Statystyczna ocena wyników badań mieszanek mineralno-asfaltowych i próbek z nawierzchni

Transkrypt

1 Statystyczna ocena wyników badań mieszanek mineralno-asfaltowych i próbek z nawierzchni Marcin Hering, TPA Instytut Badań Technicznych 1 Sp. z o.o.

2 Definicje Statystyka, nauka zajmująca się metodami badania przedmiotów lub zjawisk masowych w przestrzeni lub w czasie i ich ilościową lub jakościową analizą z punktu widzenia nauki do której należą. (Encyklopedia Powszechna PWN, W- wa, 1987) Statystyka : 1. Umożliwia dokładniejszy sposób opisu interesującej nas rzeczywistości 2. Zmusza do dokładności i śmiałości w działaniu i rozumowaniu 3. Umożliwia formułowanie uogólnień na podstawie wyników analizy 4. Pozwala na przewidywanie rozwoju zjawisk w przyszłości, czyli prognozowanie 5. Dostarcza narzędzi do porządkowania informacji o zjawiskach oraz do prowadzenia analizy przyczyn kształtujących badane zjawiska i procesy, a więc umożliwia dokonanie ich klasyfikacji na czynniki systematyczne i przypadkowe Statystyka to matematyczny kamuflaż błędu [Georges Elgozy] 2

3 Podstawowe pojęcia JEDNOSTKA STATYSTYCZNA Pojedynczy obiekt (element) poddany badaniu statystycznemu (pomiarowi lub obserwacji). ZBIOROWOŚĆ (POPULACJA) GENERALNA Wszystkie obiekty (elementy) będące przedmiotem badania. ZBIOROWOŚĆ PRÓBNA (PRÓBA) Wybrany w określony sposób podzbiór populacji generalnej, będący przedmiotem badania statystycznego. Wyniki badania są uogólniane na całą populację generalną. PRÓBA REPREZENTATYWNA Składa się z elementów wybranych w sposób losowy i jest odpowiednio liczna. Pozwala z dużym prawdopodobieństwem odnosić wyniki badań statystycznych próby do wyników badań całej populacji. CECHA STATYSTYCZNA Właściwość jednostki statystycznej (obiektu lub elementu) podlegająca obserwacji (pomiarowi) podczas badania statystycznego. 3

4 Normalność rozkładu Funkcja gęstości rozkładu 4

5 Precyzja pomiaru Powtarzalność i odtwarzalność Precyzja stopień zgodności wyników Poprawność oddalenie od rzeczywistej wartości Powtarzalność takie same warunki Odtwarzalność zmienne warunki Nie wszystkie normy serii EN podają wartości powtarzalności i odtwarzalności 5

6 Niepewność pomiaru Wszystkie pomiary są obarczone pewnym błędem. Niepewność pomiaru określa jaka może być wartość tego błędu. Znajomość niepewności pomiaru wyników badań jest fundamentalnie ważna dla laboratoriów, ich klientów i wszystkich instytucji wykorzystujących te wyniki do podejmowania kluczowych decyzji i zarządzania ryzykiem. Kompetentne laboratoria powinny znać możliwości swoich metod badawczych i niepewność związaną z wynikami. Zgodnie z punktem normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005 Laboratoria powinny mieć i stosować procedury szacowania niepewności pomiaru. Statystyka nie kłamie. Kłamią jedynie statystycy. [Janusz Leon Wiśniewski] 6

7 Niepewność pomiaru CZY ZNAMY NIEPEWNOŚĆ ZWIĄZANĄ Z WYNIKAMI BADAŃ KIEDY OCENIAMY PRODUKT NA ZGODNOŚĆ Z WYMAGANIAMI? CZY WYMAGANIA TECHNICZNE WARTOŚCI GRANICZNE SĄ WŁAŚCIWE???? 7

8 Źródła niepewności pomiaru Człowiek - brak kompetencji, brak doświadczenia, nieprawidłowa obsługa Środowisko temperatura, wilgotność, Środki pomocnicze, narzędzia odczynniki przeterminowane Próbki reprezentatywność, miejsce poboru, wpływ warunków pobrania, przechowywania, transportu Metoda badawcza niewłaściwie dobrana, za mało precyzyjna, mało odporna na czynniki zewnętrzne Urządzenia i instrumenty niewłaściwe sprawdzenie, wzorcowanie 8

9 Zdolność pomiarowa Najmniejsza niepewność 9

10 Zawartość asfaltu, % Zawartość asfaltu, % Ocena jakościowa mm-a i warstwy Zgodnie z PN-S Mieszankę mineralno-asfaltową oraz asfaltową warstwę nawierzchni uznaje się za wykonane zgodnie z wymaganiami normy PN-S-96025, jeżeli: - wyniki oceny makroskopowej są pozytywne - co najmniej 95% wyników badań i pomiarów, z uwzględnieniem dopuszczalnych odchyleń, spełnia wymagania normy - nie więcej niż 5% wyników badań i pomiarów, z uwzględnieniem dopuszczalnych odchyleń zwiększonych o 30%, spełnia wymagania normy Lp. 3,8±0,3 3,5-4,1 3,8±0,315 3,41-4,19 1 3,80 3,42 2 3,80 3,80 3 3,70 3,70 4 3,70 3,70 5 3,70 3,70 6 3,70 3,70 7 3,80 3,80 8 3,80 3,80 9 3,80 3, ,70 3, ,00 4, ,70 3, ,50 3, ,80 3, ,80 3, ,70 3, ,70 3, ,80 3, ,00 4, ,00 4, ,00 4, ,80 3,80 Minimum 3,70 3,42 Maksimum 4,00 4,10 10

11 Ocena jakości mm-a Zgodnie z WT-2 podobnie zdefiniowano wymagania dla uziarnienia mm-a 11

12 Zawartość asfaltu, % Interpretacja danych Różny sposób wizualizacji Zawartość asfaltu, % 4,10 4,00 3,90 3,80 3,70 3,60 3,50 3,40 1,000 1,000 3,000 3,000 5,000 5,000 7,000 7,000 9,000 11,000 13,000 15,000 Zaw artość asfaltu, % 9,000 11,000 13,000 15, ,000 17,000 19,000 19,000 21,000 21,000 3,8±0,3 3,5-4,1 1,000 3,80 2,000 3,80 3,000 3,70 4,000 3,70 5,000 3,70 6,000 3,70 7,000 3,80 8,000 3,80 9,000 3,80 10,000 3,70 4,50 11,000 4,00 4,00 12,000 3,70 3,50 13,000 3,50 3,00 2,50 14,000 3,80 2,00 15,000 3,80 1,50 16,000 3,70 1,00 17,000 3,70 0,50 Statystyka, to jedyna nauka, która pozwala 18,000 różnym 3,80 0,00 19,000 4,00 20,000 4,00 ekspertom wyciągać różne wnioski na podstawie tych 21,000 4,00 samych liczb [Evan Esar] 22,000 3,80

13 Zawartość lepiszcza rozpuszczonego Karty kontrolne Badanie stabilności procesów produkcyjnych 13

14 Zawartość kruszywa <0,063mm Karty kontrolne Badanie stabilności procesów produkcyjnych 14

15 Zawartość kruszywa <2,0mm Karty kontrolne Badanie stabilności procesów produkcyjnych 15

16 Zawartość kruszywa <11,2mm Karty kontrolne Badanie stabilności procesów produkcyjnych 16

17 Zawartość wolnej przestrzeni w mm-a Karty kontrolne Badanie stabilności procesów produkcyjnych 17

18 Korelacja pomiędzy zawartością wolnej przestrzeni w mm-a i warstwie 18

19 Wolna przestrzeń w MM-A (%) Zawartość wolnej przestrzeni w mm-a Wolna przestrzeń w MM-A Wolna przestrzeń w mm-a 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 17,000 16,000 15,000 14,000 13,000 12,000 11,000 10,000 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0,000 Lokalizacja (km) Wyniki 19

20 Wolna przestrzeń w nawierzchni (%) Zawartość wolnych przestrzeni w warstwie Wolna przestrzeń w nawierzchni vs wskaźnik zagęszczenia 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0? 2,0 94,0 95,0 96,0 97,0 98,0 99,0 100,0 101,0 102,0 103,0 104,0 Wskaźnik zagęszczenia (%) Wyniki Liniowy (Wyniki) 20

21 Rozważania teoretyczne Wymaganie SST AV w próbkach > 4,0 6,0% AV wg recepty > 4,9% Wymaganie SST AV w warstwie > 4,5 7,0%, wsk. zagęszczenia 98% Dla wskaźnika zagęszczenia = 98% -> AV w warstwie = 6,9% Dla wskaźnika zagęszczenia = 99% -> AV w warstwie = 5,9% Dla wskaźnika zagęszczenia = 100% -> AV w warstwie = 4,9% Dla wskaźnika zagęszczenia = 101% -> AV w warstwie = 3,9% Dla wskaźnika zagęszczenia = 102% -> AV w warstwie = 2,9% 21

22 Zawartość wolnych przestrzeni w mm-a Karty kontrolne (statystyka) 22

23 Wskaźnik zagęszczenia warstwy Karty kontrolne (statystyka) 23

24 Zawartość wolnych przestrzeni w warstwie Karty kontrolne (statystyka) 24

25 Podsumowanie Do oceny jakości mm-a oraz warstwy należy stosować analizę statystyczną zbioru wyników badań Laboratorium powinno posiadać wiedzę na temat niepewności pomiaru dla danej metody badawczej Należy zachować korelacje pomiędzy wymaganymi przez SST parametrami w produkowanej mm-a oraz wybudowanej z niej warstwy asfaltowej 25

26 Dziękuję za uwagę mgr inż. Marcin HERING p.o. Dyrektor ds. Technicznych TPA Instytut Badań Technicznych Sp. z o.o. marcin.hering@tpaqi.com 26