沥青路面质量管控与按质支付说课材料

沥青路面质量管控与按质支付政府质量监督（QualitySupervision）业主施工项目质量管理系统（QualityManagementSystem）图1高速公路沥青路面施工质量管理体系一、质量管理体系(1)一、质量管理体系(2)咨询验证机构职责:独立验证试验技术上协助业主协助业主质量策划、质量改进、质量监督

一、质量管理体系(3)比对试验平行试验1.频率：一般10%承包人2.项目:配合比设计验证、原材料&混合料抽检（验证性）、路面检测（含试验段）独立的质量判定试验：如离析等非标检测试验仲裁性试验特殊试验独立验证工作内容一、质量管理体系(4)质量验收：施工规范：质量管理模式：提高沥青路面施工过程控制的效率和有效性提高质量检测在质量管理与控制中的重要性合格判定优良等级规定方法质量保证事后判定过程控制质量管理改革二、施工质量与设计符合性验证（1）路面质量与设计的符合性检验沥青路面破坏三大准则：

疲劳破坏/车辙/开裂设计参数：交通、环境、设计弯沉、模量、泊松比等/疲劳设计准则我国目前的施工验收指标：压实度、厚度、路表弯沉

疲劳特性评价、路面结构检测技术等存缺陷验证手段：计算机模拟/室内试验/现场试验/加速加载试验/长期路面性能调查二、施工质量与设计符合性验证（2）计算机模拟工程判断野外试验实验室试验路面性能研究试验路加速加载路面试验低中高成本高中低可取得的成果量与可靠性图2不同方法的成本——效益比较二、施工质量与设计符合性验证（3）符合性检验：针对材料，非路面结构设计，表现在原材料、矿料级配、材料体积组成及压实度检测。结构材料结构材料符合性检验图3现行符合性检验示意图二、施工质量与设计符合性验证（4）沥青路面设计原理：材料／荷载／环境／结构结构设计目的：确定结构层数量、位置／材料组成／结构层厚度设计方法：经验法／力学——经验法（AASHTO路面结构设计指南/我国公路沥青路面设计规范）我国：双圆垂直均布荷载、弹性层状体系、路表弯沉、层底拉应力二、施工质量与设计符合性验证（5）沥青混合料设计下面层：模量与基层差别大，抗疲劳中面层：抗车辙上面层：抗滑、耐久、防炫、降噪技术要求耐久性抗水损害抵抗疲劳低温抗裂高温稳定抗滑性施工和易二、施工质量与设计符合性验证（6）沥青混合料类型选用：

1.美国：NAPA、FHWA2001年发布沥青混合料类型选择指南（依据交通量，级配类型选择、定不同层次最大粒径和最小层厚关系）2.中国：公路沥青路面施工技术规范（分粗型、细型，无明确选型，级配范围宽，AK并入AC）胶结料选择：PG(气候、交通量)设计内容：

三阶段：混合料级配、最佳沥青用量、体积组成、路用性能验证二、施工质量与设计符合性验证（7）美国混合料质量管控中的指标（45份问卷）二、施工质量与设计符合性验证（8）二、施工质量与设计符合性验证（9）沥青混合料取样方法：

1.中国：⑴卸料下方、连续几次、四分⑵料车、装料一半、不同方向3个高度、3车、四分⑶摊铺宽度两侧1/2～1/3、全厚、连续3车、四分2.美国：KansasRoadwaySamplingMethod：635mmx508mmx280mmIowaRoadwaySamplingMethod：203mmx203mmwithadepthof101.6mm四点：距中线及侧边0.3m随机三点MichiganRoadwaySamplingMethodthreeplates(360mmx720mm)with600mm-longwirestwoplatesat150mmfromtheedgesofthelaneandoneatthecenterofthelaneMaterialTransferDeviceSampling:TheMinistryofOntarioOhio’sExperiencewithMechanicalSamplingDevice二、施工质量与设计符合性验证（10）建成沥青路面质量与设计的符合性检验：1.移动式加速加载试验⑴20世纪80年代澳大利亚首先设计了可移动野外足尺加速加载设备（ALF）⑵南非开发重载模拟器（HVS）可移动野外足尺加速加载设备ALF和HVS技术参数比较项目ALFHVS尺寸26.3*4m22.7*3.5m加载形式线性单向线性双向荷载大小100~200kN（单轴）30~110kN（单轴）加载速度最大20km/h最大12.8km/h加载长度有效长度10m有效长度8m荷载分布横向分布可调整1.5m横向分布可调整1.5m作用次数9000次/天24000次/天环境模拟可控温度、洒水可控温度、洒水二、施工质量与设计符合性验证（11）2.现场测试⑴路表弯沉——我国沥青路面强度与刚度的唯一指标⑵三大弯沉：静态弯沉：BenkelmanBeam稳态动力弯沉：Dynaflect、RoadRater（震动荷载）冲击荷载弯沉：FWD（瞬时脉冲荷载）⑶我国以静态弯沉作为符合性检验的主要检验指标二、施工质量与设计符合性验证（12）3.沥青混合料疲劳试验

⑴普遍方法：间接拉伸法、梯形悬臂梁弯曲法、四点弯曲法⑵美国对以上进行对比最终选定四点弯曲作为室内的标准疲劳试验380mm×65mm×50mm二、施工质量与设计符合性验证（13）4.动态模量

⑴试验方法：单轴压缩试验⑵试件直径100±2mm，高150±2.5mm⑶旋转压实成型后钻芯三、产品质量稳定性符合性验证(1)

施工质量动态管理：质量控制图1.优点：⑴及时发现问题⑵降低生产施工过程中变异性⑶增强承包人处理质量问题的能力⑷节省由于处罚和返工带来的费用⑸建立合理的质量要求提供基础⑹建立永久的质量记录⑺为材料和产品采购提供验收依据⑻作为质量评比和按质支付的定量依据三、产品质量稳定性符合性验证(2)2.沥青路面适宜的质量控制图

⑴均值控制图⑵质量特征极差控制图⑶标准差控制图⑷单位控制图⑸移动平均控制图公路沥青路面施工技术规范三、产品质量稳定性符合性验证(3)均值和极差控制图：依赖于统计结果，需要大量统计数据耗费时间长检测流程时序上滞后于生产流程X图：CL=X,UCL=X+A2R,LCL=X-A2RR图：CL=R,UCL=D4R,LCL=D3R系数参照管理图用系数表，UCL、LCL非常数，规范上下限为固定值UCLLCL测值三、产品质量稳定性符合性验证(4)移动平均控制图：依赖单点，以设计标准值和工业标准差控制，移动平均线应接近目标值三、产品质量稳定性符合性验证(5)移动平均控制图示例：沥青混合料的生产配合比沥青用量为5.7%，规定的沥青用量允许误差为0.25%，则：5个样本点的移动平均告警界限与目标值的偏差为上下告警界限分别为：

UWL=5.7+0.22=5.9;LWL=5.7-0.22=5.5

5个样本点的移动平均处置界限与目标值的偏差为上下处置界限分别为：

UAL=5.7+0.33=6.0;LAL=5.7-0.33=5.4三、产品质量稳定性符合性验证(6)处置上限告警上限独立样本移动平均告警下限处置下限沥青含量移动平均控制图三、产品质量稳定性符合性验证(7)沥青混合料产品质量特性体积组成直接影响路面的力学行为和路用性能体积控制指标（VV、VMA、VFA）级配组成是“表”，体积组成是“本”作为沥青混合料设计及批量生产质量稳定性的控制指标精确度由毛体积和理论密度测定值决定压实度采用双控三、产品质量稳定性符合性验证(8)沥青混合料生产质量稳定性1.验证项目：原材料品质与规格：集料、沥青生产过程控制参数：级配、油量、体积参数最终产品质量：体积指标、路用性能2.试验方法AASHTO:溶剂回收法、核子法、燃烧炉法（工业标准差分别为±0.25、±0.18、±0.13）3.技术困难

缺少精准的无破损检测方法理论密度和毛体积密度测量的准确性和有效性三、产品质量稳定性符合性验证⑼影响产品质量稳定性常见问题1.集料生产与管理：集料加工与规格、验收与堆放、细集料防雨

2.拌和设备标定与设置

计量系统标定、筛网尺寸选择、拌缸运行参数（转速、充盈率、拌和时间、除尘对细集料影响、出料温度）3.拌和设备结构改进

间歇式、连续式

*温度传感器、称四、施工质量均匀性符合性验证(1)厚度均匀性

⑴钻芯法⑵高程测厚法⑶路面雷达路面雷达四、施工质量均匀性符合性验证(2)刚度均匀性

⑴劈裂回弹模量⑵路表弯沉

温湿度、结构层厚度、刚度、层间接触条件的函数

⑶非一致性检验

车道间、车道内四、施工质量均匀性符合性验证(3)路面离析

⑴密度测定⑵表面构造深度⑶其它

透水系数、热像仪、芯样分层数字技术红外热像仪用于离析现象的检测手段与方法离析现象检测手段应用状况说明温度离析温度计普遍采用获取样本书少红外热像仪研究采用可获取大样本级配离析钻芯取样筛分规范规定获取样本书较少无核或核子密度仪较普遍采用可获取大样本适用于分析激光构造深度仪较普遍采用可获取大样本数据铺砂法较普遍采用获取样本数较少表面构造的数字图像法研究采用可获取大样本适用于分析路面雷达测定研究过程中可获取大样本采集速度快碾压离析钻芯取样规范规定获取样本书较少无核或核子密度仪较普遍采用可获取大样本适用于分析路面雷达测定研究过程中可获取大样本采集速度快不同检测方法对识别路面离析能力评价检测方法混合料类型适应性检测深度细级配密级配SMAOGFC等表面表层AC全厚目测法是是是是是否否铺砂构造深度法是是是是是否否激光构造深度法是是是是是否否无核密度仪依赖级配依赖级配是依赖级配否是否核子密度仪是是是是否是否透水试验法否粗级配是依赖级配否是否雷达密度测定未知未知未知未知否是否地震波法未知未知未知未知否是是空隙率、混合料温度、构造深度比的关系ΔV(%)123456ΔT(℃)5.89.75.515.61721.3TD离析/TD非离析1.11.41.71.82.12.2四、施工质量均匀性符合性验证(4)芯样路用性能验证

⑴间接拉伸试验测定动态模量、回弹模量⑵四点弯曲试验测定疲劳性能⑶高温性能试验

ALF、HVS；Westrack、NCAT环道试验室内环道（部公路院）小型环道（东南大学）室内车辙⑷抗水损害能力试验

四、施工质量均匀性符合性验证(5)室内车辙

⑴中国、英国、日本⑵德国汉堡车辙

钢制试验轮、试件厚度可调、亦可圆柱形试件

⑶法国LCPC、澳大利亚

充气试验轮碾压成型、试验

⑷美国APA

充气硬橡胶管上施加移动压力、0.6m/s⑸欧美其它国家RLWT旋转车辙仪

路面钻孔芯样，φ100mm或φ150mm圆柱体直接试验汉堡车辙APA四、施工质量均匀性符合性验证(6)导致水损害

⑴机理：

撕裂、置换、瞬间乳化、间隙压力、冲刷损失

⑵影响因素：集料酸碱性、沥青粘度、混合料类型、施工、排水

四、施工质量均匀性符合性验证(7)⑶抗水损害性能试验方法：

常见：粘附性、浸水马歇尔、真空饱水马歇尔、

冻融劈裂、浸水车辙华南理工大学：沥青混合料抗动水冲刷试验装置模拟现场正负压力，击实试件、旋转压实或现场芯样均可，温度、压力、频率可调，测定冲刷前后劈裂强度比五、质量验收与按质支付⑴沥青路面验收

沥青混合料指标：级配、体积指标、性能指标

路面施工质量指标：压实度、平整度、抗滑性能、离析程度

单个指标合格率综合评价指标按质支付原则路面使用寿命+组合支付因子五、质量验收与按质支付⑵制定组合支付因子方法

常用：加权平均法

权重由业主、专家和承包人共同制定

其它：最小单指支付法、平均值法、求和法等关键指标室内空隙率矿料间隙率沥青含量压实度权重35%10%20%35%美国部分州沥青面层关键指标及权重五、质量验收与按质支付⑶费用支付调节制度

⑴OC曲线法

对应于抽样方案（N,n，C）N——批量，n——样本大小，C——合格判定数⑵分级支付调整系数

根据合格百分率区间或检测数值区间定支付系数⑶连续支付调整系数

国外最常用的支付形式⑷基于寿命周期成本的支付调节五、质量验收与按质支付⑷用于统计验收的典型OC曲线例1五、质量验收与按质支付⑸例2合格百分率（PWL）支付系数（%）95~10010285.0~94.910050.0~84.9900~49.970基于合格百分率的分级支付系数五、质量验收与按质支付⑹连续支付常见公式：

PF=55+0.5PWL(最高支付105%)PF=53+0.5PWL(最高支付103%)PF=83+0.2PWL(最高支付103%)PF——支付系数，PWL——合格百分率