1926

т.п.); материалы (вяжущие, металл, минеральный порошок, древесина, щебень и т.п.); расходные изделия (железобетонные плиты, бортовые камни, звенья водопропускных труб и т.д.).

Продукция на стадии использования (эксплуатации) – это та, у которой происходит расход ресурса. К продукции второго класса относятся различные элементы дороги (мосты, здания и др.) и дорога в целом. Эта продукция используется по назначению в соответствии с общественными потребностями до технического или морального износа.

Из продукции второго класса наиболее важной и дорогостоящей является дорожная одежда. Ее назначение - круглогодичный, безопасный и комфортный пропуск транспортного потока с заданной скоростью.

Дорожная одежда должна быть прочной и обеспечивать в течение нормативного срока службы допускаемые прогибы от воздействия автомобильной нагрузки в широком диапазоне положительных и отрицательных температур. Материалы для конструктивных слоев, их количество и толщину следует назначать исходя из недопустимости деформаций сдвига в грунте земляного полотна или дренирующего (теплоизолирующего) слоя и критических растягивающих напряжений в монолитных слоях.

С целью уменьшения прогиба от нагрузки и повышения сдвигоустойчивости покрытия в плоскости раздела с основанием все монолитные конструктивные слои в процессе строительства должны быть склеены между собой.

Возникающие в дорожной одежде вертикальные и горизонтальные напряжения от автомобилей затухают с глубиной. Это позволяет конструировать ее из нескольких слоев, различных по прочности, в соответствии с величинами и видами усилий, действующих на каждый слой.

Покрытие, непосредственно воспринимающее воздействие колес автомобилей и природных факторов, должно быть наиболее прочным, износо- и термостойким, водонепроницаемым, ровным и шероховатым для обеспечения безопасного движения автомобилей с расчетной скоростью, обеспечивать транспортно-эксплуатационные качества автомобильной дороги во все периоды года при различной погоде и температуре воздуха.

Толщина покрытия при эксплуатации дороги снижается из-за износа, поэтому ее периодически восстанавливают путем устройства сверху слоев износа.

Классификация дорожных одежд по типам покрытий приведена в табл. 2.1.

51

Приведенная классификация необходима для разработки требований и оценки качества на различных этапах производства продукции предприятиями дорожно-строительного производства.

2.2. Установление номенклатуры показателей качества дорожно-строительной продукции

Одной из задач системы управления качеством является выбор номенклатуры показателей качества, которые устанавливаются в зависимости от назначения продукции и целей управления.

Уже на первой стадии изысканий и проектирования начинает формироваться качество будущей дороги. В техническом задании устанавливают общие требования к будущей дороге – назначение, категорию, стадии разработки проектной документации и др. При разработке проекта закладываются основные показатели качества будущей дороги, с учетом особенно-

52

стей ее строительства и эксплуатации. На этой первой стадии качество дороги характеризуется следующими основными компонентами: качеством планирования и изысканий, использования законченных научноисследовательских работ; качеством нормативной документации, средств проектирования, технико-экономических обоснований, труда, а также контролем качества. Анализ и оптимизация этих компонентов способствуют созданию фундамента продукции высокого качества.

В настоящее время качество будущей дороги на первой стадии оценивается, главным образом, экономическими показателями. Необходимо разработать систему показателей, позволяющих всесторонне оценивать технологичность конструкций, возможный уровень механизации и комплексной механизации, прочности и долговечности покрытий и одежд, индустриализации и другие свойства. Важно на этом этапе установить и эксплуатационные показатели качества.

На стадии строительства воплощаются планируемые проектные показатели качества. Выдерживание проектных показателей существенно зависит от качества технологического процесса. На второй стадии качество дороги слагается из следующих основных компонентов: качества проектной и нормативной документации, материалов и изделий; уровня технологии, механизации и организации работ; качества труда; контроля качества.

На третьем этапе, т.е. на стадии эксплуатации, начинают проявляться свойства, заложенные при проектировании и строительстве дороги. Эксплуатационники получают готовую продукцию определенного качества. Однако это не означает, что качество дороги на этой стадии остается неизменным. В зависимости от режима движения и нагрузок, способов и частоты ремонта и содержания качество дорог во времени изменяется. При недостаточно высоком уровне эксплуатации дороги качество, заложенное на стадии проектирования и строительства, может быть исчерпано и не соответствовать общественным потребностям. На этом этапе качество определяется: качеством строительства, нормативной документации по содержанию и ремонту, материалов, изделий; уровнями технологии, механизации; качеством измерения эксплуатационных показателей дороги; качеством труда.

Таким образом, качество дороги необходимо рассматривать на всех его этапах как иерархическую совокупность свойств, направленных на полное удовлетворение требований системы ВАДС: проектирование – строительство – эксплуатация – удовлетворение комплекса требований системы ВАДС.

На каждом этапе создания продукции проявляются те или иные свойства. Для оценки качества продукции на разных этапах ее создания применяют систему показателей.

Применительно к ГОСТ 15467–70, показатель качества – это количественная характеристика свойств продукции, входящих в состав ее качества,

53

рассматриваемая применительно к определенным условиям ее создания, эксплуатации или потребления. Показатель качества служит количественной характеристикой свойства. На разных стадиях и для различных классов применяются различные показатели качества. Для правильного выбора показателей и наиболее объективной количественной оценки качества продукции дорожно-строительного производства необходимо уметь устанавливать номенклатуру и количество показателей.

Всвязи с этим важное значение приобретает классификация показателей качества.

Взависимости от различных признаков показатели качества можно классифицировать следующим образом:

по численности применяемых показателей – на единичные, ком-

плексные и интегральные;

в зависимости от стадии создания и класса продукции – на проектные, строительные и эксплуатационные;

по совокупности близких свойств (по видам) – на целевые, технические, эргономические, стандартизации, эстетические, экономические;

по уровню представления – на абсолютные и относительные;

по значимости – на основные и дополнительные.

Единичный (дифференциальный) показатель качества характери-

зует одно свойство продукции. Как правило, это важнейшее свойство продукции, выражающее главное качество. Например, коэффициент уплотнения грунта устраиваемого слоя земляного полотна, температура горячей асфальтобетонной смеси, модуль упругости дорожной одежды. Каждый из этих показателей можно выразить в абсолютном или относительном значении.

Комплексный показатель характеризует несколько свойств качества продукции. Он учитывает все показатели, установленные для данной продукции на любом этапе ее производства, и представляет собой обобщенное (единственное) значение всего комплекса показателей качества. При применении комплексного показателя он учитывает степень влияния различных свойств.

Интегральный показатель представляет собой комплeкcный показатель качества продукции, характеризуемый отношением суммарного полезного эффекта от эксплуатации к суммарным затратам на эксплуатацию продукции. Он, как и комплексный показатель, характеризует общность многих свойств продукции. Применим при оценке качества дорожностроительной продукции преимущественно второго класса. Для дороги интегральным показателем может быть отношение срока службы дороги к суммарным затратам на строительство и эксплуатацию за этот период, а для покрытия, например, суммарные затраты на строительство и содержание поверхностной обработки, отнесенные к ее сроку службы.

54

Применительно к нормативно-технической документации и с учетом специфики дорожно-строительного производства показатели качества до- рожно-строительной продукции по видам можно классифицировать следующим образом: показатели назначения (целевые), надежности, технологические, эргономические, технико-экономические, эксплуатационные.

Показатели назначения. Они характеризуют общее назначение продукции, ее принадлежность, способность удовлетворять основные целевые требования.

В зависимости от класса дорожно-строительной продукции можно применять различные показатели назначения. Для продукции первого класса (сырье, материалы, изделия) – это прежде всего: физические показатели (плотность, состав, истираемость, структура, пористость, вязкость, размер, дробимость, грансостав, цвет и др.); физико-механические (модуль упругости, угол внутреннего трения, сцепление, прочность при сжатии, растяжение при изгибе, коэффициент вязкости и др.); тепло-влажностные (температура, морозостойкость, водонасыщенне, теплоемкость, температуропроводность и влагопроводность, влажность, скорость остывания смеси и др.).

Для продукции второго класса (дорога, сооружения, элементы) показателями назначения могут быть: категория дороги, интенсивность движения, грузонапряженность, пропускная способность, расчетный расход воды через трубу и т.д.

Показатели надежности. Надежность – одно из основных свойств продукции. Оно устанавливается при проектировании, обеспечивается при строительстве и поддерживается на стадии эксплуатации. Под надежностью понимается свойство продукции выполнять заданные функции, сохраняя во времени установленные эксплуатационные показатели.

Надежность – комплексный показатель, включающий в себя безотказность, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость.

Безотказность – свойство продукции сохранять работоспособность в течение определенного времени (или наработки). Безотказность характеризуют рядом показателей: вероятностью безотказной работы, т.е. вероятностью того, что в пределах заданного времени (или объема работы – наработки) не возникнет отказ и не нарушится работоспособность; средней наработкой до отказа – математическим ожиданием времени или объема работы продукции (объекта) до первого отказа; интенсивностью отказов или плотностью вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта (определяется для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник); параметром потока отказов, т.е. плотностью вероятности возникновения отказа восстанавливаемого объекта (определяется для рассматриваемого момента времени); наработкой на отказ – отношением наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой выработки.

55

Для дорожно-строительной продукции применимы в той или иной мере все показатели безотказности. Для продукции 2-го класса особо важны показатели безотказной работы

Р = m / m0,

где m – число объектов, безотказно проработавших до некоторого времени t;

m0 – число объектов, работоспособных в начальный момент време-

ни t0.

Например, из 20 км сданных в эксплуатацию асфальтобетонных покрытий за 6 лет потребовали среднего ремонта 2 км. Следовательно, вероятность безотказной работы участка равна 18:20=0,9.

Ремонтопригодность – это свойство объекта, заключающееся в приспособлении к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения обслуживания и ремонтов. Это свойство регламентирует условия ремонта объекта. Ремонтопригодность дорожно-строительной продукции целесообразно относить лишь ко второму классу.

Ремонтопригодность дорожно-строительной продукции можно оценить: вероятностью ремонта в заданное время, средним временем восстановления, интенсивностью восстановления, средней трудоемкостью технического обслуживания и ремонтов, стоимостью обслуживания и ремонтов.

Долговечность – свойство продукции сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Показатели долговечности применительно к дорожно-строительной продукции: срок службы, гамма-процентный ресурс, средний ресурс между ремонтами, гамма-процентный срок службы, средний срок службы, средний срок службы между ремонтами.

Важнейшими показателями долговечности является срок службы, т.е. продолжительность от сдачи дороги (элемента) в эксплуатацию до первого среднего (капитального) ремонта, т.е. до наступления предельного состояния. Под предельным понимается состояние, при котором эксплуатация объекта невозможна (неэффективна) без проведения среднего или капитального ремонта.

Гамма-процентный срок службы – это календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой продукция не достигает предельного со-

стояния с заданной вероятностью процентов. Средний срок службы

представляет собой математическое ожидание срока службы между капитальными ремонтами. Для установления значения наработки, в течение которой объект не достигает предельного состояния с заданной вероятно-

стью процентов, вычисляют гамма-процентный ресурс. Средний ресурс представляет собой математическое ожидание ресурса.

Сохраняемость – одно из свойств надежности. Показателями сохранности дорожно-строительной продукции может быть конкретный и средний

56

срок сохраняемости. Срок сохраняемости – это продолжительность хранения (и транспортирования) продукции в заданных условиях, в течение и после которой сохраняются значения установленных показателей.

Технологические показатели. Они характеризуют степень технологичности продукции. В качестве первостепенных показателей технологичности дорожно-строительной продукции могут быть приняты коэффициенты механизации, технологической оснащенности, трудоемкости, использования новых эффективных материалов, сборности. Сборность характеризует трудоемкость монтажа.

Эргономические показатели. Эти показатели качества характеризуют соответствие продукции требованиям системы водитель (человек) – внешняя среда – дорога. Они оценивают условия, влияющие на работающего человека и эксплуатируемое изделие с учетом действия внешней среды. Водитель, оценивая дорогу и дорожную обстановку, обеспечивает движение автомобиля с максимально возможной скоростью в данных условиях. В этом случае возникает потребность в дифференциальной и комплексной оценке дороги – конечной продукции дорожно-строительного производства.

Эргономические показатели разделяются на гигиенические, антропометрические, физиологические, психофизиологические, психологические.

В группу гигиенических показателей входят: освещенность, температура, влажность, запыленность, излучение, токсичность, шум, вибрация. Антропометрические показатели характеризуют лишь ту продукцию, которая непосредственно контактирует с человеком, например, органы управления. Комплекс психофизиологических показателей характеризует соответствие продукции различным возможностям человека – силовым, зрительным, слуховым, переработки информации.

Эстетические показатели. Эти показатели характеризуют выразительность, оригинальность, стиль, целостность и соответствие продукции среде.

Показатели стандартизации. Они характеризуют степень применения типоразмеров изделий, применяемых при проектировании, строительстве и эксплуатации дорог.

Уровень стандартизации и унификации, а также их взаимозаменяемость характеризуют численными коэффициентами применяемости, повторяемости, стоимости.

Технико-экономические показатели. В эту группу входят различные показатели, комплексно характеризующие экономическую эффективность продукции. К ним относят: коэффициент экономической эффективности, трудоемкость, производительность труда, приведенные затраты, рентабельность, прибыль, фондоотдачу и др.

Эксплуатационные показатели. Эта система показателей, характеризующая качество дороги на стадии эксплуатации. К ним можно отнести: срок службы дороги (одежд, покрытий), интенсивность и пропускную способность, прочность одежд, ровность и шероховатость покрытий, работо-

57

способность одежд (покрытий), коэффициент экономической эффективности, эксплуатационные затраты.

Выбор номенклатуры показателей является важным этапом в системе управления качеством. С целью упрощения выбора номенклатуры показателей в табл. 2.2 приведены рекомендуемые виды и группы показателей для различных стадий двух классов дорожно-строительной продукции.

Таблица 2 . 2

П р и м е ч а н и е . В первой колонке показано для продукции 1-го класса, во второй – для 2-го класса.

58

Методика выбора номенклатуры показателей сводится к следующему:

1)назначают объект оценки качества и стадию создания продукции;

2)для различных стадий создания продукции устанавливают свойства, которые в наибольшей степени удовлетворяют поставленным потребностям;

3)для принятых свойств устанавливают виды показателей. В каждом случае обязательны показатели назначения;

4)устанавливают группу показателей и выделяют наиболее существенные;

5)на основе тщательного анализа оцениваемой продукции устанавливают дифференциальные показатели;

6)при наличии нескольких существенных показателей устанавливают комплексные или интегральные показатели.

2.3. Методы квалиметрии в дорожном строительстве

Принятая номенклатура показателей позволяет судить о продукции лишь с качественной стороны. Для разработки принципов управления качеством необходимо иметь количественную оценку качества продукции.

Методы количественной оценки качества продукции рассматриваются в квалиметрии. Квалиметрия – это область науки о качестве, связанная с разработкой теоретических основ и практических методов измерения и количественной оценки качества продукции. Квалиметрия включает в себя два понятия – измерение показателей и оценку качества. Методы квалиметрии находят самое широкое применение в дорожном строительстве. Основной целью при этом является количественная оценка, и прежде всего комплексная, различных процессов дорожно-строительного производства. Такая оценка необходима: при разработке проектно-сметной документации; при определении качества сырья, материалов и изделий на промышленных предприятиях; в процессе производства строительно-монтажных работ; на стадии эксплуатации дорог.

Квалиметрическую оценку в дорожном строительстве должен осуществлять инженерно-технический персонал при проведении входного, операционного и приемочного контроля, технического надзора, специального инспекторского контроля, а также при выполнении геодезических работ и лабораторно-полевых испытаний.

Известно семь принципов и методов количественной оценки качества дорожно-строительной продукции.

1. Качество любой дорожно-строительной продукции характеризуется многообразием (совокупностью) свойств, отображаемых системой дифференциальных показателей. Для продукции первого класса система показателей менее сложная, для продукции второго класса – более сложная.

59

2. Качество продукции, как сложное свойство, представляет собой иерархическую совокупность простых свойств. Соподчиняемость менее простых свойств (показателей) более сложным характеризуется иерархическим законом, определяющим модель качества продукции (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Модель качества продукции: K0-1 – интегральное свойство качества;

K1-1, K1-2, K2-1, K2-4, K3-2, K3-3 – комплексные свойства качества; K2-2, K2-3, K2-5, K3-1, K3-4, Kn-1– Kn-m – простые свойства качества

Сложное свойство качества на самом низком нулевом уровне характеризуется совокупностью свойств, расположенных на более высоких уровнях и, следовательно, представляет собой показатель. Обобщенное свойство на нулевом уровне можно характеризовать наиболее существенными составными частями (тоже обобщенными) 1-го уровня. В свою очередь, каждое свойство первого уровня характеризуется совокупностью свойств второго уровня и т.д. Таким образом, свойство i-го уровня качества продукции определяется свойствами более высокого i+1-го уровня. Поясним это понятие на примере строительства покрытий из битума. За комплексный показатель принимаем качество проезжей части. Одним из простейших свойств качества асфальтобетонного покрытия п-го уровня служит мазут – сырье для битума. Это означает, что свойства (качество) битума определяются свойствами мазута, а свойства асфальтобетонного покрытия – свойствами смеси. И наоборот, требования к свойствам смеси определяются качеством покрытия; требования к битумам вытекают из качества асфальтобетонной смеси и т.д.

Таким образом, второй принцип необходимо дополнить следующим исходным положением: оценка свойств на некотором i-м уровне обусловливается требованиями свойства i–1-го уровня.

60