核子密湿度仪测试压实度试验方法

核子仪法是国外用于现场控制压实度常见方法，20 世纪 90 年代初引入我国，曾在路基、路面材料的密度和含水率的测试方面有所应用，但由于核子仪使用和保存要求很高，近年来国内大部分检测单位已经停止使用，但仍然是一种准确度较高的压实度测试。

核子仪有方便、快捷的特点，但易受测试层温度及多种环境因素的影响，测值波动性较大，因此测试过程中通常需要经过标定，同时在压实度过程测试时要保证与试验段测试时温度一致，对于纹理较大的路面，测试前还需用细砂填平以保证测值准确。

1.适用范围

（1）本方法适用于用核子密湿度仪测试路基、路面材料的密度和含水率，并计算施工压实度，以评价结构层的压实质量。

（2）本方法可采用散射和直接透射两种方式进行。其中，散射方式宜用于测试沥青混合料面层的压实密度或硬化混凝土等难以打孔材料的密度。直接透射方式宜用于测试厚度不大于 30 cm 的土基、基层材料或非硬化水泥混凝土等可以打孔材料的密度及含水率。

2.仪具与材料技术要求

（1）核子仪：应符合行业标准《核子密湿度仪》（JT/T 658—2006）的要求，满足国家规定的关于健康保护和安全使用要求。核子仪应每 12 个月进行一次校验。密度的测试范围为1.12～2.73 g/cm3，测试允许误差不超过±0.03 g/cm3。含水率测量范围为 0～0.64 g/cm3，测试允许误差为±0.015 g/cm3。核子仪主要包括下列部件：

① 放射源：γ射线源（双层密封的同位素放射源，如铯-137、钴-60 或镭-226 等）或中子源，如镅（241）-铍等。

② 探测器：γ 射线探测器（如 G-M 计数管）或热中子探测器（如氦-3 管）。

③ 读数显示设备：如液晶显示器、脉冲计数器、数率表或直接读数表等。

④ 标准计数块：密度和含氢量均匀不变的材料块，用于标验仪器运行状况和提供射线计数的参考标准。

⑤ 钻杆：用于打测试孔以便插入探测杆。

⑥ 安全防护设备：符合国家规定要求的设备。

⑦ 刮平板、钻杆、接线等。

（2）细砂：0.15～0.3 mm。

（3）其他：毛刷等。

3.准备工作

（1）核子仪经维修或使用过程中不能满足规定的限值时，应重新校验后使用。校验后仪器在所有标定块上每一测试深度上的标定响应应达到±16 kg/m3。

（2）每天使用前或者对测试结果有怀疑时，按下列步骤测试标准值：

① 将核子仪置于表面经压实且平整的地点，距其他放射源至少 8 m 以上。

② 接通电源，按照要求预热。

② 将核子仪置于标准块上，按要求评定标准计数。如标准计数超过规定限值时，进行二次标准计数，若仍超出规定限值时，需视作故障进行返修处理。

4.测试步骤

（1）按照《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450—2019）规定的选点方法确定测试位置，距路面边缘或其他物体的最小距离不得小于 30 cm。

（2）检查核子仪周围 8 m 之内是否存在其他放射源（含另外的核子仪），如果有应移开或重新选点。

（3）当使用散射法测试沥青路面密度时，应先用细砂填平测点表面孔隙（见图 2.2.4），再按如图 2.2.5 所示的方法将仪器置于测点上。(www.xing528.com)

（4）当使用直接透射法测试时，用导板、钻杆等在测点表面打孔，孔深应大于测试深度，且插进探杆后仪器不倾斜（见图 2.2.6）。按图 2.2.7 所示的方法将探杆插入测试孔内，前后或左右移动仪器，使之稳固。

（5）开机并选定测试时间后进行测量，测试人员退出应距核子仪 2 m 以上。到达测试时间后，测试人员读取并记录示值，迅速关机，将手柄置于安全位置，结束本次测试。

注：不同型号的核子仪在具体操作步骤上略有不同，可按照其设备相应要求进行操作。

（6）测试结束后，核子仪应装入专用的仪器箱内，放置在符合核辐射安全规定的地方。

（7）根据相关性试验结果确定材料的湿密度和含水率，并计算干密度及压实度；对于沥青混合料面层，用所确定的材料湿密度直接计算压实度。

用散射法时，一组测值不应少于 13 点，取平均值作为该段落的压实结果。

图 2.2.4 用细砂填平测试位置的方法

图 2.2.5 用散射法测定的方法

图 2.2.6 在路表面上打孔的方法

图2.2.7　用直接透射法测定的方法

5.计 算

按下式计算施工干密度及压实度：

式中 dρ——试样的干密度，g/cm3；

ρc——沥青混合料的标准密度（或路基、基层填料的最大干密度），g/cm3。

6.相关性试验

核子仪在使用前应在试验段上确定与标准方法的相关性。在沥青混合料大规模施工前，应确定核子仪法与钻芯取样法的相关性。在基层或路基大规模施工前，应确定核子仪法与挖坑灌砂法的相关性。步骤如下：

（1）选定 200 m 以上段落作为试验段。

（2）按照本方法测试步骤中的（2）～（5）步骤进行测试。

（3）对于沥青路面，按照钻芯测试路面压实度方法的规定在测点位置测试压实度；对于基层或路基，在测点处避开测孔，按照挖坑灌砂测试压实度方法的规定测试压实度。

（4）对相同的路面厚度、配合比设计、碾压遍数、松铺厚度、机械组合及压实度标准的路面结构层，使用前应在试验段至少测试 15 处，求取两种不同方法在每处的偏差值iρΔ，计算平均值作为修正值Δ，将修正值Δ输入到核子仪中，计算并保存。

（5）对相同的路面厚度、配合比设计、松铺厚度及机械组合，多种不同的压实度标准的路面结构层，使用前可选取多个试验段进行相关性试验，每个试验段至少测试 10 处，按照《路基路面现场测试规程》（JTG3450—2019）相关性试验方法的规定，求取两种不同方法测试密度的相关性公式，用于测试结果的修正，其相关系数 R 应不小于 0.95。