CBR試驗(yàn)2『2.1▎室內(nèi)承載比試驗(yàn)

『2.1▎室內(nèi)承載比CBR試驗(yàn)『

2.1.1

▎定義和概述承載比(CBR)又稱加州承載比，是California

Bearing

Ratio的縮寫(xiě)，由美國(guó)加利福尼亞公路局首先提出來(lái)，用于評(píng)定路基土和路面材料的強(qiáng)度指標(biāo)。承載能力以材料載壓入抵抗局部荷變形的能力表征，并采用標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載能力為標(biāo)準(zhǔn)，以相對(duì)值的百分?jǐn)?shù)表示CBR值。這種方法后來(lái)也用于評(píng)定土基的強(qiáng)度，即標(biāo)準(zhǔn)試件在貫入為2.5mm時(shí)所施加的試驗(yàn)荷載與標(biāo)準(zhǔn)碎石材料在相同貫入量時(shí)所施加的荷載之比值，以百分率表示。

由于CBR的試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，設(shè)備造價(jià)低廉，在許多國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。采用CBR法確定瀝青路面厚度，有配套的圖表，應(yīng)用十分方便，受到工程技術(shù)人員的歡迎。在國(guó)外多采用CBR作為路面材料和路基土的設(shè)計(jì)參數(shù)。我國(guó)參考了國(guó)內(nèi)外的實(shí)際情況，將CBR指標(biāo)列入《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》和《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》，作為路基填料選擇的依據(jù)。因此CBR值的確定對(duì)于公路工程的路基路面設(shè)計(jì)及施工都有著非常重要的意義?！冻擎?zhèn)道路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ1-2008）

《城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ194-2013

JTGD30-2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》JTG-T3610-2019

CBR加州承載比是評(píng)定土基及路面材料承載能力的指標(biāo)。CBR試驗(yàn)設(shè)備有室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與室外實(shí)驗(yàn)兩種。室內(nèi)用CBR實(shí)驗(yàn)裝置，試件按路基施工的含水率及壓實(shí)度要求在試桶內(nèi)制備，在浸水過(guò)程中及壓入實(shí)驗(yàn)時(shí)，在試件頂面施加環(huán)形砝碼，其質(zhì)量應(yīng)根據(jù)預(yù)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)重力來(lái)確定。CBR野外實(shí)驗(yàn)方法基本上與室內(nèi)試驗(yàn)相同，但其壓入試驗(yàn)直接在土基頂面進(jìn)行。有時(shí)，野外試驗(yàn)結(jié)果與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果不完全相同，這主要是由于土的含水率不一樣，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件處于飽水狀態(tài)，；野外試驗(yàn)時(shí)，土基處于施工時(shí)的濕度狀態(tài)。所以對(duì)野外試驗(yàn)結(jié)果必須加以修正。貫入量（mm）2.557.51012.5標(biāo)準(zhǔn)壓力（MPa）7.010.513.416.218.3

式中：p——對(duì)應(yīng)于某一貫入度的土基單位壓力，KPa；

Ps——相應(yīng)貫入度的標(biāo)準(zhǔn)壓力(見(jiàn)前表)，KPa。

計(jì)算CBR值時(shí)，取貫入度為0.25cm，但是當(dāng)貫入度為0.25cm時(shí)的CBR值小于貫入度為0.5cm時(shí)的CBR值時(shí)，應(yīng)采用后者為準(zhǔn)。（老規(guī)范廢止）

依據(jù)JTG3430—2020《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》取兩者的較大值作為該材料的承載比（CBR）。

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2.1.2

▎目的和試用范圍確定材料是否適宜做基層或底基層，本法只適用于在規(guī)定的試筒內(nèi)制件后，對(duì)各種土和路面基層、底基層材料進(jìn)行承載比試驗(yàn)。

試樣的最大粒徑宜控制在20mm以內(nèi)，最大粒徑不得超過(guò)40mm，且粒徑在20～40mm的顆粒含量不宜超過(guò)5%。。

室內(nèi)CBR值試驗(yàn)原理試驗(yàn)時(shí),按路基施工時(shí)的最佳含水量及壓實(shí)度要求在試筒內(nèi)制備試件。為了模擬材料在使用過(guò)程中的最不利狀態(tài)，加載前飽水四晝夜。在浸水過(guò)程中及貫入試驗(yàn)時(shí)，在試件頂面施加荷載板。以模擬路面結(jié)構(gòu)對(duì)土基的附加應(yīng)力。需要注意的是，貫入試驗(yàn)中，材料的承載能力越高，對(duì)其壓入一定貫入深度所需施加的荷載越大。

1、GB/T50123-1999《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》：本規(guī)程宜用于粒徑在20mm以內(nèi)，最大粒徑不得超過(guò)40mm的試樣。（廢）GBT50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》：土樣粒徑應(yīng)小于20mm。2、JTG

E40-2007公路土工試驗(yàn)規(guī)程

：本規(guī)程宜用于粒徑在20mm以內(nèi)，最大粒徑不得超過(guò)40mm，且含量不超過(guò)5%。（廢）JTG3430—2020《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》試樣的最大粒徑宜控制在20mm以內(nèi)，最大粒徑不得超過(guò)40mm，且粒徑在20～40mm的顆粒含量不宜超過(guò)5%。

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2.1.3

▎檢測(cè)器具1圓孔篩：孔徑40mm、20mm及5mm篩各1個(gè)。2試筒：內(nèi)徑152mm、高170mm的金屬圓筒；套環(huán)，高50mm；筒內(nèi)墊塊，直徑151mm、高50mm；夯擊底板，同擊實(shí)儀。試筒的型式和主要尺寸如圖。

2.2.3夯錘和導(dǎo)管：夯錘的底面直徑50mm，總質(zhì)量4.5kg。夯錘在導(dǎo)管內(nèi)的總行程為450mm，夯錘的形式和尺寸與重型擊實(shí)試驗(yàn)法所用的相同。2.2.4貫入桿，端面直徑50mm、長(zhǎng)約100mm的金屬柱。2.2.5路面材料強(qiáng)度儀或其他載荷裝置，如圖所示。能調(diào)節(jié)貫入速度至每分鐘貫入1mm；測(cè)力環(huán)應(yīng)包7.5kN、15kN、30kN、60kN、100kN和150kN等型號(hào)。

6百分表：3個(gè)。7試件頂面上的多孔板（測(cè)試件吸水時(shí)的膨脹量）。8多孔底板（試件放上后浸泡水中）。9測(cè)膨脹量時(shí)支承百分表的架子。10荷載板：直徑150mm，中心孔直徑52mm，每塊質(zhì)量1.25kg，共4塊，并沿直徑分為兩個(gè)半圓塊。11水槽：浸泡試件用，槽內(nèi)水面應(yīng)高出試件頂面25mm。12天平：稱量2000g，感量0.01g；稱量50kg，感量5g。13其他：拌和盤(pán)、直尺、濾紙、推土器等與擊實(shí)試驗(yàn)相同。

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2.1.4

▎試樣制備1、將具代表性的風(fēng)干試料（必要時(shí)可在50℃烘箱內(nèi)烘干）用木碾搗碎，但應(yīng)盡量注意不使土或粒料的單個(gè)顆粒破碎。土團(tuán)均應(yīng)搗碎到通過(guò)5mm的篩孔。用40mm篩篩除大于40mm的顆粒，并記錄超尺寸顆粒的百分?jǐn)?shù)。2、采取有代表性的試料50kg，過(guò)40mm篩后按四分法取出約25kg。再用四分法將取出的試料分成4份，每份質(zhì)量6kg，供擊實(shí)試驗(yàn)和制試件之用。3、在預(yù)定做擊實(shí)試驗(yàn)的前一天，取有代表性的試料測(cè)定其風(fēng)干含水量。

試樣的制取應(yīng)有代表性并盡量與施工實(shí)際相符《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》中的“承載比(CBR)試驗(yàn)規(guī)定：“試樣的最大粒徑宜控制在20mm以內(nèi)．最大不得超過(guò)40mm”。而又有以下規(guī)定：“將具有代表性的風(fēng)干試料用木碾搗碎．但應(yīng)盡量注意不使土或粒料的單個(gè)顆粒破碎。土團(tuán)均應(yīng)搗碎到通過(guò)5mm的篩孔”。對(duì)于細(xì)粒土，應(yīng)按要求過(guò)5mm的篩孔，這樣就會(huì)使土在取樣拌和時(shí)更加均勻。而對(duì)于一些含有較大尺寸的土或粒料就要過(guò)40mm的篩．超尺寸部分大于5％則進(jìn)行結(jié)果修正。CBR試驗(yàn)規(guī)程中雖然允許20mm～40mm直徑的土顆粒存在，但這種尺寸的土顆粒會(huì)對(duì)貫入試驗(yàn)的結(jié)果有一定的影響。因此，建議如果試樣中25mm～38mm直徑的土顆粒總量在5％以下時(shí)，應(yīng)將其剔除。這樣既考慮了土顆粒對(duì)貫入試驗(yàn)的影響，又能保證試驗(yàn)與施工實(shí)際相一致．擊實(shí)試驗(yàn)與CBR試驗(yàn)試樣的制取也比較統(tǒng)一。

1.擊實(shí)法制樣

取代表性的試料測(cè)定其風(fēng)干含水率。按最佳含水率制備3個(gè)試件，摻水將試料充分拌勻后裝入密閉容器或塑料口袋內(nèi)浸潤(rùn)。浸潤(rùn)時(shí)間：黏性土不得小于24h，粉性土可縮短到12h，砂土可縮短到6h，天然砂礫可縮短到2h左右。注意：1）需要時(shí)，可制備三種干密度試件，使試件的干密度控制在最大干密度的90%～100%之間。如每種干密度試件制3個(gè)，則共制9個(gè)試件，9個(gè)試件共需試樣約55kg。2）采用擊實(shí)成型試件時(shí)，每層擊數(shù)一般分別為30次、50次和98次。3）采用靜壓成型制件時(shí)，根據(jù)確定的壓實(shí)度計(jì)算所需的試樣量，一次靜壓成型。4）測(cè)含水量：用脫模機(jī)或推土器推出筒內(nèi)試樣，從試樣中心處取樣測(cè)其含水率，計(jì)算至0.1％。

取備好的試樣分3次倒入筒內(nèi)（每層約需試樣1500～1750g，其量應(yīng)使擊實(shí)后的試樣高出1/3筒高1～2mm）。整平表面，并稍加壓緊，然后按規(guī)定的擊數(shù)進(jìn)行第一層試樣的擊實(shí)，擊實(shí)時(shí)錘應(yīng)自由垂直落下，錘跡必須均勻分布于試樣面上。第一層擊實(shí)完后，將試樣層面“拉毛”，然后再裝入套筒，重復(fù)上述方法進(jìn)行其余每層試樣的擊實(shí)。大試筒擊實(shí)后，試樣不宜高出筒高10mm。

每擊實(shí)3筒試件，取代表性試樣進(jìn)行含水率試驗(yàn)。

卸下套環(huán)，用直刮刀沿試筒頂修平擊實(shí)的試件，表面不平整處用細(xì)料修補(bǔ)。取出墊塊，稱試筒和試件的質(zhì)量（m2）。

2.預(yù)壓法制樣稱試筒本身質(zhì)量m1，將試筒固定在底座上，在底座上放一張濾紙。

將樣分3次裝入試筒內(nèi)，用

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h50墊塊進(jìn)行加壓，然后取出墊塊，將試樣層面“拉毛”，重復(fù)上述方法進(jìn)行其余2、3層試樣的加壓。最后1層加壓到墊塊與擊實(shí)筒頂面齊平并穩(wěn)壓1min，取出墊塊，稱試筒和試件的質(zhì)量（m2）

3.泡水測(cè)膨脹量

a

在試樣制成后，試件頂面放一張好濾紙，并在上安裝附有調(diào)節(jié)桿的多孔板，在多孔板上加4塊荷載板。

b

將試筒與多孔板一起放入槽（筒）內(nèi)，并用拉桿將模具拉緊，安裝百分表，并讀取初讀數(shù)。

c

向水槽（筒）內(nèi)放水，使水自由進(jìn)到試件的頂部和底部。在泡水期間，水面應(yīng)保持在試件頂面以上大約25mm，試件要泡水4晝夜。

d

泡水終了時(shí)，讀取試件上百分表的終讀數(shù)，并用下式計(jì)算膨脹量：

f

從水槽中取出試件，倒出試件頂面的水，靜置15min，讓其排水，然后卸去附加荷載和多孔板、底板和濾紙，并稱量（m3）。

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2.1.5

▎試驗(yàn)步驟4.貫入試驗(yàn)a將泡水試驗(yàn)終了的試件放到路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀的升降臺(tái)上，調(diào)整偏球座，使貫入桿與試件頂面全面接觸，在貫入桿周?chē)胖?塊荷載板。b先在貫入桿上施加45N荷載，然后將測(cè)力和測(cè)變形的百分表指針都調(diào)至零點(diǎn)。c加荷使貫入桿以1～1.25mm/min的速度壓入試件，記錄測(cè)力計(jì)內(nèi)百分表某些整讀數(shù)（如20、40、60）時(shí)的貫入量，并注意使貫入量為250×10-2mm時(shí)，能有5個(gè)以上的讀數(shù)。

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2.1.6

▎結(jié)果整理5.結(jié)果整理（1）以單位壓力p為橫坐標(biāo)，貫入量L為縱坐標(biāo)，繪制p-L關(guān)系曲線，如圖所示。

取兩者的較大值作為該材料的承載比（CBR）。JTG3430—2020《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》

《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GBT50123-2019

《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GBT50123-2019《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JTG3430—2020

《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JTG3430-2020條文說(shuō)明

一、選擇題（1）室內(nèi)CBR試驗(yàn)，貫入桿預(yù)壓在CBR試件上的力是（）N。A.20;B.30;C.45;D.60。（2）確定材料是否適宜做基層或底基層，本法只適用于在規(guī)定的試筒內(nèi)制件后，對(duì)各種土和路面基層、底基層材料進(jìn)行承載比試驗(yàn)，試件的最大粒徑宜控制在20mm以內(nèi)，最大不得超過(guò)（）mm（圓孔篩）。A.35B.38C.40D.42（3）貫入試驗(yàn)中，材料的承載能力越高，對(duì)其壓入一定貫入深度所需施加的荷載（）。A.越大;B.越小;C.沒(méi)有固定規(guī)律;（4）土工試驗(yàn)CBR泡水試驗(yàn)中膨脹量、吸水量、干密度三者是關(guān)系是（）擊。A.膨脹量越大,吸水量越大，干密度越小;B.膨脹量越大,吸水量越小，干密度越小;C.膨脹量越大,吸水量越大，干密度越大;D.膨脹量越大,吸水量越小，干密度越大。二、判斷題

1．在CBR測(cè)試時(shí)，先在貫入桿施加55KN的力。（

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2.1.7

▎模擬題

三、案例題

一條高速公路的上基層要求達(dá)到的壓實(shí)度為94%，CBR大于等于8%，對(duì)當(dāng)?shù)赝馏w做了CBR試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下?lián)魧?shí)次數(shù)