Принято различать два понятия: контроль качества (QC – quality control) и гарантия (поддержка) качества (QA – quality assurance). Как известно, под контролем качества понимают постоянную или периодическую инспекцию на каждой стадии производства от исходных материалов (горной породы, нефти и т.д.) до конечного продукта, например, асфальтобетонного покрытия. Под гарантией (или поддержкой) качества (QA) в США понимают планируемые систематические действия, направленные на обеспечение стандартного уровня лабораторного контроля качества. Эти действия в основном сводятся к аккредитации лабораторий и сертификации технических работников, осуществляющих контроль качества. Порядок их проведения определяет Федеральная Дорожная Администрация.

Федеральная Дорожная Администрация США с 1995 г. установила новый порядок аккредитации лабораторий и сертификации сотрудников. Штаты разделены на несколько групп. Входящие в данную группу штаты совместно занимаются аккредитацией и сертификацией и обучением. Например, в западный регион входят штаты Аляска, Аризона, Айдахо, Вашингтон, Гавайи, Калифорния, Колорадо, Монтана, Невада, Орегон и Юта. Вместе с тем, любой штат может сформулировать собственные требования к квалификации персонала лаборатории. Техническое руководство аккредитацией лабораторий штатов по поручению Федеральной Дорожной Администрации осуществляет подкомитет AASHTO по материалам через центральную лабораторию Национального института стандартов и технологий (NIST).

Сначала аккредитуются центральные лаборатории штатов. Заявка с просьбой об аккредитации поступает из центральной лаборатории штата в Федеральную Дорожную Администрацию. В ней указывается, по каким видам строительных материалов и по каким методам их испытаний центральная лаборатории данного штата хотела бы быть аккредитованной. Из лаборатории Федеральной Дорожной Администрации или, по ее поручению, из центральной региональной лаборатории в центральную лабораторию штата поступают «анонимные» образцы материалов (битума, битумной эмульсии, щебня и т.д.). Основные стандартные показатели их свойств должны быть определены и спустя короткий промежуток времени отправлены в центральную лабораторию, где статистически обрабатываются результаты, полученные в различных лабораториях. Основываясь на среднем значении, дисперсии и требуемой надежности, центральная лаборатория выставляет лаборатории данного штата оценку по пятибалльной шкале. Оценка выставляется в зависимости от отклонения полученного результата от среднего значения. Среднее квадратическое отклонение зависит от вида испытания и прибора. Если результат, полученный в лаборатории, отличается от среднего в пределах одного среднеквадратического отклонения, выставляется оценка 5, в пределах полутора – оценка 4, в пределах двух – оценка 3. При оценке не менее трех баллов данная лаборатория получает право на проведение испытаний в течение одного года.

Кроме того, каждые 18 месяцев в лабораторию приезжает инспектор из центральной лаборатории, который проверяет приборы (начиная с термометра), методику испытаний и ведение записей в лабораторных журналах и на компьютерах. Если, например, показатели свойств битумной эмульсии, полученные в лаборатории дорожно-транспортного департамента штата, отклонились от средних для всех штатов больше допустимых пределов отклонения, эта лаборатория лишается права работать с битумными эмульсиями и департамент будет вынужден за счет своего бюджета нанять для этой цели частную лабораторию минимум на один год.

Аналогично этому центральная лаборатория штата проводит аккредитацию региональных лабораторий этого штата и частных лабораторий, претендующих на право проведения испытаний и контроля качества. Аккредитация является платной. Инспектор оценивает размеры помещения лаборатории, его освещенность, безопасность, обеспеченность водой, электроэнергией, помещениями для приготовления и хранения образцов и т.д. Проверяется наличие и состояние оборудования и документация о его калибровке. Инспектор составляет акт об имеющихся недостатках и дает 30 суток на их исправление. Повторная инспекция является окончательной. Затем в лабораторию посылают образцы материалов для испытаний.

Получив результаты, оценивают способность лаборатории проводить те или иные испытания. Результаты испытаний, полученные в разных лабораториях, оценивают статистическими методами. Например, в 2004 г. в штате Висконсин проводилась аккредитация 78 лабораторий. При испытании одного и того же битума коэффициент вариации (отношение среднеквадратического отклонения к среднему значению показателя) составлял: для вязкости при 135°C – 4%, для потери массы после прогрева при 163°C – 14%, для модуля упругости битума при минус 18°C – 5%, для предельного относительного удлинения при разрыве при минус 18°C – 7% и т.д. Чтобы быть аккредитованной на проведение испытаний битума в этом штате, лаборатория должна была получить результаты, отличающиеся от средних не больше, чем на удвоенные значения этих коэффициентов вариации.

Улица в г. Санта-Моника: асфальтобетонное покрытие мирно сосуществует с цементобетонным

К персоналу лаборатории предъявляется ряд требований. Выделены 5 областей, по которым проводится сертификация техников-лаборантов: каменные материалы, асфальтобетон, цементобетон, насыпь и основание дорожной одежды, контроль степени уплотнения в полевых условиях. Каждый из техников-лаборантов должен сдать письменный и практический экзамен. Разрешается 4 попытки сдать письменный экзамен в течение полугода. Затем проводится практический экзамен. В частности, техник, специализирующийся на асфальтобетоне, должен уметь отобрать образцы горячей смеси, определить содержание в ней битума; определить истинную плотность асфальтобетона (сумма масс каменного материала и битума, деленная на сумму их объемов – без учета объема межзерновых пор; в США эту величину называют максимальной теоретической плотностью асфальтобетона); определить объемную долю воздушных пор после стандартного уплотнения, определить зерновой состав минерального материала после экстрагирования битума; внести необходимые коррективы в приготовление смеси и в процесс ее укладки и уплотнения. Сдав экзамен, он получает сертификат, действительный 3 года, но ежегодно должен проходить однодневный тренировочный курс, знакомясь с новой информацией в этой области. Руководитель группы или лаборатории контроля качества дорожно-строительных материалов должен иметь не менее трех лет опыта работы в этой области.

Например, департамент транспорта штата Калифорния (Caltrans) имеет 12 региональных лабораторий, в которых в 2004 г. работали 32 штатных сертифицированных контролера качества в области дорожного строительства. Они не имеют права проводить других испытаний во избежание конфликта интересов. Всего в штате аккредитовано 243 лаборатории, из которых 64 принадлежат департаменту транспорта, 14 – городам и графствам и 165 являются частными. Техникам-лаборантам этих лабораторий на 2004 год было выдано 2112 сертификатов, причем один техник (или инженер) может иметь несколько сертификатов, скажем, один по асфальтобетону, другой – по каменным материалам, а третий – по грунтам.

Очертание бортового камня на пешеходной дорожке. Слева на бетонном тротуаре видна профрезерованная ребристая полоса, позволяющая слепому палкой нащупать начало спуска к пешеходной дорожке

Большинство частных лабораторий принадлежат строительным подрядчикам, например асфальтобетонным заводам. Вплоть до 1970-х годов качество контролировал, главным образом заказчик, следя за тем, чтобы средний показатель (например, плотности) был близок к заданному. В 1980-х по инициативе штатов Нью-Джерси и Пенсильвании в стандартах многих штатов среднее значение и мера изменчивости показателя были скомбинированы, чтобы оценить уровень качества с помощью коэффициента вариации и уровня надежности.

Оплату выполненных работ поставили в зависимость от коэффициента вариации, чтобы уменьшить разброс толщины, плотности, содержания битума и других показателей, сильно влияющих на долговечность дорожного покрытия. Соответственно, подрядчики стали интенсивно заниматься контролем качества, а заказчики параллельно контролировали известные им критические параметры. Например, в штате Массачусетс асфальтовая группа центральной лаборатории штата во главе с к.т.н. Н.Б. Перловой с каждых 20 000 т смеси отбирала пробу, экстрагировала битум и определяла его вязкость и пенетрацию, чтобы контролировать степень термоокислительного старения вяжущего во время приготовления смеси и ее хранения в бункере. Скажем, при вязкости исходного битума АС-20, равной 200 Па•сек при 60°C, и его пенетрации 60·10^-1 мм вязкость битума, экстрагированного из смеси, не должна превышать 800 Па•сек, а его пенетрация должна быть больше 50·10^-1 мм. В противном случае даже хорошо уплотненное покрытие будет недолговечным вследствие старения битума. Отметим, что добавление значительного количества старого асфальтобетона в смесь существенно осложняет контроль этого важного показателя.