劉娟

CBR最早由美國(guó)加州公路局提出用于評(píng)估公路路基土和路面材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)。國(guó)外設(shè)計(jì)公路時(shí)，關(guān)于路面材料與路基土設(shè)計(jì)的都是使用CBR值作為設(shè)計(jì)參數(shù)。CBR值就是試料添加量要達(dá)到2.5～5mm范圍內(nèi)，它是單位壓力根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)碎石壓力添加的載荷強(qiáng)度比值（7MPa或是10.5MPa）。隨著我國(guó)在不斷擴(kuò)大的公路規(guī)模建設(shè)中，逐漸也使用CBR值來(lái)規(guī)范我國(guó)路基填料標(biāo)準(zhǔn)。

一、承載比試驗(yàn)原理

在承載比試驗(yàn)過(guò)程中，需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)明確最佳的含水量和最大密度需要的試件。一般都會(huì)對(duì)使用的材料進(jìn)行最不利狀態(tài)分析，比如：飽和狀態(tài)。所以，在材料的加載前，需要將材料進(jìn)行泡水處理，而泡水時(shí)間一般是4天。浸水后再實(shí)施貫入實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行頂面試件上增加載荷板可以模擬路基結(jié)構(gòu)給地基造成的附加應(yīng)力。在貫入實(shí)驗(yàn)中要明確深度，還有材料的承載力。必須注意，CBR試驗(yàn)只適合用在規(guī)定的試筒內(nèi)制作件以后，對(duì)不同的土、底基層材料、路面基層展開(kāi)承載比試驗(yàn)，試樣最大粒徑通?？刂圃?0mm之內(nèi)，最大不可大于40mm，且含量不能超過(guò)5%。

二、試驗(yàn)儀器的選擇

試驗(yàn)儀器根據(jù)《公路土工實(shí)驗(yàn)規(guī)程》的規(guī)定來(lái)分析。在承載比實(shí)驗(yàn)中，使用的儀器有圓筒（高170mm，內(nèi)徑152mm）、金屬，筒內(nèi)墊塊（高50mm、直徑151mm），套環(huán)（高50mm），夯擊底板等。在實(shí)驗(yàn)前需要檢查這些實(shí)驗(yàn)儀器，之后才能更好地滿足需求。視同內(nèi)壁不能出現(xiàn)變形，保證光滑無(wú)棱角，墊塊表面要是光滑平整的。

三、試驗(yàn)技術(shù)的要求

1.在實(shí)驗(yàn)前，需要對(duì)試料進(jìn)行風(fēng)干處理，并根據(jù)四分法做好材料的準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)前一天，要選擇典型的試料，測(cè)定它的風(fēng)干含水量。

2.材料準(zhǔn)備完成后，要進(jìn)行擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，選擇最大干密度和含水量最好的試料，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制作最佳含水量的材料試件。必須注意，所確定的最佳含水量和最大干密度和CBR試驗(yàn)精度存在密切的聯(lián)系，這也是開(kāi)展CBR試驗(yàn)的基礎(chǔ)。即使使用均勻的土壤材料，因試驗(yàn)誤差的影響，一組試驗(yàn)很難真實(shí)地展現(xiàn)試樣實(shí)際情況。因此，開(kāi)展擊實(shí)操作前必須進(jìn)行平行試驗(yàn)，采用平均最大干密度及含水量當(dāng)做制備CBR試件的標(biāo)準(zhǔn)。

3.對(duì)于頂面加荷載板試件選擇4天泡水準(zhǔn)備。

4.實(shí)施貫入實(shí)驗(yàn)時(shí)，適當(dāng)給試件添加荷載。貫入桿添加載荷的速度要保持在1～1.25mm/min范圍內(nèi)。在貫入試驗(yàn)中，要記錄不同的貫入量和對(duì)應(yīng)的荷載。整體貫入量需要控制在7mm范圍內(nèi)。

5.在貫入實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，進(jìn)行單位壓力繪制，建立其與貫入量之間的曲線關(guān)系。

6.貫入量和單位壓力之間的曲線關(guān)系，讀取值是2.5mm、5.0mm，而單位壓力對(duì)應(yīng)的是P2.5、P2.5。

四、試驗(yàn)操作的要點(diǎn)

1.明確試樣的最佳含水量和最大干密度

根據(jù)最佳的含水量和最大干密度，將精確的直接關(guān)系放在CBR實(shí)驗(yàn)結(jié)果中。進(jìn)擊實(shí)驗(yàn)中，為了提高平行實(shí)驗(yàn)的精確度，需要明確最佳含水量和最大干密度之間的平均值。

2.路面材料環(huán)矯正系數(shù)強(qiáng)度儀測(cè)力確定

使用強(qiáng)度儀對(duì)路面材料進(jìn)行測(cè)力，綜合選擇不同的土質(zhì)來(lái)確定值。比如表1：

表1 測(cè)力環(huán)的選擇

在使用測(cè)力環(huán)時(shí)，只能讀取表中的變形量，之后根據(jù)變形量對(duì)壓力值進(jìn)行計(jì)算。壓力值需要根據(jù)壓力和變形之間建立的回歸方程進(jìn)行計(jì)算和確定。

3. 試件制備的分析

給試筒編號(hào)之后進(jìn)行稱(chēng)量，作為質(zhì)量。再放一張濾紙?jiān)趬|塊上，之后安裝套環(huán)。將試筒固定在底板上。避免出現(xiàn)試樣粘在了墊塊上，這樣會(huì)造成試件頂面出現(xiàn)不平整的情況，從而給CBR值的精度造成影響。為了減少這種情況的出現(xiàn)，這時(shí)需要使用兩層濾紙來(lái)避免這種情況。

在制備試件前，需要測(cè)定試料的含水量。之后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，明確最佳的含水量，以及試料的含水量。在制備最佳的含水量時(shí)，需要根據(jù)需求來(lái)處理悶料。悶料的試件需要符合規(guī)范。關(guān)于悶料的時(shí)間可以見(jiàn)表2.最后根據(jù)制備的CBR試件壓實(shí)度。

表2 悶料的時(shí)間要求

五、分析實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)

1.分析CBR值允許的規(guī)范值

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)分析高速公路承載比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)承載比實(shí)驗(yàn)可以判斷路基填筑使用材料的整體強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。從側(cè)面分析，根據(jù)路基規(guī)定在其成型之后，施工情況會(huì)出現(xiàn)不同程度的沉降。分析相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以體現(xiàn)出在不同的壓實(shí)和擊實(shí)次數(shù)中，相同土樣得到的CBR值會(huì)出現(xiàn)顯著偏差。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)和分析基礎(chǔ)上可以得到幾點(diǎn)結(jié)論。

（1）擊實(shí)次數(shù)在30次和50次之間，相同的土樣獲得的CBR偏差較大。這說(shuō)明，如果擊實(shí)次數(shù)比較少，在承載比實(shí)驗(yàn)中土樣會(huì)出現(xiàn)不同程度的沉降。

（2）如果擊實(shí)次數(shù)是98次，同樣的土樣，CBR出現(xiàn)的偏差系數(shù)比較小，這說(shuō)明，擊實(shí)98次土樣的承載力表現(xiàn)比較均勻，所以在實(shí)驗(yàn)中，得到的貫入量出現(xiàn)的變形差異比較小。

2.CBR數(shù)值的變化

根據(jù)擊實(shí)次數(shù)和CBR下降值之間的曲線關(guān)系進(jìn)行分析，相同的土樣進(jìn)行不同的擊實(shí)次數(shù)，不浸水和浸水出現(xiàn)的CBR值也會(huì)存在不同程度的差異。如果擊實(shí)次數(shù)比較小，在30次或是50次，浸水和不浸水獲得的CBR值在擊實(shí)次數(shù)上下降幅度較小，比如98次。之后根據(jù)規(guī)定對(duì)CBR值進(jìn)行填圖的高度來(lái)劃分。通常填土的高度越高它的CBR值就會(huì)越大，而實(shí)際情況，下層路基的填土CBR值因素不僅包括填圖高度，還有其他因素，比如：地表水、地下水、將水等因素的影響，所以在選擇CBR值來(lái)確定填圖高度不是很合理，建議區(qū)別對(duì)待不同的含水量情況。

六、CBR實(shí)驗(yàn)規(guī)范建議和技術(shù)指標(biāo)使用

根據(jù)規(guī)定，承載比實(shí)驗(yàn)中，需要將試件泡水，之后對(duì)其進(jìn)行膨脹量檢測(cè)，但是在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，因?yàn)橐恍┩翗拥呐蛎浟勘容^大，而規(guī)定中沒(méi)有明確設(shè)定土樣的膨脹量，所以，測(cè)定膨脹量沒(méi)有多大作用。

通常情況下，都會(huì)使用CBR值來(lái)選擇路基的填料。如果不能滿足CBR值的需求，需要摻石灰來(lái)保證材料的穩(wěn)定性。在進(jìn)行承載比實(shí)驗(yàn)中，需要對(duì)試件進(jìn)行4天的泡水處理，如果在干燥情況，泡水4天后的試件和土基潮濕度含水量會(huì)有比較大的差異，這種情況需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整泡水方法和四件，保證土基的CBR值與實(shí)際施工標(biāo)準(zhǔn)符合。

擊實(shí)試驗(yàn)不準(zhǔn)確導(dǎo)致所做試件無(wú)法代表土基真正的承載力，具體表現(xiàn)如下：對(duì)含有大顆粒的土、超粒徑顆粒并沒(méi)有篩出來(lái)或并未計(jì)算超粒徑顆粒所占百分比。而對(duì)粘性土進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，悶料灑水不均勻或者浸潤(rùn)時(shí)間不足，會(huì)導(dǎo)致?lián)魧?shí)試件存在試樣數(shù)量不足、找不到最佳含水率等情況。針對(duì)上述情況，開(kāi)展擊實(shí)處理前，先開(kāi)展篩分和液塑限試驗(yàn)，確定土質(zhì)分類(lèi)屬于粗粒土、特殊土還是細(xì)粒土，各類(lèi)土是高或者低液限，從而根據(jù)規(guī)范要求開(kāi)展作業(yè)。

七、結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)公路建設(shè)不斷發(fā)展過(guò)程中，想要更好地保證公路的質(zhì)量，需要加強(qiáng)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。根據(jù)相關(guān)研究，可以對(duì)公路路基使用的填料進(jìn)行承載比實(shí)驗(yàn)，來(lái)分析使用的材料承載比，根據(jù)承載比實(shí)驗(yàn)流程采取相應(yīng)的技術(shù)解決對(duì)策。本次研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)際施工情況和CBR值是相吻合的，說(shuō)明承載比實(shí)驗(yàn)可以有效地分析處施工使用材料的承載能力，為實(shí)際施工使用的材料質(zhì)量做好保障。