cbr现场检测技术

现场CBR检测技术的运用及注意事项浅析

摘要：CBR又称加州承载比，是California Bearing Ratio的缩写，由美国加利福尼亚州公路局首先提出来，用于评定路基土和路面材料的强度指标，对路基填筑材料合理的选择具有重要的参考意义。为了进一步积累经验用于实践，以促进国际学术交流，参考了国内外的情况，我国将CBR指标列入《公路路基设计规范》和《公路路基施工技术规范》，作为路基填料选择的依据。本文通过对现场CBR检测技术的实施步骤及注意事项分析，从而使CBR试验更好能更好的运用于工程实践。

关键词：现场CBR值测试 注意事项

一、土基现场CBR值测试方法

1.主要仪器

(1)荷载装置：设有加劲横梁的载重汽车，后轴重不小于60kN。

(2)现场测试装置：由千斤顶、测力计、球座、贯人杆、荷载板及百分表等组成。

2.测试原理在公路路基施工现场，用载重汽车作为反力架，通过千斤顶连续加载，使贯人杆匀速压人土基。为了模拟路面结构对土基的附加应力，在贯入杆位置安放荷载板。路基强度越高，贯人量为25mm或50mm的荷载越大即CBR值越大。

3.测试技术要点：

(1)将测点约直径30cm范围的表面找平。

(2)安装现场测试装置，使贯入杆与土基表面紧密接触。

(3)起动千斤顶，使贯人杆以lmm/min的速度压人土基，记录不同贯入量及相应荷载。贯入量达7.5mm或12.5mm时结束试验。

(4)卸载后在测点取样，测定材料含水量。

(5)在测点旁用灌砂法或环刀法等测定土基的密度。

(6)绘制荷载压强.贯人量曲线，必要时进行原点修正。应当注意，公路现场条件下测定的CBR值，因土基的含水量和压实度与室内试验条件不同，也未经泡水，故与室内试验CBR值不一样。应通过试验，寻找两者之间的关系，换算为室内试验CBR值后，再用于路基施工强度检验或评定。

落球仪快速测定土基现场CBR值试验方法

本方法适用细粒土路基施工现场CBR值的测定，试验精度较高，方法可靠，快速简便，能满足路基施工现场检验的要求。

1.主要仪器

(1)落球仪：结构与形状，它包括底座、落球支架、导杆及落球、导杆卡口开关、刻度标尺、仪器平整水泡、100mm内径的底座套板。

(2)卡尺或钢板尺、刮刀、水平尺等。

2.试验原理

一定质量的球从一定高度自由下落到土基表面，陷入深度越小，表明路基强度越高。根据落球在一定高度自由下落陷入土面所做的功与室内标准试验贯入深度所做的功相等的原理，推导得出由落球陷痕直径D值计算现场CBR值的公式CBR=CA。

3.试验技术要点

(1)将测点土基表面刮平。

(2)将落球仪置于测点，使球体自由落下，用卡尺量落球陷痕直径D值。

(3)计算现场CBR值：应当指出，落球仪测定的现场CBR值，因土基的含水量和压实度与室内CBR试验标准条件不同，也未经泡水，所测结果与前述“土基现场CBR值测试方法”

所得现场CBR值相近。同样，应通过对比试验，建立落球仪CBR值与室内CBR值相关关系，换算为室内CBR值后，再用于评定路基强度。

二、室内CBR值实验方法：

土是不均匀物质，在不同的密实度和含水量状态下，其表现出的强度是不一样的，也即不同压实度下的CBR值是不一样的。CBR试验操作分为四步：

一、击实：取土，取土的部位和均匀程度也是整个试验的重要内容，取样时在除去表层土后，在同一垂直断面上中下三层取相同数量的土，或保持同一厚度、宽度，取整个一断面。取完样后，先根据其自然含水量大小，风干或加水到估计最佳含水量，也可根据液塑限联合测定（最佳含水量一般小于塑性指数的10%）确定加水或风干,做一击实求得相应的干密度和含水量作为参考值，然后将所有的土捣碎（成天然颗粒的最小形状）并搅拌均匀。不管采用什么方法（风干或烘干）都应使其含水量为0，这样击实加水和CBR焖料更加方便。然后过筛求超颗粒的百分率，用以校正粗粒土的最大干密度和最佳含水量；根据颗粒的大小，选择合适的击实筒，击实筒用灌水法实测其体积。根据预做的干密度、含水量，确定每个土样的质量和加水量，（一般按1.5%～2%，在预作的最佳含水量前后增减），在拌制试样时，在将试样搓均匀后用塑料袋密封，然后再依照>，确定最佳焖料时间，击实前，先将焖好的土样过筛将成团的大颗粒再次捣碎，然后均匀拌到试样中，此时还应对锤重（4.5kg）和落距（45cm）进行校正（最好使用电动机击实仪），按照预做的干密度和加的含水量计算每个试样每一层的用量（小击实筒按13.0㎝，大击实筒按12.5㎝高计算湿土质量）称重加土，这样每层击实将会更加均匀，可准确得到本层的最大密实度。在取样测含水量时，应从脱模后的试样中间取土，取样后加盖立即称重，并使两个土样的质量大致相等，这样可以不通过计算及时用肉眼就可发现是否有误差，对粗粒土，也可直接将脱模后的整个土样烘干。不管是粗粒土还是细粒土都要根据它的物理性质和化学成份，确定适亦的烘干温度，并保证有足够的烘干时间和干燥，冷却时间。

二、制件泡水：CBR试样成形是整个试验的关键，同一击实次数的密度之间的差异直接影响整个CBR试验结果，为了减少这些误差首先应标定每个试模的体积，并且每个试模应干燥、干净无油污。焖料根据击实求得的最大干密度和最佳含水量。以最佳含水量+0.5%来加水，按十个试样的质量备料，一个用来复核击实，其余的用来做CBR试验，同时测定含水量，CBR焖料的时间与击实的焖料时间相同，焖料成功以后，过筛将成团的粗颗粒捣碎，再拌制均匀，用燃烧法再测一次含水量，如符合要求打一击实（98次），复验击实的最大干密度，是否与现测的结果相同，或是否在规定的偏差±0.03g/cm3内，不符合要求时，在图上修正或重做击实。试样成形，根据不同密实程度计算每个试样每层的土样质量，并按计算质量称重加料。成形后的试件应立即装膨胀装置，并检查多孔板和底板孔有无堵塞。底板上的滤纸应与试模重合，同时换掉上面残破的滤纸，切不可用其它的纸代替滤纸使用。每个试样的荷载质量相等。荷载板的结合缝应不在同一断面上，应呈十字叠放。泡水槽的底板水平，进水口设在水槽的底部，且开始加水的速度不宜超过0.05t/分钟，在注满水后，减小注水速度连续注水至泡水时间结束，防止水份蒸发。水槽还应在试模顶部加２.5㎝处应设一出水口，防止水位上升，水槽不宜加盖，以免湿度过大锈蚀百分表。泡水时间一定不能小于96小时，泡水后准确记录膨胀量，测定吸水量做为参考，试件脱水静置时间应大致相同。在测定校正后最大干密度的粗粒土CRB时，先应复核计算后的最大干密度和最佳含水量是否和现场对应，每个试样应分开焖料，且超过颗粒含量的百分率一致，并且单个试样分别通过筛分调整级配，使每个试样的级配一样，其它与细粒土试验相同。

三、贯入：贯入同样是CBR试验中的一个比较重要环节，先应根据试验室的电力情况（电压、电流）是否正常，停电是否频繁，采取相应措施或自己发电供应，以免中途中断承载比试验操作。对于试件的脱水，贯入中每个试样应使用同一组干燥、干净的荷载板，试样在路强仪

上顶面位置应水平，可用水平尺检测，测完后还应观察贯入深度的两个仪表的移动速度是否一致；试验前的预压力必须为４５Ｎ，在预压时宜用慢速，切不可超过预压值后再下降；记数的仪器有两种，一种为电子应力计，另一种为量力环。在使用电子应力计时，如不采用电脑打印时，试验者应根据自己的大脑和眼睛的反应能力或经验，确定最佳读数深度，一般以相应的贯入深度的-0.02㎜作为最佳读数深度。同时并记录仪器面上显示的2.5mm和5mm相应的CBR值，再与实测记录的值比较以检测读数是否准确；用量力环试验时首先应选择可用手感98次试样表面或根据其膨胀量来选择适当的量力环。在手感较软或膨胀量大于１0％或吸水量大于500g时亦选用５ＫＮ以下的量力环；量力环除了事先经计量部门标定外，还应在试验前在压力面上预压三次并观测测力环读数是否与压力机读数成系数正比。不管使用电子应力计还是使用测力环试验每次贯入前都应将贯入杆上泥土擦干净，试验中且不可在贯入杆上抹油，以免影响贯入值。

四、作图求值：作图时应根据实测的数据的大小确定适当的比例同时杜绝人为误差。在作Ｐ—Ｌ关系图中如一试样出现拐点可先将其单独修正，其方法为作切线，然后将锥入深度的０下移至切线与纵轴的交点，同时根据锥入深度位移的比例将单位压力同时向右移动相同的比例再求值。所得值和实际值有差异时，以修正值为准。然后再将三条曲线移到一起比较得出此密度程度的CBR值。如果某一密实程度的Ｐ—Ｌ关系曲线三条重合，那么此次试验最为成功，即使５㎜CRB大于2.5㎜CRB的值，也就用５㎜CBR为实测值；绘完图后再根据规范要求对试验结果评定是否合格。在求指定干密度的CRB时，为了简便先可将干密度曲线正投影于纵坐标上，再和三个不同密度的CRB实测值作图，在这三点的连线上找对应的CRB值。在求９０％CRB时切不可直接将３０次的CRB值和５０次的CRB值的连线的延长线上的值作为９０％的CRB，应用其得值和３０次CRB值与０的连线所得值比较，从工程安全上考虑应取最小值。当延长线上的得值小于０时，取３０次CRB值和０的连线值为９０％干密度的CRB值。同时应迅速出具试验报告，呈有关部门，指导施工。

三、注意事项

随着我国高速公路的飞跃发展，各种技术规范的进一步完善，对各类试验精确度要求也相应提高，而CBR试验操作的时间长，劳动强度大，在操作中容易出现失误，影响整个试验的精度，或导致整个试验的作废，据统计CBR试验一次作成功的试验不足30%。(其中不要修正的试验结果不到10%。)做第二次成功的也不足70%，重做其试验操作周期长，再加上盲目的操作成功的机遇也并不大，从而不能及时做出准确的试验结果，来指导施工而错过施工时机，影响整个工程进度。同时会导致一些不科学的试验数据成为试验依据，将会给路基工程质量留下隐患。

1.从事CBR试验的人员，应依据ASTM D1883 的规定，必须遵照 ASTM D3740 之条款，具备5 年以上实际经验者方能操作。

2. 设计人员取得 CBR实验值相关数据之后，必须运用统计分析法及可靠度理念来设定合理的 CBR 设计值、或转换为其他强度值。但切忌采用平均值进行设计。

3. 路基土壤的 CBR 值低于 3% 或膨脹率大于 3% 者，皆属不良之土壤材料，从业人员需懂得判断。

4.CBR 实验与夯压实验之夯打机具必须一致，以使其能量相同，方能符合设计图或施工规范的规定。

5. 现场 CBR 实验所用之卡车重量应校核是否达到 ASTM 最小要求值。

6. 由夯压曲线图可知：相同的干密度值，可以涵蓋乾侧与溼侧两个不同的含水量值；因此，若含水量变化过大，即使保持相同的干密度值，乾、溼两侧所求得CBR 值并不尽然相同。故含水量为控制 CBR 值的准确性要件之一。

总之，在整个CBR试验的操作中，只要认真操作仔细留意每个试验操作细节，对于不能确定的试验结果决不进行下一道试验。杜绝人为误差，就会大大减小试验次数，提高试验效率。同时也会减轻试验者的劳动强度。在有限的时间内能迅速的得出真实可靠的试验数据及时指导施工，既可降低工程造价，又可加快工程进度。同时也为我国的公路建设提供可靠的质量保证。

参考文献：公路工程土工试验规程JTJ051—93