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1、2020/7/15,1,工程质量控制及路基施工工艺,讲 座 主讲人：张武茅 徐涛,2020/7/15,2,提示,本讲座中的个人观点和有些未径正式认可的试验数据仅供参考。 原则性技术问题，以有关规范、规定为准。 本讲作内容中有关数据由荆东高速公路工程建设管理部中心试验室提供。,2020/7/15,3,概述,我国高速公路沥青路面现状 在2000年全国高速公路沥青路面研讨会上，竟无一篇有关施工和监理 的内容。证明施工和监理仍然是工程质量中的一个落弱环节。其原因： 1、设计、研究、咨询与施工脱节，不分层次追求高、新、尖。 2、管理体制与施工企业对商品经济的不适应性。 3、现行规范对现场施工工艺、动态管
2、理规定不细。 4、过度拨高质量指标和数据不真实。 5、科技和行政总结只讲经验不讲教训。后期缺陷分析无可追踪性。 6、照抄照办盲目推广某些不合适的经验。 7、不重视技术推广和技术创新。 8、技术与管理相互脱节。,2020/7/15,4,一、工程质量控制与监理,1、工程质量控制 通过工程质量信息的分析与处理，对工程的实施行为施加以影响力，使工程质量系统中的各种动态因素处于受控状态，有效地实施工程质量目标的一种方法。,2020/7/15,6,3、非控制因素与可控制因素,可控因素产生质量偏差，而又能有效控制的可知因素。 如：以知的技术质量指标与参数。设计强度、配合比、规定操作工艺等。 非控因素产生质量
3、偏差，但又不能有效控制的不可知因素 所以，要有效地控制工程质量，就要不断地变非控因素为可控因素。 4、质量控制的必备条件 a、真正的质量特征与代用质量特性。,2020/7/15,7,就路基而言：,使用性能,真正的质量特性,安全,舒适,耐久,安全设施,平直,外形设计,美化,变形,压实度,路基稳定,土质,改善,配合比,压实,软基处理,含水量,沉降控制,工艺,结合料,强度,质量就是适用性,代 用 质 量 特 性,2020/7/15,8,2020/7/15,9,b、真正的质量特性与代用质量特性存在某种相关性. 如： 压实度与含水量的关系 所以，控制代用质量特性，才能实现真正的质量特性。 这就是所谓：目
4、的即手段、手段即目的,2020/7/15,10,目的即手段手段即目的,如系统图：,目的 路基不变形,手段 路基压实度,目的,最终 的 目的,土质 含水量 气象 压实工艺,手段,2020/7/15,11,客观因素决定之后，主观因素起决定作用。 但主观要求决定之后，客观因素也就显得十分重要。 有人总结了现代科学的三大要素：,能量,材料,智慧,水、柴,土,火,气温、机器,开水,广义工艺概念,2020/7/15,12,问题意识 数据说话，预防为主的观点。由管结果变为管因素 质量是波动的观点 质量的动态控制与定量分析：,控制源头 监控前移,2020/7/15,13,统计特征数,h样本数 x平均值 中位数
5、,中间位置,s标准偏差 R极差 Cv变异系数,离散程度,t保证率系数 （n）保证率,对照标准 的离散程度,%合格率,对照标准 的合格程度,2020/7/15,14,质量是波动的观点 保证率系数的计算,X 平均值,R 允许值,（x-R） S,保证率系数（查正态分布表得保证率）,X,2020/7/15,15,2020/7/15,16,2020/7/15,17,2020/7/15,18,2020/7/15,19,5、质量控制必备条件的审核 （1）、监理、施工单位的各种资质、业绩审核。 企业资质与业绩个人资质与工作经历试验资质与设施。,2020/7/15,20,（2）、质量管理保证体系的审核 五大体系
6、 检查层层培训情况。重点强调现施工人员工艺培训,制度体系,责任体系,奖罚体系,考核体系,信息体系,2020/7/15,21,（3）、工序质量审核 人员 机械 材料 工艺 环境 开工前试验数据与配合比设计 开工前施工组织设计 试验路施工与验收 选取合适的施工方案与工艺 动态质量分析（通常采用直方图法）与现场工艺监理控制。如：砼应在试生产期确定实际施工偏差值，并消除不利影响因素。,2020/7/15,22,三、土基施工有关质量控制问题的试验分析,1、气象分析与常规施工日的推导与计算。 （1）公安县10年平均112月气温趋势 仅从气温看，69月施工最为有利,2020/7/15,23,（2）公安县10
7、年平均非雨日（含阴天）日数与气温综合比较。 一般看，11月次年1月气温低，但非雨日较多。26月气侯上升，但非雨日较少。直至7月上旬处梅雨季节，雨水频繁。7月9月三个月气温很高非雨日持中。,2020/7/15,24,（3）气象分析的目的在于弄清在什么时间利于过湿土的水份散发，所以，气候的蒸发量指标显得十分重要。它是气候、湿度、风力的综合表现。十年平均蒸发量的分月变化趋势如下。 初步看，5月9月的蒸发量都较高。7月8月蒸发量最高，但如果雨天多，蒸发量再大也显得没有意义。所以，只能以蒸发量非雨日数作为双重有利因素的综合指标。如下图：,2020/7/15,25,综上分析，7、8、9三个月施工是极为有利
8、的，而且专家预测：2003年冬旱的可能性很大，也就是说10月、11月，虽然蒸发量不大，但雨天较少、如果采用其他技术手段降低土的含水量，对施工也是十分有利的。,2020/7/15,26,（4）综合蒸发量和非雨日，可以初步推算出分月的有效工作日，如下表：,由上表计算，如果仅靠气候蒸发量进行过湿土施工，未来6月12月的有效工作日为98天。也就是说总体半年工作量，只能用98天进行施工组织分解。,2020/7/15,27,（5）在有代表性土场进行选点连续晴天含水量观测试验，发现土的含水量降低率与日蒸发量存在较为显著的相关关系。如下图：,y=4.8538e0.2191x ， R=0.92 借助公式，可以近
9、似计算任意施工季节日蒸发量条件下，将土含水量降低到所需含水量时所需要的非雨日天数。以确定相应的工期安排和工艺措施。,2020/7/15,28,月分日蒸发量如下图和下表供计算使用。,(6)根据荆东主线的土场的天然含水量调查，经过一系列推导，得出不同月份，填土路基86区、91区、94区由天然含水量达到对应含水量所需的蒸发天数。如下表：,2020/7/15,29,2020/7/15,30,表中数据显示，未来的9月份和10月份，欲将原地基表面压实度达到86%时，水田大致需23天，旱田大致需1.52天，而欲使压实度达到91%时，水田大致需34天，旱田大致需23天。在78月高温季节土基压实一般也需23天使
10、土水分降低到压实要求。也就是说少于这个天数的晴天，实际上是无法进行压实施工的。 按照这个模式考虑，选择气象专家认为的与2003年气象相似的99年为例（如下表），未来6月12月可以施工的连续晴天的统计数为124天。,2020/7/15,31,进而，选择工艺要求连续晴3天以上的有效工作日则能按136天安排日生产量；选择工艺要求连续晴5天以上的有效工作日为93天；选择工艺要求连续晴10天以上的有效工作日为68天。,2020/7/15,32,2、建议施工组织与工艺改进对策,如按上述工作日进行常规施工，工程进度将受到严重影响。如何利用雨天进行施工，显得十分必要。 （1）总体施工组织 鉴于荆东5月底开工，
11、6月至7月上旬正处梅雨期，工序安排宜为： 首先应在主线原地基两侧和土场周围开沟滤水，沟深宜为11.5米。否则将由于地下水的补给造成地表水无法蒸发，且由于清表机械在高含水量土上的作业，破坏土体的自然毛细作用，反而使地面硬壳层产生软化。,2020/7/15,33,在梅雨季节期完成原地基清表除杂工作和原地基调平工作。建议采用河砂调平，并同时展开软基处理工作，随后在有利条件的地方采用河砂填筑91区。 93区填筑和96区改善土填筑尽可能安排在高温季节或冬旱期进行。这样，宜使91区填土能满足含水量要求。一般讲91区填土基本能满足现场CBR值和弹性模量要求，由于CBR值随压实度而变化，有些CBR值不合格的土
12、，通过提高压实度也能达到同等的强度要求。91区填筑正处高温季节，也可以采用同样方法处理CBR值较低的土，只有在无法施工的情况下再考虑改善处理。,2020/7/15,34,整个填土施工宜采用短促突击战方法，抢在晴天平行作业进行，而不宜采用常规流水作业法。,2020/7/15,35,机械装备 1、不同机械采用不同工艺。 2、亦采用农用工具临时突击作战。如： 农用铲运机 小型履带 圆盘耙 旋耕机 3、填砂：振动碾 胶轮碾 填土：振动碾 羊脚碾 胶轮碾 视含水量而定,2020/7/15,36,（2）建议采用的工艺对策 填砂路堤。 松西河试验结果 细度模数=1.32，为极细砂。 液限=27，塑限指数=8
13、。 天然含水量=7.6； 最大干密度=1.7； 最佳含水量=13%。,2020/7/15,37,天然含水量（7.6%） 击实压实度=92.4。 水沉法含水量=24.7%、 压实度=89% 稠度=0.25 弹性模量=54Mpa。,2020/7/15,38,用高于最佳含水量的含水量击实 压实度=90时： 含水量=18%、稠度=1.13、 弹性模量=72Mpa 压实度=93时： 含水量=17%、稠度=1.25、 弹性模量=80Mpa,2020/7/15,39,结论 1、水沉法（如吹砂法）： 适合雨天备料。 可直接用91区施工。 2、压实法： 容易陷车。 用于94区要等小份散失，进行碾压。 填砂过高要
14、考虑失水沉降和包边问题。,2020/7/15,40,填砂施工,1、尽可能利用雨天进行填砂备料工作，采用水沉法施工。在91区宜采用加长振动泵方法振动密实其填筑厚度可以较大幅度加厚，但要保持两侧排水。如94区采用填砂工艺，应严格按30cm压实厚铺筑，保证含水量不大于17%，并采用履带初压，振动压路机和胶轮压路机复压。,2020/7/15,41,2.填后与检验： 考虑碾压表面松散，压实厚40cm50cm。 在松散层下进行“超层”检验。 使用环刀法、核子仪法检验。,2020/7/15,42,填土路堤,没经改善的素土的施工一般有如下几种方法：,2020/7/15,43,分层取土法 使土场的取土作业面形成
15、一个坡面，坡面下部开沟排水或抽排水，使土场表面凉干后，宜采用铲运机或推土机分层剥取表面干土层，轮番加大土场表面的暴晒面积。 优点：取土含水量低。 缺点：取土量小工作效率低。,2020/7/15,44,翻耕暴晒法 采用铧犁将土表面翻耕成块状，先晒干，再结合分层取土法取土填筑。 优点：可以利用小型农具。 缺点：作业面积分散。,2020/7/15,45,原状土晾晒法 在水平线较低，地下水较多的土场，采用挖掘机进行深层挖掘使土块保持原有状态运输至土基上，进行风干晾晒，分段轮番备土。对此类土切忌在高含水量状态下翻松扰动，原状土晾晒后再用推土机推平碾压。 优点：利于水田土场深层取土，雨天吸水少。 缺点：须
16、要较长晾晒日。,2020/7/15,46,（3）改善土填筑,2020/7/15,47,石灰质量 改善土一般采用生石灰进行改善，宜采用消解爆发力较强的欠火石灰而不采用过火石灰。过火石灰消解速度慢，且消解后呈团粒状，裹复利用率不高。承包商应指定石灰生产厂家定点煅烧石灰，并提出此项煅烧要求。但要注意欠火过多造成石块过多，消解率低下。,2020/7/15,48,在露天堆放的石灰应选择较高场地，不宜长期被雨水浸湿，应在雨前将石灰堆用土加以复盖，以防止石灰浸水浆化。有条件时宜搭临时雨棚予以储存。,2020/7/15,49,土料质量 须改善的土系指如下几类： CBR值不合格且又无法提高压实度的土： 含水量过高且又无法降低含水量或需加快进度及
