从国内应用案例看路面压实度连续测量，不再纸上谈兵

2023-02-06 18:01:45, 刘奔广州欧美大地仪器科技有限公司

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沥青路面压实度判定时，由于路面工程实际施工中，整体压实度存在一定的差异性，因此，传统随机抽样法不能完整判断整个工程的质量情况，局限明显。以无损测试的方法确定沥青路面在服役期间的介电值，通过介电值作为一种手段来关联新铺路面的空隙率和密度，可以识别新沥青路面不均匀区域。

传统取芯法判断路面压实度

基于此连续无损检测方法，采用 PaveScan RDM 2.0滚轮密度仪，在山东、福建两地进行了高速公路新铺路段实地测试，并与取芯结果进行完整对比，确认此方法基本可以实现摊铺路面压实度（空隙率）的全过程精确测量。

PaveScan RDM 2.0

滚轮密度仪

连续测量摊铺路面压实度

GSSI PaveScan RDM 2.0滚轮密度仪是一款用于连续测量摊铺路面压实度的快速无损检测设备。该设备基于雷达原理，可对测试对象进行全过程的实时测试，可大大减少工程验收过程中的取芯数量，对保持路面结构完整性具有重要作用。

# 测试方法 #

通过取芯件测得的空隙率以及对应的介电常数对滚轮密度仪进行修正。PaveScan通过现场芯样修正有两组公式可供选择：

y = Ae^Bx 指数公式
y = A+Bx 线性公式

这样修正完获得相关性公式，即可实现压实度的快速实时测量。

示例（非实际测的数据）

这样修正完获得相关性公式，即可实现压实度的快速实时测量。

案例一

山东省内某高速新铺路段

混合料类型

上面层

SMA-13级配

测试设备

PaveScan滚轮密度仪

无核密度仪

取芯机

在本试验段中，选择的测试距离为1km，并在路线上选择了对应位置的取芯点，在取芯点附近用无核密度仪进行测试，同时使用滚轮密度仪对整个1km试验段进行了全长测量，同时获取了对应取芯样点的介电常数。

表1 SMA-13面层取芯和滚轮法介电值结果

序号	桩号	芯样介电值	芯样空隙率
1	000+000	7.018	0.84
2	000+100	6.959	0.65
3	000+600	6.76	0.91
4	000+700	6.70	1.20
5	000+800	6.622	1.13
6	000+900	6.578	1.22

根据在SMA-13面层测得的芯样介电常数以及对应芯样测得的空隙率建立了SMA-13芯样介电常数和空隙率的关系图，关系式采用了y=A+Bx线性公式，得到的A、B值分别为-1.1209和8.5824，通过输入到PaveScan RDM 2.0的软件系统中即可得到测量的全段的压实度数据，同时按照此修正结果，就可以对接着摊铺的路面进行实时测量，获得测量1km距离压实度的散点图。

通过修正后的系数即可获得对应桩号在修正后实际测得空隙率数据，这样就可以和取芯样进行对比分析，从而获取相关性和误差分析。取芯法和修正后的Pavescan测得的空隙率和误差见表2，取芯法和修正后的Pavescan测得的空隙率相关性如下图。

表2 SMA-13取芯法和pavescan压实度数据及误差

序号	桩号	Pavescan空隙率V1	芯样空隙率V2	误差（V1-V2）/V2
1	000+000	0.72	0.84	-0.15
2	000+100	0.78	0.65	0.20
3	000+600	1.01	0.91	0.10
4	000+700	1.07	1.20	-0.11
5	000+800	1.16	1.13	0.03
6	000+900	1.21	1.22	-0.01

测试结果分析

由SMA-13面层取芯法和Pavescan测得的空隙率相关性图可以看出，Pavescan经过修正后测得的空隙率和实际芯样测得的空隙率的相关性拟合的R²为0.7734，可见两者具有较高的相关性，Pavescan的测试结果可作为实际压实度的一种评估手段。

案例二

福建省内某高速新铺路段

混合料类型

上面层

AC-16级配

中面层

AC-20级配

测试设备

PaveScan滚轮密度仪

无核密度仪

取芯机

在本试验段中，AC-20和AC-16分别选择的测试距离为1km，并在路线上选择了对应位置的取芯点，在取芯点附近用无核密度仪进行测试，同时使用滚轮密度仪对整个1km试验段进行了全长测量，同时获取了对应取芯样点的介电常数。其中AC-20对应测得的芯样介电常数和空隙率见表3，两者的关系粘合曲线见下图。

表3 AC-20级配中滚轮密度仪测量数据与芯样空隙率的对应结果

序号	桩号	芯样介电值	芯样空隙率
1	07+65.875	2.9	5.02
2	02+84.225	4.5	4.62
3	00+14.225	4.4	4.75
4	00+53.8	4.7	4.71
5	03+32.325	4.9	4.41

根据在AC-20层测得芯样介电常数以及对应芯样测得的空隙率建立了如图8所示的关系，关系式采用了y = A+Bx 线性公式，得到的A、B值分别为-3.2167和19.405，通过输入到PaveScan RDM 2.0的软件系统中即可得到测量的全段的压实度数据。

AC20修正后的系数获得对应桩号在修正后实际测得空隙率数据，这样就可以和取芯样进行对比分析，从而获取相关性和误差分析。取芯法和修正后的Pavescan测得的空隙率和误差见表4，取芯法和修正后的Pavescan测得的空隙率相关性见下图。

表4 AC-20取芯法和pavescan压实度数据及误差

序号	桩号	Pavescan空隙率V1	芯样空隙率V2	误差（V1-V2）/V2
1	07+65.875	3.26	2.9	0.12
2	07+65.875	4.54	4.5	0.01
3	00+14.225	4.13	4.4	-0.06
4	00+53.8	4.13	4.4	-0.09
5	03+32.325	5.22	4.9	0.07

其中AC-16面层对应测得的芯样介电常数和空隙率见表5，两者的关系粘合曲线见图

表5 AC-16级配中滚轮密度仪测量数据与芯样空隙率的对应结果

序号	桩号	芯样介电值	芯样空隙率
1	04+95.125	5.0	4.97
2	08+67.75	5.1	5.01
3	09+41.45	6.1	4.71
4	02+87.575	5.4	4.66
5	00+24.525	6.7	4.32
6	01+03.525	6.6	4.43

根据在AC-16层测得芯样介电常数以及对应芯样测得的空隙率建立了如图10所示的关系，关系式采用了y = A+Bx 线性公式，得到的A、B值分别为-2.5116和17.58，通过输入到PaveScan RDM 2.0的软件系统中即可得到测量的全段的压实度数据。

AC-16修正后的系数获得对应桩号在修正后实际测得空隙率数据，这样就可以和取芯样进行对比分析，从而获取相关性和误差分析。取芯法和Pavescan测得的空隙率和误差见表6，取芯法和Pavescan测得的空隙率相关性见图。

表6 AC-16取芯法和pavescan压实度数据及误差

序号	桩号	Pavescan空隙率V1	芯样空隙率V2	误差（V1-V2）/V2
1	04+95.125	5.07	5.0	0.01
2	08+67.75	4.97	5.1	-0.03
3	09+41.45	5.73	6.1	-0.06
4	02+87.575	5.85	5.4	0.08
5	00+24.525	5.85	6.7	0.00
6	01+03.525	6.43	6.6	-0.03