CBR試驗在公路工程檢測中的應用分析

海暉

（云南省公路科學技術研究院，昆明 650051）

1 引言

公路工程建設中，CBR 試驗檢測屬于較為常見的一種檢測手段，獲得的試驗結果可以為公路施工材料選擇提供依據，保證公路工程建設質量。CBR 試驗檢測是近年來發展速度較快的新型檢測手段，具有操作簡單、設備經濟性高、結果精準等優勢，在公路工程中應用日漸廣泛，本文針對公路檢測中CBR 試驗檢測的應用要點進行分析。

2 CBR檢測的重要性

CBR 是路基土及路面材料的重要強度指標，屬于柔性路面設計環節應重點考慮的因素，對公路工程建設意義重大。公路工程項目CBR 試驗檢測環節通過互聯網信息技術的應用，全面分析項目應用的技術與材料，從而實現全面檢測的目標。試驗檢測環節，能夠將試驗設計方案與技術標準作為基礎信息，綜合分析項目情況，確保工程質量合格。實施CBR 試驗檢測的重要性體現在以下方面。

1）CBR 試驗檢測過程中，能夠對公路工程施工材料的質量進行全面監控。公路工程項目施工環節，需要加大對各部件質量的管理及控制力度。

2）強化CBR 試驗檢測有助于公路工程質量水平提升，保證延長公路使用壽命。

3）能夠評價分析公路施工新工藝與新材料，強化全面控制，獲得更高的公路工程施工技術水平，保證公路工程的良好發展[1]，并且實施公路工程檢測作業可防止質量問題的出現，從而降低項目運行成本。

4）保證工程進度。CBR 試驗檢測會對公路工程的進度產生一定影響，如各項標準試驗的完成決定著施工是否可以按期開展，若試驗工作高質量推進，不僅可以提升工作效率，還能使工程根據進度計劃合理組織施工活動。

5）實施CBR 試驗檢測還能保證資料的完整性。公路工程的施工項目較多，通過開展CBR 試驗檢測可獲得準確、完善的檢測數據信息，公路工程竣工時，能夠將這些數據作為驗收的主要依據，所以，開展CBR 試驗檢測在公路工程中發揮著重要作用。

3 CBR試驗過程

CBR 試驗過程：在規定試筒內制件后，應用CBR 試驗能夠針對各種土、基底層材料以及路面基層實施承載比試驗，將試樣最大粒徑保持在20 mm 以內，最大不可超出40 mm，同時含量不可高于5%。試驗過程中，根據路基施工擊實標準獲得最大干密度與最佳含水量，結合最佳含水量，完成試件制備后，確定每層擊實數，加載前浸水4 晝夜，浸水與貫入試驗環節需要向試件頂面施加荷載板，從而對土基承受的附加應力進行模擬。開展貫入試驗時，材料承載力越高，需要施加的荷載則越大。對于CBR 值，實際上是路基材料貫入量達到2.5 mm或5 mm 時，單位壓力與標準碎石相同貫入時標準荷載強度的比值，主要用百分數表示。

4 CBR試驗在公路工程檢測中的應用要點

4.1 工程概況

某高速公路共包含10 個合同段，本文針對第三合同段開展CBR 試驗檢測。同時為使第三合同段的路基填方滿足施工要求，試驗人員通過CBR 對填方施工質量進行控制。除此之外，該合同段分布有黃土，為保證土壤的工程性能，向其中加入生石灰進行改性。分別在不同擊實次數、浸水時間、不同摻灰量條件下開展CBR 試驗，將擊實次數定為30 擊、50 擊、98 擊；將浸水時間定為1 d、2 d、3 d；將生石灰摻和數量定為1%、2%、3%。

4.2 CBR試驗要點

4.2.1 準備試驗料

開展CBR 試驗檢測前，試驗人員需要結合相關要求進行取樣，在此過程中，要保證取樣的合理性與科學性，為后期試驗檢測奠定良好基礎。需要注意的是，選擇的樣品應具備較強的代表性，從而保證獲得更加準確、可靠的試驗檢測結果。具體取樣環節，取樣人員需要清除表層土壤，隨后分別在同一垂面的上、中、下3 個層面取樣，同時使選取的土壤樣本滿足相關標準要求，且可通過5 mm 篩孔。通常情況下，在施工現場獲得的土壤樣本均無法直接滿足相關標準，試驗人員應對其進行相應的處理，包括烘干、搗碎等，從而保證其滿足相關標準要求，可從5 mm 篩孔中順利通過。由于土體中的含水量會影響土體強度，因此，試驗人員在試驗開展前，應檢測土壤含水量，如果發現土壤含水量較大，需要實施風干處理，使其滿足試驗要求。

4.2.2 試件制備

第一，稱取試筒重量，并將試筒放置在地板上，將墊塊放在筒中，將濾紙放在墊塊表面，同時設置套環。

第二，一般要制備3 種試件，每種需要3 個，共需制備9 個試件[2]。所有試件均應分3 層夯擊，每種試件夯擊次數不同，第一種夯擊30 次，第二種夯擊50 次，第三種夯擊98 次，通過對試件進行夯擊，使其達到最大干密度，試件制備所需材料重量大約為50 kg。

第三，試料過篩后，選擇四分法進行篩分處理，選取約50 kg的試料，利用四分法將試料分為9 份，每份質量約5 kg。

第四，根據最佳含水率制備試件。在金屬盤中平整攤鋪試料，隨后在上方均勻灑上經計算得到的水，對于細料土，水量需要低于最佳含水量約3%；對于中粒土及粗粒土，應加水至最佳含水量。

第五，對于水泥穩定土，應向經過浸潤的土中加入水泥，并且使用工具充分拌和，保證其擁有良好的均勻性。拌和細粒土時，需要添加適量的水，根據最佳含水量對加水量進行嚴格控制。試樣攪拌完成后，將濕布覆蓋在試樣上方，防止水分蒸發。若試樣中加入了水泥，應將制作時間控制在1 h 內，若時間超出1 h，需要將其廢除。

第六，在平整的地面上放置擊實筒，隨后將1.8 kg 的試樣取出，并倒進筒中，整平表面后適當壓實，根據規定夯擊次數進行首層擊實。擊實環節，沿著垂直方向落下擊錘，通常將高度控制在45 cm。第一層擊實完成后，檢查這一層的高度，判斷是否符合要求，調整兩層實際用量。通過工具對其表面做拉毛處理。重復以上步驟，完成分層擊實操作。

第七，取下套環，沿著試筒頂面，使用工具對試件進行修平壓實，若表面存在不平整位置，應通過細粒土修補。取出墊塊，稱取筒與試件的重量。

第八，按照以上步驟將所有試件制備完畢。制備第二種試件時，每層均夯擊50 次，制備第三種試件時，每層夯擊98 次。

4.2.3 測量膨脹量

素土檢測過程中，為確保試件頂面壓力與結構層壓力相同，可在多孔板上施加50 N 的荷載。為更好地測量試件浸水后的膨脹量，施工人員需要在干燥的水槽中放入試筒與多孔板，將模具拉緊，詳細記錄各項數據[3]。向水槽中放水，當水量高于試件頂部25 mm 時，可不再注水，通過浸水96 h，記錄獲得的數據信息，計算膨脹量。將試件從水槽中取出，將表面水分擦干后，靜置15 min，去除多孔板、底板、濾紙，稱取試件質量，同時計算試樣密度與深度變化。

4.2.4 計算CBR

試驗人員應按照試驗規定實施貫入試驗，隨后讀取并記錄測力環中顯示的百分表讀數，同時計算兩個百分表均值，將其作為貫入量值。CBR 計算環節，應通過貫入試驗確定荷載等級，計算其與貫入斷面積的比值，獲得各級壓強，通過相關數據繪制貫入量及壓強曲線，若曲線起點位置存在較為明顯的凹凸現象，應針對性地予以修正，通?？蛇x擇切線延長的方式。在該曲線中，可讀取貫入量為2.5 mm 以及5.0 mm 時的荷載壓強，從而計算土體CBR 值。通常貫入量為2.5 mm 時的CBR 屬于各工程的標注值，若貫入量為5.0 mm 時的CBR 更大，應重新進行試驗操作，如果試驗后還是相同的結果，需要將貫入量為5.0 mm 時的計算結果作為最終結果。

4.3 試驗影響因素

第一，擊實次數。壓實次數不同時，獲得的材料壓實度也會存在較大差異[4]，即30 次、50 次、98 次，通過3 種擊實次數獲得的CBR 值，能夠繪制成近似直線，98 擊、50 擊、30 擊時的干密度分別為1.88 g/cm3、1.80 g/cm3、1.71 g/cm3，98 次擊實次數下獲得的CBR 可反映基層壓實后不均勻沉降情況。試驗檢測結果中顯示，98 次擊實次數下，得到的材料CBR 離散較小，表示材料承載力均勻，經受荷載壓力時，通常不會發生明顯的變形。

第二，黏粒含量。對于粉質黏土而言，液相不高，黏土與粉土比例過小，獲得的CBR 較大。若土體主要由黏性顆粒構成，其黏聚力會與剪切強度密切相關，黏粒水膜會逐漸轉變成自由水，這種情況下，會使土體中含水率明顯增加，導致土質變軟?？梢钥闯?，土體中黏土與粉土比增加時，土體的抗剪強度會明顯下降，此時土體中的CBR 也會不斷下降。若土體中黏粒含量較少，黏粒多處于粉粒附近，膠結作用會明顯減小。

4.4 保證試驗結果的策略

4.4.1 提升人員技術水平

第一，針對檢測人員，科學制定考核制度，明確考核標準，通過這樣的方式全面管理并記錄檢測工作人員的工作內容，防止出現違規操作情況，確保操作流程科學合理。

第二，檢測人員具體工作環節，為保證各項工作高質量開展，應定期對人員的技能進行培訓，使其熟練掌握試驗檢測技術，提升人員操作水平。

第三，在各項目中，為檢測工作人員提供實踐機會，在不斷實踐操作下，逐漸提高其工作能力，確保檢測人員綜合素質符合檢測工作要求，提升試驗檢測質量。

4.4.2 嚴格控制原材料

公路工程中，原材料質量檢驗尤為重要，與公路工程質量密切相關，所以，應加大對原材料檢測力度，采購人員采購工程原材料時，應全面開展市場調查工作，對各原材料市場情況進行了解，隨后對比分析各供應商，在此基礎上選出最適合的材料供應商，從而從源頭對原材料質量進行控制，使采購的原材料滿足公路工程施工標準。此外，施工單位采購原材料時，還應根據CBR 試驗結果科學選擇原材料，以此實現施工質量的進一步提升，使CBR 滿足相關要求。原材料運輸至施工現場后，工程檢測人員應科學開展原材料管理工作，同時根據施工現場具體情況，科學制訂檢測方案，定期檢測原材料，防止原材料放置環節發生損害，影響到工作質量。

4.4.3 應用先進儀器設備

公路工程CBR 試驗檢測最終獲得的檢測結果會受到檢測儀器設備的直接影響，因此為保證檢測效果，需要應用先進的儀器設備。首先，試驗檢測工作人員需要對先進的檢測理念及設備進行及時了解；其次，檢測單位不僅要積極引進先進的儀器設備，還應加大對檢測人員的培訓力度，充分發揮先進設備的應用價值。最后，檢測單位需要選擇正規廠家，從中購進高精度儀器設備，減少由于檢測設備問題導致的工程質量隱患。

5 結語

綜上所述，公路工程試驗檢測時，需要全面了解CBR 試驗檢測技術要點，做好試驗料準備、試件制備、膨脹量測量、CBR 計算等環節工作，并且還應通過提升人員素質、科學控制原料、應用先進的儀器設備等方式，不斷提升檢測水平，促進公路工程建設發展。