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核子密湿度仪测试压实度方法

JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》T0922-2008核子密湿度仪测试压实度方法

1 适用范围
1.1 本方法适用于用核子密湿度仪测试路基、路面材料的密度和含水率，并计算施工压实度，以评价结构层的压实质量。
1.2 本方法可采用散射和直接透射两种方式进行。其中，散射方式宜用于测试沥青混合料面层的压实密度或硬化混凝土等难以打孔材料的密度。直接透射方式宜用于测试厚度不大于30cm 的土基、基层材料或非硬化水泥混凝土等可以打孔材料的密度及含水率。
2 仪具与材料技术要求
2.1 核子密湿度仪（简称：核子仪）：应符合行业标准JT/T658《核子密湿度仪》的要求，满足国家规定的关于健康保护和安全使用要求。核子仪应每12 个月进行一次校验。密度的测试范围为（1.12～2.73）g/cm3，测试允许误差不超过±0.03g/cm3。含水量测量范围为（0～0.64）g/cm3，测试允许误差为±0.015g/cm3。
核子仪主要包括下列部件：
（1）放射源：γ射线源（双层密封的同位素放射源，如铯-137、钴-60 或镭-226 等）或中子源（如镅（241）-铍等）。
（2）探测器：γ射线探测器（如G-M 计数管）或热中子探测器（如氦-3管）。
（3）读数显示设备：如液晶显示器、脉冲计数器、数率表或直接读数表等。
（4）标准计数块：密度和含氢量均匀不变的材料块，用于标验仪器运行状况和提供射线计数的参考标准。
（5）钻杆：用于打测试孔以便插入探测杆。
（6）安全防护设备：符合国家规定要求的设备。
（7）刮平板、钻杆、接线等。
2.2 细砂：0.15 mm～0.3mm。
2.3 其他：毛刷等。
3 方法与步骤
3.1 准备工作
3.1.1 核子仪经维修或使用过程中不能满足规定的限值时，应重新校验后使用。校验后仪器在所有标定块上每一测试深度上的标定响应应达到±16 kg/m3。
3.1.2 每天使用前或者对测试结果有怀疑时，按下列步骤测试标准值：
（1）将核子仪置于表面经压实且平整的地点，距其它放射源至少8m 以上。
（2）接通电源，按照要求预热。
（3）将核子仪置于标准块上，按照要求评定标准计数。如标准计数超过规定限值时，进行二次标准计，若仍超出规定限值时，需视作故障进行返修处理。
3.2 测试步骤
（1）按照本规程T0902 规定的方法确定测试位置，距路面边缘或其他物体的最小距离不得小于30cm。
（2）检查核子仪周围8m 之内是否存在其它放射源（含另外的核子仪），如果有应移开或重新选点。
（3）当用散射法测试沥青路面密度时，应先用细砂填平测点表面孔隙（如图T0922-1所示），再按如图T0922-3 所示的方法将仪器置于测点上。
（4）当使用直接透射法测试时，用导板、钻杆等在测点表面打孔，孔深应大于测试深度，且插进探杆后仪器不倾斜（如图T0922-2 所示）。按图T0922-4 所示的方法将探杆插入测试孔内，前后或左右移动仪器，使之稳固。
（5）开机并选定测试时间后进行测量，测试人员退出核子仪2m 以外。到达测试时间后，测试人员读取并记录示值，迅速关机，将手柄置于安全位置，结束本次测试。
注：不同型号的核子仪在具体操作步骤上略有不同，可按照其设备相应要求进行操作。
（6）测试结束后，核子仪应装入专用的仪器箱内，放置在符合核幅射安全规定的地方。
（7）根据相关性试验结果确定材料的湿密度和含水率，并计算干密度及压实度；对于沥青混合料面层，用所确定的材料湿密度直接计算压实度。用散射法时，一组测值不应少于13 点，取平均值作为该段落的压实结果。
4 按本规程附录B的方法，计算一个测试路段压实度的平均值、标准差、变异系数，并计算压实度代表值。
5 相关性试验
核子仪在使用前应在试验段上确定与标准方法的相关性。在沥青混合料大规模施工前，应确定核子仪法与钻芯取样法的相关性。在基层或路基大规模施工前，应确定核子仪法与挖坑灌砂法的相关性。
步骤如下：
（1）选定200m 以上段落作为试验段。
（2）按照本方法3.1 中的（2）～（5）步骤进行测试。
（3）对于沥青路面，按照T 0924 的规定在测点位置测试压实度；对于基层或路基，在测点处避开测孔，按照T 0921 的规定测试压实度。
（4）对相同的路面厚度、配合比设计、碾压遍数、松铺厚度、机械组合及压实度标准的路面结构层，使用前应在试验段至少测试15 处，求取两种不同方法在每处的偏差值Δρi，计算平均值作为修正值Δ，将修正值Δ输入到核子仪中，计算并保存。
（5）对相同的路面厚度、配合比设计、松铺厚度及机械组合，多种不同的压实度标准的路面结构层，使用前可选取多个试验段进行相关性试验，每个试验段至少测试10 处，按照本规程附录C 的规定，求取两种不同方法测试密度的相关性公式，用于测试结果的修正，其相关系数R 应不小于0.95。
6 报告
本方法应报告以下技术内容：
（1）测试路段信息（桩号、结构层类型及厚度等）。
（2）实测密度、标准密度、压实度。
（3）测试路段压实度的平均值、标准差、变异系数及代表值。
（4）若进行相关性试验，还应报告修正值或相关性关系式及相关系数。

条文说明

核子仪法是国外用于现场控制压实度常见方法，上世纪90 年代初引入我国，曾在路基路面材料的密度、含水率的测试方面有所应用，但由于核子仪使用和保存要求很高，近年来国内大部分检测单位已经停止使用。考虑核子仪法是一种准确度较高的压实度测试方法，为了与国际相关领域的技术衔接，本次修订仍予以保留。
本次修订主要针对核子仪使用时的标定，以及其适用场合等方面，同时应注意测试沥青路面压实度时使用的的标准密度应按照现行《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）和《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的规定选用；其他材料的标准密度应通过击实的方法确定。
核子仪有方便、快捷的特点，但易受测试层温度及多种环境因素的影响，测值波动性较大，因此测试过程中通常需要经过标定，同时在压实度过程测试时要保证与试验段测试时温度一致，对于纹理较大的路面，测试前还需用细砂填平以保证测值准确。
核子仪对靠近表层材料的密度最为敏感，当测试材料的表面与仪器底部之间存在空隙时，测试结果可能存在表面偏差（仅对散射法）。如果采用直接透射法测试，表面偏差不明显。材料的粒度、级配、均匀度以及组成成分等因素对密度的测试结果影响较小。但是对一些如：高岭土、云母、石膏、石灰等可能会对水分的测试有明显的影响，测试时需要与其它可靠的方法进行对比，对测试结果进行调整。因此，核子仪法不适合用于现场测试含有结晶水或有机物化学成分材料的含水率。
核子仪法还经常用于监测结构层密度或压实度的变化，以确定合适的碾压遍数、机械组合等施工工艺参数，进而确定试验段密度值。
对刚铺筑完的热沥青混合料路面测试时，为避免影响测试结果仪器，不能长时间放置在路面上，测试完成后仪器尽快从路面上移走冷却。
从事仪器保管及使用的人员，需符合核幅射测试的相关规定。

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