公路工程原材料試驗檢測的質量控制研究

張像康

（廣西交建工程檢測咨詢有限公司， 廣西 南寧 530000）

0 引言

近幾十年來，我國公路建設工程發展迅速，基建數量迅猛發展，但隨之而來的是公路質量問題與日增多。近年來，由于公路出現質量問題而導致的路面塌陷事故屢屢發生，輕則導致交通擁堵事件的發生，重則危害駕駛人員的生命安全，造成不可估量的人員財產損失。2020年5月22日，在安徽省某國道施工現場，發生一起污水管道開挖導致路基塌陷事故，共造成5人傷亡，間接經濟損失達到400萬元，此次事故是由于道路的基層墊土量不符合施工規范，加上污水管道開挖作業導致。綜上所述，公路工程出現質量問題，究其原因是公路原材料的試驗檢測的質量管控較不明確，在道路建設中原材料的質量優良與否對公路建設的前期定型與后期養護十分重要，因此在對其進行試驗檢測中務必要確保檢測數據的科學性與可靠性[1]。基于上述背景，本文以公路竣工中原材料試驗檢測為研究對象，對其進行現狀剖析的同時，應用統計回歸原理對其影響實驗檢測的影響因素進行明確，并結合有關實例，研究公路原材料試驗檢測的質量控制。

1 公路工程原材料試驗檢測現狀

1.1 行業現狀

公路工程中的原材料試驗檢檢測無論在施工或竣工中均是十分重要的一個環節，只有其達到相應的試驗檢測標準才可以進行后續施工，而且，在不同實驗測試階段所檢測的內容具備一定差異性。首先，在公路工程原材料的標準檢測試驗中，主要是依據有關道路工程相關規范而進行的標準試驗檢測，其中包括有砂漿配比、混凝土配比等原材料檢測試驗[2]。其次，常規化的質量試驗檢測項目，主要是對重要的施工工藝進行數據檢測，其中包括路基墊層強度、混凝土抗壓強度等重點質量管控內容，上述測試必須在相關標準以上方可進行后續施工。最后，對于每個公路施工階段中進行的試驗檢測數據進行系統整理和匯總，并進行統計學分析，進而對其檢測項目進行分級評價，最終得出整個道路工程的項目質量等級。

1.2 存在問題

當下公路工程的原材料試驗檢測機構一般為本體與外派檢測機構兩種，外派機構主要是在公路工程施工現場，由專業技術人員所成立的外駐檢測實驗室，是在甲方單位、監理單位及本體單位共同監管的最基層檢測試驗機構，其所運行的是最靠近實踐的試驗檢測，也是目前應用最為廣泛的原材料試驗檢測模式。但由于公路工程原材料試驗檢測所涉及的影響因素十分繁雜，因此在實際運行期間會出現一系列的試驗問題，從而影響檢測數據的準確性和科學性，具體包括以下幾個方面：第一，專業技術人員欠缺。由于試驗檢測人員通常會進入到一線施工現場駐派，工作條件相對艱苦，因此技術人員流動性較大，所聘用人員的專業素質亦不能較好的保證，其試驗檢測數據結果也有待考量。第二，儀器設備養護不當。原材料試驗檢測最為重要的是檢測數據的科學性與準確性，而部分檢測機構對于設備儀器的精度校準和日常養護不夠重視，將未精度校正的儀器投入現場測試的現象時有發生[3]。第三，由于公路建設的長周期性與復雜性，所進行的試驗檢測數據是十分龐雜的，而如何對原始數據進行系統整理則對專業技術人員的素質提出了較高的要求，部分檢測試驗機構在數據量冗雜的情況下，會出現原始數據邏輯錯誤等現象。

2 原材料試驗檢測影響因素分析

2.1 影響因素指標確定

本次公路工程原材料試驗檢測影響因素的確定，主要以科學性、客觀性及嚴謹性為基本原則，通過查閱書籍文獻、檢測人員機構調查及專家訪談等方式，確定了4個二級影響因素指標和9個三級影響因素指標（表1）。

表1 影響因素指標表

2.2 模型構建

根據上述所示，影響公路工程原材料試驗檢測的影響因素較為復雜，基于實際情況，本次選取多元線性回歸模型進行系統分析。具體分析步驟如下：①確定線性方程中的自變量和因標量；②運用線性和非線性函數擬合的統計分析方式，進行回歸模型的初步確立；③將試驗檢測數據及上述回歸函數統一擬合到統計學軟件中，進而確定其模型中的自變量、因變量相關參數，進而得到一個回歸方程；④對方程函數式進行擬合優度、顯著性等校驗工作，進而明確其是否存在明確的統計學關系；⑤運用回歸方程式進行預測，將解釋變量和隨機誤差進行標準優化以后，即可得出回歸模型的方程：

式中，Y為因變量，X為自變量，βp為未知參數。

2.3 確定變量

本次收集了322項試驗檢測數據，并從上述4各二級指標中進行了控制，進而得到了一系列的試驗檢測數據，將其錄入到統計學軟件中標準化后進行了他回歸分析，最終得到了各影響指標的權重，并進行了系統排序。本次采取控制變量X的分享發，以此判斷其權重影響因子的系數，比如在明確原材料質量符合相關規范的前提下，選取非專業技術人員進行試驗檢測，以此確定其是否符合結果準確性等相關要求。綜上所述，本次邀請了某公路原材料檢測試驗員與未從事過檢測試驗人員各5名；試驗方法、參數選擇、儀器設備上均有大量的試驗選擇，以此確保其數據的科學性及普遍性（表2）。

表2 檢測實驗分析明細表

根據上述分析，可以得出X1～X9 共9個自變量，分別為專業人員素質X1、儀器定期保養與維護X2、試驗檢測科學性與規范性X3、儀器精度適用性X4、試驗檢測操作X5、樣品制備X6、人員專業性X7、濕度X8、溫度X9，因變量Y為測試結果符合相關標準規范。應用統計學軟件將各個變量X輸入，并根據各類試驗檢測的具體情況，用1～5分別表示其規范符合程度。

2.4 回歸分析

本次實驗樣本量為322，滿足自變量數目的10倍以上，樣本科學合理。將數據標準化后即輸入至統計學模型中進行樣本檢驗，得出其擬合優度R2為0．99 7，標準估差為0．445 63，說明其自變量對因變量的解釋程度較高，而進行的顯著性、自由度等樣本檢驗亦可表明，該線性方程中自變量與因變量的線性回歸關系十分顯著，可以構建相關模型，回歸方程系數詳見表3。

表3 多元回歸方程的系數

根據表3可知，該模型的常數項為-0．014，自變量X1～X9 的回歸系數分別為 0．088、0．214、0．174、0．055、0．142、0．077、0．065、0．088、0．065，并且顯著性均低于 0．05，具有統計學意義，這也說明因變量Y會隨著自變量X的變化而發生顯著變化，該回歸方程式如下：

2.5 結果分析

從回歸模型中可以發現，自變量所對應的回歸系數越大，其對原材料試驗檢測影響程度就越高，通過上述回歸計算，可以得出原材料試驗檢測影響因素簡表（表4）。從二級指標因素可以發現，公路工程原材料試驗檢測的指標排序為管理因素>技術因素>環境因素>社會因素，而在三級指標中，尤以管理因素中的儀器定期保養與維護和試驗檢測科學性與規范性所占權重最高，值得注意而是，儀器精度適用性所占權重較低，這也表明目前市場絕大多數儀器是滿足公路工程原材料試驗檢測的現實作業[4]。若從二級指標上來看，管理因素對原材料的試驗檢測影響程度最高，主要體現在設備儀器的定期保養和精度校準上，在進行公路工程原材料測試前，務必根據現實需要將儀器進行規范精度調節，并明確儀器的科學誤差，這也是檢測數據是否可靠的根本和基礎。比如，在進行粗碎石骨料的指標試驗檢測時，一定要根據現實情況依據行業標準規范進行試驗檢測。一般來說，國家標準規范是低于行業標準規范的，這就要求試驗檢測人員依據其公路的現實情況及骨料的顆粒情形等狀況，進行綜合性的質量管控作業。技術因素也是重要的影響指標，主要體現在試驗檢測樣品的取樣和制備上，不同的樣本制作和提取方法將會對試驗檢測結果產生較大影響，例如在進行混凝土抗壓測試時，如果未按相關要求進行抗壓試驗（如溫度較低），則會致使實驗數據出現較大偏差，進而對后續施工工序產生消極影響。

表4 公路工程原材料試驗檢測影響因素指標簡表

3 案例分析

3.1 項目簡介

H公路工程項目位于湖北省南部，總投資258億元，總長度為102．35 km，設計時速為80 km/h，路基和路面分別為粗碎石骨料和瀝青混凝土構成，項目于2018年正式啟動，計劃2020年初建成通車。為了規范公路工程的驗收項目管理，以確保公路質量達到有關國家標準，因此項目通過招投標聘請了相關的道路試驗檢測相關機構。該試驗檢測機構結合投入資金及項目實際情況，加大了專業人員的參與力度，并臨時租用和購置了如壓力機等多個試驗檢測設備，進一步拓寬了項目原材料試驗檢測的數據分析能力，檢測工作流程如圖1所示。

圖1 原材料試驗檢測工作流程圖

3.2 存在問題

3.2.1 專業人員素質參差不齊

通過筆者調研，該檢測機構中管理層普遍學歷較高且均為高級職稱，滿足行業從業標準。但值得注意的是，試驗檢測操作人員盡管均為本科及以上學歷，但是持有專業檢測資格證書的人員僅僅占到一半左右，其余人員均無相關資質；除此以外，一線試驗檢測人員專業配置較不均衡，幾乎均為土木工程專業，并無公共交通專業方面的技術人才，亦沒有相關資質證書。

3.2.2 試驗檢測管理標準化程度低

首先，在試驗檢測數據的標號上，出現不規范的現象。在實驗數據出來后，并沒有第一時間進行編號，而是等到檢測報告出來后才進行號碼編訂，極大地降低了工作效率，個別出現編號重復的現象。其次，數據錄入的信息化平臺應用不廣泛，仍需要技術人員進行大量的手動數據輸入操作，這樣一來極大地提高了出錯現象，并給操作人員增加了大量的無用功，而且數據出現問題，則根本無法進行溯源追查。最后，對于試驗檢測數據的可信度評估嚴重不足，部分實驗操作人員缺少相應的確定度分析，沒有進行定量的評估操作將會對檢測報告的準確度帶來較大影響。

3.2.3 檢測方法較為單一

隨著工程建設的迅猛發展，應用于公路工程中的新材料呈現與日俱增的趨勢，而運用常規的試驗檢測方法已經很難十分精準地測試數據，這需要試驗檢測人員進行定期的檢測方法培訓，以免面對新材料檢測時束手無策。

3.3 對策建議

3.3.1 加強專業人員隊伍建設

專業技術人員是準確進行原材料試驗檢測的最重要因素，一個實驗操作人員的好壞往往決定了檢測數據的科學性和準確性，因此對從業人員的定期培訓和考核勢在必行，只有這樣才能讓其及時更新知識儲備，以便熟練地應對儀器設備操作；而且對于從業人員的思想政治教育亦不能放松，要堅持優良的工作作風，杜絕出現貪腐現象，做到公平公正的試驗檢測是質量管控的最重要途徑[5]。

3.3.2 加強檢測技術規范

由于公路工程試驗檢測的復雜性，需要在每一個環節的檢測上遵循行業相關標準規范，并且在取樣、養護、測試、記錄、分析等環節中保持嚴謹科學的工作態度，這樣才能科學客觀地掌握公路工程原材料施工質量的真實狀況。但實際上部分操作人員缺少責任心，敷衍式記錄數據將會嚴重影響公路施工質量的綜合評定效果，因此在原材料試驗檢測過程中要嚴格遵循國家或行業的基本操作規范。

3.3.3 加強信息化建設

當前數據庫技術已經相當成熟，將其應用在大量的實驗數據上是非常利好的事情，可以極大地解放勞動力，可以初步構建起信息化管理數據庫，通過物聯網將實驗數據傳輸至系統中，并進行實時的數據分析，以便日后的數據溯源與管理，及時發現問題，并處理問題，而且可以杜絕人為更改數據的造假現象，使得實驗數據真實性得到更好保障。

4 結論

本文從公路工程原材料試驗檢測的基本現狀出發，在分析其檢測問題的同時，對影響因素指標進行了定量分析與研究，得出了管理因素是影響原材料實驗測試的最大因子，并結合相關實例，對試驗檢測提出了對策建議，以期為原材料試驗檢測提供理論依據與實際借鑒。