浅谈核子密度仪检测压实度
核子密度仪在工程检测中的应用
和水 泥 混凝 土等 材 料 ， 国 际上 ， 尤其 是 美 国 ， 做 了 大 量 的研 究 和应用 实 践 工 作 ， 总结 了丰 富 的 实 用 经 验 和使 用 方法 。然 而 ， 在 我 国的道路 建设 领 域 ， 由于长
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ ０—０ ８
测， 在 每一 个 标 定 块 上 ， 在 每 一 个 检 测 深 度 上 确 定 标定值和湿 度值 与射线计 数率 之 间的对应 关 系。 对 于 核 子 密 度湿 度 仪 ， 每 ｌ ２个 月要 对 它 进 行 一 次
作者简介 ： 赵正信 （ １ ９ ７ ９ 一） ， 男， 江苏江都人 ， 讲师 ， 硕士 ， 主要从事道路基础 、 岩 土工程 、 地下 水渗 流等方 面研究 。
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７３ ・
标定 。标定 工 作 可 以 由仪 器 生 产 厂 家 或 独 立 的 、 有 资 质 的服 务 机 构 实 施 。对 现 存 仪 器 ， 特 别 是 经
关键词 ：核子 密度仪 ； 灌砂 法 ； 压 实度 ； 标定
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ １ ６ ． ０ ６ 文 献 标 志码 ： Ｃ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ８—８ １ ４ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １— ０ ０ ７ ３— ０ ３
在 道路 工程 、 水 运 工 程 以及 一 些 大 型 土 石坝 工
过维 修 的仪 器 ， 可 能影 响 仪 器 的 结 构 ， 必 须 重新 进
和含 水量 是一 项迅 速 发展 起来 的新 技术 ， 具 有无 损 、
１ ）铯 １ ３ ７ ＂ ， ／ 源射 出 射线进 入 被测 材料 中与 物
质原 子 的外 围 电子 发 生碰 撞 而 产 生 康 普 顿 散 射 ， 散
浅谈核子密度仪检测压实度在工程施工中的应用
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１６ ．２１
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浅谈核子密度仪检测压实度在工程施工中的应用
黄天 生
（ 贵州省赤水 河航道处 ）
摘 要： 内河码头进 港公路 、场坪 及公路 工程路基 施工 ，交通部 规范要 求每 层压 实度检测 频率 ２ ０ ｍ２ ０ ０ ，底基 层与 基层施 工 ，交通 部规 范 ８点
— — — — 一 ～ ～ 一 — —
一 一
１核子密度含水量测定仪工作原理 ．
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善 珲 萼 们 贵州 大乌 码 赤 河鲢 溪码 进 路 坪、公 路基施 中， 核 密度 与 法 合 控制 基及 面底 星 我 省 度 质量， 及 坪的 实 江 头、 水 鱼 头 港公 场 层 压 路 工 使用 子 仪 灌砂 相结 来 路 路
有效 控制 了路基 与路面 底基层 ．基 层及 场坪的 工程质量 ，也减 轻 了试验 检测人 员的劳动 强度 ，加快 了施工进 度。
Troxler 3440核子密度仪检测压实度在国外公路项目中的应用
Troxler 3440核子密度仪检测压实度在国外公路项目中的应用毛里求斯B6道路升级改造二期项目位于毛里求斯中部，是世界银行贷款EPC项目，B6公路项目全长13公里，其中老路改造约7.5公里，新建线约5.5公里，2个T形接口，3个转盘，原老路宽约为6米，改造后的宽度为1+1.5+3.7+3.7+1.5+1；两侧设浆砌石排水沟，其中路面结构层为25cm碎石底基层（0～31.5）+23cm碎石基层（0～20）+16cm沥青砼基层（0～20，沥青含量4.8%）+5cm磨耗层（0～14，沥青含量6%）。
工期要求为18个月。
本工程具有工期短、工程量大、且受到台风以及降雨等影响，工期要求比较紧张。
本工程由中国水电集团承建。
本工程安装英国BS 标准实施，对于路基回填之前要求原地面达到90%压实度，回填路基顶部30cm选料回填要求达到98%压实度；0/31.5mm碎石要求有95%压实度，0/20mm碎石要求达到98%压实度；沥青要求达到97%压实度。
压实检测工程量较大，故选用核子密度仪用作检测仪器以替代传统的灌砂法检测，加快检测速度，及时指导生产提高工作效率。
关键词：国外工程核子密度仪 Troxler3440 压实度1 核子密度仪工作原理本项目采用美国Troxler生产的3440型核子密度湿度仪（简称核子密度仪），用来测量泥土、泥石聚集物、水泥和沥青地基、沥青表面等的湿度、密度和压实度。
1.1密度检测Troxler 3440 核子密度仪内置有两种放射性物质，其中铯-137（cesium-137）位于探测杆端部,产生伽玛射线(Gamma emission), 用于检测压实度。
检测是共有两种检测模式：直射法与反射法。
采用直射法检测时（如图1示），含有铯-137放射源的探杆降低到要求深度，会产生伽玛粒子，核子密度仪底板的探测器检测放射强度。
伽玛粒子到达探测器前必须经过需检测材料，大量伽玛粒子会与需检测物质内电子碰撞并消失，探测器可以检测消失的粒子数量并据此计算出需检测材料的压实度。
碎石土路基压实度检测方法
碎石土路基压实度检测方法
摘要：本文主要介绍了碎石土路基压实度的几种检测方法，包括密度检测法、弹性模量法、灌砂法、核子密度仪法和表面振动压实仪法。
这些方法各有优缺点，选择合适的检测方法对于保证路基的稳定性和安全性至关重要。
一、密度检测法
密度检测法是一种传统的路基压实度检测方法，通过测量土体的密度来判断压实度。
具体操作如下：
采集一定量的土样，并确保土样具有代表性；
将土样放入标准容器中，并记录其质量；
测量土样的体积，可以通过排水法或颗粒分析等方法；
根据质量和体积计算土样的密度；
将计算出的密度与标准密度进行比较，以确定压实度。
密度检测法的优点是操作简单、成本低廉，适用于大规模的路基检测。
但是，该方法存在一定的误差，因为实际路况中的土体可能存在不均匀性或受到其他因素的影响。
二、弹性模量法
弹性模量法是通过测量土体的弹性模量来判断压实度。
土体的弹性模量越大，说明土体的压实度越高。
该方法的具体操作如下：
在待测路基上选取一定数量的测点；
使用弹性模量仪测量土体的弹性模量；
根据测量结果与标准值进行比较，确定压实度。
弹性模量法的优点是能够反映土体的力学性质，适用于不同类型和不同含水率的土体。
但是，该方法需要使用专业的弹性模量仪，且测量结果容易受到外界因素的影响。
三、灌砂法
灌砂法是一种通过测量填料的孔隙率来判断压实度的方法。
该方法的具体操作如下：
在待测路基上选取一定数量的测点；
使用标准砂填充孔隙；
测量填料的密度和质量；
根据密度和质量计算孔隙率；
将计算出的孔隙率与标准值进行比较，确定压实度。
关于核子密度仪与灌砂法检测路基压实质量的对比试验
关于核子密度仪与灌砂法检测路基压实质量的对比试验关于核子密度仪与灌砂法检测路基压实质量的对比试验近年来，越来越多的路基施工工程把核子密度仪使用在路堤填筑的压实质量检测上，配合高效的机械化施工，使施工进度、施工质量都得到了显著的提高。
我们在洛湛铁路永岑段YQ5标的站场和路基填土施工中，学习兄弟局在青藏铁路工程、浙赣铁路提速改造工程的经验，采用美国坎贝尔MC-3核子密度仪和K30平板载荷测试仪作为填筑质量的检测工具。
并根据本标段填料的情况，有针对性地对传统的灌砂法和核子密度仪进行对比试验，以此考核使用核子密度仪在本标段路基填筑质量检测适用性和理论性，为今后的检测工作找出依据。
1 灌砂法和核子密度仪在路基检测的应用范围1.1 灌砂法灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积，计算填料的湿密度，用酒精燃烧法测定含水量，然后计算出填料的干密度和压实度，它是当前填土最通用、最常规的检测方法。
它的缺点是：需要携带较多量的砂，而且称量次数较多，计算步骤烦琐，因此它的测试速度较慢。
常常成为机械化施工的“瓶颈”和“咽喉”工序。
1.2核子密度仪法该法是利用放射性元素测量土或路面材料的密度和含水量。
这类仪器的特点是测量速度快，需要人员少，测试一个检测点两、三分钟就可以得出结果。
我标段使用的MC-3型核子密度仪是美国CPN公司的产品，用于测定各种土料、土石混合料的密度、含水量。
仪器上的液晶显示器可同时显示出湿密度、干密度、含水量、含水率、压实度（输入填料的最大干密度后）、孔隙率（输入填料的比重后）等检测数据及测量条件。
它有两种测量方式：一种为反射式无需在被测体上打洞，测量深度达50～70mm；另一种为透射式，需在被测体面上用专用工具打一小洞，测量深度为300～500mm。
它的缺点是，放射性物质对人体有害。
另外核子密度仪的水份测量是由高能量的快速中子，穿透材料时与水份中的氢原子碰撞，因氢原子与中子的质量几乎相等，碰撞后使中子的能量减速为慢中子反射回来，被仪器接收并与水（H2O）中氢的含量进行比较，计算出含水量。
使用核子密度仪检测SMA沥青混凝土面层压实度需要说明的几点问题
沥青 混凝 土面层 的厚 度 ；
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２ ０ 年 第３ ０２ 期
被检 测 表 面空 隙 分 布 与表 面构 造 ； 被检 测 层 表 面的 纵 、 向坡 度 ； 横
基 层材 料 组成 。
做 出相应 的 密度 数据 。
■
１ 问题 的提 出
要 。 果采 用钻 孔 芯样 对 核 子 密度 仪 进行 标 定 ， 后 如 然 用 核 子密 度 仪 对 Ｓ ＭＡ 沥青 混 凝 土面 层 压 实 度 进行
压 实 度 是评 价 Ｓ ＭＡ 沥 青 混凝 土路 面 工 程 质量
的 重 要 指 标 。 青 玛 蹄 脂 碎 石 混 合 料 路 面 具 有较 好 沥 的抗 滑 耐 磨 、 高 温 车辙 、 低 温 开 裂性 能 ， 构 造 抗 抗 且 深 度 大 、 隙 率 小 、 有 较 好 的 排 水效 果 。 空 具 中华 人 民
【 内容摘 要 】 压 实度 是 Ｓ ＭＡ 沥青 混凝 土路 面 工程 质 量 的重要 指 标之 一 ， 用 钻 芯 取 样 方 法测 定 压 实 采
度 ， 仅 检 测 成 本 高 、 面 损 害 大 且 测 试 周 期 长 。 如 果 通 过 钻 孔 芯 样 对 核 子 密 度 仪 进 行 标 定 ， 后 用 核 子 密 不 路 而 然
在 上 述 诸 影 响 因素 中 ， 们 暂 不 考 虑 基 层材 料 我 对 检 测结 果 的影 响 ， 立 核 子 密度 与 钻 孔 取 芯 两 种 建
检 测方 法相 关 关 系 。
３ 用 核 子密 度 仪检 测 Ｓ ＭＡ 路 面压 实 度的 方法
度 仪 进 行 压 实度 检 测 ， 可避 免 以上 弊 端 。 章对 上 述检 测 方 法及 检 测 中应 注意 问题 进 行 了介 绍 ． 通 过检 则 文 并
路面压实度 击实 标准
路面压实度击实标准一、引言在道路交通建设中，路面的质量是至关重要的。
它关系到车辆行驶的平稳性、安全性以及道路的使用寿命。
而路面压实度和击实标准，作为评价路面质量的重要指标，对于确保道路质量，减少后期维护成本具有不可替代的作用。
本文将对这两个关键指标进行深入探讨。
二、路面压实度路面压实度是指路面材料在压实过程中的密实程度。
它反映了路面材料颗粒之间的接触面积和空隙率。
高压实度意味着颗粒之间的接触更紧密，空隙更少，从而提高了路面的承载能力和耐久性。
压实度的测量通常通过核子密度仪或环刀法进行。
核子密度仪利用放射性元素测量土壤或沥青混合料的密度，而环刀法则是通过取样并测量其干密度来确定压实度。
为了达到理想的压实度，施工过程中需要选择合适的压路机和压实工艺。
不同的路面材料和厚度需要不同的压实方法和次数。
过高的压实度可能导致路面材料破坏，而过低的压实度则会导致路面松散，降低使用寿命。
三、击实标准击实标准是对路面材料进行实验室测试，以确定其在特定条件下的最佳含水率和最大干密度。
这两个参数是施工过程中控制压实度的重要依据。
实验室中，通常使用击实仪模拟现场施工条件，对不同含水率的路面材料进行击实，然后测量其干密度。
通过这一方法，可以确定材料的最佳含水率和最大干密度。
这两个参数可以为现场施工提供指导，确保压实度达到设计要求。
四、压实度与击实标准的关系压实度和击实标准是相辅相成的。
击实标准提供了路面材料的最佳含水率和最大干密度，为施工过程中的压实度控制提供了依据。
而压实度的测量则是对施工质量的实时检测，确保路面质量达到设计要求。
在施工过程中，应根据击实标准确定的最佳含水率和最大干密度，调整压路机的参数和施工工艺，以达到理想的压实度。
同时，通过压实度的实时监测，可以及时反馈施工质量，指导施工人员调整施工方案，确保道路质量。
五、结论路面压实度和击实标准是道路施工中不可或缺的质量控制手段。
它们共同确保了路面的承载能力、稳定性和使用寿命。
沥青混凝土路面压实度的检测方法
沥青混凝土路面压实度的检测方法摘要：根据《公路路基路面现场测试规程(JTGE60--2008)，沥青路面压实度检测有3种，虽能满足现场检测，但他们各有缺点，影响路面的质量，建议沥青路面压实度检测应以无损检测为主，尽量减少钻芯取样检测。
关键词：沥青混凝土路面压实度检测中图分类号：TU528.42 文献标识码： A 文章编号：前言我国高速公路由于沥青路面全部采用半刚性路面，它行车舒适性好，无论是南方还是北方大部分高速公路路面采用沥青路面。
但好多路面未达到设计寿命已损坏，路面的使用质量和使用寿命较普通，达不到应有的水平。
当然这主要原因之一是超限超载，但在建设期围绕如何提高路面质量、克服早期损坏现象，如何改善路面的使用性能及路面的使用寿命，从技术和路面使用材料各个方面进行研究还不够，不当的检测方法也是其原因之一。
在这个大规模建设期之初，我们应当提倡一个思想，沥青路面压实度检测应以无损检测为主，尽量减少钻芯取样检测。
一、公路沥青路面压实度检测的方法根据《公路路基路面现场测试规程}(JTG E60--2008)规定，检测方法共3种：1、钻芯取样法以施工规范规定的方法，测定芯样的毛体积密度与标准密度之比值，结果可以用作评定或仲裁。
2、核子密度仪法核子密度仪是检测压实度较常用的一种方法，核子仪用于施工现场快速地检测建筑材料的湿密度（总密度）和含水量（湿度）。
3、无核密度仪法可用于施T现场快速测定，但测定结果不宜用于评定验收或仲裁。
二、钻芯取样法的缺点1、取样数量多，破坏沥青路面的整体板体结构按照《公路工程质量检验评定标准》(JTG 80／1-2004)规定为双车道公路每一检查段内的检查频率，多车道公路的路面各结构层均须按其车道数与双车道之比增加检查数量。
若是8车道，则每 1 km共20点，再加上监理抽检、政府监督部门抽检，数量会更多，每个孔洞就是一个薄弱点。
2、影响路面平整度《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60--2008)规定：对钻孔或被切割的路面坑洞，应采用同类型材料填补、压实。
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浅谈核子密度仪检测压实度
路基填土施工交通部规范要求每层压实度检测频率2000m28点。
底基层与基层施工交通部规范要求每一层压实度检测频率2000m26点。
规范要求检测的压实度频率大、工作量大，如果单靠常规的灌砂法检测现场压实度，不可能满足规范检测频率的要求，影响施工进度，造成检测压实度数据的虚假成份。
为满足施工需要和便于控制路基与路面底基层、基层的质量，我们在长常高速公路长益段承担施工监理任务中，使用核子密度仪与灌砂法相结合的方法来控制路基与路面底基层、基层的压实度。
在路基精加工层与底基层、基层压实度抽检中达到了交通部规范要求的压实度检测频率，有效的控制了路基与底基层、基层的工程质量，也减轻了试验检测人员的劳动强度，加快了施工进度。
一、核子密度含水量测定仪工作原理
我们在长常高速公路长益段担任施工监理工作中使用的表面式核子密度含水量测定仪型号为MT-5012C，由湖南省交通科学研究院长沙核子仪器公司生产。
工作原理如下：
仪器内部有一个含铯137γ源和镅241-铍中子源的复合源。
其中，γ源用来测量密度，中子源用来测量含水量。
1.密度测量的原理是：
铯137γ源旗出γ射线进入被测材料中与物质原子的外围电子发生碰撞而产生康普顿散射，散射后的γ射线能量将减少，方向会改变。
若物质的密度越大，康普顿散射的γ射线越多，于是通过测量散射后的γ射线的数量，即可判断被测物质的密度。
2.含水量测量的原理是：
由241Am-Be中子源产生的快中子射入被测材料中，与料层内物质发生碰撞散射，减速、扩散，使快中子最后变成热中子，热中了被探测器探测，这个作用主要是由物质中的含氢量决定，而氢主要在水中，若被测材料中含水量大，热中子数就多，反之就少。
因此探测热中子数的多少即反映其含水量的大小。
二、核子密度含水量测定仪的标定
用核子仪带有的标准块，检测仪器并使其处于工作状态，在施工现场选择均匀平坦的测点进行核子密度含水量测定仪与灌砂法测得的结果进行比较，求出两种不同方法测定的密度的相关关系，或两种不同方法之间的偏差系数。
1.标定步骤
(1)先将核子仪预热15分钟。
(2)将核子仪放在标准支架上。
(3)在预备状态下，按"标准计数"键，即显示标准计数的当前值，再一次按"标准计数"键，显示提示信息，仪器进行120S标准计数测量，测量完毕仪器发出快鸣叫声，显示本次测量结果。
(4)核子仪的修正值置于零，预置测量时间30-60S，选择压实好的平坦测试点，把仪器置于测试位置，然后进行一次测量，取得读数，保持中心位置不变，旋转180°再进行第二次测量，记录读数，再将仪器在原位转90°测第三次，记录读数，再次仪器的原位转180°测量第四次，记录读数，然后将这四次读数的平均值作为核子仪湿密度与含水量的测得值，计算干密度。
移去核子仪在该点在位置中间打一个圆洞，并用灌砂法测定得湿密度，取样品测定含水量后，计算灌砂法测得的干密度。
根据交通部JTJ059-95《公路路基路面现场测试规程》规定至少测定15处，进行对比。
国外工作经验至少5处进行对比。
计算两者的相关方程或偏差系数。
2.灌砂法与核子仪对比原始资料
土质：
红色网状粘土
灌砂法
测点编号
湿密度(g/cm3)910
11
13
14
15
161.986
1.977
1.982
1.920
1.928
1.958
1.931
1.996
2.047
1.994
1.998
1.836
1.856
1.988
1.912
1.819含水量(%)干密度(g/cm3) 27.5
26.4
26.7
27.2 26.2 26.1 23.3 21.7 25.9 24.8 26.9 25.3
24.7
25.2 24.71.558 1.568 1.568 1.515 1.516 1.552 1.531
1.682
1.584
1.601
1.447
1.481
1.594
1.527
1.459核子仪法湿密度(g/cm3)
2.013
2.016
2.026
1.964
1.995
2.021
1.999
2.021
2.076
2.027
2.054
1.825
1.983
1.961
1.933含水量(%干密度(g/cm3) 24.2
22.0
24.3
24.0
24.1
22.6
24.0
20.5
20.5
21.8
21.4
25.7
23.9
21.0
22.0
21.01.621
1.652
1.630
1.583
1.608
1.648
1.612
1.677
1.723
1.664
1.692
1.428
1.473
1.639
1.607
1.598
3.灌砂法与核子仪对比资料分析
1.偏差系数
(1)利用下列公式计算偏差
湿密度偏差(kg/m3)=灌砂法测定的湿密度一核子仪测定温密度
绝对含水量(kg/m3)=湿密度-干密度
绝对含水量偏差(kg/m3)=灌砂法测的绝对含水量-核子仪测的绝对含水量
(2)计算实例
◆湿密度偏差
测点
偏差(kg/m3)-27-39-44-44-67-63-68-25-29-33-56+41+31+5-49-114利用3倍标准差法分析对比数据
X=-36.3 S=38.2
X-3s=-150.9
X+3s=78.3
灌砂法与核仪对比的湿密度偏差，经数据分析，在试验误差范围内，试验数据可靠。
◆绝对含水量偏差
测点
灌砂法绝对含水量
核子仪绝对含水量
偏差(kg/m3)4335+36+45+18+24+25+33+13+33+12+47+35+22+23+50+31+25利用3倍标准差法分析对比数据
X=-29.5 S=11.4
X-3s=4.7
X+3s=63.7
灌砂法与核仪对比的绝对含水量偏差，经数据分析，在试验误差范围内，试验数据可靠。
◆确定核子仪修正值
根据湿密度偏差与绝对含水量偏差的平均值来确定核子仪的修正系数值。
比例修正系数值为：
湿密度修正值γ=-36(kg/m3)
绝对含水量修正值：
n+=+30(kg/m3)
(3)相关方程
根据一元线性回归分析，建立γ=a+bx关系来修正核子仪的数据与灌砂法数据接近。
Y=0.698X+0.422
式中：
X-核子仪测的干密度(g/cm3)
Y-修正后真实的干密度(g/cm3)
此例γ=0.857，其相关系数小于0.9，由于试验误差，及土的性质要达到相关系数大于0.9比较困难。
三、使用核子仪测定密度含水量的注意事项
1.土质变化大，被测结构层厚度、材料有变化时进行灌砂法与核子仪的校正标定。
2.在进行核子仪标定时，灌砂法挖的试坑深度要标准。
3.由于我省土质变化大，土的颜色，土的性质都有变化，影响土的最大干密度的变化，我们在抽检压实度时要注意最大干密度的变化情况，正确确定最大干密度，使抽检的压实度能够正确指导施工。
4.利用核子仪抽检底基层、基层压实度时，抽检时施工现场情况，如水泥凝结时间几小时到1天要与利用灌砂法校正核子仪时施工现场情况要基本相同。
5.湖南省交通科研究院长沙核子仪器公司生产的系列核子仪与美国生产的仪器放射性要小些。
但是，在操作过程中和存放核子仪时要注意防护放射性。
如操作时离仪器2米，等工作完成后再读数，存放仪器时，离住房尽量远些。
只要大家操作得当，核子仪通过有关部门进行仪器的放射性检查，使用核子仪是安全的。
6.核子仪与灌砂法配合使用，能收到好效果。
7.由于是表面式核子仪，需将被测地面仔细整平，地表面过湿影响所测含水量结果。
公路工程中路基工程是关键工程之一，路基工程的质量的好坏，关系到整条公路质量的优劣。
要控制好路基的工程质量，除控制好路基用土的质量外，主要是控制路基的压实情况，要了解压实情况，主要的检测手段就是抽检路基的压实度，抽检压实度可以利用核子仪进行，国内济青高速公路，国外卢旺达布西公路是使用核子仪抽检压实度，控制路基工程质量的成功典范。
只要做好核子仪与灌砂法的对比标定工作，利用核子仪抽检压实度是可行的。