1 绪论
1.1 研究背景与意义
心墙是在土石坝填筑过程中，修建于坝轴线上游侧的不透水薄壁墙体，其下部连接混凝土基座、两侧连接山体，是挡水坝的防渗屏障[1]。采用沥青混凝土作为土石坝的防渗体，是近些年发展起来的一种新型的防渗技术，其具有以下优点：变形适应能力强，抗震性能显著；施工机械化程度高，可以随心墙两侧的坝壳料同步施工；具有良好的防渗性能以及耐久性。沥青混凝土心墙凭借其以上优点在世界范围内得到了广泛应用，是重要的坝型之一。我国采用沥青混凝土心墙防渗[2]-[4]开始于 20 世纪 70 年代，在修建大坝的施工过程中，工程技术人员采用先进的机械化施工技术，进行了多项研究和创新，推进了沥青混凝土心墙在我国高土石坝中的应用。目前已建成数座百米级的沥青混凝土心墙坝，如三峡茅坪溪沥青混凝土心墙坝、珊溪沥青混凝土心墙坝、四川冶勒水电站沥青混凝土心墙坝等[5]-[6]。随着沥青混凝土心墙坝设计理论和自动化施工技术的日益完善，沥青混凝土心墙坝必将具有更为广泛的应用前景和推广价值。
美国著名质量管理学家朱兰[7]曾经预言：“20 世纪是生产力的世纪，21 世纪将会是质量的世纪”，“百年大计，质量第一”是我国搞好经济建设的一贯方针。沥青混凝土心墙施工是一个复杂的过程，其施工工序多、施工场地复杂；施工受自然因素包括气温、降雨等影响较大，从施工准备、摊铺试验到心墙施工，各个环节有不同的技术要求又相互影响，只有做好各阶段的质量控制才能保证整个工程符合质量要求。从以往沥青混凝土心墙建设情况看，其在水工防渗结构中得到了很好的发展，但受到技术、经济以及管理水平的制约，沥青混凝土心墙在施工过程中仍存在许多弊端和薄弱环节，因此，开展沥青混凝土心墙质量管理的研究具有重要的现实意义。
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1.2 相关领域研究现状
1.2.1 质量管理理论研究现状
质量管理理念是质量管理的指导思想，从质量管理理论的发展历程来看，其发展从产生、形成、发展到日益完善大致经历了四个阶段：质量检验阶段、质量统计阶段、全面质量管理阶段以及标准化质量管理阶段。
（1）质量检验阶段
质量检验是早期的一种质量管理方法，其主要特点是“事后检验把关”，即通过检验产品的一个或某几个质量指标，并与相应的质量标准作比较，从而判定产品合格或不合格[8]。质量检验的基础是泰勒的科学管理理论，即通过科学的分工将计划职能、执行职能以及检验职能分开。质量管理的责任最初由工长承担，后来转变为由专职检验人员负责，进一步发展便形成了质量检验机构。这一阶段属于事后的检验把关，在生产过程中无法起到预防、控制的作用；且大规模的检验对人力、物力以及财力均是一种极大的浪费。
（2）质量统计阶段
20 世纪 40 年代以后，随着生产力的发展，生产规模逐渐扩大，事后的检验把关已难以满足企业质量管理的需求[9]。与此同时，第二次世界大战的爆发使得国家对枪支弹药等军需用品的质量提出了更高的标准和要求，然而，军需用品的质量检验大多属于破坏性检验，在这种情况下，美国行政和军事部门组织专家编写了《质量管理指南》、《数据分析用控制图》、《生产过程中质量管理控制图法》等有关质量控制方法的著作，在质量管理中加入数理统计的方法，大大提高了质量管理水平，这一阶段主要特征为“依赖数理统计方法，仅限于制造和检验部门”。相较于质量检验阶段仅依靠事后质量检验把关控制产品质量的状况，统计质量管理增加了对生产过程的控制，属于事后检验把关与事前预控相结合的一种质量管理方式。质量统计着重数学工具的应用，与组织管理没有紧密结合。
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2 工程质量管理相关理论研究
2.1 工程质量管理概述
2.1.1 工程质量
工程质量指一组固有特性满足客户以及其它相关方要求的程度，它必须符合国家法律、法规、技术标准、设计文件以及项目合同对工程项目安全、经济、使用以及美观等方面的综合要求。工程质量包括工程实体质量以及工作质量。工作质量指施工单位为了保证工程实体质量而进行的一系列生产、组织、管理以及技术工作的水平和完善程度，工作质量是工程实体质量得以保证的基础[42]。
（1）工程质量的特点
1）复杂性。影响工程质量的因素很多，因此加大了对质量问题进行分析、判断以及纠偏的难度。例如质量问题的产生可能是因为设计方案有误，或者盲目套用图纸；也可能是因为不按图纸施工或在施工过程中偷工减料。由此可见，质量问题的性质相同，但引起质量问题的原因却不一定相同。
2）质量波动性大。建设工程产品生产具有单件性和流动性的特点，每个建设工程产品的自身特点与施工条件都有所不同。与工业产品相比，建设工程产品不具有固定的生产线、规范化的生产工艺、较为完善的检测技术、完备的生产设备以及相对稳定的生产环境，因此工程质量容易产生波动且波动性较大。
3）质量隐蔽性。在施工过程中，工程项目的中间产品、隐蔽工程以及交接工序都比较多，因此工程质量具有隐蔽性的特点。在施工过程中，应及时检查工程的质量，否则事后检查只能看工程的表面质量，容易产生错误的判断并造成工程质量隐患。
4）终检的局限性。工程竣工后，不能依靠终检来判断工程质量，与无法将产品拆卸或解体来检查其内部的质量，因此工程质量的终检存在一定的局限性，无法或难以发现工程隐蔽的质量缺陷。因此，工程项目的质量控制应以预防为主，注重预控，即事前控制，防患于未然。
5）评价方法的特殊性。工程质量的检验、评定与验收是根据工程施工层次进行的，包括检验批、分部、分项工程以及单元工程等。检验批的质量是整个工程质量的基础，其质量评价合格与否取决于主控项目和一般项目抽样检验的结果。工程质量应先经施工单位自检，
自检合格方可由业主或监理组织相关单位和人员进行检验确认。
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2.2 工程质量管理的基本原理
2.2.1 PDCA 循环原理
PDCA 循环[49]是在管理实践中形成的工程质量管理的基本理论，如图 2-1 所示。
（1）计划 P（Plan）
计划是整个工程质量管理的主要组成部分、首要阶段，它包括两方面工作，一是明确质量目标，二是制定质量计划。质量计划指实施质量管理工作的行动方案，包括业务流程、资源配置以及技术方案等，它依据质量目标和各部门的职责范围为定。此外，计划还包括分析论证实现质量目标的可行性，论证通过后方可执行。
（2）实施 D（Do）
实施是整个工程质量管理的重心，它包括技术方案交底和按照质量计划进行作业活动两部分。需要强调的是，技术方案交底是实施质量计划的重要环节，它的作用是使施工人员和管理者了解计划的意图和要求，掌握质量标准并严格执行，最大限度地保证工程质量。
（3）检查 C（Check）
检查指质量计划实施过程中进行的各种检查，包括自检、互检以及专检。各类检查均包括两方面的内容，一是检查质量计划是否被严格执行以及不执行的原因；二是检查质量计划执行的结果，确认其是否达到标准要求。
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3 沥青混凝土性能影响因素分析 .................................. 15 3.1 原材料对沥青混凝土性能的影响 ................................. 15
3.1.1 沥青 ....................................... 15
3.1.2 粗骨料 .......................................... 16
4 沥青混凝土心墙施工过程分析 ..................................... 27
4.1 施工准备 .......................................... 28
4.1.1 试验室布置及试验仪器选购 ................................... 28
4.1.2 原材料准备 ................................... 28
5 沥青混凝土心墙施工质量控制指标体系与方法 ........................... 40
5.1 沥青混凝土心墙质量控制指标体系 .................................. 40
5.1.1 沥青混凝土心墙质量检测方法 ...................................... 40
5.1.2 沥青混凝土心墙质量控制指标体系 ................................ 40
5 沥青混凝土心墙施工质量控制指标体系与方法
5.1 沥青混凝土心墙质量控制指标体系
5.1.1 沥青混凝土心墙质量检测方法
质量检测是评价施工质量的依据，沥青混凝土心墙的质量检验方法主要包括现场巡检、现场无损检测、现场取样检测以及钻孔取芯检测等。
（1）现场巡检
沥青混凝土心墙铺筑时，应随时对每层进行外观检查，一方面检查其平整度是否满足技术要求，另一方面检查其外观是否出现麻面、蜂窝以及花白等异常现象，如果出现异常应立即清除。
（2）现场无损检测
无损检测方便、快捷，且不会对已完工的沥青混凝土心墙造成破坏，是现场检测沥青混凝土孔隙率的主要手段。现场无损检测的方法是当沥青混凝土碾压完毕且温度降至 70℃左右时，用核子密度仪测量沥青混凝土的容重，进而推算其孔隙率，同时用渗气仪测量沥青混凝土的渗透系数。
（3）现场取样检测
现场取样检测指在沥青混合料拌合楼出机口以及铺筑现场取样，进行沥青混合料的抽提试验；并将沥青混合料制成标准马歇尔试件，检测其马歇尔稳定度、流值以及密度等。
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6 结论及展望
6.1 结论
本文的主要研究成果有以下几点：
（1）在室内试验的基础上，运用灰色关联分析法分析了级配指数、油石比以及填料用量 3 个参数与沥青混凝土孔隙率、劈裂强度以及劈裂位移指标之间的关系，确定了各个参数对沥青混凝土某一性能指标影响程度的大小，从而为沥青混凝土配合比设计以及施工质量管理提供依据。对于孔隙率来说，级配指数对其影响最大，而填料用量对其影响最小，但总体上相差不多；对于劈裂强度来说，级配指数对其影响最大，填料用量对其影响最小；对于劈裂位移来说，油石比对其影响程度最大，级配指数对其影响最小，但总体上相差不大。
（2）综合分析了沥青混凝土心墙的施工全过程，包括施工准备、沥青混合料制备、沥青混合料运输、沥青混合料摊铺、沥青混合料碾压以及特殊施工过程，归纳总结了各阶段的工作内容与质量控制要点，并在此基础上，基于因果图分析法，分析了影响沥青混凝土心墙质量的关键因素。
（3）针对沥青混凝土心墙施工质量管理，提出了原材料、沥青混合料以及沥青混凝土铺筑三个层次的质量控制指标体系，并结合具体工程实例，运用施工质量动态控制方法，选取油石比、孔隙率以及水稳定系数三个指标，建立了以控制图为基础的动态控制模型，以达到施工质量动态控制的目的。
参考文献（略）