1. Теоретичні положення забезпечення якості в дорожньому будівництві
Автомобільна дорога відноситься до складної, багатокомпонентної продукції, одержуваної в результаті багатоетапного дорожньо-будівельного виробництва. До її складу входять окремі дорожні споруди: земляне полотно, дорожній одяг, мости, труби, елементи облаштування дороги, спеціальні споруди та ін Кожне з цих споруд можна розглядати як самостійний вид продукції, отриманий на окремому етапі дорожнього будівництва. У зв'язку з цим рівень якості автомобільної дороги є функцією якості її елементів - дорожніх споруд.
Найбільший вплив на рівень якості автомобільної дороги надають дорожній одяг і земляне полотно.
Дорожній одяг - це одне з найбільш відповідальних дорожніх споруд і один з найбільш дорогих видів продукції дорожньо-будівельного виробництва. Багатошарові сучасні дорожні одягу влаштовують, виготовляючи, транспортуючи, укладаючи і ущільнюючи різні матеріали - пісок, щебінь, гравій, шлак, а також цементобетонні, асфальтобетонні, дьогтебетоні і інші суміші.
Виготовлення матеріалів та сумішей на заводі, їх транспортування на споруджувану дорогу і пристрій з них конструктивного шару - це єдиний технологічний процес, в результаті якого на даному етапі отримують готову продукцію - дорожній одяг, верхню частину проїжджої частини автомобільної дороги. Відомо, що і при проектуванні, і при будівництві переслідується мета не тільки досягти необхідного рівня якості при здачі дороги в експлуатацію, але і забезпечити необхідний рівень її надійності.
На появу відмови впливають зовнішні і внутрішні чинники. До зовнішніх можна віднести різноманітні впливи автомобільних навантажень і кліматичних чинників, до внутрішніх - особливості структури і властивостей розглянутого споруди.
Проблема забезпечення надійності дорожнього споруди - комплексна, оскільки рівень показників його надійності залежить не тільки від конструктивних (проектних) рішень, але і від технологічного виконання і відповідних експлуатаційних заходів.
З урахуванням вищевикладених завдань надійність дорожньо-будівельної продукції необхідно розглядати у трьох аспектах: надійність продукції, що обумовлюється якістю проектних рішень; надійність, що обумовлюється якістю вживаних матеріалів і досконалістю технологічного процесу; надійність продукції, що обумовлюється умовами експлуатації при деякому початковому рівні якості.
Стрибкоподібне падіння вихідного рівня надійності споруди пояснюється впливом на умови формування якості різних виробничо-технологічних факторів, що призводять до систематичних і випадковим погрішностей. Втрати надійності відбуваються за рахунок:
1) зміни властивостей продукції при її виготовленні (технологічні втрати);
2) допущених відхилень властивостей при виготовленні матеріалів і сумішей та їх укладанні, зокрема за рахунок постачання вихідних матеріалів з дещо іншими властивостями, ніж потрібно;
3) мінливості темпів виготовлення збірних елементів і матеріалів та їх укладання, а також впливу кліматичних умов під час будівництва дороги і т. п (виробничі втрати).
Зниження якості через відхилення в технології та організації будівництва дороги змінює рівень надійності у неоднакове мірою. В одних випадках систематичні похибки технології можуть бути незначними, і вихідна величина надійності виявляється близькою до проектної Нпр (рис. 13.1, а); в інших випадках зниження вихідного рівня надійності може бути досить відчутним, якщо грубо порушується технологія і допускаються відступи від проекту (рис. 13.1, б).
Рис. 13.1. Діаграма зниження надійності дорожнього споруди в ході проектування, будівництва та експлуатації
При формуванні якості продукції, зокрема дорожнього асфальтобетону, вихідні матеріали, опинившись у технологічному процесі, набувають нових властивостей в результаті взаімоконтактірованія, дії температури, транспортування, механічних навантажень і т. п. Одержуваний новий матеріал - асфальтобетон - за своїми властивостями, і з точки зору виконання необхідних функцій перевершує будь-який з вихідних компонентів, що входять до його складу.
Реалізація проектного рішення у виробництві відбувається в умовах впливу різних факторів, що носять стохастичний характер. Так, при будівництві дорожнього покриття на формування його якості впливають виробничо-технологічні чинники, що призводять до появи систематичних і випадкових похибок. Результатом їх впливу стає неоднорідність покриття дорожнього одягу.
Значна варіація складу та властивостей асфальтобетонного покриття дуже впливає на вигляд кривої НЕ і швидкість її падіння.
Бажано, щоб розподіл виробничо-технологічних втрат Δпт. на кожній ділянці дороги або в межах окремого її спорудження було рівномірним, так як тоді споруду буде однорідним і равнопрочний. Чим вище початкова однорідність, тим більше його довговічність, тобто тим менше нахил кривої НЕ. Зменшення однорідності призводить до збільшення ймовірності появи відмов (тріщин, вибоїн, деформацій зсуву) в найбільш слабких місцях земляного полотна або дорожнього покриття.
Таким чином, на реалізацію надійності при експлуатації впливають не лише систематичні похибки в технології дорожнього будівництва, але і недостатня стабільність технологічного процесу.