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公路路基是公路結(jié)構(gòu)的重要組成部分,在路基路面施工中,為了提高公路的使用壽命和功能,要求路基路面具有足夠的承載能力,能經(jīng)受重車荷載的反復(fù)作用而不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的破壞和壓縮變形,其路基材料的密實(shí)度與上述性能密切相關(guān),因此,就施工角度而言要提高路基質(zhì)量,壓實(shí)質(zhì)量是最為關(guān)鍵的因素?？赏ㄟ^合理的選擇施工機(jī)械、施工工藝、施工程序來達(dá)到壓實(shí)度要求,從而滿足工程質(zhì)量要求,而工程的內(nèi)在質(zhì)量是符合各就是通過對壓實(shí)度的檢測來體現(xiàn)的。

一、核子儀概述

1.核子儀法檢測壓實(shí)度的優(yōu)點(diǎn)

傳統(tǒng)的檢測壓實(shí)度方法如環(huán)刀法、灌砂法等檢測速度慢,檢測頻率受到限制,且由于人為因素影響,導(dǎo)致檢測結(jié)果誤差大,不適用于快速度、大規(guī)模的施工檢測。核子儀法與傳統(tǒng)方法相比能提供快速、準(zhǔn)確的檢測,檢測結(jié)果一次顯示,具有高效和便捷的優(yōu)勢,其測量精確度很高(密度測量范圍為1.12—2.73g/cm³,測量誤差不大于±0.3g/cm³,含水率測量誤差不大于0.015%)。核子儀作為一種簡便、快捷、高效的測量儀器與其他破損性測試方法相比有顯著優(yōu)點(diǎn):(1)被測土壤范圍大,結(jié)果具有代表性。(2)測量時(shí)間短,一次不超過五分鐘,而且是無破損性檢測,同一地點(diǎn)可準(zhǔn)確重復(fù)測量。(3)由操作人員引起的誤差很小,使用過程安全系數(shù)較大。(4)檢測可在壓實(shí)機(jī)械來回通過的幾分鐘間隙內(nèi)完成,壓實(shí)度可立即獲得,以便決定是否繼續(xù)進(jìn)行碾壓。

從以上優(yōu)點(diǎn)看出,核子儀應(yīng)用是很實(shí)際的,既能提高工作效率,又能準(zhǔn)確進(jìn)行檢測,因此使用前景非常廣闊。

2.核子儀工作原理

2.1透射法:MC-3核子儀用137Cs作為放射源,通過中等能量的γ射線來測定壓實(shí)度的,這種γ射線透過建筑材料時(shí)射線的衰減主要為光電效應(yīng)。工作時(shí),預(yù)先在壓實(shí)路基中打孔將放射桿插入孔中所需深度,使γ射線發(fā)射出來,安裝在儀器底部的檢測器接受并測量這種射線,γ光量子要達(dá)到檢測須穿過土壤的全部距離,引起大量光量子與土壤中的電子碰撞減少到達(dá)檢測器的光子數(shù)量,由此可計(jì)算出材料密度。γ放射源垂直方向的深度能變,而探測器的位置不能改變,因此測量的密度是代表放射源的源桿深度到探測器間材料的平均密度。

2.2反射法

MC-3還有反向散射法測密度的功能,因其測量誤差大,一般不用于路基檢測中。

二、核子儀在路基檢測中的應(yīng)用

1.核子儀的標(biāo)定方法

盡管核子儀測定的數(shù)據(jù)具有較好的穩(wěn)定性,但它只是一個(gè)相對值,不能直接作為工程檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。核子儀在出廠前一般都進(jìn)行廠家標(biāo)定,但由于廠家標(biāo)定采用的是模擬密度和水分標(biāo)樣,與工程使用材料有差異,其化學(xué)成分與標(biāo)定材料亦不完全一致,同時(shí)各工程所使用的施工工藝和方法也不完全一致,因此在使用前須對核子儀進(jìn)行標(biāo)定,以確保檢測數(shù)據(jù)的可靠性。核子儀的標(biāo)定一般采用常規(guī)比較法(同灌砂法比較),大致有以下步驟:1、選擇壓實(shí)好的路基,用核子儀測定某一深度的濕密度、含水量,可采用幾個(gè)象限測定該深度的濕密度、含水量,求取平均值作為該點(diǎn)的檢測數(shù)據(jù),測定深度應(yīng)選擇擬挖坑深度一致。2、在測定的同一位置,用灌砂法挖坑取樣,測定濕密度和含水量。3、對比試驗(yàn)中,核子儀法應(yīng)采用透射法檢測,水分測定時(shí)間60s以上,以滿足水分檢測誤差要求,灌砂法用烘干法測定其含水量。4、對同一段路基,須測定40點(diǎn)以上進(jìn)行對比,求得核子儀法與灌砂法測定的密度和含水量的相關(guān)關(guān)系。

2.核子儀的標(biāo)定實(shí)例

在日竹路壓實(shí)度測定中,應(yīng)用了數(shù)臺(tái)MC-3型核子儀,在使用之前都進(jìn)行了標(biāo)定,現(xiàn)就MC-3M36117231核子儀標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定說明:(見下表)

從數(shù)據(jù)可以看出兩種方法存在一定差異,若不對核子儀進(jìn)行標(biāo)定而直接使用則不能代表實(shí)際工程情況。就以上數(shù)據(jù)分析其相關(guān)性:試驗(yàn)共統(tǒng)計(jì)45個(gè)點(diǎn),進(jìn)行回歸計(jì)算相關(guān)方程為y=-6.33+1.05x,其相關(guān)系數(shù)為0.9116,相關(guān)系數(shù)大于0.9說明相關(guān)性好,誤差分析結(jié)果符合要求。

3.核子儀的應(yīng)用

核子儀是一種堅(jiān)固的、以微處理器為核心的測試儀器,其主要功能是檢測現(xiàn)場土和建筑材料的密度和含水率,它通過對路基路堤的每層壓實(shí)度和含水量進(jìn)行測定,可以完整地建立施工壓實(shí)度質(zhì)量的系統(tǒng)數(shù)據(jù),通過對系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題,以采取相應(yīng)的措施,使其檢測結(jié)果滿足規(guī)范要求,以保證路基工程質(zhì)量合格。每次使用前,首先用標(biāo)準(zhǔn)塊對核子儀標(biāo)定。使用時(shí),將路基土的最大干密度及測定時(shí)間輸入核子儀中,在路基上選擇平整干凈并且有代表性的地方,先在路基上打孔,將放射桿插入所需深度,鎖定后按下開始鍵,待測定完成后讀取干密度、含水量及壓實(shí)度。超級秘書網(wǎng)：

三、應(yīng)用實(shí)例

現(xiàn)列舉日竹高速公路K72+000---K72+250段左幅路基核子儀的檢測數(shù)據(jù):

用核子儀測定數(shù)據(jù)換算成灌砂法數(shù)據(jù)可更加準(zhǔn)確地反映出路基壓實(shí)度。

四、應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

1.對每臺(tái)核子儀須進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定過程要認(rèn)真仔細(xì),嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行,對比點(diǎn)不少于40個(gè)。

2.當(dāng)土質(zhì)發(fā)生變化時(shí),應(yīng)重新對其進(jìn)行標(biāo)定。

3.室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所確定的最大干密度要準(zhǔn)確。

4.檢測時(shí)要選擇表面平整、干凈的點(diǎn)作為測點(diǎn)。源桿扳機(jī)必須在卡槽內(nèi)。

5.每次使用以前要對核子儀進(jìn)行計(jì)數(shù)標(biāo)定。

6.在測量過程中對所測數(shù)據(jù)不能任意舍棄,若發(fā)現(xiàn)不合理數(shù)據(jù),應(yīng)分析原因經(jīng)重新檢測后方?jīng)Q定取舍。