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高速公路試驗儀器：

淺談公路工程試驗檢測儀器校準的方法：

摘要：在公路工程施工過程中，做好試驗檢測工作是保障工程質(zhì)量直接、具有說服力的方法。我們評價某條公路質(zhì)量的直接依據(jù)是既科學又合理的試驗檢測工作和精細化的施工管理工作。因為，通過試驗檢測得來的數(shù)據(jù)在整個工程的施工工序、每一個施工環(huán)節(jié)中都起著重要的指導作用，從而使工程質(zhì)量能夠得到控制和保證。其主要工作是利用試驗檢測工具對某個工程部位或者工程項目進行檢測，并將其結(jié)果數(shù)據(jù)化，再根據(jù)這一檢測結(jié)果與其相關(guān)的現(xiàn)行質(zhì)量技術(shù)標準進行對比，以此來判定其質(zhì)量是否合格。因此儀器校準的科學性和規(guī)范性對保證和提高工程建設(shè)質(zhì)量具有極其重要的意義。本文分析了公路工程試驗檢測儀器校準的方法。
隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用，大量集成化多功能、高性能儀器設(shè)備逐漸成為一種發(fā)展趨勢，通用計量途徑已經(jīng)不能滿足公路工程試驗檢測儀器設(shè)備的發(fā)展需求。盡快建立一個專屬于公路工程試驗檢測儀器設(shè)備的檢定與校準體系，這樣才能有利于儀器設(shè)備的統(tǒng)一化管理和系統(tǒng)化管理，才能在大程度上保證儀器設(shè)備所測得出具的科學性與可靠性。
一、概述：
由于公路工程施工中所涉及的質(zhì)量影響因素有很多種，因此在對其進行質(zhì)量檢驗時也需要從多個方面入手檢測，如公路路面的平整度、結(jié)構(gòu)物強度等等。這就需要用到大量不同的檢測儀器設(shè)備。尤其是近年來，科技推動了檢測儀器設(shè)備行業(yè)的發(fā)展，更多新型精密的檢測儀器設(shè)備被應(yīng)用在公路工程試驗檢測工作中。如路面材料強度儀、瀝青混合料車轍試驗儀、非金屬超聲波檢測儀、混凝土鋼筋檢測儀等等，除此之外，還有一些常見的通用檢測工具，如各類天平、各類量筒、各類尺具等等。這些儀器設(shè)備共同組成了公路工程試驗檢測儀器設(shè)備體系，為確保公路工程施工質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。但無論公路工程試驗檢測儀器設(shè)備的數(shù)量種類有多少，在對上述這些儀器設(shè)備的各種計量屬性進行檢定與校準的過程中，都并不能脫離“計量門類"的范圍，即其計量參數(shù)以及函數(shù)導出量值都在幾何量（長度）、熱工、力學、電磁、無線電、時間頻率、聲學、光學、化學和電離輻射等范圍內(nèi)。在建立其專屬的儀器設(shè)備檢定與校準體系時，必須要明確這“計量門類"是建立體系的基礎(chǔ)，是體系結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定的重要支撐依據(jù)。以下本文所研究的公路工程試驗檢測儀器設(shè)備檢定與校準體系也是在此前提下展開的。
二、試驗檢測工作的重要性：
1.保證了工程質(zhì)量。在具體的施工中施工質(zhì)量的好壞決定著整個施工的成敗。這就要求每道工序的質(zhì)量都終通過試驗取得的數(shù)據(jù)來評定。要求在原材料、成品的質(zhì)量方面嚴格控制，比如說對水泥進行的標準稠度、安定性、強度試驗等要滿足要求。
2.保障了工程進度。工程進度是調(diào)控施工質(zhì)量好壞因素的之一條件，它既可以提高工作效率，又可確保工程按進度計劃合理組織施工和實施。這里面主要的是開工前的標準試驗是否完成，施工標段施工能否按期進行等都要有足夠的時間來保證。
3.試驗檢測能夠準確地確定成品、半成品材料、原材料的質(zhì)量高低，判斷產(chǎn)品是否合乎標準。在提高工程質(zhì)量和合理地運用材料起到非常重要的作用。
三、公路工程試驗檢測儀器校準的方法：淺談公路工程試驗檢測儀器校準的方法
1.檢定/校準體系的要素。國家計量檢定系統(tǒng)表可簡稱檢定系統(tǒng)，內(nèi)容包括：基準、各等級計量標準、工作計量器具的名稱、測量范圍、準確度（或不確定度或允許誤差）和檢定方法等。這是國家對計量基準到各等級的計量標準直至工作計量器具的檢定主從關(guān)系所做的技術(shù)規(guī)定。公路工程試驗檢測工作計量器具（試驗檢測設(shè)備）的主要計量特性包括：測量范圍、不確定度或準確度等級或大允許誤差、重復(fù)性、穩(wěn)定性等，還可能包括：靈敏度、鑒別力、分辨力、漂移、滯后、響應(yīng)特性、動態(tài)特性等其他計量特性。檢定/校準體系除包含工作計量器具的屬性外，還應(yīng)包含從計量基準到工作計量器具無間斷鏈條上的各種計量器具和量值傳遞關(guān)系及相應(yīng)規(guī)則。
2.檢定與校準體系的表達形式。一是圖形法。這種方法是利用圖形的方式將檢定與校準體系表達出來，也就是通過圖形表達出體系的框架。在此我們可以將計量檢定與校準的基礎(chǔ)劃分為一區(qū)，將檢定系統(tǒng)劃分為二區(qū)，將公路工程專業(yè)領(lǐng)域計量器具劃分為三區(qū)。在圖形法的表達形式中，一區(qū)和二區(qū)會有一定的交匯重疊，重疊的部分為計量基準。而二區(qū)和三區(qū)也會出現(xiàn)一定的交匯重疊，重疊部分為工作計量器具。正是通過這種交匯重疊將三個部分連接在一起，形成了檢定與校準體系結(jié)構(gòu)框架。其中，二區(qū)主要描述了計量基準、計量標準、工作計量器具三者之間的傳遞與溯源，是該體系的核心。并且由于其會根據(jù)儀器設(shè)備的變化而出現(xiàn)一定的變化，因此其處于該體系的動態(tài)區(qū)域。而與之相反，一區(qū)主要是單位量值，因此相對較為穩(wěn)定。而三區(qū)則處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，這是因為三區(qū)的工作計量器具劃分并不會發(fā)生變化，但儀器設(shè)備的數(shù)量可能根據(jù)需要發(fā)生變化。二是表格法。按專業(yè)類別與工作器具編制器具分類的主表及副表。主表為基本信息，將公路工程4個專業(yè)所囊括的工作計量器具列于一個表中，相當于管理名錄；副表為各個專業(yè)計量器具的解析信息，并與各個器具的檢定系統(tǒng)圖表配合使用。之所以要編制這種表格，主要是因為社會公用計量檢定與校準體系并不能*公路工程試驗檢測儀器設(shè)備的檢定與校準需求。而通過建立一定的計量基準組成表，則可以彌補其中儀器設(shè)備傳遞量值的不足之處。
3.水泥混凝土抗折校準。工地水泥混凝土抗折試模使用后，因工作環(huán)境所限，保養(yǎng)基本都不夠規(guī)范，試模放置雜亂無章，多數(shù)試模邊板偏斜、固定螺絲成松弛狀態(tài)。校準人員若想對試模進行準確、規(guī)范的校準，需對試模清洗、從新固定邊板并擰緊螺絲。這個工作過程相對較為繁瑣，需花費大量的時間，多數(shù)校準人員為了自身方便，只是對試模的外觀進行簡單的檢查，就做出校準結(jié)論，嚴重影響了試驗結(jié)果的準確性及筑路質(zhì)量控制。正確的校準內(nèi)容應(yīng)該包括試模的外觀、尺寸、垂直度及不平整度等，方法如下：一是外觀檢查：應(yīng)有清晰的銘牌，標有試模名稱、規(guī)格型號、生產(chǎn)廠家、出廠日期和出廠編號，側(cè)板、斷板、隔板和底板均應(yīng)有編號；試模內(nèi)壁應(yīng)光滑，不得有明顯砂眼、裂紋及劃傷等，外壁應(yīng)無毛刺。二是尺寸校準：用游標卡尺測量各試模內(nèi)部的尺寸，在每個方向上選擇兩個測點，取算術(shù)平均值；準確至0.1mm。尺寸誤差不應(yīng)超出公稱尺寸的±0.2%，三是垂直度校準。用角度尺測量各試模內(nèi)部各相鄰面的不垂直度，各相鄰面選擇不同部位測量兩點，取算術(shù)平均值，準確至0.1°。承壓面與相鄰面的不垂直度不應(yīng)超過±0.5°。
儀器設(shè)備的校準是一個系統(tǒng)的工作，這項工作需要技術(shù)人員全面掌握設(shè)備的性能、校準特性及工作特性等相關(guān)知識，按照要求對每臺試驗設(shè)備進行校準，要保證公路工程試驗檢測儀器校準的準確性。對制定公路工程試驗檢測儀器設(shè)備計量管理工作發(fā)展規(guī)劃、促進交通計量領(lǐng)域建設(shè)、運行、管理的科學發(fā)展提供了必要的支持。

公路工程試驗室儀器設(shè)備信息化建設(shè)管理規(guī)定：

1.0.1目的

為認真貫徹落實自治區(qū)*黨委（擴大）會議暨交通運輸工作會議精神，強化公路工程質(zhì)量監(jiān)督管理，規(guī)范我區(qū)公路試驗檢測機構(gòu)及建設(shè)項目工地試驗室的試驗檢測和信息化建設(shè)工作，提高檢測設(shè)備自動化水平及試驗檢測工作質(zhì)量，保證試驗檢測工作科學、真實、有序地開展，有效遏制質(zhì)量事故發(fā)生，特制定本標準。

1.0.2適用范圍

凡在我區(qū)從事公路建設(shè)工程質(zhì)量檢測活動的檢測機構(gòu)和建設(shè)項目臨時工地試驗室，信息化建設(shè)均應(yīng)符合本規(guī)定要求。

1.0.3主要內(nèi)容

水泥混凝土（含取芯）抗壓強度、膠砂抗壓抗折、鋼材力學性能中的力值和瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度、瀝青針入度和軟化點，其檢測數(shù)據(jù)均應(yīng)自動采集。

1.0.4與相關(guān)規(guī)范的關(guān)系

檢測機構(gòu)使用的自動采集設(shè)備、自動加載、卸載、數(shù)據(jù)傳輸與處理除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)程外，還應(yīng)符合國家、行業(yè)及地方有關(guān)標準、規(guī)范、規(guī)程及管理規(guī)定的要求。

2術(shù)語

2.0.1力值檢測設(shè)備

用于公路建設(shè)工程檢測的壓力、拉力試驗機稱為力值檢測設(shè)備。

2.0.2瀝青及瀝青混合料檢測設(shè)備

用于公路建設(shè)工程檢測的針入度、軟化點試驗機稱為瀝青檢測設(shè)備；馬歇爾試驗機稱為瀝青混合料檢測設(shè)備。

2.0.3自動采集控制

自動采集控制是集成嵌入式自動采集控制軟件的單片機或安裝自動采集控制軟件及數(shù)據(jù)采集控制卡的電腦為核心，控制信號采集和自動加、卸載執(zhí)行程序的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

2.0.4自動加、卸載

自動加、卸載的過程是一個沒有人為干預(yù)的過程。從啟動檢測設(shè)備開始，設(shè)備根據(jù)設(shè)定的加荷速率自動加荷，直至按標準試驗方法取得采集值，自動卸載的過程。強行停機、停電等，檢測數(shù)據(jù)不能進入檢測軟件系統(tǒng)和自治區(qū)檢測監(jiān)管系統(tǒng)。

2.0.5設(shè)備技術(shù)改造

本標準出臺前已經(jīng)投入使用的不具備自動采集和自動加、卸載的檢測設(shè)備，通過改造使之符合本標準要求，稱為設(shè)備技術(shù)改造。

2.0.6數(shù)據(jù)傳輸

將檢測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)綑z測軟件和自治區(qū)檢測監(jiān)管系統(tǒng)的過程。

2.0.7自動采集接口

自動采集接口有兩種，一是自動采集控制系統(tǒng)中的軟件將自動采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑z測軟件和自治區(qū)檢測監(jiān)管系統(tǒng)，檢測軟件和自治區(qū)檢測監(jiān)管系統(tǒng)具有接收的標準和方式。二是檢測設(shè)備已有自動采集控制系統(tǒng)并提供相關(guān)的數(shù)據(jù)標準、方式，由檢測軟件開發(fā)單位開發(fā)程序?qū)⒋藬?shù)據(jù)標準轉(zhuǎn)換符合檢測軟件和自治區(qū)檢測監(jiān)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)標準的要求。

2.0.8力值時間曲線

由于試樣的破壞荷載、屈服值實現(xiàn)自動采集，為避免誤判及試驗過程追溯，使檢測過程具有再現(xiàn)性，將試驗過程的數(shù)據(jù)按檢測時間點保存到檢測軟件中對應(yīng)的采集數(shù)據(jù)記錄中，并以曲線圖形式反映。

2.0.9自治區(qū)檢測監(jiān)管系統(tǒng)

在新疆維吾爾自治區(qū)公路工程質(zhì)量*（以下簡稱：）信息平臺中建設(shè)專門用于對工程質(zhì)量檢測進行監(jiān)管的軟件系統(tǒng)。

2.0.10登錄自治區(qū)檢測監(jiān)管系統(tǒng)查詢試驗記錄及報告。

3基本要求：公路工程試驗室儀器設(shè)備信息化建設(shè)管理規(guī)定

3.0.1檢測設(shè)備制造單位或設(shè)備技術(shù)改造單位應(yīng)取得計量器具制造許可證或維修許可證。

3.0.2檢測機構(gòu)已購置的力值檢測設(shè)備及瀝青和瀝青混合料檢測設(shè)備，凡是不滿足本標準的要求，均應(yīng)通過技術(shù)改造達到要求。

3.0.3滿足本標準數(shù)據(jù)自動采集、自動加、卸載、數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧χ禉z測設(shè)備及瀝青和瀝青混合料檢測設(shè)備廠家，應(yīng)提供產(chǎn)品標準、產(chǎn)品說明書。

3.0.4對原有檢測設(shè)備進行技術(shù)改造，其自動采集、自動加、卸載控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)符合本標準的規(guī)定，改造單位提供的改造技術(shù)應(yīng)通過組織的技術(shù)鑒定，同時應(yīng)提供產(chǎn)品標準和說明書。

3.0.5要求檢測機構(gòu)使用的軟件應(yīng)經(jīng)過評審，其版本應(yīng)統(tǒng)一，禁止同一軟件多種版本。經(jīng)過檢測評審的軟件其允許開展的檢測項目在新疆維吾爾自治區(qū)公路工程質(zhì)量*公布。檢測機構(gòu)應(yīng)使用經(jīng)評審符合要求的、能自動實時傳輸、適于監(jiān)管的檢測設(shè)備及配套的軟件。

3.0.6檢測機構(gòu)使用不符合本規(guī)程規(guī)定的力值檢測設(shè)備和瀝青及瀝青混合料設(shè)備，其出具的檢測報告為違規(guī)檢測報告，不作為工程質(zhì)量驗收的依據(jù)。

3.0.7力值檢測設(shè)備和瀝青及瀝青混合料檢測設(shè)備經(jīng)過技術(shù)改造后，應(yīng)確保采集及傳輸數(shù)據(jù)真實、有效，不得向用戶提供修改數(shù)據(jù)和報告的后門程序或開放相應(yīng)功能，合同雙方應(yīng)對傳輸數(shù)據(jù)的真實、有效性承擔法律責任。

3.0.8經(jīng)技術(shù)改造后的設(shè)備應(yīng)能夠在我區(qū)其它建設(shè)項目繼續(xù)使用，只變更建設(shè)項目編碼、合同段編號及驗證碼即可。

3.0.9檢測機構(gòu)的試驗設(shè)備具備信息化功能后，需通過新疆維吾爾自治區(qū)公路工程質(zhì)量*組織的檢查，合格后方可投入檢測工作中使用。

4自動采集

4.1自動采集設(shè)備（EPC）