無(wú)核密度儀在瀝青路面施工質(zhì)量控制中的應(yīng)用

周 寧 張劍喬

（長(zhǎng)沙理工大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院 湖南 長(zhǎng)沙 410114）

無(wú)核密度儀在瀝青路面施工質(zhì)量控制中的應(yīng)用

周 寧 張劍喬

（長(zhǎng)沙理工大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院 湖南 長(zhǎng)沙 410114）

本文介紹了無(wú)核密度儀PQI-301的基本原理，通過(guò)實(shí)體工程，利用PQI快速測(cè)定密度的方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)路的檢測(cè)結(jié)果，建立了瀝青混合料密度與施工碾壓工藝之間的聯(lián)系，最終確定碾壓工藝，因此，PQI-301快速和無(wú)損檢測(cè)對(duì)確保施工質(zhì)量具有重要意義和較好的應(yīng)用。

無(wú)核密度儀（PQI-301）；密度；壓實(shí)度；碾壓工藝

1 無(wú)核密度儀原理

無(wú)核密度儀又名路面質(zhì)量指標(biāo)儀，其檢測(cè)技術(shù)未采用核子方法，是相對(duì)核子方法的一種密度檢測(cè)儀器的統(tǒng)稱。電磁密度儀使用恒壓、低頻率（PQI301所采用的頻率為1MHz）電阻抗檢測(cè)方法，主要包括一個(gè)電磁波發(fā)生裝置、一個(gè)隔離環(huán)和一個(gè)電磁波接收器，其原理為發(fā)射器向被檢測(cè)材料中發(fā)射電磁波，電磁波在材料中傳播時(shí)，由于瀝青混凝料的介電特性，電磁波在瀝青混凝土路面的傳播過(guò)程中能量發(fā)生吸收和損耗，而材料對(duì)電磁波能量的吸收和損耗取決于材料的介電常數(shù)。理論研究表明瀝青混合料的介電常數(shù)是由集料、瀝青、空氣等組分介電常數(shù)的函數(shù)[1]。

2 無(wú)核密度儀標(biāo)定

無(wú)核密度儀的電磁密度值是通過(guò)比較所測(cè)熱瀝青混合料面層特征與已知密度的熱瀝青混合料面層特征而確定的。為了獲得精確一致的讀數(shù)，在每個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)瀝青面層上都必須標(biāo)定無(wú)核密度儀，如果芯樣密度測(cè)量準(zhǔn)確電磁密度被認(rèn)為是精確的，并隨面層密度變化而變化的。由于瀝青混合料種類不同，無(wú)核密度儀測(cè)試的特征也會(huì)有所變化，因此，無(wú)核密度儀必須標(biāo)定正在測(cè)試的瀝青混合料，一旦混合料種類發(fā)生變化，必須再次進(jìn)行標(biāo)定[2]。在使用中采用偏差補(bǔ)償標(biāo)定法。

3.無(wú)核密度儀在施工質(zhì)量中的應(yīng)用

本文在某高速公路瀝青路面施工質(zhì)量監(jiān)控的過(guò)程中，利用無(wú)核密度儀對(duì)瀝青路面的試驗(yàn)路進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)大量現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度數(shù)據(jù)的分析，確定碾壓工藝。現(xiàn)對(duì)路面下面層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)段。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備擬定二種施工工藝，方案A為鋼輪壓路機(jī)初壓2次+復(fù)壓鋼輪1次、膠輪2次+終壓膠輪2次、鋼輪2次；方案B為鋼輪壓路機(jī)初壓2次+復(fù)壓膠輪4次+終壓膠輪2次、鋼輪1次；從瀝青混合料攤鋪到每次碾壓過(guò)后都進(jìn)行密度檢測(cè)，將各方案下的密度變化數(shù)據(jù)匯總見下圖1。

圖1 碾壓過(guò)程中的密度變化

如圖1所示，瀝青混合料從剛攤鋪到壓實(shí)，兩個(gè)方案在整個(gè)碾壓過(guò)程中的三個(gè)階段密度整體都成遞增的趨勢(shì)；在初壓階段方案A、B的斜率分別為26、58，說(shuō)明初始階段的碾壓效果方案A的效果較好；復(fù)壓階段由于采用的膠輪壓路機(jī)，其碾壓過(guò)程的輪跡造成密度檢測(cè)不均勻而造成密度下降；方案A、B在整個(gè)碾壓過(guò)程中密度變化率為408.6、397.5，方案B在整個(gè)碾壓過(guò)程密度的增量都比方案A的大，同時(shí)方案B的芯樣集料均出現(xiàn)裂痕，說(shuō)明方案B的碾壓功過(guò)大[3]。

為進(jìn)一步驗(yàn)證方案A、B的優(yōu)劣，在實(shí)驗(yàn)段完成碾壓后，用無(wú)核密度儀對(duì)實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集?？v向以10米橫向以距中央分隔帶位置的間距（分別為距離中央分隔帶 1m、2m、4m、6m、8m、10m）進(jìn)行網(wǎng)格劃分。兩種方案的空隙率分布情況如表1所示。

表1 下面層實(shí)驗(yàn)路壓實(shí)方案A、B無(wú)核密度儀空隙率檢測(cè)分布

根據(jù)表1可以直觀的看出：由于是全幅攤鋪，路面兩邊空隙率較大，這主要是攤鋪機(jī)全幅攤鋪造成的路面兩側(cè)離析較大，需要依靠良好的壓實(shí)工藝才能保證路面空隙率的均勻性。方案A充分發(fā)揮了鋼輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，碾壓后的空隙率變異系數(shù)較小。而方案B碾壓后的變異系數(shù)較大，有些區(qū)域很密實(shí)有些區(qū)域空隙率大，且很容易形成過(guò)壓造成集料出現(xiàn)裂痕。

綜上分析，壓實(shí)方案A屬較優(yōu)方案，路面碾壓工藝采用方案A。

結(jié)論：

1. 無(wú)核密度儀PQI-301輕便，能進(jìn)行高頻率、快速的檢測(cè)，在瀝青路面施工中有較好的應(yīng)用，對(duì)瀝青混凝路面質(zhì)量的提高具有重要的意義。

2.基于無(wú)核密度儀PQI-301確定碾壓遍數(shù)和瀝青混合料密實(shí)度關(guān)系，結(jié)果表明在碾壓過(guò)程中，初壓對(duì)碾壓效果起關(guān)鍵作用，隨著碾壓邊數(shù)的增加密度增量逐步減少，所在考慮最佳碾壓工藝時(shí)，無(wú)核密度儀對(duì)確定整個(gè)路段施工機(jī)械的最佳組合方式和碾壓遍數(shù)具有重要的指導(dǎo)意義。

[1]楊沖. 基于電磁波技術(shù)的瀝青混凝土路面無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 長(zhǎng)安大學(xué), 2012. 179.

[2]周志剛,劉振興,李強(qiáng),等. 無(wú)核密度儀在現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J]. 中外公路,2009,29(5):78-83.

[3]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范2004[J].

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1007-6344（2016）07-0059-01