楊延軍

（河北省邯鄲市交通運輸局公路工程管理處，河北 邯鄲056001）

0 引言

在道路結(jié)構(gòu)中路基是抵抗應(yīng)力的主體。車流量大、通行能力強(qiáng)的路段對于路基的要求更加嚴(yán)格。路基的壓實工作是保證路基強(qiáng)度的主要方法之一，為快速高效地獲得準(zhǔn)確的壓實度檢測結(jié)果，我國常用的檢測方法主要有灌砂法和核子密度儀法等。

1 核子密度檢測法

1.1 工作原理

核心密度檢測方法主要是通過放射性元素對路基和路面材料的穿透性，檢測路基或者路面內(nèi)部材料的密度和含水率。

（1）γ透射法密度測量

γ透射法密度檢測的原理可以概括為：γ放射源垂直方向的檢測角度是可以隨意改變的，但是探測器只能原位改變角度，因此檢測獲得的密度為桿源深度和探測器間的平均密度，密度單位為g/cm3或kg/cm3。儀器的計數(shù)率R與物料密度D之間的關(guān)系可表示成：

式中：A、B、C為密度標(biāo)定系數(shù)，不同測量深度下的A、B、C值各有不同的數(shù)值；系數(shù)B與吸收系數(shù)U/O和測量層的厚度有關(guān)；系數(shù)A和C與放射源和探測器之間的距離、角度以及測探測器性能參數(shù)有關(guān)。

（2）快中子慢化法檢測水分

在路基水分檢測方法中主要使用241Am-Be中子源，241Am可以輻射出α粒子，產(chǎn)生快中子，當(dāng)快中子穿過檢測物時，快中子能夠與檢測物的原子核發(fā)生反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)變?yōu)槁凶雍蜔嶂凶?，?dāng)檢測物中氫分子含量較大時，中子慢化的速度加快，在慢化的過程中會在中子附近產(chǎn)生“熱中子云”，從而使熱中子的密度變大。核子密度儀就是通過此種原理檢測出路基中的含水量。

1.2 現(xiàn)場檢測方法

（1）選取光滑平整的場地作為檢測區(qū)域，并且按照檢測規(guī)程布置檢測儀器，將放射源定位至測試深度（放射源應(yīng)達(dá)壓實層底部）。

（2）檢測儀器一旦啟動，現(xiàn)場操作人員應(yīng)該迅速撤離至安全區(qū)域，安全區(qū)應(yīng)該距離檢測位置2m以上。

（3）檢測結(jié)束后，應(yīng)將放射源妥善保存，并及時采集檢測數(shù)據(jù)。

（4）在同一檢測點，當(dāng)儀器處于初始位置時進(jìn)行第一次讀數(shù)，隨后將儀器圍繞檢測孔旋轉(zhuǎn)180°，進(jìn)行第二次讀數(shù)，兩次結(jié)果取平均值，如果兩次讀數(shù)差值大于0.02cm，應(yīng)將儀器旋轉(zhuǎn)至90°和270°的位置進(jìn)行讀數(shù)，然后四次結(jié)果取平均值。

2 挖坑灌砂法

2.1 試驗方法

（1）選取光滑平整區(qū)域作為試驗地點，該區(qū)域不能小于基板的面積。

（2）將基板放置于平整后的檢測區(qū)域上，沿著基板的中孔開鑿出洞口。在開鑿過程中，必須要保證鑿出檢測材料完好，并及時將材料放置于塑料袋內(nèi)部進(jìn)行適當(dāng)密封。試洞的深度應(yīng)與測定層厚度保持一致，同時不能使下層材料混入，最后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。全部鑿松材料的總質(zhì)量應(yīng)該精確至1g。

（3）對鑿松材料中具有代表性的樣品進(jìn)行含水量的測定。

（4）將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間，使灌砂筒的下口對準(zhǔn)基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)。在此期間，應(yīng)注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關(guān)閉開關(guān)。仔細(xì)取走灌砂筒，并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量，余砂質(zhì)量應(yīng)精確至1g。

2.2 計算公式

式中：mb為填滿試坑的砂的質(zhì)量（g）；m1為灌砂前灌砂筒內(nèi)砂的質(zhì)量（g）；m2為灌砂筒下部錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）；m4為灌砂后灌砂筒內(nèi)所剩余砂的質(zhì)量（g）；mw為填滿試坑的砂的質(zhì)量（g）；γs為量砂的單位質(zhì)量（g/cm3）；ρw為試樣的濕密度（g/cm3）；ρd為試樣的干密度（g/cm3）；ρc為由擊實試驗得到的試樣的最大干密度（g/m3）；ω為試坑材料的含水量（%）；K為測試地點的施工壓實度（%）。

3 兩種檢測方法的優(yōu)劣對比

3.1 檢測環(huán)境要求對比

核子密度檢測儀在進(jìn)行路基密度檢測時容易受到路基表面濕度影響。在路基壓實完成后進(jìn)行了表面灑水的路段上采用核子檢測儀法，實測出的含水量會偏高，從而與實際情況不符。現(xiàn)場的原位檢測應(yīng)該在現(xiàn)場壓實后盡快進(jìn)行，特別是填方路段，因為蒸發(fā)會使表面材料干燥，降低平均濕度。由此可見表面材料的干濕度對核子儀的測量結(jié)果影響很大。灌砂法檢測區(qū)域表面必須要平整，否則會影響檢測結(jié)果。在挖坑取土過程中，應(yīng)該保證坑壁垂直，避免上大下小或者上小下大的情況，否則會導(dǎo)致密度結(jié)果發(fā)生偏差。由以上分析可知，坑壁的垂直度對灌砂法的檢測結(jié)果有較大影響。

3.2 檢測速度對比

如果采用灌砂法對一組低劑量的灰土進(jìn)行檢測，一組灰土的采集時間約為20min，余砂測量時間約為5min，綜合測量25min，總時間約為50min；利用核子檢測儀，機(jī)械打眼2min，測量1min，總耗時約3min。由此可知測量同樣一組灰土核子檢測儀法的檢測速度約是灌砂法的16倍。

3.3 安全性對比

核子儀是像電鋸或焊槍一樣的工具，若不采取適當(dāng)?shù)陌踩胧﹦t會對檢測人員造成傷害，核子儀放射α粒子時產(chǎn)生的輻射會對人體造成潛在危害。相比之下灌砂法則比較安全，無需采取安全措施。

4 結(jié)語

在路基壓實度的測定中，灌砂法和核子儀法各有優(yōu)劣。例如，核子儀檢測法對環(huán)境要求較高，安全性低，但其檢測速度遠(yuǎn)大于灌砂法檢測。因此對于路基壓實度的測定，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗條件選擇合適的方法，以提高檢測精度。

[1] JTG E40—2007，公路土工試驗規(guī)程[S].

[2] JTG E60—2008，公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程[S].

[3] 梁新政，丁武洋. 路基路面試驗檢測技術(shù)手冊[M]. 北京：人民交通出版社，2009．

[4] 黃衛(wèi)東.公路土石混填路基壓實度波動檢測技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：人民交通出版社，2006．