核子仪通过检测被测材料中含有的所有元素的原子量总和来计算被检测材料的总密度(湿密度)，所以仪器的密度检测不受被检测材料的颗粒大小、级配、均匀度，以及物理状态、化学成分等方面的影响。除非被测材料的化学组成与常规材料有很显著的不同，通常情况下核子仪密度检测结果不需要进行校正。

核子仪测量湿度时，测量的是被测材料中所有的氢原子，在大多数土壤和骨料中，氢原子存在于自由水中。但是蛇纹石、黏土、有机体和石灰处理的土壤含有结合水，这些材料中的结合水对仪器检测材料的含水率有轻微影响。这个问题可以通过非常简便的在仪器中输入水分偏置量的方法进行校正。

对于各种土壤和没有凝固的水泥混凝土等材料，通常采用透射法。这个方法是在被检测材料中用钢钎钻一个垂直的检测孔，然后将仪器的探测杆伸入到被检测材料中，在各个深度上检测材料的密度和湿度。对于石头、混凝土等不能造孔的材料，通常采用反射法。这个方法是将仪器放置于被检测材料的表面，根据被检测材料的厚度和种类采用适应的检测档位，直接检测材料的密度、压实度等指标。

除了以上两种基本检测方法，有的核子仪具备更多和更强大的检测功能，比如MC-3C和MC-4C核子仪的反射法有BS和AC两个档位，分别用于不同的检测材料和检测要求，可以对任意厚度的面层材料等进行精准检测。

核子仪用于施工现场快速地检测建筑材料的湿密度（总密度）和含水量（湿度）。完成一次检测通常只需要1分钟或更短时间。不同品牌和厂家的仪器功能各不相同。有的仪器只检测密度或只检测湿度，多数品牌的仪器可以同时检测密度和湿度。

通常核子仪都可以用于检测各种类型的土壤、石头、土石混合物等土工材料。有些仪器可以检测水泥混凝土，但很多仪器不能检测沥青混合料和层厚比较小的混凝土材料。

注3：通常核子仪检测土工材料时，被测材料必须有一定的厚度和足够大的体积，否则没有足够多的射线计数用于计算密度或湿度。沥青混合料通常在铺筑时每层的厚度都不会超过7-8厘米。仪器在检测时射线会穿透这个层厚而同时检测了其它材料，这样仪器的检测结果就不仅仅是我们希望检测的薄层材料的密度，而是不同层厚的材料的共同的密度。除非仪器设计人员专门为这种检测目的进行程序上和检测技术上的改造而设置薄层检测功能，否则仪器就不能用于检测薄层的沥青混合料和其它混凝土材料。

核子仪可以用于公路的地基、基层和面层、铁路路基、水库堤坝、机场跑道以及港口、发电厂、高等级赛车跑道、高层建筑等土木工程的现场施工的质量控制、监理检测、工程验收。核子仪可以用于各种土木工程的养护检测及各种研究和开发。用于实验室和工程试验区段可以快速、准确获取各项施工参考数据。

注4：由于核子仪检测的准确、快速、安全和低成本，在压实度检测方面没有任何其他方法可以取代核子仪。尤其在使用沥青混凝土和水泥混凝土的工程项目上，没有核子仪的应用，要保证工程的质量和施工效率是不可能做到的。所以在世界范围内，核子仪被及其广泛地应用于几乎所有的大型和重要的土木工程项目。

第二次世界大战以后，许多国家由于战后重建和经济发展的需要，都陆续进行大规模的基础设施建设。世界各地的许多研究组织，研究利用核技术测定建筑材料的密度、含水量以及其它指标，以保证工程项目的质量和建设速度。

在1968年以前，只有一种标准方法用于现场测定土壤和集料的密度—灌沙法。这种设备的操作人员必须在地面挖一个洞，在洞中填满沙子，计算出密度，然后取一个试样到实验室测定含水量。这个方法对于每次检测都要花费半个小时的时间，操作人员需要避免许多出现差错的原因，并且这种检测方法是破坏性的--因为留下了一个必需修复的洞。含水量的检测结果要在第二天试样烘干了以后才会得到。1968年以前，也只有一种标准方法用于现场测定沥青路面密度。在路面中用钻孔法得到一个芯样。把取芯试样带回实验室，用天平称取重量，并测量出它的体积。然后计算出密度，也就是重量除以体积。

到了1972年，核子仪在硬件设计和软件应用方面有了显著的改进。便携式核子仪可以对于土壤和沥青混凝土路面进行高精度的快速检测，并且核子仪可以消除由于土壤类型或化学成分不同导致的检测偏差。新的仪器设计，完全使用了高效能的现代电子技术，这使仪器变得轻便、可靠并易于操作。80年代以后，核子仪安装了可以进行现场编程微处理器，可以直接从显示器读取测量结果，从而更大地减少了操作人员的现场检测的工作量。

在过去的三十多年时间里，核子仪用于土工材料的密度和湿度检测已在世界范围内得到认可，并成为业界的标准检测方法。

核子密度仪浅层核子仪

—浅层核子仪又称为表层核子仪。当我们提到核子仪时，通常是指测量深度为30厘米的浅层核子密度/湿度检测仪，如MC-3C型和MC-4C型核子仪。在公路、铁路及水利大坝等土木工程的施工中应用最为广泛和市场上最常见的就是这种浅层核子仪。本文介绍的核子仪主要是指这种浅层核子仪。

核子密度仪分层核子仪

(双杆核子仪)—分层核子仪又称为中层核子仪，测量深度为60-90厘米, 如MC-S-24和MC-S-36型核子仪。分层核子仪有两根检测杆，所以有的地方称作双杆核子仪，其放射源和检测器分别放置于两根不同的探杆的端部, 沿水平层面逐层检测被压实材料, 一般应用于压实层较厚的情况, 特别适用于碾压混凝土（RCC）工程项目的压实检测。

核子密度仪深层核子仪

—深层核子仪的测量深度为数米至数百米深，如501DR核子密度仪和503DR中子水分仪。深层核子仪一般用于深层填埋材料的密度和含水率检测, 还有定点长期监测公路、铁路路基、堤坝、护坡等的密度和含水率的变化以及用于检测水中的含沙量和含泥量。

核子密度仪沥青含量核子仪

—核子沥青含量检测仪用于无污染、快速检测沥青混合料中的沥青含量。

核子密度仪其它核子仪

—除了以上各种仪器以外，被称作核子仪的还有用于土壤水分检测的中子水分检测仪和用于化工管道绝热层中隐藏水分检测的核子管道水分检测仪等。

工业上一些水泥厂、选煤厂等使用的厚度计、料位计、密度计及核子秤等也使用同类的放射性同位素，但这类仪器所使用的放射源的活度一般为十到五百个居里，是土木工程上使用的核子仪的一千倍到五万倍，两者完全不在一个数量级上。两类仪器虽然名称相似，而且采用近似的检测原理，但它们的使用方式、防护方法和应用目的完全不同。

核子密度仪总密度

一个密封的10毫居里铯-137伽玛源向土壤等被测材料放射伽玛射线，穿透被检测材料的射线会被仪器中的密度检测管检测到。如果材料的密度较低，材料吸收的伽玛射线较少，那么在一定时间内较多的伽玛射线就会穿过材料，检测管的计数将较高：反之，如果材料的密度较高，高密度的材料吸收了更多的伽玛射线，那么在同样时间内就会有较少的伽玛射线穿过材料，检测管的计数将较低。

伽玛射线在被测材料中的穿透、反射和被吸收等行为只与被测材料中的组成成分的所有原子的原子核的质量相关。核子仪测量的总密度实际是单位体积的土工材料总的原子量。只有当被测材料的总的原子量发生变化时，核子仪的检测结果才相应地发生变化。

核子密度仪水分

一个密封的50毫居里镅241/铍中子源向土壤等被测材料放射高能中子射线，高能中子与氢原子碰撞后，迅速失去能量而变成低能中子，而其它任何种类的原子都不能象氢原子那样显著减少高能中子的能量。被测材料中的湿度越高，水分含量就越高，氢原子就越多，当中子射线穿过时，将产生更多的低能中子；同样的原因，当被测材料较干时，产生的低能中子数目就较少。仪器中的湿度检测管只检测低能中子。低能中子计数越高，表示被测材料的湿度越高；反之，低能中子计数越低，表示湿度越低。核子仪测量的是地表到地表以下10公分的材料的平均含水率。

核子仪在进行密度和水分测量时，分别使用不同的放射源，不同的射线接受器，不同的数据计算系统，所以密度和水分两个检测系统相互独立，其检测数据也互不影响。

标准计数—放射源衰减、周围环境变化和本底辐射都会影响仪器的检测数据。每天或检测环境发生变化后，将仪器放置标准计数块上进行计数，获得新的计数参比结果，可以清除以上因素对检测结果的影响。标准计数使用的工具是标准计数块。标准计数块为一小型的长方体塑料块，简称标准块。其密度和含有的氢元素都是稳定不变的。标准块厚度为5.1厘米或7.6厘米，面积相当于核子仪底座的面积。每台仪器都有自己对应的标准块。

核子密度仪的检定—核子仪之所以能够准确检测材料的密度和湿度是因为核子仪在制造时经过了检定。检定的具体方法是将仪器依次对一组密度高低不同的标准材料块（检定块）进行检测，建立射线数量和标准密度值之间的对应关系。在坐标图上，将不同的射线计数与标准密度之间的对应的点连接起来就会得到一条检定曲线，即在仪器的射线计数率与材料测试结果（密度和湿度）之间建立了适当的对应关系。检定数据可以以图、表和等效系数等方式表示出来或贮存在仪器里面，以用于将计数率换算成材料的密度值。

每一台核子仪在出厂时，都应该已经检定过了。现存仪器经过可能影响仪器结构的维修后，必须进行检定。所以最多每隔一年就应该使用标准密度和湿度材料对仪器的检定进行验证或重新建立检定关系。如果验证发现核子仪的检测结果与标准材料的密度或湿度之间的差异已经不符合检测要求，需要重新建立新的检定关系。

由于核子仪采用了放射原理测量密度和湿度，很多人因为不了解放射源的活度大小和人体允许接受的剂量多少和正确理解，只要一听说是放射源，就产生恐惧感，不敢使用仪器。其实我们无论身处何地，环境中都有本底辐射，我们在日常生活中无时无刻都不可能避免辐射。

手提式核子秘密/湿度土壤检测仪的商业应用已经超过35年之久，大约有数万台核子仪在全世界范围内应用于土木工程、地质学、农业和环境检测中。

核子仪的拥有者和使用者要遵守政府主管部门制定的法律和规定。这可能包括需要获得许可证以及操作员要学习如何正确使用仪器。核子仪操作人员可以使用个人剂量检测装置监测受到的剂量，最常用的是剂量胶片。没有任何核子仪操作人员受到的放射线剂量超过国际辐射防护委员会的5雷姆/年的职业界限。实际上，操作员受到的只是这个界限的很小的一部分，少于我们从自然界获得本底辐射的年平均值。从未有案例表明由于使用核子密度仪而受到长期或短期辐射伤害。与我们经常忽视的吸烟、饮酒等日常行为给我们带来的危害相比，核子仪对身体的影响是微乎其微的。从来没有发生过密封放射源由于物理损坏或火灾等原因产生泄漏，即使每年都有一些核子仪在野外施工中被意外严重毁坏，从没有发生过对操作人员和普通公众发生污染的事故。

通过专门的设计，核子仪的表面剂量率低于操作人员或是公众需进行特别防护的水平，运输车辆或检测的位置不需要进行公告。不需要配备任何附加的防护衣服和装置。

每个国家都会有主管的政府部门对放射性产品进行严格的检测，已确认其安全性。中国环保部门和商检部门对每台正规进口到中国的仪器都要进行严格检测，通过检测的仪器必然符合安全规定和要求，用户可以放心使用。只要购置的是政府主管部门批准和认可的核子仪并且是将仪器用于正常的检测，绝不可能对操作人员造成任何危害。

将核子密度仪与灌沙法或其它破坏性检测方法相比较，其优势是显而易见的，主要包括：

核子密度仪无损检测

A.核子仪检测土壤，只需要检测表面平滑，钻一个直径为20毫米的检测孔。这样小的孔不需要修补。对于灌沙法的检测，需要挖一个直径为150毫米的洞， 这样大的洞必需回填修补。

B.对于沥青路面，只需要路面平整，核子仪就可以用反射法进行检测。但取芯法，一定会给路面留下一个必须修补的孔洞。

核子密度仪准确性

A.核子仪对位于放射源与探测器之间的材料总重量进行响应，检测不受被检测材料中的化学的、矿物的或质地成分的影响。检测非常正确性，无论材料是否均匀，或颗粒是粗是细。

B.被检测的土壤土壤体积很大，检测结果的代表性更好。对于检测深度为8英寸（20CM）透射密度检测，试样体积大约为25立方英尺。而灌沙法检测，试样体积大约为10立方英尺。

C.核子仪在标准的、固定的、数值不变的土壤和岩石校准块或可以溯源到真实土壤的其它标准的密度、湿度材料块上进行校准。检测规程推荐每隔一到二年进行一次校准。操作员可以每天用标准计数块进行标准计数，以检测仪器的校准状况和检测功能。

核子密度仪检测的速度

一次仪器检测的全部过程耗时不到5分钟，相对于灌沙法或取芯法大约30分钟完成一次检测，核子仪允许进行更多的检测并对项目的质量进行统计分析。

简单和安全的操作

A.操作员几乎不可能有潜在的错误。仪器进行检测只需要最低限度的指令。仪器自动计算和显示检测结果并给出单位。不同于灌沙法检测，高湿度和施工设备的震动不会影响在附近的核子仪的准确性。

B.不同于灌沙法操作员，核子仪操作员所有时间可以站立，如果有危险接近，他能安全地观察正在移动的施工设备，如果有危险，可以迅速离开。

核子密度仪“实时”检测

核子仪在压路机通过后几分钟就可以显示检测结果。可以立即对是否需要增加碾压进行指导，可以帮助及时调整施工方法以保证获得所需要结果。

1.量程 湿密度：1.3~2.7g/cm3 绝对含水量：0~0.6 g/cm3

2.测量误差：密度：≤±0.03 g/cm3 含水量：≤±0.015g/cm3

3.测量深度：密度：20cm 含水量：15cm

4.测量时间：15~999秒连续可调

5.放射源：伽玛源：0.111GBq(3mci)137Cs 中子源：1.48GBq(40mci)241Cam-Be

6.显示器：（4×15汉字）单色点阵液晶显示

7.打印机：PP40C四色绘图打印机

8.供电方式及功耗：供电方式：自备20WH蓄电池组 功耗：约1.7W（充一次电持续工作8小时以上）

9.使用环境：温度：-5~50℃ 相对湿度：≤90%

10.外形尺寸及重量： 尺寸：32×18.5×34cm3

11.净重：16.5kg

国外价格 美金 10000美金

国内价格 人民币 100000元

　　1.现场测试前应检查仪器电源蓄电情况。如不能满足现场测试需要，应及时充电或更换电池。

　　2.现场测试前应对仪器的各项测量功能进行检查检查结果应符合仪器使用说明书要求。

　　3.现场测试前仪器应按本规程5的规定进行现场标定。

　　4.项场测试前应按本规程4.1和4.2的规定，测取和检验仪器的标准计数，检验合格方可使用。

　　5.现场测试前应按被测材料种类、碾压层厚度、现场标定所确定的校正偏差和测量精度要求等设计和设置仪器相关测量参数。

　　6.现场测试使仪器测量地点周围8m以内不应有任何放射源，3m以内不宜有大型建筑物。仪器测量人员在测试过程中仪与仪器保持2m

　　以上距离。

　　7.当仪器放在沟渠内测试时，应按仪器说明书要求确定适合仪器测量的沟渠最小宽度。当沟渠小于最小宽度时，

　　仪器测量结果应按仪器说明书要求进行校正。

　　8.对土石和混凝土密度测量，仪器测量深度应少大于或等于碾压层厚度。对薄面层压时密度测量，仪器背向散射发测量深度应稍小于或等于薄面层厚度。如仪器背向散射发测量深度大于该薄面层厚度，应按仪器使用说面要求，对仪器测量结果进行校正。

　　9.当碾压层厚度大雨或等于100mm时，已采用透射法密度测量方式。如被材料不宜或不易成孔时。如被材料不宜或不易成孔时，则可采用透射法密度测量方式。

　　10.采用背向散射发测量密度时，测量时间不应小于1min。无论采用背向散射发或是透射法，只要是包含有含水量测量，测量时间均不应小于

　　4min。如进行单一的含水量测量，仪器源杆宜设置在背向散射发测量位置。

　　11.仪器测量精度和测量误差应符合工程实际要求。仪器测量精度和误差分析可按规程附录A的规定执行。

　　12.现场测试中的仪器使用、保管和运输中有关辐射防护安全要求应按本规程附录B的规定执行 解读词条背后的知识 爱教育的恐龙哥哥 培训讲师,烟台探克文化传媒有限责任公司,教育领域创作者

神奇的毛发湿度检测仪

一年四季的春夏秋冬，给我们每个人带来的温度体验也各不相同，人体可以感知温度的差异，同时在不同地区我们的温度也各不相同，所以有了在不同地区生活的人，比如我国的东北地区温度就偏低，而南方地区温度就偏高，再举例一些比较特别的城市，例如海南，一年四季都是暖和的天气，在地球的南北极，...

灌砂法检测路基压实度

路基工程压实度（密度） 的检测方法有环刀法、电动取土器法、蜡封法、灌水法、灌砂法及核子密度仪测定法。在公路工程实际施工中常用的有灌砂法及核子密度仪测定法和环刀法。而核子密度仪检测方法的应用具有相当的局限性，同时核子密度仪可能对人体造成的辐射伤害更加剧了这种局限性。灌砂法则因其数值的准确性、操作过程的可控性和结果的可代表性而得到建设各方面的认可，成为公路建设中应用最广泛的压实度检测方法。

灌砂法基本原理是用粒径0.3～0.6mm 或0.25～0.5mm 清洁干燥干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积，并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。因此，存在诸多影响检测结果的因素，本人根据广西公路建设的施工管理实践中总结的经验，提出以下几点影响灌砂法检测压实度的因素进行分析，希望在今后公路路基压实度检测中尽量避免。

室内量砂标定对灌砂法的影

1. 标定罐深度对量砂密度的影响

通过现场试验结果发现标定罐深度每减2cm 砂密度大约降低1%（取凤覃二级公路第9 合同段试验室标定数据），与《公路土工试验规程》（JTGE40- 2007） 中标定罐每减2.5cm 砂的密度约降低1%基本相符。可见标定罐深度不同对砂密度影响较大。因此，现场试洞深度应尽量与室内标定罐深度一致。

2 .贮砂筒中砂面高度及砂的总重对量砂密度的影响

《公路土工试验规程》对贮砂筒内砂的高度和质量做了明确规定。筒内砂的高度与筒顶距离不超过15mm，原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌进标定罐内砂的密实程度也不同，这就直接影响了量砂的密度。因为标定时，只要砂总重相同，即砂的自重一样，则其下落速度也能保持一致，从而提高量砂使用的准确性。实践证明，现场测量时，贮砂筒中砂面高度保持一致（自然重量也将一致），则大大提高检测数据的准确性。

3 .砂的颗粒级配组成对量砂密度的影响

《公路土工试验规程》对砂的颗粒组成对试验的重现性有影响进行了说明，不同颗粒粒径组成的砂，其级配不同，密度也明显不同，根据不同粒径的砂标定漏斗的体积和砂的密度时的重现性表可知，使用粒径0.3～0.6mm 砂的重现性最好，则每次检测使用时量砂必需采用标准砂0.3～0.6mm），且要保持砂的清洁及干燥。

4 .砂密度大小对试验结果影响

灌砂法基本原理是用标准砂来置换试洞中的集料，利用试洞中的砂质量换算试洞体积。砂密度偏大会造成试洞换算体积偏小，压实度偏大；砂密度偏小会造成试洞换算体积偏大，压实度偏小。1.5 锥砂质量大小对试验结果的影响锥砂质量大小对现场试验精度有直接影响。锥砂质量偏大，造成试洞中砂质量偏小，试洞换算体积相应偏小，压实度值偏大。锥砂质量偏小，造成试洞中砂质量偏大，试洞换算体积相应偏大，压实度相应偏小。故标定锥砂重必须在现场多次重复标定，取平均值，确保试验准确性。

现场作业对灌砂法检测的影响

1.选点及检测频率

路基压实质量是否满足要求与单个测点压实度及整个路段总体压实度评结果有关。因此压实度检测选点是否得当，直接影响到压实度的检测结果。进行压实度检测时，选点应得当，随机取点，检测频率要满足规范要求。这样，检测结果才能较客观地反映工程质量的实际情况。

2.测点位置的选择

检测点的位置很重要。由于工程结构的特殊性，一般而言，由于设备行车轨迹及机手边缘情结，路基中间部位压实度相对较高，而两侧接近路缘处往往压实度不够，而压实度则普遍较低。千里之堤溃于蚁穴，任何一个薄弱点都可能造成整个工程质量隐患，而压实度检测也应全面检测，对检测出的薄弱点应及时报告现场施工人员，采取补救措施。

3.试洞深度对检测结果的影响

按照《公路路基路面现场测试规程》要求，试洞的深度应该等于测定层的厚度，但不得有下层材料混入。由于现场操作时，挖洞这项工作往往由民工完成，其挖洞深度经常达不到要求。压路机在碾压过程中其应力分布呈倒三角形，所以就每压实层而言，越向下的部位其压实度越小。因而，洞的深度不够，将导致测得的压实度值偏大。不过，公路施工均采用透层检测，也即全面消除倒三角形的影响。

4.试洞形状对检测结果的影响

试洞深度应尽量等于标定时深度，试洞的形状应该是空的圆柱体，坑壁笔直，上下口直径相等。但实际掘坑时由于检测人员责任心不强，往往会将坑成上大下小的锅底状或上小下大的形状，尤其是在接近试洞坑底将导致较松散部位的土取出得相对较少，导致测得的压实度偏大，反之上小下大的形状将导致压实度偏小。

5.灌砂时间对检测结果的影响

因为砂子的流动是从中心开始而后才向边缘扩展的，而我们又无法直接观察到中心部位砂子的流动情况。正确的做法是边缘处标准砂不再流动后还需要等十几秒钟再停止灌砂。如果提前结束灌砂，势必导致灌入的标准砂质量偏少，从而导致测得的压实度值偏大。

6.现场含水量对检测结果的影响

现场含水量检测常用酒精法，但要注意酒精是否淹没集料出现自由液面、燃烧次数、所用酒精纯度。在取料做含水量时，应取试洞内有代表性的土样及时检测含水量，若选取了较干燥或较湿的部分或拖延了时间选取势必导致含水量偏差，从而影响压实度值。

7. 要尽量使检测表面光滑平整

现场测试完后，要检查灌砂筒底板、基板与地面之间是否有砂子漏出，如果有要将其单独清出，称其质量，计算时应扣除这部分质量。若忽略则会影响压实度的真实性。

8.现场施工干扰对检测结果的影响

灌砂法检测现场任何产生振动的干扰均会增加试洞内灌砂质量，造成换算试洞体积增大，压实度值偏小。因此，检测现场应严防施工干扰，确保检测结果的准确性。

9.现场检测后回收标准砂注意事项

灌砂完毕后，回收试洞中量砂应过重新过筛，除掉杂质及泥粉后，重新标定标准砂的密度。

传统检验

通常采用环刀法，灌砂法和核子密度仪法等。

①环刀法，是一种破坏性的检测方法，适用于不含骨料的细粒土。优点是设备简单操作方便；缺点是受土质限制，当环刀打入土中时，产生的应力使土松动，壁厚时产生的应力较大，因此干密度有所降低。

②灌砂法，是一种破坏性检测方法，适用于各类土。优点是测定值精确；缺点是操作较复杂，须经常测定标准砂的密度和锥体重。

③核子密度仪法，是一种非破坏性测定方法。能快速测定湿密度和含水量，满足现场快速、无破损的要求，并具有操作方便，显示直观的优点，但应与灌砂法进行对比标定后方可使用。

灌砂法

灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积，它是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。该方法可用于测试各种土或路面材料的密度，它的缺点是：需要携带较多量的砂，而且称量次数较多，因此它的测试速度较慢。

采用此方法时，应符合下列规定：

（1）当集料的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm时，宜采用Φ100mm的小型灌砂筒测试。

（2）当集料的粒径等于或大于15mm，但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm，但不超过200mm时，应用Φ150mm的大型灌砂筒测试。

1．仪具与材料

（1）灌砂筒：有大小两种，根据需要采用。储砂筒筒底中心有一个圆孔，下部装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口，直径与储砂筒的圆孔相同，漏斗焊接在一块铁板上，铁板中心有一圆孔与漏斗上开口相接，储砂筒筒底与漏斗之间设有开关。开关铁板上也有一个相同直径的圆孔。

（2）金属标定罐：用薄铁板制作的金属罐，上端周围有一罐缘。

（3）基板：用薄铁板制作的金属方盘，盘的中心有一圆孔。

（4）玻璃板：边长约5m～600mm的方形板。

（5）试样盘：小筒挖出的试样可用铝盒存放，大筒挖出的试样可用300mm x 500mm x 40mm的搪瓷盘存放。

（6）天平或台称：称量10 ～15kg，感量不大于1g。用于含水量测定的天平精度，对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为0.01g、0.1g、1.0g。

（7）含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。

（8）量砂：粒径0．30～0.60mm 及0.25～0.50mm清洁干燥的均匀砂，约2040kg，使用前须洗净、烘干，并放置足够长的时间，使其与空气的湿度达到平衡。

（9）盛砂的容器：塑料桶等。

（10）其他：凿子、改锥、铁锤、长把勺、小簸箕、毛刷等。

2．试验方法与步骤

（1）标定筒下部圆锥体内砂的质量

①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称取装入筒内砂的质量m1 ，准确至1g。以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。

②将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当（可等于标定罐的容积），然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量 m5 ，准确至1g。

③不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。

④收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。玻璃板上的砂就是填满锥体的砂m2 。

⑤重复上述测量三次，取其平均值。

（2）标定量砂的单位质量γ。

①用水确定标定罐的容积V，准确至1mL。

②在储砂筒中装人砂并称重，并将灌砂简放在标定罐上，将开关打开，让砂流出，在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到砂不再下流时，将开关关闭，取下灌砂筒，称取筒内剩余砂的质量准确至1g。

③计算填满标定罐所需砂的质量。

④重复上述测量三次，取其平均值。

⑤计算量砂的单位质量。

（3）试验步骤

①在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。

②将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量准确至1g。当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。

③取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。

④将基板放回清扫干净的表面上（尽量放在原处），沿基板中孔凿洞（洞的直径与灌砂筒一致）。在凿洞过程中，应注意勿使凿出的材料丢失，并随时将凿出的材料取出装人塑料袋中，不使水分蒸发，也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层，为防止试样盘内材料的水分蒸发，可分几次称取材料的质量。全部取出材料的总质量为mw ，准确至1g。

⑤从挖出的全部材料中取出有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水量（w，以%计）。样品的数量如下：用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于100g; 对于各种中粒土，不少于500g。用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于200g；对于各种中粒土，不少于1000g对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量m d，准确至1g。当为沥青表面处治或沥青贯人结构类材料时，则省去测定含水量步骤。

⑥将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂质量m 1），使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内匕在此期间，应注意勿碰动灌砂筒，直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。小心取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量m4 ，准确到1g。

⑦如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述②和③的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关，小心取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量m’4 ，准确至1g。

⑧仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用，若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的温度达到平衡后再用。

3．计算

（1）计算填满试坑所用的砂的质量mb。

（2）计算试坑材料的湿密度ρw。

（3）计算试坑材料的干密度ρd。

（4）水泥、石灰粉、煤灰等无机结合料稳定土，计算干密度ρd。

当试坑材料组成与击实试验的材料有较大差异时，可以试坑材料作标准击实，求取实际的最大子密度。

4．试验中应注意的问题

灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上看起来较为简单，但实际操作时常常不好掌握，并会引起较大误差；又因为它是测定压实度的依据：故经常是质量检测监督部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节，因此应严格遵循试验的每个细节，以提高试验精度。为使试验做得准确，应注意以下几个环节：

（1）量砂要规则。量砂如果重复使用，一定要注意晾干，处理一致，否则影响量砂的松方密度。

（2）每换一次量砂，都必须测定松方密度，漏斗中砂的数量也应该每次重做。因此量砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时找砂，又不作试验；仅使用以前的数据。

（3）地表面处理要平整，只要表面凸出一点（即使1mm），使整个表面高出一薄层，其体积也算到试坑中去了，会影响试验结果。因此本方法一般宜采用放上基板先测定一次粗糙表面消耗的量砂，按式（6-7）计算填坑的砂量，只有在非常光滑的情况下方可省去此操作步骤。

（4）在挖坑时试坑周壁应笔直，避免出现上大下小或上小下大的情形：这样就会使检测密度偏大或偏小。

（5）灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚，不能只取上部或者取到下一个碾压层中。

灌沙法的检测步骤

首先要在试验地点选一块平坦表面，其面积不得小于基板面积，并将其清扫干净。将基板放在此平坦表面上，沿基板中孔凿洞，洞的直径100毫米，在凿洞过程中应注意不使凿出的试样丢失，并随时将凿松的材料取出，放在已知质量的塑料袋内，密封。试洞的深度应等于碾压层厚度。凿洞毕，称此袋中全部试样质量，准确至1 克。减去已知塑料袋的质量后即为试样的总质量。

然后从挖出的全部试样中取有代表性的样品，放入铝盒，用酒精燃烧法测其含水量。

最后将灌砂筒直接安放在挖好的试洞上，这时灌砂筒内应放满砂，使灌砂筒的下口对准试洞。打开灌砂筒开关，让砂流入试洞内。直到灌砂筒内的砂不再下流时，关闭开关，取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量，准确至1克。

试洞内砂的质量=砂至满筒时的质量-灌砂完成后筒内剩余砂的质量-锥体的质量。

挖出土的总质量除以试洞内砂的质量再乘以标准砂的密度可计算路基土的湿密度。干密度就等于湿密度/（1 0.01*含水量）

压实度就等于土的干密度/土的最大干密度*100%

在路基施工过程中，为控制好路基压实质量，提高现场压实机械的工作效率，需要重点做好四方面工作：

一是通过试验准确确定不同种类填土的最大干密度和最佳含水量。

二是现场控制填土的含水量。实际施工中，填土的含水量是一个影响压实效果的关键指标，路基施工中当含水量过大时应翻松晾晒或掺灰处理，降低含水量;当含水量过低时，应翻松并洒水闷料，以达到较佳的含水量。

三是分层填筑、分层碾压。施工前，要先确定填土分层的压实厚度。最大压实厚度一般不超过20厘米。

四是加强现场检测控制。填筑路基时，每层碾压完成后应及时对压实度、平整度、中线高程、路基宽度等指标进行质量检测，各项指标符合要求后方能允许填筑上一层填土。

核子密度湿度仪法

该法是利用放射性元素（通常是 射线和中子射线）测量土或路面材料的密度和含水量。这类仪器的特点是测量速度快，需要人员少。该类方法适用于测量各种土或路面材料的密度和含水量，有些进口仪器可贮存打印测试结果。它的缺点是，放射性物质对人体有害，另外需要打洞的仪器，在打洞过程中使洞壁附近的结构遭到破坏，影响测定的准确性，对于核子密度湿度仪法，可作施工控制使用，但需与常规方法比较，以验证其可靠性。

1．仪具与材料

（1）核子密度湿度仪：符合国家规定的关于健康保护和安全使用标准，密度的测定范围为1.12～2.73g/cm3 ，测定误差不大于± 0.03 ，含水率测量范围为0～0.64 ， 测定误差不大于 ± 0.015 g/cm3 。它主要包括下列部件：

① γ 射线源：双层密封的同位素放射源，如铯一137 、钴－60 或镭-226等。

②中子源：如镅（241）一铍等。

③探测器：γ射线探测器或中子探测器等。

④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。

⑤标准板：提供检验仪器操作和散射计数参考标准用。

⑤安全防护设备：符合国家规定要求的设备。

6.刮平板、钻杆、接线等。

（2）细砂：0.15～0.3mm。

（3）天平或台称。

（4）其他：毛刷等。

2．试验方法与步骤

本方法用于测定沥青混合料面层的压实密度时，在表面用散射法测定，所测定沥青面层的层厚应不大于根据仪器性能决定的最大厚度。用于测定土基或基层材料的压实密度及含水量时打洞后用直接透射法测定，测定层的厚度不宜大于20cm. 。

（1）准备工作

使用前按下列步骤用标准板测定仪器的标准值：

①接通电源，按照仪器使用说明书建议的预热时间，预热测定仪。

②在测定前，应检查仪器性能是否正常，在标准板上取34个读数的平均值建立原始标准值，并与使用说明书提供的标准值校对，如标准读数超过使用说明书规定的界限时，应重复此标准的测量，若第二次标准计数仍超出规定的界限时，需视作故障并进行仪器检查。

（2）在进行沥青混合料压实层密度测定前，应用核子法对钻孔取样的试件进行标定；测定其他材料密度时，宜与挖坑灌砂法的结果进行标定。标定的步骤如下：

①选择压实的路表面，按要求的测定步骤用核子仪测定密度，记录读数；

②在测定的同一位置用钻机钻孔法或挖坑灌砂法取样，量测厚度，按规定的标准方法测定材料的密度；

③对同一种路面厚度及材料类型，在使用前至少测定15处，求取两种不同方法测定的密度的相关关系，其相关系数应不小于0.9。

（3）测试位置的选择

①按照随机取样的方法确定测试位置，但与距路面边缘或其他物体的最小距离不得小于30cm。核子仪距其他射线源不得少于10m。

②当用散射法测定时，应用细砂填平测试位置路表结构凹凸不平的空隙，使路表面平整，能与仪器紧密接触。

③当使用直接透射法测定时，应在表面上用钻杆打孔，孔深略深于要求测定的深度，孔应竖直圆滑并稍大于射线源探头。

（4）按照规定的时间，预热仪器。

测定步骤

（1）如用散射法测定时，应将核子仪平稳地置于测试位置上。

（2）如用直接透射法测定时，将放射源棒放下插入已预先打好的孔内。

（3） 打开仪器，测试员退出仪器2m以外，按照选定的测定时间进行测量，到达测定时间后，读取显示的各项数值，并迅速关机。

各种型号的仪器具体操作步骤略有不同，可按照仪器使用说明书进行。

3.使用安全注意事项

（1）仪器工作时，所有人员均应退到距仪器2m以外的地方。

（2）仪器不使用时，应将手柄置于安全位置，仪器应装人专用的仪器箱内，放置在符合核辐射安全规定的地方。

（3）仪器应由经有关部门审查合格的专人保管，专人使用。对从事仪器保管及使用的人员，应遵照有关核辐射检测的规定，不符合核防护规定的人员，不宜从事此项工作。

4.传统检测方法存在的问题

传统路基压实度的检测方法，无论是环刀法、灌砂法、还是核子测量法均停留在结果检测，与此同时环刀法、灌砂法还属于有损检测不但操作麻烦费时费工，同时还耗费了大量的财物等诸多缺陷。

公路的路基压实质量主要由压实系数控制，然而对于高等级铁路和公路，例如铁路客运专线的路基压实质量主要由地基反力系数K30、动态变形模量Evd、变形模量Ev2、孔隙率n、压实系数K控制。在路基压实过程中，为了检测上述指标主要依靠现场“抽样”试验方法。这样的路基质量检验方法在路基质量控制和施工经济性方面寄生了以下不足之处：

（1）用个别点的检测结果代表全断面的质量，因此不能反映路基全断面压实质量。

（2）质量控制仅是结果控制，而不是过程控制。

（3）无法控制超压现象。

（4）当填料存在不均匀性时，抽样点很难具有代表性。

综上所述实时、无损伤路基检测仪成为路基压实度检测的迫切需求，压实度过程检测的研究也成为压路机行业的一大发展方向。

智能检测

基压实度检测仪ICCC，是由四川瞭望工业自动化控制技术有限公司与西南交通大学共同研发，在精度与稳定性较同类产品都有了本质的提升，该仪器不但能对压实度、振动频率、压路机运行速度及压路区域图做出准确测定，并且以cmv输出（cmv是国际对压实度评定标准的一种参数，通过系数拟合，可以方便显示为用户习惯的任何一种评定参数）同时可以作为压路机自动化，智能化终端平台，为“单机智能化，定点控制，智能机群化”等压路机发展方向提供了可行路径！同时能通过扩展得到用户需求的"地面温度"，"滚筒斜度"及各种复杂环境下数据支持。

1、安装在作业压路机上，实时显示压路效果，并将效果图转化为直观的压路区域图，以cmv输出真实有效的反应路基压实度质量；

2、用于压路效果的验收及质量检测。能够输出打印检测路段的压实度效果图，形象直观的为压实度检测提供数据的支持。

相对于传统的优点

1、实现了过程无损伤检测，更快速的反应问题，大大提高了施工进程和效率，避免了结果检测带来的人力物力的损失；

2、ICCC的储存传输功能为施工进程提供了连续准确的检测数据，为路基压实质量提供了强有力的保障；

3、连续、实时、准确的反应了路基断面压实真实质量，避免了以点带面的检测误差；

4、简单直观的反应压实质量，ICCC检测仪采用彩色平面图直观并实时的显示路基压实区域内的压实质量。

5、操纵简单，利用压实过程中的实时地基反力系数，压路机操作人员可进行路基压压实的过程控制，加强了路基压实质量控制的针对性；

6、中文显示、体积小、重量轻、支持压路机专属配件，安装简易；

7、设置压路机专属电源接口，实现了可持续不间断的检测。

技术参数

精度误差：2%（与灌砂法为参照点）

显 示：800×600触控LED液晶屏，全中文显示；

通信接口：标准网络接口、两个USB，支持U盘数据导出；

A / D：24bit，

动态范围：整个系统达100dB；

直流精度：优于0.01% F.S；

存储容量：标配4GB固态存储（扩展容量可选配）；

供电方式：支持压路机12/24 V DC供电；

工作温度：-10℃~60℃；

最大尺寸：218×131×65 mm

重 量：1.5公斤

防护等级：IP52（防大颗粒灰尘进入，防水淋溅）