北京市市政三建设工程有限责任公司 北京市 100022
摘要：采用数理统计方法进行工程质量管理是现代质量体系中的重要手段，统计质量管理是本世纪发展起来的科学管理理论与方法。它把数理统计方法应用于建设项目施工过程的抽样检验，通过抽样研究样本质量特性数据的分布规律，分析和判断施工过程质量的总体状况，改变了传统的事后把关的质量控制方式，为工程项目的事前质量控制和过程控制提供了有效的科学手段。本文以2019年市管道路大修工程四环辅路（安慧桥-志新桥）合同段细粒式改性（SBS）沥青玛蹄脂碎石混合料SMA13上面层施工为对象，研究了沥青混凝土施工过程中摊铺机不同夯锤转速下，初始压实度不同，几种碾压组合配置所达到的压实度数据，通过对不同碾压组合所达到压实度数据进行统计，运用直方图分析方法，观察分析在施工过程中压实度数据的分布特征，从中掌握质量能力状况。并结合价值工程相关理论，对数理统计结果进行深度分析，主要研究不同碾压组合与所形成数据的可行性程度，通过上述过程优化路面施工过程中碾压组合配置。其实际意义不仅在于能够在施工过程中掌握碾压过程的质量能力状态，而且能够通过对数据分布形态的观察分析，提高摊铺机功效，合理降低夯锤转速，选择最合理最有效最经济的碾压方式，在沥青混凝土的碾压环节上真正实现最大限度的节能减排，降噪节油。
关键词：碾压组合；压实度；直方图；价值工程
当今工程项目施工中，环境保护工作是社会各界关注的主要问题之一。沥青混凝土路面施工过程中，压实度是最重要的质量检测项目之一，且压实度是沥青混凝土路面寿命的最重要指标，本文通过运用直方图分析方法，整理压实度统计数据，结合摊铺机不同夯锤转速下的初始压实度，了解最终压实度的分布特征，即数据分布的集中或离散状况，从中掌握沥青混凝土碾压环节压实度数据的质量能力状况；观察分析碾压过程压实度是否处于正常、稳定和受控状态以及压实度水平是否保持在公差允许范围内。通过数理统计结果的对比，及价值工程的应用，能够找到合理、有效、经济的碾压组合方式，从而达到节约工程成本，提高工作效率，降低油料用量，减少压路机尾气排放的效果。
一、施工现场情况及资源配置
1、工程概况及施工重难点分析
本次大修工程为四环辅路（安慧桥～志新桥）道路大修工程，位于北四环，属于朝阳区和海淀区，起点为安慧桥，道路自起点向西，终点为志新桥，道路全长约3.0公里。维修总面积112146㎡，行车道面积91534㎡，步道面积20612 ㎡。
道路纵断面在满足排水要求的前提下，对于现况道路纵坡基本不做大的调整。路面高程不提升，主要控制点为起点处高程、终点处高程。为充分利用旧路，在铣刨后的旧路面结构上加铺面层。与之相交的各路口进行自然接顺。维持现有道路横断面形式不变，路面横坡为向外1.5%，人行步道横坡为向内1.5%。局部路段因下沉或调整纵横坡导致填高较大，若调整深度小于等于3cm，则沥青混凝土同面层一并施工若调整深度大于3cm，应单独填补一层沥青混凝土，之后再进行面层施工。
本工程的地理位置十分重要，道路两侧分布有奥林匹克中心、国家体育场（鸟巢）、国家游泳中心（水立方）、盘古大观写字楼、北京信息科技大学、北京外国专家大厦等，该路现况车流量较大，早高峰易拥堵，因此合理利用施工时间，计划准备充分，才能够顺利完成每天的施工计划。
难点在于内环方向周边建筑物在奥运期间多次改扩建，路面横断面已无标准断面可言，路宽变化极不规律，从最宽的25.5m至最窄的6.3m。因此本次内环方向施工的重难点为摊铺机的排板及碾压组合配置，合理的利用设备组合，在5个小时的夜间施工中最大限度的发挥机械性能，完成每天600m的面层摊铺任务。
周边居民密集，且有国家体育场大型专业场所，施工中对噪音污染的控制是本次工程的重中之重，而在摊铺施工过程中，机械噪音，特别是碾压过程中产生的噪音及震动又不可避免，在满足设计及规范要求的前提下，合理的减少设备使用，才能科学有效的降低噪音的产生，有效的降低扰民情况的发生。
当今社会对环境保护关注度越来越高。特别是2020年北京市已经把小汽车排放标准提高至国六标准，道路移动机械的现行标准也实行国三标准，我项目采用的摊铺及碾压设备均符合国三排放
根据研究发现，摊铺机铭牌中显示其近似功率为200kw，其功率带也就是输出功率区间为130kw至560kw，也就是说在不同的工作状态下，摊铺机的输出功率范围是有非常大的一个区间。通过分析其机械性能得出，沥青混凝土摊铺作业过程中，其推料、布料及行走过程是必不可少的环节，但是熨平板夯锤的频率对输出功率的影响是可控的，如果我们能够在合理范围内降低摊铺机的夯锤频率就能够有效的降低其输出功率。理论上讲输出功率降低了，其排放污染就会相对减小。同理压路机的机械铭牌上近似输出功率为100kw，虽然其机械铭牌上没有显示功率带，也就是输出功率的范围，但是压路机的输出功率情况跟摊铺机基本一致，在沥青混凝土施工中，碾压过程压路机的行走动作不可避免，如果我们在可控及合理范围内减少压路机的振动碾压动作，同样能够起到降低其输出功率，减小排放的目的。本论文的灵感就来源于此，通过技术手段，运用数据分析理论来合理控制摊铺机的夯锤转速及压路机的振压遍数来降低机械大功率使用时常，达到节能减排的目的。
设备情况
主要机械配置
二、施工工序及质量控制标准
基层表面处理→喷洒粘层油→沥青混合料生产→沥青混合料运输→沥青混合料摊铺→沥青混合料碾压→养护及验收。
三、沥青混凝土碾压总体原则
SBS改性沥青玛蹄脂碎石混合料的初压温度一般不宜低于150℃，复压温度不宜低于130℃，终压的结束温度不宜低于90℃。
碾压机械采用3台双钢轮压路机宝马203、4台双钢轮压路机宝马202进行作业，其中对于边角结构物区域利用2台小宝马80AD进行碾压，碾压前，在施工起点处铺6-10m长的地毯，来回行走3遍以上再上油面进行碾压，禁止直接带土、带锈上油面。碾压分初压、复压、终压三个阶段，遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，碾压区间长度控制在40米至60米。
不同碾压组合压实度数据的直方图分析
在面层试验段施工时，通过查阅资料及以往施工经验采用以下设备及碾压组合如表4-1所示：
初压：由于使用三台摊铺机阶梯式摊铺，所以初压采用2台BM202压路机，每台压路机对应紧跟一台摊铺机，并排前净后震2遍，速度控制在2.5km/h，碾压时驱动轮在前，沿同一轮迹返回为一遍，第二遍与第一遍轮迹要重叠，并在前一遍轮迹端部以外至少1m处缓慢停机，初压后检查平整度、路拱，必要时予以调整。
复压：以插绿旗为界，采用3台BW203各自进行全幅碾压，碾压速度为4km/h。复压紧跟初压后进行，振动压路机的振动频率宜为35-50Hz，振幅宜为0.3-0.8mm。厚度较薄时采用高频率低振幅，以防止集料破碎。
终压：以插蓝旗为界，用2台BW202前后排开，镇压一遍静压一遍，碾压温度在规范要求范围内，速度控制在4km/h，碾压至无明显轮迹为止。
在复压结束后，应由施工人员用3m直尺检测路面的纵向平整度，结合终压及时修补，以保证良好的平整度水平。
碾压过程中边缘要紧靠路缘石。对路面边缘、加宽等压路机难于碾压的部位，采用小型压路机进行压边。
碾压完成后用无核密度仪检测路面压实度，为了保证数据的真实性，通过钻芯取样法与无核密度仪对比试验修整数据。试验段摊铺桩号为k0+600-k1+000长度为400米，此范围内路面宽度均为10.5m，三台摊铺机的摊铺顺序及宽度为，紧邻中央隔离带侧为1号机摊铺宽度5.3米，2号机摊铺宽度为5.2米，摊铺机夯锤转速从K0+600-K0+800段设置为400n/min，从K0+800-K1+000将摊铺机夯锤转速设置为600n/min，实际利用无核密度仪采集数据的过程中，每10米一个断面，每个断面取3个点，依次为距离路缘石1米，7米及9米处，该设置的原因是：既能避开摊铺边缘位置，还可以避免在两台摊铺机接缝处采集数据，让所采集数据更有代表性。
通过整理得到以下直方图4-2所示：
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该种碾压组合压实度数据分布居中且边界与质量标准的上下界限有较大的距离说明质量能力偏大，不经济，且夯锤从400n/min到600n/min，对压实度影响无明显差异，运用价值工程公式V=F/C对该现象进行分析，明显得出结论：由于F（功能）存在过剩功能，碾压遍数存在过度现象，使得碾压C（成本）过高。
所以我在试验段总结会议上提出，将摊铺机夯锤转速设定为400n/min，并适当减少碾压遍数，也就是去除过剩功能的建议，这样既不影响产品价值，又能够降低成本，得到了我单位技术部门领导的认可，决定再做一段试验段。并让我设计碾压组合如表4-3所示：
经过整理得到以下直方图4-4所示：
通过直方图中数据分布位置观察分析：数据的边界离质量标准的上下限有一定的合理距离，数据基本程正态分布，质量处于稳定受控状态，质量控制方式经济合理。而且其他检测数据也符合规范及标准要求。通过价值工程V=F/C分析，不存在过剩功能，成本合理，能够得到预期价值。其意义不仅仅在于能够通过降低碾压遍数节约成本，而且能够实现节能减排绿色环保的效果。
这种碾压组合得到了各级领导的认可，并在后续的施工中使用，经过实践检验各项指标都符合规范及设计要求，而且在以后类似工程的施工中能够起到一定的指导作用。
2005年时任浙江省省委书记的习近平同志提出“绿水青山就是金山银山”的口号，之后又多次进行深入阐述，既要保证基础设施建设的发展，又要与自然环境相适应。作为基础设施建设行业中的一名技术人员，我相信在以后的工程项目施工过程中，外部环境对环境保护的标准会越来越高，从我们行业自身不仅要开发新材料，新设备，新技术，与外部环境的高标准严要求相适应，眼下对我们更高的要求是运用当下具备的工料机水平，通过我们技术人员的技术手段，勤研究，深挖掘，在各个工序的施工中找到合理降低排放、减小污染的技术手段，并运用到实际施工过程中去，才是根本所在。另外从成本管理角度分析，机械设备的油耗也是工程成本的组成部分之一，现在外租设备的使用率越来越高，所以这一块成本往往被忽视，但是合理的降低工程机械的油耗，同样的是有效的降低施工成本的手段之一。
结论
通过运用直方图法对压实度数据进行数理分析，并结合价值工程理论，能够非常直观的观察压实度数据的受控情况，通过论文中数据的对比，在摊铺机夯锤设置成适当转速的前提下，能够找到最合理最有效最经济的碾压方式，在中、大规模的工程中都可以运用此种手段，能够最大程度的降低摊铺机及压路机的输出功率，避免资源浪费，达到降低成本，节能减排的效果。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准.（JTG F80/1-2004）公路工程质量检验评定标准.人民交通出版社，2004.9.4.
[2]建设工程项目管理.中国建筑工业出版社，2014.4
[3]建设工程经济.中国建筑工业出版社，2014.4