公路工程原材料试验检测的质量控制研究

2022-02-20张像康

企业科技与发展 2022年9期

张像康

（广西交建工程检测咨询有限公司，广西南宁 530000）

0 引言

近几十年来，我国公路建设工程发展迅速，基建数量迅猛发展，但随之而来的是公路质量问题与日增多。近年来，由于公路出现质量问题而导致的路面塌陷事故屡屡发生，轻则导致交通拥堵事件的发生，重则危害驾驶人员的生命安全，造成不可估量的人员财产损失。2020年5月22日，在安徽省某国道施工现场，发生一起污水管道开挖导致路基塌陷事故，共造成5人伤亡，间接经济损失达到400万元，此次事故是由于道路的基层垫土量不符合施工规范，加上污水管道开挖作业导致。综上所述，公路工程出现质量问题，究其原因是公路原材料的试验检测的质量管控较不明确，在道路建设中原材料的质量优良与否对公路建设的前期定型与后期养护十分重要，因此在对其进行试验检测中务必要确保检测数据的科学性与可靠性[1]。基于上述背景，本文以公路竣工中原材料试验检测为研究对象，对其进行现状剖析的同时，应用统计回归原理对其影响实验检测的影响因素进行明确，并结合有关实例，研究公路原材料试验检测的质量控制。

1 公路工程原材料试验检测现状

1.1 行业现状

公路工程中的原材料试验检检测无论在施工或竣工中均是十分重要的一个环节，只有其达到相应的试验检测标准才可以进行后续施工，而且，在不同实验测试阶段所检测的内容具备一定差异性。首先，在公路工程原材料的标准检测试验中，主要是依据有关道路工程相关规范而进行的标准试验检测，其中包括有砂浆配比、混凝土配比等原材料检测试验[2]。其次，常规化的质量试验检测项目，主要是对重要的施工工艺进行数据检测，其中包括路基垫层强度、混凝土抗压强度等重点质量管控内容，上述测试必须在相关标准以上方可进行后续施工。最后，对于每个公路施工阶段中进行的试验检测数据进行系统整理和汇总，并进行统计学分析，进而对其检测项目进行分级评价，最终得出整个道路工程的项目质量等级。

1.2 存在问题

当下公路工程的原材料试验检测机构一般为本体与外派检测机构两种，外派机构主要是在公路工程施工现场，由专业技术人员所成立的外驻检测实验室，是在甲方单位、监理单位及本体单位共同监管的最基层检测试验机构，其所运行的是最靠近实践的试验检测，也是目前应用最为广泛的原材料试验检测模式。但由于公路工程原材料试验检测所涉及的影响因素十分繁杂，因此在实际运行期间会出现一系列的试验问题，从而影响检测数据的准确性和科学性，具体包括以下几个方面：第一，专业技术人员欠缺。由于试验检测人员通常会进入到一线施工现场驻派，工作条件相对艰苦，因此技术人员流动性较大，所聘用人员的专业素质亦不能较好的保证，其试验检测数据结果也有待考量。第二，仪器设备养护不当。原材料试验检测最为重要的是检测数据的科学性与准确性，而部分检测机构对于设备仪器的精度校准和日常养护不够重视，将未精度校正的仪器投入现场测试的现象时有发生[3]。第三，由于公路建设的长周期性与复杂性，所进行的试验检测数据是十分庞杂的，而如何对原始数据进行系统整理则对专业技术人员的素质提出了较高的要求，部分检测试验机构在数据量冗杂的情况下，会出现原始数据逻辑错误等现象。

2 原材料试验检测影响因素分析

2.1 影响因素指标确定

本次公路工程原材料试验检测影响因素的确定，主要以科学性、客观性及严谨性为基本原则，通过查阅书籍文献、检测人员机构调查及专家访谈等方式，确定了4个二级影响因素指标和9个三级影响因素指标（表1）。

表1 影响因素指标表

2.2 模型构建

根据上述所示，影响公路工程原材料试验检测的影响因素较为复杂，基于实际情况，本次选取多元线性回归模型进行系统分析。具体分析步骤如下：①确定线性方程中的自变量和因标量；②运用线性和非线性函数拟合的统计分析方式，进行回归模型的初步确立；③将试验检测数据及上述回归函数统一拟合到统计学软件中，进而确定其模型中的自变量、因变量相关参数，进而得到一个回归方程；④对方程函数式进行拟合优度、显著性等校验工作，进而明确其是否存在明确的统计学关系；⑤运用回归方程式进行预测，将解释变量和随机误差进行标准优化以后，即可得出回归模型的方程：

式中，Y为因变量，X为自变量，βp为未知参数。

2.3 确定变量

本次收集了322项试验检测数据，并从上述4各二级指标中进行了控制，进而得到了一系列的试验检测数据，将其录入到统计学软件中标准化后进行了他回归分析，最终得到了各影响指标的权重，并进行了系统排序。本次采取控制变量X的分享发，以此判断其权重影响因子的系数，比如在明确原材料质量符合相关规范的前提下，选取非专业技术人员进行试验检测，以此确定其是否符合结果准确性等相关要求。综上所述，本次邀请了某公路原材料检测试验员与未从事过检测试验人员各5名；试验方法、参数选择、仪器设备上均有大量的试验选择，以此确保其数据的科学性及普遍性（表2）。

表2 检测实验分析明细表

根据上述分析，可以得出X1～X9 共9个自变量，分别为专业人员素质X1、仪器定期保养与维护X2、试验检测科学性与规范性X3、仪器精度适用性X4、试验检测操作X5、样品制备X6、人员专业性X7、湿度X8、温度X9，因变量Y为测试结果符合相关标准规范。应用统计学软件将各个变量X输入，并根据各类试验检测的具体情况，用1～5分别表示其规范符合程度。

2.4 回归分析

本次实验样本量为322，满足自变量数目的10倍以上，样本科学合理。将数据标准化后即输入至统计学模型中进行样本检验，得出其拟合优度R2为0．99 7，标准估差为0．445 63，说明其自变量对因变量的解释程度较高，而进行的显著性、自由度等样本检验亦可表明，该线性方程中自变量与因变量的线性回归关系十分显著，可以构建相关模型，回归方程系数详见表3。

表3 多元回归方程的系数

根据表3可知，该模型的常数项为-0．014，自变量X1～X9 的回归系数分别为 0．088、0．214、0．174、0．055、0．142、0．077、0．065、0．088、0．065，并且显著性均低于 0．05，具有统计学意义，这也说明因变量Y会随着自变量X的变化而发生显著变化，该回归方程式如下：

2.5 结果分析

从回归模型中可以发现，自变量所对应的回归系数越大，其对原材料试验检测影响程度就越高，通过上述回归计算，可以得出原材料试验检测影响因素简表（表4）。从二级指标因素可以发现，公路工程原材料试验检测的指标排序为管理因素>技术因素>环境因素>社会因素，而在三级指标中，尤以管理因素中的仪器定期保养与维护和试验检测科学性与规范性所占权重最高，值得注意而是，仪器精度适用性所占权重较低，这也表明目前市场绝大多数仪器是满足公路工程原材料试验检测的现实作业[4]。若从二级指标上来看，管理因素对原材料的试验检测影响程度最高，主要体现在设备仪器的定期保养和精度校准上，在进行公路工程原材料测试前，务必根据现实需要将仪器进行规范精度调节，并明确仪器的科学误差，这也是检测数据是否可靠的根本和基础。比如，在进行粗碎石骨料的指标试验检测时，一定要根据现实情况依据行业标准规范进行试验检测。一般来说，国家标准规范是低于行业标准规范的，这就要求试验检测人员依据其公路的现实情况及骨料的颗粒情形等状况，进行综合性的质量管控作业。技术因素也是重要的影响指标，主要体现在试验检测样品的取样和制备上，不同的样本制作和提取方法将会对试验检测结果产生较大影响，例如在进行混凝土抗压测试时，如果未按相关要求进行抗压试验（如温度较低），则会致使实验数据出现较大偏差，进而对后续施工工序产生消极影响。

表4 公路工程原材料试验检测影响因素指标简表

3 案例分析

3.1 项目简介

H公路工程项目位于湖北省南部，总投资258亿元，总长度为102．35 km，设计时速为80 km/h，路基和路面分别为粗碎石骨料和沥青混凝土构成，项目于2018年正式启动，计划2020年初建成通车。为了规范公路工程的验收项目管理，以确保公路质量达到有关国家标准，因此项目通过招投标聘请了相关的道路试验检测相关机构。该试验检测机构结合投入资金及项目实际情况，加大了专业人员的参与力度，并临时租用和购置了如压力机等多个试验检测设备，进一步拓宽了项目原材料试验检测的数据分析能力，检测工作流程如图1所示。

图1 原材料试验检测工作流程图

3.2 存在问题

3.2.1 专业人员素质参差不齐

通过笔者调研，该检测机构中管理层普遍学历较高且均为高级职称，满足行业从业标准。但值得注意的是，试验检测操作人员尽管均为本科及以上学历，但是持有专业检测资格证书的人员仅仅占到一半左右，其余人员均无相关资质；除此以外，一线试验检测人员专业配置较不均衡，几乎均为土木工程专业，并无公共交通专业方面的技术人才，亦没有相关资质证书。

3.2.2 试验检测管理标准化程度低

首先，在试验检测数据的标号上，出现不规范的现象。在实验数据出来后，并没有第一时间进行编号，而是等到检测报告出来后才进行号码编订，极大地降低了工作效率，个别出现编号重复的现象。其次，数据录入的信息化平台应用不广泛，仍需要技术人员进行大量的手动数据输入操作，这样一来极大地提高了出错现象，并给操作人员增加了大量的无用功，而且数据出现问题，则根本无法进行溯源追查。最后，对于试验检测数据的可信度评估严重不足，部分实验操作人员缺少相应的确定度分析，没有进行定量的评估操作将会对检测报告的准确度带来较大影响。

3.2.3 检测方法较为单一

随着工程建设的迅猛发展，应用于公路工程中的新材料呈现与日俱增的趋势，而运用常规的试验检测方法已经很难十分精准地测试数据，这需要试验检测人员进行定期的检测方法培训，以免面对新材料检测时束手无策。

3.3 对策建议

3.3.1 加强专业人员队伍建设

专业技术人员是准确进行原材料试验检测的最重要因素，一个实验操作人员的好坏往往决定了检测数据的科学性和准确性，因此对从业人员的定期培训和考核势在必行，只有这样才能让其及时更新知识储备，以便熟练地应对仪器设备操作；而且对于从业人员的思想政治教育亦不能放松，要坚持优良的工作作风，杜绝出现贪腐现象，做到公平公正的试验检测是质量管控的最重要途径[5]。

3.3.2 加强检测技术规范

由于公路工程试验检测的复杂性，需要在每一个环节的检测上遵循行业相关标准规范，并且在取样、养护、测试、记录、分析等环节中保持严谨科学的工作态度，这样才能科学客观地掌握公路工程原材料施工质量的真实状况。但实际上部分操作人员缺少责任心，敷衍式记录数据将会严重影响公路施工质量的综合评定效果，因此在原材料试验检测过程中要严格遵循国家或行业的基本操作规范。

3.3.3 加强信息化建设

当前数据库技术已经相当成熟，将其应用在大量的实验数据上是非常利好的事情，可以极大地解放劳动力，可以初步构建起信息化管理数据库，通过物联网将实验数据传输至系统中，并进行实时的数据分析，以便日后的数据溯源与管理，及时发现问题，并处理问题，而且可以杜绝人为更改数据的造假现象，使得实验数据真实性得到更好保障。