国际土木工程常用规范浅论

(整期优先)网络出版时间:2019-03-13
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国际土木工程常用规范浅论

吴荣

中国路桥工程有限责任公司北京100011

摘要:本文结合笔者的海外工作经验,对国际土木工程常用的技术规范进行了概括总结和对比分析,并从承包商的角度,重点阐述了国际规范应用过程中的若干细则和注意事项,期望与同事们商榷。

关键词:国际规范,BS,ASTM,AASHTO,SABS,SATCC,MS,EN

一、国际土木工程常用技术规范分类

1.海外项目常用的技术规范按使用目标和地域归属可作如下分类:

2.

3.国际规范特点:从上表中可以看出,国际规范内容庞杂,各种技术标准、操作规程、计算公式差距很大,甚至某些专业术语和定义亦有不同。如何辩证分析和灵活运用这些规范,对海外项目的管理者和技术人员的专业理论知识、项目实战经验以及外语驾驭能力都提出了很高的要求。

二、国际工程技术规范的应用

中国的教科书长期沿用原苏联模式,因此我国的技术规范总体上与国际通用的规范兼容性不强,改革开放后才逐步吸收了一些英、美、法规范的内容。近年来,随着海外承包工程的日益增多,采用什么规范、哪种规范对项目有利?这往往是海外项目承包商面临的首要技术问题。笔者的经验是“先博览、后精深、再萃取”,这样才能为项目扫除技术障碍,在保证质量的前提下减少不必要的成本浪费,详述如下:

1.路基土石方工程:路基工程最主要的技术问题是材料标准和试验规程。这方面美国国家公路与运输协会的AASHTO(M篇和T篇)规范比较适用,该规范基本源自美国材料与试验协会的ASTM,两者相差很小。相对于英国的BS和南非SABS以及南部非洲联盟的SATCC规范而言,AASHTO和ASTM规范的土工部分内容丰富,操作规程接近中国习惯,且规定相对宽松,对承包商比较有利,但使用者必须注意以下事项:

a)液塑限试验方法不同:中国习惯用液塑限联合测定仪法,而美国采用碟式仪和搓条法。该法对操作者水平要求很高,且结果波动较大,与中国的联合测定法有一定区别;

b)CBR试验方法不同:美国操作规程比中国规程更加科学,结果更可信;

c)ASTMD3287-98和ASTMD2487-98关于材料分类有部分错误(见附件1);

d)AASHTOT180-97和ASTMD1557-98/ASTMD402-94有打印错误(见附件1)。

2.石料:笔者推荐使用英国BS规范,原因如下:

a)国内惯用的大多数石料指标来自英国(但洛杉矶磨耗值取自AASHTO);

b)石料方面,英国规范比美国AASHTO规范内容更丰富和严谨;

c)BS812-111的TFV试验非常有用,该法研究石料的饱水强度,尤其适用于热带雨林地区。

3.钢筋:各国规范的操作规程基本相同,但英标和南非规范对钢筋的技术要求严于中国,结构用钢筋大致相当于中国的三级钢筋标准(见BS4449和SABS920),这点在项目投标和施工时应引起特别重视。

4.混凝土工程:笔者推荐参考美国混凝土协会的ACI标准,该书对混凝土配合比设计有详尽描述,但使用者需注意美国的混凝土标号C代表圆柱体试件(cylinder),而不是中国和英国常用的立方体试件(cube),两者符号相同但本质不同,强度差别很大,切勿混淆。

5.底基层和基层:海外项目多采用天然砾料和级配碎石,笔者推荐采用AASHTO规范。相对于其它规范而言,AASHTO规定比较宽松,尤其是级配范围很容易达到。如果在英系国家,也可以采用OverseasRoadNote31的级配标准,该书具有各类级配范围可供选择,比SABS和SATCC宽松且务实。

6.粘、透层油:材料指标常用美国AASHTO的M81/M82/M140和M208规范,施工撒布可参考美国MS和英国OverseasRoadNote系列。

7.沥青和沥青混凝土:材料方面宜采用AASHTO规范,配合比设计可参考美国沥青协会的MS-2和SS-2,施工控制可参照该协会的MS-8和MS-17。上述MS系列参考书对沥青混凝土有详细的理论阐述和施工细节规定,尤其是当监理不熟悉沥青混凝土时,上述参考书非常有利于监理沟通。

使用美国规范时,项目技术人员需特别注意以下事项:

a)沥青分级不同:中国有50/70号沥青,但国际分级是60/70号;

b)美国规范有针入度和粘度两种沥青分类方法,常用的针入度分级法不强制要求检测粘度,这点与中国规范差别很大。笔者认为,中国规范在这方面更严谨并有利于控制质量,例如某些非洲国家自产的沥青有质量缺陷,如果单纯按照AASHTO(M)要求,虽然针入度合格,却难以发现其粘度问题;

c)石料裹附性:美国AASHTO(T)规范采用水浸法,该法不够严谨,难以真正判定石料与沥青的裹附性。出于质量控制之目的,笔者建议海外项目采用中国常用的水煮法进行验证。

在非洲国家使用法标时,承包商应注意法标的某些特殊规定,例如法标的沥青混凝土和黑碎的级配偏细,而且最小层厚偏大,对于初次使用者而言,往往很不适应。

8.沥青表处:中国和非洲各国惯用查表法确定集料和沥青用量,但笔者建议参考英国的OverseasRoadNote3进行表处配合比设计验证,该法比常用的查表法节省沥青,尤其在热带国家,不仅节约成本而且可以避免泛油隐患。

9.桥梁结构:可参阅美国AASHTO的StandardSpecificationforHighwayBridges和英国的BS5400,这些规范对设计和施工都有详细规定,可作为项目技术参考书。

10.交通工程设计:不同的规范对交通工程都有各自的要求,笔者在此强调SADC规范的重要性。虽然SATCC和SADC同属于南部非洲发展共同体规范,但SADA更具体详细,其丰富的图例对设计工作有实际指导意义。

三、技术规范的评估及修改

海外项目开工前,技术人员的首要任务是仔细研读项目技术规范,找出不合理规定或苛刻条款,通过与监理的技术商洽,力争修改上述不合理或苛刻的规定,为项目今后的顺利开展铺平道路(案例详见附件2)。该项工作的前提条件是承包商不仅要充分理解项目规范,而且对各类国际规范都要精通掌握,并能指出各类规范的适用性、优缺点甚至错误,这样才能在技术能力上得到监理的尊重,形成良好的工作开端,举例如下:

1.项目规范:一般由业主起草或监理推荐。由于绝大多数非洲国家曾被欧洲殖民,因此这类规范带有鲜明的宗主国印记,甚至原文照搬,例如安哥拉211项目的原规范照搬了葡萄牙规范,其路基填方料的PI≤6之规定明显不适应于安哥拉的地理和气候环境。后经笔者说服,监理同意对PI不做强制要求。

2.英国BS系列:此系列规范规定合理,内容严谨且技术先进(例如英标早于中国规范提出塑性模数的概念),大部分与欧洲规范等同。如果监理来自英系国家,建议承包商引入BS系列,对方能够迅速接纳。但BS规范的土方相关规定并不普及,该部分宜采用国际通用的美国ASTM或AASHTO规范,有经验的监理一般不会拒绝。

3.法国规范:法国规范给人的第一感觉是凌乱,而且某些设计指标和试验方法对中国技术员来说比较陌生,如法规的道路设计采用EV2变形模量(该指标在中国仅用于铁路设计),而不是通常的弹性模量。另外,法规的黑碎GB(相当于英标的DBM)和沥青混凝土磨耗层BBSG(相当于英标的WC)级配偏细,高温下易产生车辙,笔者建议在热带国家宜适当调粗级配范围,以增强热稳定性和表层抗滑。

4.欧洲规范:根据欧洲标准化委员会(CEN)的规则要求,2010年3月后各成员国应无条件地给予欧洲土木工程技术标准以本国国家标准的地位,并废止与欧洲土木工程技术标准相抵触的本国标准。目前,欧盟各国正在竭力推荐将欧盟标准变为ISO等国际标准,以扩大欧标的国际影响。鉴于欧标的未来发展潜力,中国技术人员应加强该系列标准的学习。

与国内标准不同,欧洲标准偏重于理论、原理和设计概念的更新,这要求项目设计人员在应用欧洲标准时必须具备扎实的理论知识。

笔者曾与欧洲监理探讨过欧标内容,对方认为虽然官方强力推行该规范,但各国的工程师们均有不同程度的抵制情绪,他们私下更习惯于各自的本国规范,因此笔者认为现阶段仍应加强英标与法标的学习,将欧洲标准列入未来的学习计划。

5.南非的TMH试验规范:如果项目监理来自南非,建议与对方商定,不要采用此规范为宜,因为该规范的很多方法与指标不同于国际惯例,且试验仪器不通用,不仅指标没有可比性,而且浪费成本。

6.SATCC规范:该规范由南部非洲交通运输与通信事务委员会起草,理论上适用于南部非洲发展共同体等若干国家。但该规范将合同条款与技术规定合二为一,规定承包商要给监理提供奢华的办公、生活设施,某些监理推荐此规范的初衷并不是出于技术考虑,而是试图将该规范的合同类条款强加于承包商,使用该规范时承包商应提高警惕,其中的若干合同类条款并不是承包商的签约合同义务。

SATCC目前仅是一部试行草案,其大部分内容来自于母规范SABS(真正的南非国家规范)。由于南非冬季寒冷,因此SATCC的若干规定并不真正适用于某些热带地区(如安哥拉北部)。由于该规范试图将各国、各等级的公路标准融为一体,因此其严谨性略显不足,例如该规范的第4203款中的表4203/1,对连续级配沥青混凝土的马歇尔稳定度的最小值仅规定3.5KN,这明显是错误的。另外,2-4mm的流值适用于冬季寒冷的南非地区,但对于其它国家的炎热地区而言,最小流值应规定为1.5mm为宜。

7.南非国标SABS规范:南非的土木工程技术先进、理论完善,其国标SABS完整成熟,道桥工程常用的有SABS1083和SABS1200等,在非洲国家有一定的权威性。但因南非气候不同于其它非洲热带国家,因此采用SABS时应辩证考虑其气候适用性。

8.质量控制的数理统计问题:国内施工项目的质量控制工作要求进行数理统计,但大多数海外项目的技术规范并无此要求,这方面的缺失不仅有损质检工作,而且以单点值评定施工质量无疑增加了承包商的难度和成本。笔者建议引进英国BS600-2000规范,该规范对数理统计方法有详细描述。

9.专业参考书:除了理解技术标准和规范之外,英文或法文版的专业参考书也是必不可少的,特别是当监理固执己见或水平有限不敢决断时,与其费尽口舌乞求,不如引经据典说服,因此必要的技术参考书能起到事倍功半的效果。

10.国际规范的辩证分析和灵活运用:非洲国家的技术规范基本上源自其殖民宗主国,在规范的采用问题上,承包商的技术人员应该辩证分析,结合项目所在国的当地降雨量、海拔、气候等实际情况,综合确定技术指标,例如南非冬季较冷,因此沥青混凝土的劲度模量规定偏低,而对于安哥拉北部和加蓬等热带地区的渠化交通要道,适当增大稳定度和减小流值有益于工程质量。另外,加蓬的红土砾石的液限LL高达50以上,其塑指PI高达25,这样的填方材料有悖于施工常识,但当地的工程实践证明,设计时采取适当保护措施后,这种高液限高塑指的红土料同样可用。

四、与监理的技术沟通

1.学习国际规范的过程同时也将提高外语能力。笔者建议初学者可阅读中文版,在逐渐熟悉后应以外文原版为主,这样才能真正掌握并运用国际规范。某些中文翻译版本用词不够精准,例如法规的BBSG翻译为中文是“半砾状沥青混凝土”,究其原文,才明白其“半抗滑”的本意。

2.在掌握了各国规范的基础上,才能与监理工程师进行有效沟通。国际监理特别是欧洲监理与中国人的思维习惯有很大不同,国内惯用的人际关系学和酒桌文化并不适用于欧洲监理。结合自己多年的海外工作经验,笔者认为,只有在技术和规范上折服监理,才是赢得对方尊重并友好沟通的最佳手段。

附件1:美国ASTM及AASHTO规范问题清单

附件2:CRBC安哥拉211项目规范点评与修订(2005年)

参考文献:

1.美国ASTM系列规范

2.美国AASHTO系列规范

3.英国BS系列规范

4.南非SABS系列规范

5.南非联盟SATCC规范草案

6.法国NF-P98-138