核子密度儀在瀝青路面的應用

核子密度儀在瀝青路面的應用一、工程概況xx大道屬于xx市市政一級公路工程，由我們十七局三處xx項目部承建。我項目經(jīng)理部承建的工程屬于二合同段路面，全長4.196公里（K5+838—K10+032），路面寬30m。路面采取“三加二”（即基層：一層16cm水泥穩(wěn)定土，兩層17cm水泥穩(wěn)定碎石土和面層：一層4cm中粒式AC—25I瀝青混凝土下面層一層細粒式AC—13I瀝青混凝土面層）。由于工期很短，工程量大，技術要求高，經(jīng)我項目部全體員工的不懈努力，加班加點，于二○○二年九月二十二日高質量、高要求已完成該工程的路面主體工程。比業(yè)主要求路面主體工程完工期限提前9天。該路面質量外觀均得到了業(yè)主和監(jiān)理的肯定與表揚。二、核子密度儀在瀝青路面中的應用在xx大道瀝青路面施工期間，應業(yè)主與監(jiān)理要求，我項目部實驗室利用核子密度儀（MC-3型）對路面施工進行實時監(jiān)控。MC-3型核子密度濕度儀內部裝有兩種放射源。銫源用來測量密度，镅/鈹中子源用來測量水分。中子源安在機殼底部位置不變。銫源安裝在輻射源金屬桿底部內，隨測量深度而變。測量密度時，銫源發(fā)出的射線進入被測材料。如果材料的密度較低，大量的射線就會穿過它，被裝在儀器內的蓋草檢測到，那么在單位時間內計到的數(shù)較大。反之，如果材料的密度較高，高密度的材料就吸收了部分射線，起了輻射屏蔽作用，在單位時間內計到的數(shù)比較少。然后，微處理器把檢測接受數(shù)值（稱為密度計數(shù)值）除以存貯在一起內的標準計數(shù)值，得到計數(shù)比，再把計數(shù)比送入密度計數(shù)程序可算出被測材料的密度（這種密度包含被測材料的水分，又稱為濕容重）。測量水分時，中子源放射的中子流進入被測材料，被測材料水分中的氫原子與高能中子相碰撞使之減速，減速后的慢中子被儀器內的探測管接收到。被測材料的含水量大，在單位時間內所轉換的慢中子數(shù)較多，檢測管接收到的慢中子數(shù)也多。反之就少。然后，微處理器把接收到的慢中子數(shù)（稱為水分計數(shù)值）除以水分標準計數(shù)值，得到水分計數(shù)比，再把計數(shù)比送入計算程序可算出被測材料的水分重。有了被測材料的濕容重，水分重和輸入的室內實驗的最大干密度，微處理器即可算出其他的參數(shù)。由于瀝青路面的壓實度確定，通過取芯測密度得以控制，但取芯的路面有較大的破壞性，不利于路面的完整性，影響其質量和美觀，并且不能及時地反映瀝青路面的壓實程度，不能確保瀝青路面的質量。因此使用核子密度儀進行控制可以很好地解決這些問題。核子密度儀優(yōu)點：由于測試簡單方便，且費時較少，并能立刻得到壓實度，可以決定是否繼續(xù)進行碾壓。無破損測量，對路面無破壞性。（一）標準計數(shù)在使用核子密度儀以前，應該對其進行標準計數(shù)。由于探頭中的輻射源慢慢地衰變，必須定期（最好每周一次）進行“標準計數(shù)”。標準計數(shù)以后，新的標準數(shù)取代了舊的標準數(shù)，MC-3的程序就使用這個新的標準數(shù)計算現(xiàn)場計數(shù)值與標準數(shù)之比，以便補償輻射源的衰變。。標準計數(shù)比是計數(shù)值的實際分布與期望分布之比，在顯示屏上顯示為“Xi”，表示計數(shù)值的X2分布。這個比值接近于1.0，表示MC-3的工作正常。步驟如下：標準塊放在包裝箱上，把MC-3放在標準塊上。將MC-3的手柄置于SAFE打開電源開關，按STD鍵。按START開始進行標準計時，計數(shù)時間約為4分多鐘。。計算結束時，MC-3蜂鳴兩次，顯示標準計數(shù)數(shù)據(jù)。查看計數(shù)結果重新按STD鍵，恢復畫面按CLEAR鍵。注意：應使MC-3離開其它輻射源至少4.5米，離其它物體至少1.5米。我們對該核子密度儀進行標準計數(shù)，其Xi為0.99，其數(shù)字接近于1，驗證MC-3的性能良好。（二）、基本數(shù)據(jù)的確定由于是MC-3核子密度儀測試瀝青面層的密度是利用反射式進行工作的，因此必須有三個基本參數(shù)：面層下基層的濕密度，該薄層的密度，該薄層的厚度，其反射式測量有兩種分別在AC檔和BS檔。選擇AC或BS檔取決于該薄層的厚度。手柄置于AC檔位置，進行瀝青混凝土的透射式測量，測量深度為52mm的薄層材料的密度。手柄置于BS檔位置，測試深度達71mm的薄層的密度。瀝青路面的面層的密度的確定，由試驗室馬歇爾試驗確定其最大密度。該瀝青路面瀝青混凝土的實驗室最大密度為2.359g/cm3。上基層溫密度的確定：基層試驗最大干密度Pd=2.13g/cm3.最佳含水量為8%。上基層壓實度要求為98%?；鶎拥拿芏龋篜=Pd*(1+0.08)*0.98=2.359g/cm3。其厚度：設計為40mm。我們選用AC檔進行測試（三）、基本數(shù)字的輸入：按同時按下STD和START鍵，進入測量方式選擇菜單：COUNTINGMODE記數(shù)模式Current:NORMALNormal正常方式Thinlayer薄層方式Trenchwall溝壁方式STEP&ENTERchoise選擇按STEP鍵選擇Thinlayer再按ENTER鍵確定（一個小正方形黑色閃爍光標移到Thinlayer的第一個字母T上按ENTER鍵）。薄層方式提示輸入罩面層材料的厚度及基層材料的密度然后在厚度輸入厚度:40mm基層密度輸入密度:2.359g/cm3在面上按MAX鍵，達到MV，并輸入馬歇爾試驗密度2.359g/cm3。四、測試為使測量精確，瀝青表面必須平整。若不平，必須用20#或30#篩過的細砂作為填料，填滿表面的缺陷，然后刮平。要小心不要瀝青表面的制高點被細砂蓋住，MC-3的導板可以用來刮平并露出制高點。我們于9月10日鋪筑完試驗段，依靠以往施工的經(jīng)驗進行碾壓以及使用核子密度儀進行控制當其密度數(shù)值穩(wěn)定為止。9月11日開始取芯測路面的密度，并做核子密度儀所測試的密度進行對比試驗。把調正好的核子密度儀放在平整的瀝青路面，把手柄從SAFE檔放到AC檔，按STAR鍵進行試驗，儀器開始計數(shù)時，畫面顯示“THIN”試驗，在蜂鳴一聲后，記錄測試密度，并旋轉90度，再測試，一個點測試四個次，取其平均值。（MC-3要平整、不搖晃）。并在檢測做好標記，取芯以后做密度測試試驗，取芯以后要做標記，并且要與核子密度儀所測的標記一樣。帶回試驗室，先烘4小時以上（烘箱溫度不易超過60度），至質量變化不超過1%。由于其瀝青混凝土為I型所以可以用浸水法進行測試取芯試件的密度。稱出其干燥質量M1，然后用吊籃浸水的方法測出其水中重M2，利用關系式P=M1/（M1-M2）求出其試件密度，并與核子密度儀所測密度進行對比。由于實測瀝青路面鉆芯試件的密度Y與核子密度儀所測的路面的密度X為一元一次方程的直線回歸方程，但必須求出其相關系數(shù)，其相關系數(shù)必須大于90%，才能確定其直線方程Y=A+B*X手工計算：===其相關系數(shù)R=關系式：B=A=測量對比數(shù)據(jù)如表一計算：=0.0178451=0.0193419=0.0180872R=0.9540.954>0.90可以確定其關系式：Ａ＝0.174Ｂ＝0.923Ｙ＝Ａ＋Ｂ*ＸＹ＝0.174＋0.923*Ｘ（四）驗證：九月十三日鋪筑的路面，采用核子密度儀進行控制．在壓路機碾壓過程中用核子密度儀測量并通過Ｙ＝0.174＋0.923*Ｘ關系式得到路面的實際密度，求出起壓實度，達到要求后停止碾壓．九月十四日進行鉆芯實驗，驗證了路面的壓實度達到了要求，質量控制很好．說明此核子密度儀在此關系式下能的反映路面的質量，也能很好控制施工質量．三．工程中的應用MC-3在AC檔測瀝青路面的密度與實際密度的關系式為Y=A+BX。在瀝青路面施工過程就可以采用此核子密度儀來控制施工，以減少路面的破壞,保證施工的質量。在厚度大于52mm薄層的密度實驗時，核子密度儀在BS檔上也可以通過此方法，建立其對比關系，控制薄層的施工質量。在路基施