Proovivõtt olgu korrektne

Tõstatame selle teema, sest näeme laborina erinevaid aspekte, kuhu saaksime oma õla alla panna. Neist üks suurima mõjuga on proovivõtt. Korrektne proovivõtt peaks olema teedeehituse kõikide osapoolte esmane kvaliteedi tagamise võte.

Meie teedeehituses on tavapärane, et vastavalt lepingutingimustele ehitaja ehitab ning vastutab nii konstruktsiooni püsivuse kui ka kasutatavate materjalide omaduste eest. Senikaua, kuni asjad sujuvad – laboratoorsed katsetulemused „annavad välja“ – on kõik osapooled rahul. Kuid kui ilmub sõnumitooja ehk katseprotokoll koos trahvi kuulutavate tulemustega, algab kulukas ja närvesööv protsess, mis raiskab erinevate osapoolte aega, raha ja energiat. Kas materjal ei ole kvaliteetne? Kas labor eksis? Kas proov oli korrektselt võetud? Põhjused võivad olla erinevad.

Vastuste saamiseks ja sisu mõistmiseks tuleb vaadata üle kogu ahel alates materjali saamise protsessist kuni laboratoorse katsetamiseni. Arvestada tuleb, et iga samm ahelas mõjutab lõpptulemust ja eesmärk on saada materjali kvaliteeti päriselt iseloomustav näitaja. Kui vaatame näiteks asfaltkatte ehitamist, siis võib laias laastus vaadata järgmist ahelat: asfaltsegu tootmine tehases – transport objektile – segu laotamine teele – proovivõtt segust – laboratoorne katsetamine. Ahela algus – asfaltsegu tootmine – ja ahela lõpp – laboratoorne katsetamine – on standardiseeritud ja küllaltki hästi kontrollitud protsessid ja juhuslikkust on neis vähe. Vahepealsed ahela osad – transport ja laotamine – mõjutavad erineval määral segu segregeerumist ehk teele laotatud segu on mõnevõrra ebaühtlasem kui tehase punkris olev segu. Ebaühtluse määr sõltub segu koostisest (suureterastikuline segu segregeerub kergemini), veomaa pikkusest, veoki kasti kujust, laoturi tehnilisest korrasolekust ja ka kasutatavatest töövõtetest. Sellest tulenevalt ei ole teele laotatud segu põiki ja piki teed sama ühtlane kui tehases värskelt segatud segu ja ei saagi olla. Mõistlikes piirides ebaühtlus on protsessist ja tehnilistest vahenditest tingitult normaalne tulemus, mis ei mõjuta oluliselt teekatte kvaliteeti ja püsivust. Siinkohal tulebki mängu proovide võtmise korrektsus – oskus võtta proov selliselt, et see iseloomustaks segu omadusi nagu need tegelikkuses on. Kui võtta üks kühvlitäis segu ja lugeda see üheks prooviks, siis on tõenäoline, et sealt samast kõrvalt võttes teine kühvlitäis laboratoorsel katsetamisel täpselt sama tulemust ei anna. Selline pole ka korrektne proovi võtmise viis.

Kui võtta neli kühvlitäit, segada kokku, jagada osaproovideks ja katsetada, siis saadakse juba oluliselt lähedasem tulemus osaproovide vahel ja see on ka paremas seoses tehases toodetud segu näitajatega.

Kui võtta paani samast ristlõikest veel suurem hulk proove, siis katsetulemuste keskmine näitaja kattub väga suure tõenäosusega segu retseptis kirjeldatuga. Seega on väga tähtis mõista ja arvestada, millised on proovi võtmise mõjud saadavale katsetulemusele. Kui proovivõtmine teha ebakorrektselt ja süvenemata, saadakse suure tõenäosusega katsetulemus, mis ei iseloomusta materjali tegelikku kvaliteeti. Aga see polnud ju eesmärk.

2019 aastal tegime mini-uuringu, et selgitada segu ühtluse varieeruvust asfaldipaani ristlõikes ja ka piki teed. Selleks võtsime objektil laotatavast AC 20 base segust proovid ja määrasime igale proovile terakoostise ja sideainesisalduse. Alloleval graafikul on toodud katsetulemused paani ristlõikes.  

Näeme, et tulemused mõnevõrra varieeruvad ja paar ekstreemumit on hulgas. On teada, et proovi bituumenisisalduse ja sõelkõvera vahel on olemas tugev seos. Kui vaadata nende proovide sõelkõveraid, siis näeme järgmist pilti:

Kui peenosist on proovis rohkem, on kõrgem ka selle proovi bituumenisisaldus.

Kui võtta kõikide selle uuringu käigus katsetatud proovide bituumenisisalduse keskmine, siis langeb see hästi kokku segu projektis ettenähtud bituumenisisaldusega. Seega on tehases lisatud sideainet õiges koguses, aga transpordi ja laotamise käigus on see segregeerumise tulemusena jaotunud mõningase ebaühtlusega. Segu sellist käitumist laotamise protsessi käigus tuleb teadvustada ka proovivõtul, et saada esinduslik tulemus.  

Lisaks väga oluline aspekt, mida tuleb teadvustada, on see, et B proov tehakse tavapäraselt ainult ekstreemsetele katsetulemustele. Kui B proovidena kasutada eraldi võetud proovi, st. mitte A prooviga samast proovist jagatud osaproovi, tekib statistiline anomaalia, mis tõenäosusteooria kohaselt annab kordusproovile väga suure tõenäosusega parema tulemuse. Kui A ja B proove katsetada erinevates laborites (A proov ainult ühes ja B teistes), siis tekib olukord, kus B kordusproove teostav labor peabki saama paremad katsetulemused kui algset proovi katsetanud labor, sest alg- ja kordusproov ei ole omavahel tegelikkuses seotud. Vastupidine olukord, kus B proovi katsetamisel saadakse kehvem tulemus, on väga vähe tõenäoline. Ilma sellesse protsessi süvenemata võib tekkida ekslik mulje, et A proove katsetav labor ei katseta korrektselt. Katsetab küll, aga need kehvad tulemused ongi ekstreemumid laborist sõltumata. Allpool selgitav joonis, mis kujutab proovitulemuste normaaljaotust:

Kokkuvõtteks – ehitusmaterjalidest proove võttes on väga oluline järgida nõudeid ja arvestada erinevate materjalide iseloomudega. Mida vähem on juhuslikkust proovivõtuprotsessis, seda paremini iseloomustab labori katsetulemus materjali tegelikke näitajaid.