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第一部分 中级试验工应知部分
第一章 基础知识
道路工程材料在道路工程结构中起着重要的作用，在使用中要确保其满足工程设计和施工的要求，就必须对材料的质量指标进行试验检测。试验人员不仅要熟练掌握材料的试验方法，还必须懂得材料的基本理论、特点以及与试验有关的最基础的知识。
第一节 数字修约及数值统计
一、数字修约规则
在实际工作中，各种测量计算的数值需要修约时，应按下列规则进行。
1．在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字小于5时，则舍去，即所拟保留的末位数字不变。
例如：将14．2432修约保留一位小数。 修约前 修约后 14．2432 14．2
2．在拟舍弃数字中，若左边的第一个数字大于5时则进一，即拟保留的末位数字加一。
例如：将26．4843修约保留一位小数。 修约前 修约后 26．4843 26．5
3．在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字等于5，右边的数字并非全部为零时，则进一，所拟保留末位数字加一。 例如：将1．0501修约保留一位小数。 修约前 修约后 1．0501 1．1
4．在拟舍弃的数字中，若左边的第一个数字等于5，其右边的数字皆为零时，所拟保留的末位数字若为奇数则进一，若为偶数(包括“0”)则不进。 例如：将下列数字修约到只保留一位小数。
修约前 修约后 O．3500 0．4 0．4500 0．4 1．0500 1．0
5．所拟舍弃的数字，若为两位以上数字时，不得连续多次修约，应根据所拟舍弃数字中左边第一位数字的大小，按上述规则一次修约出结果。
例如：将15．4546修约成整数。 正确的作法是：
修约前 修约后 15．4546 1 5 不正确的作法是：
修约前 一次修约 二次修约 三次修约 四次修约 15．4546 15．455 15．46 15．5 16 为了方便于记忆数字修约法，其口诀是： 四舍六入五考虑，
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五后非零则进一， 五后皆零视奇偶， 五前为偶应舍去，
五前为奇则进一。(“0”视为偶数)。 二、数值统计
单一的测量结果由于材质的不均匀性或测量误差存在，很多时候不能准确反映材料的实际，这时就必须通过增加受检对象的数量或增加测量的次数来保证测量结果的可靠性，有了充足的测量数据，我们就可以利用最基本的统计知识来分析、判断受检材料的状况。
1、总体、个体与样本的概念
总体是指某一次统计分析工作中，所要研究对象的全体，而个体则为所要研究的全体对象中的一个单位。例如我们要了解预制构件厂某天C20级混凝土抗压强度情况，那么该厂这天生产的C20级混凝土的所有抗压强度便构成我们研究的全部对象，也就是构成我们要研究的总体；而这天生产的每一组试件强度则为我们研究的一个个体。而如果我们要研究该厂生产的C20级混凝土的平均抗压强度的逐天变化情况，那么该月所生产的C20级混凝土的所有抗压强度便构成我们研究的全部对象，也就是构成我们要研究的总体；而该月每天所生产的C20级混凝土的平均抗压强度则为我们研究的一个个体。
从上述例子可以看出，什么是个体，并不是一成不变的，而是根据每一次研究的总体及总体中所有个体的性质而定，所以要了解总体的性质，就必须把总体之中每一个个体的性质都加以测定。但是，我们知道，第一，总体中个体数目繁多，甚至近似无限多，事实上不可能把总体中全部个体都加以测定，如机器零件制造厂每天加工的螺钉等。第二、总体中个体数目并不很多，但对个体的某种性质的测定是具有破坏性的。如某厂每天轧制的工字钢，为数并不多。但要了解每天轧制的工字钢的屈服强度却不能将每一根钢材都加以测定，因为一经测定，这根钢材就失去了使用价值。
鉴于上述原因，在工业统计研究中，常抽取总体中的一部分个体，通过对这部分个体的测定结果来推测总体的性质。被抽取出来的个体的集合体称为样本 (子样)。样本中包含的个体的数量，一般称样本容量。而在实践中用样本的统计性质去推断总体的统计性质，这一过程称为抽样检验。 2、几个统计特征数
在实际生产中，常常从我们要了解的混凝土总体中，抽出一部分混凝土制成时件(样本)，得到一批强度数据：x1、x2?xn。。在处理这批数据时，我们常用其算术平均值来代表所要了解的混凝土总体的平均水平。在统计中称它为“样本均值”，其计算式为： 式中：xl、x2 x。表示每个(或组代表值)混凝土试件强度；
= ∑（x1+x2+?xn）/n
∑是求和的意思，表示从x1加到Xn 1）样本容量
样本中所包含的个体的数量称为样本容量，常用n表示。
在实践中，我们只能用样本的平均值来估计总体的均值，当样本的容量足够大时，所得的平均值与总体的平均值就很接近了。 2)标准差(标准离差、均方差)
一般来讲，要了解某工程混凝土质量情况，只知它的平均水平还是不够的。有时尽管平均水平符合要求，若混凝土强度数据波动太大，有可能混凝土强度不满足设计要求的数量相当多。如果要避免这个不足，就必须将平均水平提高到比要求强度高的多。前者会带来不安全的因素，后者会带来不经济的因素，因此还必须要知道被考察混凝土的强度波动情况。衡
2
量波动性（即离散性）大小的指标，在统计中称为标准差（均方差）。在质量检验中，总体的标准差σ一般不易求得，常用样本的标准差S代替。S的计算公式如下：
S = 3)变异系数
标准差反映样本数据的绝对波动情况，当测量较大的量值时，绝对误差一般较大；而测量较小的量值时，绝对误差一般较小，因此，用相对波动的大小，即变异系数更能反映样本数据的波动性。
变异系数用Cv表示，是标准差与算术平均值的比值。 Cv = S/ ×100%
第二节 法定计量单位
一、法定计量单位的构成
我国计量法明确规定，国家实行法定计量单位制度。法定计量单位是政府以法令的形式，明确规定要在全国范围内采用的计量单位。国务院于1984年2月27 日发布了“关于在我国统一实行法定计量单位的命令”，同时要求逐步废除国家非法定计量单位。这是统一我国单位制和量值的依据。
计量法规定：“国家采用国际单位制。国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位，为国家法定计量单位。”国际单位制是我国法定计量单位的主体，国际单位制如有变化，我国法定计量单位也将随之变化。
实行法定计量单位，对我国国民经济和文化教育事业的发展，推动科学技术的进步和扩大国际交流都有重要意义。 1、国际单位制计量单位 1）国际单位制的产生
1960年第11届国际计量大会(CGPM)将一种科学实用的单位制命名为“国际单位制”，并用符号SI表示。经多次修订，现已形成了完整的体系。
SI是在科技发展中产生的。由于结构合理、科学简明、方便实用，适用于众多科技领域和各行各业，可实现世界范围内计量单位的统一，因而获得国际上广泛承认和接受，成为科技、经济、文教、卫生等各界的共同语言。 2）国际单位制的构成
国际单位制由以下部分构成：
SI单位 SI基本单位
国际单位制
(SI) SI导出单位（包括SI辅助单位在内和具有专门名称
的SI导出单位）
组合形式的SI导出单位 SI单位的十进倍数单位
SI单位的倍数单位
SI单位的分数单位
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3）SI基本单位SI基本单位是SI的基础，其名称和符号见表。 国际单位制的基本单位 量的名称 长 度 质 量 时 间 电 流 热力学温度 物质的量 发光强度 单位名称 米 千克(公斤) 秒 安[培] 开[尔文】 摩[尔】 坎[德拉] 单位符号 m kg S A K mol cd
4）SI导出单位
为了读写和实际运用的方便，以及便于区分某些具有相同量纲和表达的单位，在历史上出现了一些具有专门名称的导出单位。但是，这样的单位不宜过多，SI仅选用了19个，其专门名称可以合法使用。没有选用的，如电能单位“度”(即千瓦时)，光亮度单位“尼特”(即坎德拉每平方米)等名称，就不能再使用了。应注意在下表中，单位符号和其他表示式可以等同使用。例如：力的单位牛顿(N)和千克米每二次方秒(kgm／s2)是完全等同的。
包括SI辅助单位在内具有专门名称的SI导出单位 量的名称 辅助 [平面]角 单位 立体角 频率 力 压力，压强，应力 能[量]，功，热量 功率，辐[射能]通量 具有 专门 名称 的导 出单 位 电菏[量] SI导出单位 弧度 球面度 rad sr 1 rad=1m／m=1 22 lsr=lm／m=l 1 Hz=1 s-1 1 N=1 kg·m/s2 1 Pa=1 N/m2 1 J=1 N·m 1W=1J／s 1 C=1 A·s 1 V=1 W/A 1 F=1 C/V 1 Q=lV／A 1 S=1 Ω-1 1 Wb=1 V·s 1 T=1 Wb/m2 1 H=1 Wb/A 1 ℃=1 K 1 lm=1 cd·sr 1 lx=1 lm/m2 赫[兹] HZ 牛[顿] N 帕[斯卡] Pa 焦[耳] J 瓦[特] 库[仑] W C V F Q 电压，电动势，电位，(电势) 伏[特] 电容 电阻 电导 磁通[量] 法[拉] 欧[姆] 西[门子] S 韦[伯] Wb 磁通[量]密度，磁感应强度 特[斯拉] T 电感 亨[利] H 摄氏温度 摄氏度 ℃ 光通量 [光]照度
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流[明] lm 勒[克斯] lx