Изменчивость материалов и размер проекта

Хотя размер проекта и его стоимость непосредственно не влияют на определение свойств материалов, при планировании программы испытаний следует принимать во внимание вносимую ими изменчивость материалов.

Изменчивость. Изменчивость материалов должна быть оценена в количественном отношении для осмысленного контроля качества изготовления горячей асфальтобетонной смеси. Из наблюдений за повреждением дорожного покрытия совершенно очевидно, что изменчивость является одним из наиболее важных факторов, который следует рассматривать в связи с работой дорожной одежды. Например, если 10% дорожной одежды стали непригодны для эксплуатации, тогда с точки зрения эксплуатационной пригодности, непригодно все покрытие. Во всех случаях, отказ дорожного покрытия начинается с того, что небольшой процент дорожной одежды начинает проявлять признаки повреждения и со временем, пока не будут проведены ремонтные работы, площадь поврежденных участков увеличивается.

Концепция изменчивости и его соотношение с потерей эксплуатационной пригодности показаны в Рис 5-1, который показывает прочность гипотетического покрытия при изменении нагрузки. Область перехлеста кривых отражает условия разрушения покрытия, т.е. нагрузка превосходит его прочность. Если увеличивается изменчивость в свойствах смеси, тогда вероятность потери эксплуатационной пригодности смеси также увеличивается. Можно показать много подобных примеров, включающих другие свойства или их комбинации.

Вопрос, близко связанный с присущей изменчивостью материалов, это сколько испытаний необходимо выполнить? Хороший объем информации дает широкая и интенсивная программа испытаний небольшого количества достаточно изменчивого материала, взятого из общей совокупности, но он показателен только для очень небольшого участка дорожного покрытия. Подобным образом, очень ограниченная программа для высоко-изменчивого материала предоставит ограниченную информацию, которая может не вполне точно описать свойства материала. Реалистичный подход заключается в проведении достаточного количества испытаний для определения усредненных значений свойств и изменчивости материала, чтобы можно было определить процентное соотношение внутри любого желаемого диапазона.

После оценки свойств материала, следует определить точность и погрешность использованного метода испытаний. Знание точности и погрешности позволит инженеру использовать информацию, собранную в результате испытаний, чтобы определить наличие значительной разницы между результатом проверки и желаемым результатом, а также позволит оценить результаты двух различных испытаний на предмет значительных отличий друг от друга. Это сравнение может быть сделано для двух испытаний, проведенных в той же лаборатории тем же специалистом или между двумя лабораториями. Правила определения точности и погрешности включены в соответствующие методы испытаний от Американского общества испытания материалов (ASTM).

Размер проекта. Для создания программы испытаний горячих асфальтобетонных смесей также важны размер проекта и его стоимость. При увеличении размера проекта, изменчивость свойств материалов также может увеличиваться, так как свойства материала могут меняться с течением времени и с износом оборудования. Увеличение размера проекта и его стоимости оправдывает более широкую программу испытаний. Таким образом, объем и составляющие программы испытаний, в конечном счете, зависят от изменчивости материалов, метода испытаний, стоимости проекта и последствий отказа дорожного покрытия. Большее количество результатов испытаний позволяет инженеру более аккуратно измерить истинное качество смеси, однако излишнее количество испытаний может быть дорогим и не будет оправдано, если стоимость испытаний превысит некий установленный процент от общей стоимости проекта.

Рис 5-1 Графическое изображение отказа для двух условий, с одинаковым средним значением, но различными значениями изменчивости.