公路工程中CBR試驗檢測技術的應用研究

馬 翔 （山東省公路檢測中心，山東 濟寧 272000）

1 CBR試驗檢測

1.1 基本原理

在利用材料時會出現最不利的環境，為模擬此種情況，在加載之前應該將材料浸入水中進行4d處理。然后做貫入試驗，為了更加真切地體現路基給土基帶來的附加應力，在試驗時應該將荷載板施加在試件頂面。如果材料的強度增高，貫入量是25mm或者是50mm的荷載就會越大，也就是CBR的值就會越大。

1.2 試料準備

不論是取樣的位置還是其均勻程度均會給試驗結果帶來影響，所以取樣時一定要按規范來操作，應該將表層的土除去，并且在同一個垂直面上的上層、中層和下層各取相同量的土。按照我國的規定，樣品經過5mm篩之后方可以制備，但施工現場做不到如此，所以要把試料風干或者是烘干之后再將其搗碎，假如試料是黏土，便能夠利用增添悶土試件實現破碎，有利于土團經過5mm篩網。利用40mm的篩網將超過40mm的顆粒去除，對于這些顆粒還要進行記錄了解其所占的比例。如果土的含水量不同，其測出的強度值也是不一樣的，所以進行試驗的前一天要了解材料的風干含水量。如果測試的為細粒土，樣品的重量要超過100g；如果測試的為中粒土，樣品的重量要超過1000g；如果測試的是粗粒土，樣品重量要超過2000g。

1.3 試件制備

①按照顆粒選取恰當的試筒，量取試筒的質量把它放在底板上，按順序放置墊塊、濾紙與套環。

②讓試件的具體干密度符合最大干密度，文章在制備試件時利用夯擊法。一共制備了三種試件，每一種有三個，任何一個試件均有三層夯擊，第一層夯擊30次，第二層夯擊50次，第三層夯擊98次。

③利用四分法篩選已經備好的試料，之后將其平鋪在金屬盤里，確定好含水量，確保試料的含水量大約是2%。

④如果給水泥穩定土，把土浸潤之后往里面加入水泥再均勻地攪拌。攪拌細粒土時，將最佳含水量當作標準對細粒土里的含水量進行控制。攪拌結束后，在試件的表面鋪上一層濕布能夠避免水分的蒸發。在制作水泥試樣時假如超過一個小時便應該廢棄。

⑤把擊實筒平放之后將試料倒進去，平整表面后擊實首層。通常而言擊錘由45cm高度垂直下落，完成第一層擊實之后檢查此層的高度，確定合不合適，有利于調整剩下兩層的具體用量。擊實結束之后需要對表面做拉毛處理，重復以前的過程，擊實處理剩余的分層。

⑥將套環取下來，將試筒表面的土平整并壓實，把試筒里的墊塊取出來按照上面的操作制備別的試件，不同的是夯擊次數。制備第二種試件、第三種試件時每一層分別夯擊50次、30次。

1.4 泡水測膨脹量

在使用素土進行試件制備時，應該考慮制備完成后更換頂面濾紙。與此同時，為了確保試件的頂面壓力符合結構層壓力，還要設置多孔板，目的是獲取足夠的荷載板。把試筒與多孔板同時置于空水槽里，拉緊模具，安置百分表并讀數。將水注入水槽里，確保水達到試件的底部與試件的頂部。水槽里的水面離頂面的距離大約是25mm，浸入水中的時間大概是96h。浸水完成之后再一次讀取百分表上的數據。將試件由水槽里取出，將其表面的積水擦掉，放置十五分鐘，拆除濾紙、底板和多孔板，之后量取試件的重量。

1.5 貫入試驗

我國規定的標準壓入試件為：1.0mm/min至1.25mm/min。貫入桿上施加最高不超過50N荷載；具體試驗流程如下：

①將泡水試驗達標的試件置于路面強度材料強度試驗儀平臺，對偏球座進行調整最佳位置，要確保貫入桿與試件的頂面完全接觸，并在貫入桿周圍放置最高不超過4塊的荷載板；

②在貫入桿上先施加45N荷載，然后將應用測力及測變形的百分表指針調整至零點；

③加荷使貫入桿以1～1.25mm/min的速率壓入試件，應用測力計對貫入量進行記錄。

2 土質的相關影響因素

2.1 土質對CBR值的影響

由之前做的擊實試驗得到全班最大干密度對應的最佳含水率為10.4%，以此數據作為測定CBR試件的含水量。此時最佳干密度為：1.99g/cm取土5000g，水520g作為試件材料，攪拌成濕土。

表1 試件制備的擊實次數及加土量

表2是結合工程試驗中不同地質中涉及的土質試驗的CBR值的變化情況。

表2 工程地質中涉及不同土質的CBR值

風化石作為山皮土的重要成分，是由各種各樣的碎石聚合在一起形成的，因此，內聚力相對較小，內摩擦角承擔著抗剪強度，內摩擦角有嵌擠導致的阻力以及顆粒之間的相對滾動，此處所強調的阻力和含水量沒有太大的關系，與之密切相關的是土顆粒的大小、形狀、強度，所以土壤的粗糙度、外形尺寸決定了山皮土的抗剪強度。然而由于粉土粘性位于表土與山皮土之間，它的特征也在這兩者之間，所以它的抗剪強度形成與CBR值都在表土和山皮土之間。得出以下結論：一般情況下CBR隨土的粘性的增加而減小，它們之間成反比的關系。

2.2 土料粒徑對CBR值的影響

由表3可見當土料粒徑不同時表土、粉土和山皮土的CBR變化值。從表3能夠知道，土質相同，CBR值隨粒徑的增大而增大。土質不同便會有不同的最大粒徑，如果粒徑較大，浸水時的影響便不大，粒徑大的顆粒在進行浸水處理時幾乎不會帶來任何影響。

表3 土料不同粒徑下的CBR值

基于《CBR標準試驗方法》（D193－93）的強調：上述試驗方法用在最大粒徑不超過19mm的材料中最恰當；如果最大粒徑超過了這個范圍便要修正材料等級。

3 結語

文章對試驗操作步驟進行了具體的描述，并強調了操作時應該注意什么，這有利于了解承載比試驗的機理。與此同時，本文分析了土質與粒徑給CBR值帶來的影響，獲得以下結論：CBR值隨土的粘性的增強而增大，隨土的粒徑的增大而減小。結論有利于今后CBR試驗操作。