無核密度儀在瀝青路面施工質量控制中的應用

周 寧 張劍喬

（長沙理工大學 交通運輸工程學院 湖南 長沙 410114）

無核密度儀在瀝青路面施工質量控制中的應用

周 寧 張劍喬

（長沙理工大學 交通運輸工程學院 湖南 長沙 410114）

本文介紹了無核密度儀PQI-301的基本原理，通過實體工程，利用PQI快速測定密度的方法，通過實驗路的檢測結果，建立了瀝青混合料密度與施工碾壓工藝之間的聯系，最終確定碾壓工藝，因此，PQI-301快速和無損檢測對確保施工質量具有重要意義和較好的應用。

無核密度儀（PQI-301）；密度；壓實度；碾壓工藝

1 無核密度儀原理

無核密度儀又名路面質量指標儀，其檢測技術未采用核子方法，是相對核子方法的一種密度檢測儀器的統稱。電磁密度儀使用恒壓、低頻率（PQI301所采用的頻率為1MHz）電阻抗檢測方法，主要包括一個電磁波發生裝置、一個隔離環和一個電磁波接收器，其原理為發射器向被檢測材料中發射電磁波，電磁波在材料中傳播時，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程中能量發生吸收和損耗，而材料對電磁波能量的吸收和損耗取決于材料的介電常數。理論研究表明瀝青混合料的介電常數是由集料、瀝青、空氣等組分介電常數的函數[1]。

2 無核密度儀標定

無核密度儀的電磁密度值是通過比較所測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，在每個施工現場的每個瀝青面層上都必須標定無核密度儀，如果芯樣密度測量準確電磁密度被認為是精確的，并隨面層密度變化而變化的。由于瀝青混合料種類不同，無核密度儀測試的特征也會有所變化，因此，無核密度儀必須標定正在測試的瀝青混合料，一旦混合料種類發生變化，必須再次進行標定[2]。在使用中采用偏差補償標定法。

3.無核密度儀在施工質量中的應用

本文在某高速公路瀝青路面施工質量監控的過程中，利用無核密度儀對瀝青路面的試驗路進行檢測。通過對大量現場壓實度數據的分析，確定碾壓工藝。現對路面下面層進行實驗段。根據現有設備擬定二種施工工藝，方案A為鋼輪壓路機初壓2次+復壓鋼輪1次、膠輪2次+終壓膠輪2次、鋼輪2次；方案B為鋼輪壓路機初壓2次+復壓膠輪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后都進行密度檢測，將各方案下的密度變化數據匯總見下圖1。

圖1 碾壓過程中的密度變化

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

為進一步驗證方案A、B的優劣，在實驗段完成碾壓后，用無核密度儀對實驗段進行大量的數據采集。縱向以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）進行網格劃分。兩種方案的空隙率分布情況如表1所示。

表1 下面層實驗路壓實方案A、B無核密度儀空隙率檢測分布

根據表1可以直觀的看出：由于是全幅攤鋪，路面兩邊空隙率較大，這主要是攤鋪機全幅攤鋪造成的路面兩側離析較大，需要依靠良好的壓實工藝才能保證路面空隙率的均勻性。方案A充分發揮了鋼輪壓路機和膠輪壓路機的優點，碾壓后的空隙率變異系數較小。而方案B碾壓后的變異系數較大，有些區域很密實有些區域空隙率大，且很容易形成過壓造成集料出現裂痕。

綜上分析，壓實方案A屬較優方案，路面碾壓工藝采用方案A。

結論：

1. 無核密度儀PQI-301輕便，能進行高頻率、快速的檢測，在瀝青路面施工中有較好的應用，對瀝青混凝路面質量的提高具有重要的意義。

2.基于無核密度儀PQI-301確定碾壓遍數和瀝青混合料密實度關系，結果表明在碾壓過程中，初壓對碾壓效果起關鍵作用，隨著碾壓邊數的增加密度增量逐步減少，所在考慮最佳碾壓工藝時，無核密度儀對確定整個路段施工機械的最佳組合方式和碾壓遍數具有重要的指導意義。

[1]楊沖. 基于電磁波技術的瀝青混凝土路面無損檢測技術研究[D]. 長安大學, 2012. 179.

[2]周志剛,劉振興,李強,等. 無核密度儀在現場熱再生瀝青路面壓實質量控制中的應用[J]. 中外公路,2009,29(5):78-83.

[3]公路瀝青路面施工技術規范2004[J].

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1007-6344（2016）07-0059-01