路基土承载比(CBR)的试验方法及应用

路基土承载比(CBR)的试验方法及应用

清远市公路工程质量监理检测站

摘要:本文主要介绍了路基土承载比(CBR)的试验方法,并介绍了试验操作中的一些注意事项及在实际工程中的应用。

关键词:路基土承载比(CBR)试验方法应用

承载比试验,简称(CBR)试验,是一种评定材料承载能力的试验方法,在国外多采用CBR值作为路面材料和路基土的设计参数,所谓CBR值,是指试样贯入量达2.5mm或5mm时,单位压力对标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度(7Mpa或10.5Mpa)的比值,用百分数表示。随着我国公路建设的发展,我国的现行标准已将CBR值作为路基填料选择的依据。

一、承载比(CBR)试验原理

试验时,按标准击实试验确定的最大干密度和最佳含水量制备所需的试件,为了模拟材料在使用过程中的最不利状态,加载前泡水96小时,在浸水过程中和贯入试验时,在试件顶部施加荷载板以模拟路面结构对土基的附加应力,贯入试验中。材料的承载能力越高,贯入一定深度所需施加的荷载就越大。

二、承载比(CBR)试验方法

1、选择有代表性的试料风干,用四分法准备试验所需要的试料,并在预定做击实试验前一天测定试料的风干含水量。

2、做重型击实试验,求得试料的最大干密度和最佳含水量。

3、根据试料的最佳含水量和试料的风干含水量,计算每份试料应加的水量,并均匀喷洒在试料上,拌和均匀然后按规范要求闷料(重粘土不少于24h,轻粘土12h,砂土1h,天然砂砾2h左右)。

4、将试筒编号,并称试筒的质量;按重型击实试验的方法制备试件,每组3个试件。

5、称试筒和试件的质量,将其安装在附有调节杆的多孔板上,加上4快荷载板;将试筒和多孔板一起放入水槽(先不放水)并用拉干将模具拉紧,安装百分表。读取初读数;向水槽内放水,使水自由进到试件的顶部和底部,并使水面保持在试件顶面以上25mm;泡水96h,读取百分表的终读数,从水槽中取出试件,倒出试件顶面的水,静置15min,卸去附加荷载和多孔板,称取泡水后试筒和试件的质量。

6、贯入试验,将泡水终了的试件放在路面强度试验仪的升降台上,调整球座,使贯入杆与试件顶面全面接触,在贯入杆周围放置4快荷载板,先施加45N荷载,然后将测力环的百分表指针调整至零。加荷使贯入杆以1~1.25mm/min的速度压入试件记录不同贯入量及相应荷载,总贯入量应超过6mm。

三、整理试验结果

1、以单位压力为横坐标,贯入量为纵坐标绘制单位压力与贯入量的关系曲线(如图一),必要时进行原点修正。

2、从单位压力与贯入量的关系曲线上读取贯入量分别为2.5mm和5.0mm所对应的单位压力P2.5(Mpa)和P5..0(Mpa)。

则:CBR2.5=P2.5/7000×100

CBR5.0=P5.0/10500×100

一般采用CBR2.5的值,如CBR5.0>CBR2.5,则试验要重做。如果仍然如此,则采用CBR5.0的值。

图一

四、试验操作注意要点

1、确定试样的最大干密度和最佳含水量

由于最大干密度和最佳含水量的确定与承载比(CBR)试验的精度直接相关,是做好承载比(CBR)试验的关键和基础,所以在按照JTGE40-2007的规定进行标准击实试验以确定试样的最大干密度和最佳含水量时,要特别注意试验误差,即使是均匀的材料,一组试验也很难如实反映试样的实际结果,因此必须进行平行试验,以平均最大干密度和平均最佳含水量作为制备CBR试件的标准。

2、确定路面强度仪的测力环校正系数

路面强度仪测力环只能读出测力表的变形量,在根据变形量计算出压力值时,不能简单地采用标定的变形与压力的对应数据进行内插,应该将测力环的标定数据进行回归分析,得出测力环的变形量与压力之间的回归方程,将变形量乘以回归系数即为压力。

测力环(30kN)校准结果(表号:340894

但《公路工程土工试验规程》JTGE40-2007没有明确表明对不同施工部位的CBR值是在压实度为相应值时进行试验,本人认为应该与实际施工情况对应,在实际施工中压实度按填土深度分区与CBR值按填土深度分区是一致的,试验时,可按每层击数为30、50、98次分别制备三组9个试件,测出不同击数条件下试件的干密度和对应的CBR值。以CBR值为X轴,干密度为Y轴,绘制干密度与CBR值关系曲线,从曲线上求出所需压实度对应的CBR值。

六、结语

承载比试验应该模拟现场施工,充分考虑施工条件,做到施工和室内试验相结合,这样,试验指导施工才有实际意义,工程的质量控制才能落到实处。

参考文献:

1、《公路工程土工试验规程》(JTGE40-2007)

2、《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)

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