u d e da n dt h r o u g hi n t e g r a t i n gt h ee s s e n t i a l i t ya n dc o n s t r u c t i n gju d g e m e n tm a t r i xa n d a v o i d i n gc o n s i s t e n c yc h e c k ，t h et e x tg e t st h ei n d e x e s w e i g h ti nt h ee n dw h i c hm a k e su s eo f t h ei m p r o v e da h p of i n a l l y , t h et e x te v a l u a t e st h ei n d e x e sa c c o r d i n gt ot h er a n g ea n dt h e n a p p l i e si tt ot h ef a c t u a lc o n s t r u c t i o n t h et e x tf o c u so nt h es e l e c t i o no fr u r u a lr o d es t r u c t u r e a n df o rr u r a lr o d ef o rm o r et h a nt h e o l dr o a ds u r f a c ec h a r a c t e r i s t i c so fr e b u i l d i n g ，f i r s tp r o p o s e dt h et y p ea n de x t e n to ft h ed a m a g e a s s e s s m e n t a c c o r d i n gt ot h ee x i s t i n gp r o b l e m si n t h ec o n s t r u c t i o n p r o c e s s ，s o c a nb e p r o a c t i v e k e yw o r d s ：r u r a lr o a d ；r o a dc o n s t r u c t i o nq u a l i t y ；s t r u c t u r es e l e c t i o n ；f u z z y e v a l u a t i o n 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 移 论文知识产权权属声明 d g 年g 月xe t 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：书静 导师签名：芝户轨奄 四年f 月珐e t o3 年j 月t a 日 长安人学硕士学位论文 第一章绪论 建设社会主义新农村，是党中央、国务院根据我国经济社会发展的阶段特点，为解 决“三农 问题而作出的重大决策，这一重大决策为“十一五”时期的农村公路建设提 供了新的历史机遇。 在新的历史起点上，我们要深刻认识到，加快农村公路建设，既是全面落实科学发 展观的必然要求，也是建设社会主义新农村的重要内容；既是改善农村生产和生活条件， 发展农村经济、解决“三农”问题的前提，也是增加农民收入的有效途径；既是扩大内 需、拉动经济增长的重要举措，也是促进经济社会全面协调可持续发展的重要条件；既 是构建便捷、通畅、高效、安全的交通运输体系的重要组成部分，也是实现交通又快又 好发展的重要基础。我们必须从国民经济和社会发展全局的高度，深刻认识新时期加快 农村公路建设的重大意义。 我国农村公路的发展目标是：到2 0 1 0 年所有具备通车条件的乡( 镇) 、村通公路， 县城到乡( 镇) 公路基本铺筑水泥或沥青路面，乡( 镇) 到村公路基本消灭土路，农村公路 总里程将增加到1 8 5 万k m 。 1 1 问题的提出 交通部冯部长在讲话中指出：要高度重视农村公路建设质量。农村公路技术标准不 高，但质量要求决不能降低。如果在质量上出了问题，“民心工程”就成了“伤心工程 。 各级交通主管部门一定要正确处理好质量与速度的关系，“宁可慢一点，也要好一点”， 决不能留下质量隐患。农村公路建设一定要坚持从实际出发，各地在发展目标、技术标 准、前期工作、施工管理等方面，不要盲目攀比，不搞“一刀切”，不搞形式主义，切 实做到从当地社会主义新农村建设需要出发，从当地公路交通发展实际出发，有计划、 有步骤、有重点地稳步推进，让农村公路成为通向社会主义新农村的阳光大道，成为惠 及亿万农民的“民心工程”。 高等级公路建设主要包括五大部分，即路线、路基、路面、桥涵( 包括立交通常称 构造物) 和交通工程。上述五大部分中，路基和路面最容易产生质量问题，并一导致路 面产生早期破坏，直接影响行车速度、行车安全和车辆通行能力。农村公路建设原则上 第一章绪论 以现有道路为主，尽量利用老路改扩建。合理运用线形指标避免大改大调造成大挖大填 而破坏环境、引发灾害和增加造价。因此，目前的农村公路建设等级标准低，多为路面 改造项目。针对这一建设特点，提出了适宜的路面建设质量控制及路面结构选型方法。 由于种种原因，忽略了农村公路的建设质量，致使某些农村公路在建成后不久出现 了丌裂、沉陷、车辙、裂缝等早起破坏现象，因农村公路的建设资金有限，在完成大规 模的农村公路建设后，农村公路的维修和养护成为了一大难题，如果在农村公路建设时， 能充分保证其建设质量，有一个让政府、群众、施工单位形成一个政府监督、工程监理、 企业自检质量控制体系，采取切实有效的质量控制方法及时发现问题并改进。在这种工 程建设的实际背景下，低等级农村公路路面质量控制提出显得迫切重要。 1 2 研究的意义与必要性 我国地域广阔，地理位置、气候迥异，东西部经济实例差距较大，以及各地原材 料质量也存在很大的差异。近几年农村公路进入了建设高潮期，农村公路建设等级标准 低，建设期集中，建设资金有限，无形中增加了农村公路建设质量控制的难度。 对于各省市交通部门来说，在今后相当长的一段时间内，都将面临着十分繁重的 农村公路建设任务，然而农村公路技术标准虽然较低但由于项目子项目多，分布地域 广，子项目规模小、建设高潮期集中等原因，工程质量管理难度很大。针对农村公路的 建设特点，对农村公路路面质量控制研究提上日程。 在这种情况下，如何保证农村公路路面建设质量是每个公路建设管理部门、施工单 位、简历单位亟待解决的一个关键问题，有着重要的现实意义。 1 、修实用路、民心路 农村公路不在宽而在适用，等级不在高而在实用。农村公路建设一定要根据当地社 会经济发展水平、交通发展状况、地形地质特点，合理确定技术标准，科学选用技术指 标。要因地制宜，大力推广就地取材、易于控制施工质量、利于后期养护的路面结构。 2 、修资源节约之路 严格的遵守土地保护政策，把保护耕地、节约土地、加强环保放在重要位置，注重 环境保护和资源的有效利用，尽量利用旧路，采取就地取材，节约建设资金，实现农村 公路建设与社会经济自然环境相和谐，促进可持续发展。 3 、正确处理好质量与速度的关系 农村公路建设“宁可慢一点，也要好一点”，不能留下质量隐患。积极探索适合农村 2 长安大学硕卜学位论文 公路特点的质量管理新机制，完善相关管理制度，加强对基层技术管理人员和施工人员 的指导培训，普及农民群众易于掌握的施工方法。 1 3 国内外农村公路研究现状 1 3 1 国外农村公路质量控制现状 1 、质量控制措施 国外农村公路主要从规划设计入手，从农村公路最初的规划设计阶段进行评估，在 施工过程中严格控制质量，在项目建成后进行项目后评价，对农村公路项目进行全过程 的质量监督控制，从而保证了农村公路建设的质量。 ( 1 ) 苏格兰农村公路质量控制 在1 9 9 2 年，苏格兰道路管理局( s c o t t i s ho f f i c er o a d sd i r e c t o r a t e ) 就出版了一本专 著对上述问题进行了研究与探讨。现在，在那些环境敏感的农村地区特别是旅游区，道 路、桥梁以及交通( r o a d s ，b r i d g e sa n dt r a f f i ci nt h ec o u n t r y s i d e ，r b t c ) 的规划与建设 都必须遵循严格的咨询程序来进行。本文是该组织于2 0 0 2 年出版的一份研究报告，： 绍了苏格兰地区为协调农村公路与环境两者之间的关系而进行的一些研究。 苏格兰主要研究内容：农村公路体系以及载重汽车在农村地区的行驶路线研究； 适宜农村地区的公路研究；农村公路管理与环境；投资一效益控制的农村公路景 观设计：与自然相适应；农村公路噪音控制与消除；农村公路路侧设施。 ( 2 ) 印度农村公路建成后的监控 印度喀拉拉邦政府下属的一家自治机构一一国家交通计划编制和研究中心 ( n a t p a c ) 提出了一项基于网络的计划编制和分析建模系统。该系统提出了一项系统 性地贯通全国范围乡村的项目，即p r a d h a nm a n t r ig r a ms a d a kv i k a sv o j a n a ( p m g s v y ) 进行计划编制和监控。 ( 3 ) 国外薄层表面路面结构厚度设计方法 路面设计涉及到几个因素，包括排水、路面结构的厚度、要使用的材料及磨耗层表 面混合料设计。所有这些因素对获得具有成本效益的路面来说都是非常重要的。下面简 略的评论一下国外几种路面结构厚度设计方法及其功共用性，由于是简单的评述，所述 过程并不能用于设计目的，设计师应参照己发行的程序并核对应用该程序的所有可使用 的条件进行路面结构设计。当然，路面设计也绝对不能简化到设计人员简单地从一个图 表中挑选一个厚度的这种水平上。因为影响路面性能的基本因素，即交通荷载、路基土 3 第一章绪论 承载能力和环境( 如水分和温度) 在整个路线长度和路面的寿命范围内变化很大。因此， 必须把设计的路面与早期施工路面的设计和路面性能进行比较，进行充分的设计后做出 明智的判断。 目前国外使用的几种薄层表面路面结构设计方法主要有：a a s h t o 设计方法、工程 兵团设计方法、澳大利亚路面设计手册、南非路面设计方法、英国第3 1 号道路路面设 计方法等。 ( 4 ) 发展中国家农村公路设计建议 发展中国家的农村公路设计建议主要考虑以下几个方面： 选择最适宜于当地需求的公路类型等级： 设计最适于当地交通流量和运输的公路； 施工技术的选择； 确定良好的养护队伍，确信他们拥有相关的专业知识和资金来源。 2 、采用的新技术 ( 1 ) 开普封层 开普封层首先在南非的开普敦( c a p et o w n ) 使用，因此称为开普封层( c a p es e a l ) 。开 普封层采用碎石封层和微表处的组合( 厚度2 , - - , 2 5 c m ) ，这种组合充分发挥了2 种结构的 优势。该结构下层采用碎石封层结构( 厚度0 8 1 0 c m ) ，起防水粘接作用，并能延缓反 射裂缝的出现；上层采用微表处( 厚度1 2 1 5c m ) ，既有良好的抗滑性能又有良好的平 整度。 开普封层是柔性薄层路面，能适应路基的轻微过渡性沉降，弥补了农村公路路基压 实不足的一些缺陷，延长了道路寿命。根据施工后的跟踪观测看，开普封层在低温下养 护时间有所延长，并伴有石子掉粒的现象，此时要及时清扫松动的粒料，并注意延长养 护期。实践证明采用恰当的处理措施，完全不会对路面使用功能造成影响。开普封层不 需碾压，故简化了施工工艺，整个路面的平整度也会随车流量的增长而显著提高。 以下是对开普封层结构特点的一些总结性评价： 结构本身不透水，保护基层免受水损害。开普封层设计采用高的油石比和较多的 细集料，因此其空隙率很小，雨水难下渗破坏基层，增强了基层的耐久性。 施工受气候的影响小。开普封层技术可以在一年四季中的任何时候进行，不受气 温影响。阳离子乳化沥青能有效地与潮湿的石料相结合，可在雨后立即施工，不必等到 石料完全晒干，增加了施工时间。 4 长安人学硕上学位论文 施工速度快，交通干扰小。开普封层整个施工全部由专用摊铺设备完成，因而节 省了大量的人力、物力和工作时间，提高了工作效率，是一种精确而便捷的路面铺筑方 式。与水泥路相比，还不到它施工时间的l p s ，综合效益非常显著。 维修养护操作简易。由于其采用了高性能的乳化沥青，在常温下即可施工维护。 尤其针对小面积的坑洞修补，可采用人工现场拌料摊铺，施工方便，维护简单。 路用性能稳定，性价比高。开普封层成本虽比传统的沥青贯入式或沥青表处略高， 但由于开普封层采用了连续级配石料，因此其路用性能、表观效果、行车舒适性、安全 性等方面可以与一般密级配沥青混凝土路面相媲美，造价却只有其2 3 。 ( 2 ) a a s h t o 设计方法 a a s h t o 设计方法以2 0 世纪5 0 年代a a s h t o 的试验路为基础，是典型的经验设 计方法，该方法以p a v e m e n ts e r v i c e a b i l i t yi n d e x ( p s i ) 为设计指标综合反映路面的使用性 能，包括裂缝、修补、车辙和其他损坏类型，其中平整度是最主要的指标。随着交通量 的增长、车型的变化，新的材料及施工方法的采用，经验设计法已经不能满足路面设计 的需要；同时其他技术的发展如环境影响模型的建立，力学技术的前进也为研究新的设 计方法提供了条件。基于此中情况，美国国家公路联合研究计划( n c h r p ) 开展了新的路 面设计方法的研究，并在2 0 0 4 年公布了初期的研究报告n c h r p1 - 3 7 a ，即a a s h t 0 2 0 0 2 设计方法。该方法的最大特点是改变了以往的经验设计的思维，采用力学经验设计方法。 自问世以来a a s h t 0 2 0 0 2 设计方法虽然饱受争议，但是其路面设计的基本思想却是值 得借鉴的。 1 3 2 国内农村公路质量控制现状 l 、重庆地区开普封层 开普封层在重庆市渝北区有4 条试验路段，分别于2 0 0 4 年1 月和2 0 0 6 年1 月铺筑 完成，并且都属于冬季施工。施工单位和路政部门、镇政府提前制定了交通管制方案， 采取局部路段全封闭施工的方法来确保各工程的竣工通车。项目前期施工准备工作主要 在于选定当地的材料，依试验指标选定旱土某料场的集料。施工准备的另一重要任务是 施工交通管制方案的制定。 2 、辽宁省农村公路路面结构 辽宁省内有一个性能和质量良好的沥青厂辽河油田，因此辽宁省大部分农村公 路选择的是沥青路面结构，可以就地取材选用沥青。 第一章绪论 面层采用普通沥青混凝土，基层采用水泥稳定砂砾、水泥稳定碎石、电石渣粉煤灰 稳定中粗砂等，垫层根据当地材料选用天然砂砾、卵石或石渣等。农村公路的沥青面层 通常采用单层厚度为3 c m 的a c 1 3i ，面层较薄，不作为结构层，仅起到保护基层、防 水、抗滑、防尘和改善行车舒适性等。沥青采用a h 9 0 号，面层和基层之间还洒布乳化 沥青粘层油。基层一般为1 5 - - 2 0 c m 稳定砂砾、稳定碎石土；垫层一般为2 0 - - 3 0 c m 天 然砂砾，在水文条件好的地区也用石灰土垫层。 3 、吉林省农村公路路面结构 吉林省的农村公路一般有水泥混凝土路面、砂石路面和砖块路面。经济条件好的则 采用混凝土路面，面层厚度一般为2 0 - - 2 2 c m ，基层一般为半刚性材料。经济条件较差 的山区多采用单层或多层结构砂石路面及砖块路面，路面基层厚度不小于1 5 c m ，路面 面层最小厚度为1 0 e m ，一般面层厚度在1 0 - 1 8 c m 。 4 、江苏省农村公路路面结构 江苏省所有农村公路都铺筑了面层。在确定路面结构时本着“注重当地经验，就地 取材，强基薄面，结构层少，造价低廉，便于施工 的原则进行。对于新建公路，在确 定路面结构时，应参照就近地区已有的使用性能好的农村公路的路面结构，并考虑当地 的筑路材料来源及施工机械设备与施工技术水平。对于改建工程，除考虑施工方面的因 素外，还应考虑充分利用老路已稳定的路基和相应的路面结构层，并在此基础上设计改 建新的路面结构。 5 、安徽省农村公路路面结构 安徽省的农村公路基本上是准四级，大部分采用碎石路、砂石路，也有部分采用水 泥混凝土路面或沥青碎石路面。县乡道路采用沥青混凝土路面或水泥混凝土路面，沥青 路面面层厚度为4 - - 6 c m ，水泥混凝土厚度为2 0 - - 2 2 c m ；村道为泥结碎石路面或砂石路 面的面层厚度为2 0 c m 。基层采用水泥砂砾、级配碎( 砾) 石或石灰土；垫层多采用石 灰土：利用旧路的路面时用砂、灰土作调平层。 6 、浙江省农村公路路面结构 浙江省经济发达，农村公路的建设标准相对来讲较高，对于村道，经济比较好的地 区采用标准四级路，甚至三级路，而经济相对差的地区多采用准四级。村道的沥青混凝 土面层厚度为3 - - 4 c m ，若采用沥青表处，必须设有下封层。村道的水泥混凝土路面板 厚度为1 8 - - 2 2 c m 。基层采用半刚性材料，部分村道的水泥路仅在旧路路面上作一层调 平层而不做基层。 6 跃安大学硕士学位论文 7 、陕西省农村公路路面结构 陕西省根据公路工程技术标准、农村公路建设标准指导意见和陕西省农村 公路技术标准，提出农村公路路面结构选择原则：已经验方法选取典型路面结构，所 选结构能抵抗自然因素破坏，发挥路面平整、防水、防尘等功能作用，保证主导交通车 辆安全通行，兼顾自行车和行人等因素。根据陕西省农村公路技术标准的建议： 陕西省农村公路次高等级及以上路面，陕南以水泥路为主，关中以沥青表处、沥 青碎石等为主，陕北以宽基窄面的沥青路面为主，村镇街道应优先选择耐久性好的水泥 路面或砖、石路面，各地较长距离的通村公路应优先选择粒料稳定土路面，在经济条件 允许的情况下再考虑选择沥青或水泥路面。 半刚性基层上沥青混凝土和沥青碎石路面应加铺o 7 c m 的下封层。 农村公路路面结构占其总造价的比重很大，因此需要慎重选择路面结构形式。在 选择典型路面结构时，应根据当地的自然环境条件和筑路材料特点以及具体的交通量大 小，调整路面材料的级配。 各地区要对典型的路面结构修建进行长期服务性的观察和总结，为以后农村公路 选择路面时参考。 8 、四川省农村公路路面结构 四川省地域辽阔，地形复杂多变，各地气候条件、筑路材料、交通量、经济发展等 差异较大，四川省的农村公路结构类型相对较多。通村公路典型的路面结构型式主要有 砂砾路面、弹石路面、泥结( 泥灰结) 碎石路面、级配碎石路面、固化剂改良路面、沥 青表处路面以及水泥混凝土路面。 1 4 本文研究的内容及框架 农村公路进入全面建设时期，农村公路建设质量控制是一个亟待解决的问题，本 论文“低等级农村公路路面质量控制“就是在分析国内外农村公路质量控制现状的基础 上，根据农村公路的建设特点，建立农村公路路面质量控制指标体系，并提出相应的路 面质量控制方法，根据实例，针对目前农村公路建设质量存在的实际问题深入研究。具 体研究内容如下： 第一章：介绍了选题背景、国内外农村公路质量控制现状，全面介绍了农村公路路 面建设中存在的问题，并指出农村公路建设路面质量控制的意义及必要性。全面分析农 村公路路面建设特点及内涵，从农村公路路面建设过程、路面结构选型两个方面对农村 7 第一章绪论 公路的路面质量控制进行论述。 第二章：根据施工过程的阶段性理论，并分析了低等级农村公路路面建设过程中存 在的问题，建立了全面体现低等级农村公路路面质量施工过程的质量控制指标体系。 第三章：分析农村公路路面控制指标体系，通过全面分析农村公路路面质量控制指 标，提出路面施工过程的质量控制方法，并根据实例，验证低等级农村公路路面质量控 制方法的可行性，及可操作性。 第四章：综合考虑路面选型的影响因素，建立路面选型影响体系，并提出了路面选 型方法，并根据低等级农村公路多为路面改造项目，提出先对路况进行检测、评价，有 针对性的再进行施工改造的程序。 第五章：结论及进一步建议。 长安大学硕上学位论文 第二章低等级农村公路路面施工质量控制 2 1 路面施工过程质量控制指标体系建立的必要性 在施工环节上，低等级道路的施工存在着很多不利的主客观条件： l 、设备和物资条件差。由于低等级道路的投资相对较少，用于修建低等级道路施 工的机械设备大多是“二线”或“二手”设备，不仅性能欠佳，也缺乏合理的配置或组 合。 2 、技术力量薄弱。负责修建低等级道路的施工单位多为一些技术力量比较薄弱的 单位，这样也造成了低等级道路的修建质量相对较低，易于出现道路病害。 具体施工中，存在以下问题： ( 1 ) 在路基路面材料方面，由于本身造价方面的原因，除了沥青、水泥、添加剂外， 低等级道路更多的是使用当地材料，尤其是道路沿线材料。因此，所采用料场的材料是 否与设计相符就极为关键，因为这关系到实际路面材料的物理力学性能能否达到设计 值。实际情况是，施工时使用的道路沿线的材料不可避免地与设计有一定的出入。 ( 2 ) 在施工组织和施工工艺方面：沥青混合料拌和、运输、摊铺以及碾压的协调工 作不到位。拌和机过量生产、运料车等卸、摊铺机等料、压路机停压的现象常常可在低 等级道路的施工工地上见到；过热的料、已凉的料仍用在路上。由此造成在摊铺碾压过 程中，路面结构材料就已经留下了较多的缺陷。 拌和上的不均匀。人工拌和、滑犁拌和、装载机拌和搅拌机拌和同时存在。 碾压方式不合理、缺少合理的压路机机型组合，压实度不能有效地保证。 ( 3 ) 路基填筑时，不严格分层、碾压，压实度没保证。上述施工组织和施工工艺过 程中的质量控制不到位，造成了路基路面结构的先期缺陷，也是引起低等级道路路基路 面病害的主要原因。 如何针对低等级农村施工过程中存在的问题，对其质量进行过程控制的检测与评 定，目前还没有比较统一的技术要求和指标规定。在农村公路建设飞速发展的今天， 尤其是农村公路建设资金有限的情况下，迫切需要解决低等级农村公路施工过程的质量 控制的问题。正是在这一工程实际需求的背景下，路面施工过程质量控制指标体系研 究的提出显得尤为重要和迫切。 路面的施工是一个复杂的过程，对其质量控制过程中关键环节的控制研究是多方面 9 第一二章低等级农村公路路面施_ t 质量控制 的。只用一个两指标是不能真实反映路面质量控制和满足研究需要从而达到研究目的 的，因此，需要建立一个系统的路面施工质量控制指标体系。 “指标”( i n d i c a t o r ) 这一术语来源于拉丁文i n d i c a r e ，其含义是揭示、指明、宣布使 人了解等指标是对基本数据的集成或综合，是一种量化的信息。不同专家和学者对质量 控制的指标有不同的理解。“体系 这个词，是指有若干个可以互相区别的要素，以一 定的结构和层次，互相联系、互相作用而构成的具有特定功能的整体。要素是体系的基 本组成部分，它本身具有特定的功能，当要素以一定的结构组成体系后，就会产生与要 素功能不同的新的综合功能，以达到预期的目标。一般指由一些有规律的互相作用或互 相依赖的形式联合起来的物体的聚合物或集合物，这里指的是指标群或指标组合，这种 组合绝不是杂乱无章的任凭主观随意拼凑的。科学的路面质量控制指标体系，应该是依 据一定的研究目的和我国农村公路现状，按照统计设计的基本要求，把客观上存在联系， 能够反应路面控制质量的若干个指标，科学的加以分类和组合而形成的以汇总指标体 系。因此路面质量控制指标体系是一系列有内在联系的指标的组合，从本文来讲，主要 是从材料、机械、人员、工艺、环境几个方面来制定路面质量控制指标体系，衡量和监 测路面施工质量，为业主制定有效的宏观措施，为监理和施工单位准确自检提供有效的 保证。 2 2 指标体系的研究对象和作用 总的说来，路面施工质量控制指标体系的研究对象应该是包括材料、人员和机械、 施工过程中对最终的路面质量起关键作用的施工方法和工艺、及施工的环境等，亦即根 据路面使用寿命的研究目的所确定的特定环节的数量表现。路面的质量控制包括多方面 的内容，这里所要确定的路面质量控制指标体系的研究对象，主要是根据满足原材料、 路面结构使用性能、施工过程质量的要求，结合对施工方法和施工工序的考虑，对涉及 其中的指标进行筛选，通过控制其中的关键指标达到控制施工质量的最终目的。 农村公路路面质量控制指标体系的建立适应农村公路建设发展的要求和便于后续 的管理和养护，主要有以下作用： ( 1 ) 对农村公路路面材料、路面结构及路面建设现状进行比较准确的掌握； ( 2 )能够迅速发现过程中出现的问题，及时反馈，改事后控制为事j j 控制； ( 3 ) 便于政府和业主对关键环节制定合适的控制范围，进行及时的检测和控制。 1 0 长安人学硕i ：学位论文 2 3 指标选取及指标体系建立的原则 建立指标体系是一个十分复杂的问题，路面质量控制的目标首先是反应农村公路路 面建设工程质量控制的客观现状。使其质量管理工作能够适应质量状况的变化和发展， 并促使工程质量控制水平的进一步提高。农村公路技术标准低、建设地域范围广、建设 期集中。由于自然条件、社会经济水平不同，设置的质量控制指标体系也不同，甚至存 在很大的差异。因此农村公路路面质量控制指标体系的构建过程中的一些原则2 9 1 是必 须遵循的： 1 、系统性原则 指标体系，一方面要尽可能完整、全面、系统地反映主题的全貌；另一方面要抓住 主要因素，突出重点，根据项目的特点及存在的关键问题进行指标设定。质量内涵存在 多维性和综合性的特点，只有遵循系统综合原则，才能正确反映质量的整体控制效果， 2 、层次性原则 应根据影响类别设置分级层次，层次之间关系明确、权重合理，并与所选择的评价 方法相容。各指标不但能反映对路面质量的影响，而且相互协调，便于全面评价所研究 的对象。只有遵循了层次性原则，才能在指标选取的基础上建立指标体系。 3 、适用性原则 所选的质量控制指标应数据的可比性、量化可能性。指标所构建的体系能对项目的 总体质量控制水平给出定性和定量的反应，设置的指标尽可能利用已有的或常规的统计 数据和调查方法加以确定，便于应用操作，具有适用性原则 4 、动态发展原则 对农村公路质量的认识是不断深入的，不断完善的过程。同时质量控制指标体系应 充分适应我国的国情和管理部门的实际工作要求。这种以实际需求为导向的原则决定了 农村公路质量控制指标体系本身是动态发展的。 2 4 路面施工质量控制指标体系建立 质量控制指标体系是由许多的有内在联系的单项指标组合而成，在设计时既要从总 体全面考虑整个体系所应包含的内容及其框架，也要逐一考虑各个单项指标的含义、使 用范围和计算方法等。 第二章低等级农村公路路面施工质量控制 2 4 1 施工质量控制指标体系建立流程 根据上述建立指标体系的指导思想、原则及设计步骤，本论文建立了一个确立指标 体系的流程，如下图5 1 所示： 图2 1 确定控制指标体系流程图 1 、前期调查分析 前期的调查是建立指标体系的工作出发点，其目的是为了了解现在国内外农村公路 路面质量控制的现状，质量控制的不同指标和方式，为研究的顺利开展提供有效的资料 细腻下支持。一般情况下，前期的调查包括农村公路路面施工现状，质量控制和质量保 证。 2 、路面质量问题分析 路面质量问题的分析是在背景调查和文献分析的基础上实现的，常用的技术有类比 法、文献调查、公众调查和专家判断等：分析的目的是为了更好的掌握当今农村公路路 面可能存在的质量问题，做到对症下药，使下一步的农村公路的路面建设能够防患于未 然。 3 、初步确定指标 根据分析总结的路面质量问题，结合文献查阅，通过“德尔菲法”，并且通过评价 专家的个人判断，初步确定了路面施工质量控制所需的指标框架，所确定的指标尽可能 的全面，以备进一步的筛选，农村路面质量控制从材料、机械、人员、工艺和环境五个 1 2 长安人学硕j ：学位论文 方面指标，在各部分指标中，要考虑到原材料影响指标，多样性指标，以及累积效应指 标。 2 4 2 施工质量控制指标体系建立 1 、根据确定的路面施工质量控制指标体系包含的内容和范围，考虑如何分类、编 排、推敲和设计其结构和层次，必要时还应确定哪些指标是路面质量控制环节的中心指 标和核心指标。体系的基本框架如下图5 2 所示： 图2 2 体系基本框架图 经筛选和补充后的指标依据图2 2 的体系基本框架分组汇总后，就构成了路面质量 施工过程控制指标体系。在路面施工中涉及的指标非常多，每个指标的控制出现问题，” 都会最终反映到路面的使用性能和使用寿命上。 本论文中基于控制路面施工的表现，并根据指标选取的基本原则，运用“专家经 询法”，本着控制最后路面质量、延长使用寿命，突出各个指标的监控作用的目的，选 取评价路面施工控制的指标。在指标选取的基础上，并依赖于各指标的从属关系、隶属 关系，建立指标体系。汇总如表2 1 所示；建立指标体系的最终目标是为了借助指标评 价使得路面施工质量得到控制，这是指标体系的最终目标，称之为“目标层 ；而施工 过程控制又是由“材料、设备、人员、工艺、环境”等环节对其集中体现，这是效果层。 以此类推，每一个下级子目标层均是上级的效果体现，要表征这种效果，都依赖于相 应的指标，这些指标就构成了指标体系的指标层。 “材料、设备、人员、工艺、环境 是指标体系的第一层次，具有骨骼作用，称 之为“一级子目标层”，关系到整个指标体系的科学性；再下面的“原材料、破碎筛分 设备 等等是指标体系的第二层次，称之为“二级子目标层 ，具有辅助作用：剩余的 指标本论文认为是指标体系的第三那层次，称之为“评价因子层”，是用定性或定量的 分析方法对第一、第二层次指标做出的最初步的评价和判断，是整个体系的基础。沿着 第一二章低等级农村公路路面施工质量控制 “评价因子一二级子目标一一级子目标一目标层 这样一个逻辑脉络，路面施工过程评 价指标体系就得以建立。第一层次和第二层次组成了控制指标体系的骨骼，第三层次是 对工程实际评价的基础，第三层次是前面层次的细化，也是指标评价的基础，通过制定 的评价标准可以层层的评价各层指标，最终得到指标体系的综合评价。 表2 1 路面施工过程质量控制指标体系 目标层 一级子目标层 二级子目标层 评价因子层 碎石压碎值 针片状 含泥量 原 水泥水泥标号 材 初终凝时间 材料料 沥青 软化点 低温五正度 沥青混合料级配 油石比 水稳碎石 级配 水泥剂量 施工过程质量控制 破碎机类型 破碎筛分设备 筛孔设置 除尘方式 产量 拌合设备计量系统 除尘系统 设备 运输设备保温类型 是否采用转运设备 摊铺设备摊铺机类型 平衡梁类型 碾压设备吨位 数量及组合情况 人员技术人员资质资历 技术人员的稳定性 特殊地基的处理工艺 是否实施施工_ 艺的反馈 工艺 压实t 艺的合理与否 特殊气候条件下的施 上艺 环境雨雪天气是否施。r 施工安全的保证 路面施工和质量检验的技术现在已经趋于成熟，不论是施工环节的配合还是各个 方面应该注意的问题，都在理论上和实际操作层面上得到了很大的完善，但是，对于施 工过程中的质量控制指标体系，理论厚度的积累和实践经验的探索都处于起步阶段。 1 4 长安人学硕士学位论文 第三章低等级农村公路路面施工质量控制方法 施工过程中，有时候很难分清主要影响因素和次要影响因素，二者的界限不明确， 即存在一定的模糊性。另外，在路面施工质量问题分析中，对于某些施工情况下，施工 质量问题症状与施工质量问题产生原因具有模糊性，即施工质量问题症状可能会成为另 一个质量问题产生原因，而其产生原因又可能是别的施工质量问题的症状表现。所以， 施工质量过程控制是一个模糊过程，其控制是一个模糊系统的控制。 3 1 基于a h p 及模糊评判方法的行为模型的建立 3 1 1 模糊综合评判方法 综合评判就是对影响事物的多种因素进行总的评判，模糊综合评判【6 1 是运用模糊集理 论对某一对象进行综合评价的一种方法。这种方法主要步骤包括： 1 、模糊评价指标集 模糊评价指标集是以影响评判对象的各种因素为元素所组成的一个普通集合，通常 用大写字母u 表示。u = u 1u ：，u 。 ， 其中：，u ：，u 。为评判u 的各个因素； m 为评判u 的因素个数。 这里所给出的模糊综合评价指标集，仅仅适用于单层次模糊综合评价模型。对于多 层次模糊综合评价模型而言，u iu ：，u 。又分别是相应的模糊评价指标的评价集。 2 、指标等级的评价集 指标等级的评价集实际上是一个关于指标评语的集合，在这里假设指标的评语能够 分成几个等级，用大写字母v 表示。一般情况下，v 是一个有限集，例如 v = 优，良，中，下，劣 或y = 1 级，2 级，ee l n 级 。这时，y 可记作： v = v i ，v 2 ，) 其中：m ，屹，匕为评判某个指标的全部评语； n 为评语的级数。 3 、评价标准 第三章低等级农村公路路面施工质量控制方法 专家对每一个指标选择标语时，还会涉及到第二个问题，即按照什么样的评价标准。 路面施工过程评价标准作为衡量施工质量的一把尺子，由于国内外相关资料较少，对最 终路面质量的评价标准还没有成文的规定，也尚未形成规范的、统一的评价标准。 根据前面制定指标重要性标度的方法，同时结合路面施工过程控制所呈现的四个层 次，本文推荐专家所选评语的标准如表3 1 所示。 一般情况下，对于一个有限集v ，即y = v iv 2 ， ，分为n 个等级，这时，以0 分为最低分( 一般不包括o 分) ，以l o 分为最高分，每一级相应地平均赋予分值。专家 在选择评语时，他们将根据评价标准来进行。 表3 1 专家选择评语表 评语集范围 过程控制的略明显( 0 ，2 】 过程控制的较明显 ( 2 ，4 ) 过程控制的很明显( 4 ，6 ) 过程控制的极明显( 6 ，8 】 过程控制的相当明显 ( 8 ，1 0 ) 4 、模糊评价矩阵 这是一个由指标集u 到评价集v 的模糊映射( 也可看作是模糊变换) 。，其中元素吩表 示从第2 个因素着眼，对某一对象第种评语的可能程度。如果固定环变，( 。，吒：，。) 就是v 上的一个模糊集，表示从第2 个因素着眼，对于某对象所作出的单因素评价。模 糊评价矩阵为： l i2 i 尺：降，2 ： l ： l l l厂用2 其中： r 为模糊评价矩阵 勺是关于第j 个指标的第级评语的隶属度白【o ，l 】 模糊评价矩阵r 遵循以下步骤建立： 发放印有评价指标与评价等级的表格给选定的专家成员，进行模糊统计，然后将 反馈表格回收整理。其中评价集y = v i 心，屹 ，可以由( 相当明显，极明显，很明 1 6 n 月 晰 气； 长安大学硕i ：学位论文 显，较明显，略明显) 五个评价等级构成，收回评价表格整理后，可以得到各个评价指 标相应各等级评语的个数，如得到对第1 个评价指标有形。个k 级评语，k ：个圪级评 语，k ，个圪级评语，那么 铲篪，2 朋 ( 3 1 ) 式中：是关于第f 个指标的第j 级评语的隶属度。 5 、权重的确定 权重是一个相对的概念，是针对某一指标而言。某一指标的权重是指该指标在整 体评价中的相对重要程度。权重表示在评价过程中，被评价对象的不同侧面的重要程度 的定量分配，对各评价因子在总体评价中的作用进行区别对待。模糊理论来解释， u = 函，“：，甜。) 中诸因素之间有不同的权重形= “，w 2 ，w 。 ，且有e w ；匀。 i = l 由于评价施工过程质量控制时，往往会涉及到很多指标。任何专家都很难仅凭借自己的 经验和知识说出一组确切的数据，用来刻画这些指标的重要性，即权重。如果专家只是 对指标定性地描述，则很难实现对指标进行定量的评价。由于施工中需要控制的指标很 多，并且也形成了具有四层的指标体系，每一层逐级细化，可以直观的反映道路的施工 过程。但是由于施工的复杂性，导致过程的许多因素具有很强模糊性和复杂性，用精确 方法的衡量成果可能不能反映实际情况，因而