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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量直接、具有說服力的方法。我們評價某條公路質量的直接依據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據在整個工程的施工工序、每一個施工環節中都起著重要的指導作用，從而使工程質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，并將其結果數據化，再根據這一檢測結果與其相關的現行質量技術標準進行對比，以此來判定其質量是否合格。因此儀器校準的科學性和規范性對保證和提高工程建設質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。
隨著新技術的不斷應用，大量集成化多功能、高性能儀器設備逐漸成為一種發展趨勢，通用計量途徑已經不能滿足公路工程試驗檢測儀器設備的發展需求。盡快建立一個專屬于公路工程試驗檢測儀器設備的檢定與校準體系，這樣才能有利于儀器設備的統一化管理和系統化管理，才能在大程度上保證儀器設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量影響因素有很多種，因此在對其進行質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、結構物強度等等。這就需要用到大量不同的檢測儀器設備。尤其是近年來，科技推動了檢測儀器設備行業的發展，更多新型精密的檢測儀器設備被應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。這些儀器設備共同組成了公路工程試驗檢測儀器設備體系，為確保公路工程施工質量起到至關重要的作用。但無論公路工程試驗檢測儀器設備的數量種類有多少，在對上述這些儀器設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，即其計量參數以及函數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。在建立其專屬的儀器設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，是體系結構保持穩定的重要支撐依據。以下本文所研究的公路工程試驗檢測儀器設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.保證了工程質量。在具體的施工中施工質量的好壞決定著整個施工的成敗。這就要求每道工序的質量都終通過試驗取得的數據來評定。要求在原材料、成品的質量方面嚴格控制，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。工程進度是調控施工質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、原材料的質量高低，判斷產品是否合乎標準。在提高工程質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。國家計量檢定系統表可簡稱檢定系統，內容包括：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系所做的技術規定。公路工程試驗檢測工作計量器具（試驗檢測設備）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、重復性、穩定性等，還可能包括：靈敏度、鑒別力、分辨力、漂移、滯后、響應特性、動態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系及相應規則。
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劃分為一區，將檢定系統劃分為二區，將公路工程專業領域計量器具劃分為三區。在圖形法的表達形式中，一區和二區會有一定的交匯重疊，重疊的部分為計量基準。而二區和三區也會出現一定的交匯重疊，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構框架。其中，二區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。并且由于其會根據儀器設備的變化而出現一定的變化，因此其處于該體系的動態區域。而與之相反，一區主要是單位量值，因此相對較為穩定。而三區則處于相對穩定狀態，這是因為三區的工作計量器具劃分并不會發生變化，但儀器設備的數量可能根據需要發生變化。二是表格法。按專業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；副表為各個專業計量器具的解析信息，并與各個器具的檢定系統圖表配合使用。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，因工作環境所限，保養基本都不夠規范，試模放置雜亂無章，多數試模邊板偏斜、固定螺絲成松弛狀態。校準人員若想對試模進行準確、規范的校準，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，就做出校準結論，嚴重影響了試驗結果的準確性及筑路質量控制。正確的校準內容應該包括試模的外觀、尺寸、垂直度及不平整度等，方法如下：一是外觀檢查：應有清晰的銘牌，標有試模名稱、規格型號、生產廠家、出廠日期和出廠編號，側板、斷板、隔板和底板均應有編號；試模內壁應光滑，不得有明顯砂眼、裂紋及劃傷等，外壁應無毛刺。二是尺寸校準：用游標卡尺測量各試模內部的尺寸，在每個方向上選擇兩個測點，取算術平均值；準確至0.1mm。尺寸誤差不應超出公稱尺寸的±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，取算術平均值，準確至0.1°。承壓面與相鄰面的不垂直度不應超過±0.5°。
儀器設備的校準是一個系統的工作，這項工作需要技術人員全面掌握設備的性能、校準特性及工作特性等相關知識，按照要求對每臺試驗設備進行校準，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備計量管理工作發展規劃、促進交通計量領域建設、運行、管理的科學發展提供了必要的支持。

公路工程試驗室儀器設備信息化建設管理規定：

1.0.1目的

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

1.0.2適用范圍

凡在我區從事公路建設工程質量檢測活動的檢測機構和建設項目臨時工地試驗室，信息化建設均應符合本規定要求。

1.0.3主要內容

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定度、瀝青針入度和軟化點，其檢測數據均應自動采集。

1.0.4與相關規范的關系

檢測機構使用的自動采集設備、自動加載、卸載、數據傳輸與處理除應執行本規程外，還應符合國家、行業及地方有關標準、規范、規程及管理規定的要求。

2術語

2.0.1力值檢測設備

用于公路建設工程檢測的壓力、拉力試驗機稱為力值檢測設備。

2.0.2瀝青及瀝青混合料檢測設備

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

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據采集控制卡的電腦為核心，控制信號采集和自動加、卸載執行程序的閉環控制系統。

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的過程。從啟動檢測設備開始，設備根據設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，檢測數據不能進入檢測軟件系統和自治區檢測監管系統。

2.0.5設備技術改造

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

2.0.6數據傳輸

將檢測數據實時傳輸到檢測軟件和自治區檢測監管系統的過程。

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中的軟件將自動采集的數據傳輸到檢測軟件和自治區檢測監管系統，檢測軟件和自治區檢測監管系統具有接收的標準和方式。二是檢測設備已有自動采集控制系統并提供相關的數據標準、方式，由檢測軟件開發單位開發程序將此數據標準轉換符合檢測軟件和自治區檢測監管系統數據標準的要求。

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性，將試驗過程的數據按檢測時間點保存到檢測軟件中對應的采集數據記錄中，并以曲線圖形式反映。

2.0.9自治區檢測監管系統

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

2.0.10登錄自治區檢測監管系統查詢試驗記錄及報告。

3基本要求：公路工程試驗室儀器設備信息化建設管理規定

3.0.1檢測設備制造單位或設備技術改造單位應取得計量器具制造許可證或維修許可證。

3.0.2檢測機構已購置的力值檢測設備及瀝青和瀝青混合料檢測設備，凡是不滿足本標準的要求，均應通過技術改造達到要求。

3.0.3滿足本標準數據自動采集、自動加、卸載、數據傳輸的力值檢測設備及瀝青和瀝青混合料檢測設備廠家，應提供產品標準、產品說明書。

3.0.4對原有檢測設備進行技術改造，其自動采集、自動加、卸載控制系統及數據傳輸應符合本標準的規定，改造單位提供的改造技術應通過組織的技術鑒定，同時應提供產品標準和說明書。

3.0.5要求檢測機構使用的軟件應經過評審，其版本應統一，禁止同一軟件多種版本。經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公路工程質量*公布。檢測機構應使用經評審符合要求的、能自動實時傳輸、適于監管的檢測設備及配套的軟件。

3.0.6檢測機構使用不符合本規程規定的力值檢測設備和瀝青及瀝青混合料設備，其出具的檢測報告為違規檢測報告，不作為工程質量驗收的依據。

3.0.7力值檢測設備和瀝青及瀝青混合料檢測設備經過技術改造后，應確保采集及傳輸數據真實、有效，不得向用戶提供修改數據和報告的后門程序或開放相應功能，合同雙方應對傳輸數據的真實、有效性承擔法律責任。

3.0.8經技術改造后的設備應能夠在我區其它建設項目繼續使用，只變更建設項目編碼、合同段編號及驗證碼即可。

3.0.9檢測機構的試驗設備具備信息化功能后，需通過新疆維吾爾自治區公路工程質量*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自動采集設備（EPC）