CBR值現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)

CBR 值現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)CBR 又稱加州承載比，是 California Bearing Ratio 的縮寫，由美國(guó)加利福尼亞州公路局首先提出來(lái),用于評(píng)定路基土和路面材料的強(qiáng)度指標(biāo)。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)現(xiàn)行瀝青和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)路面、路基的設(shè)計(jì)參數(shù)系采用回彈模量指標(biāo)，而在境外修建的公路工程多采用 CBR 指標(biāo)。為了進(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn)用于實(shí)踐，以促進(jìn)學(xué)術(shù)交流，參考了國(guó)內(nèi)外的情況，我國(guó)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)。路基填料zui小強(qiáng)度要求。

一、土基現(xiàn)場(chǎng) CBR 值測(cè)試方法

1、主要儀器

A、荷載裝置：設(shè)有加勁橫梁的載重汽車，后軸重不小于 60kN。 B、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置：由千斤頂、測(cè)力計(jì)、球座、貫入桿、荷載板及百分表等組成。

2、測(cè)試原理在公路路基施工現(xiàn)場(chǎng)，用載重汽車作為反力架，通過千斤頂連續(xù)加載，使貫入桿勻速壓人土基。為了模擬路面結(jié)構(gòu)對(duì)土基的附加應(yīng)力，在貫入桿位置安放荷載板。路基強(qiáng)度越高，貫人量為 25mm 或 50mm 的荷載越大即 CBR 值越大。

3、測(cè)試技術(shù)要點(diǎn)

A、將測(cè)點(diǎn)約直徑 30cm 范圍的表面找平。

B、安裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置，使貫入桿與土基表面緊密接觸。

C、起動(dòng)千斤頂，使貫入桿以 lmm／min 的速度壓入土基，記錄不同貫入量及相應(yīng)荷載。貫入量達(dá) 7.5mm 或 12.5mm 時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。

D、卸載后在測(cè)點(diǎn)取樣，測(cè)定材料含水量。

E、在測(cè)點(diǎn)旁用灌砂法或環(huán)刀法等測(cè)定土基的密度。

F、繪制荷載壓強(qiáng)，貫入量曲線，必要時(shí)進(jìn)行原點(diǎn)修正。

應(yīng)當(dāng)注意，公路現(xiàn)場(chǎng)條件下測(cè)定的 C BR 值，因土基的含水量和壓實(shí)度與室內(nèi)試驗(yàn)條件不同，也未經(jīng)泡水，故與室內(nèi)試驗(yàn) CBR 值不一樣。應(yīng)通過試驗(yàn)，尋找兩者之間的關(guān)系，換算為室內(nèi)試驗(yàn) CBR 值后，再用于路基施工強(qiáng)度檢驗(yàn)或評(píng)定。

二、落球儀快速測(cè)定土基現(xiàn)場(chǎng) CBR 值試驗(yàn)方法

本方法適用細(xì)粒土路基施工現(xiàn)場(chǎng) CBR 值的測(cè)定，試驗(yàn)精度較高，方法可靠、快速簡(jiǎn)便、能滿足路基施工現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的要求。

1、主要儀器

A、落球儀：結(jié)構(gòu)與形狀，它包括底座、落球支架、導(dǎo)桿及落球、導(dǎo)桿卡口開關(guān)、刻度標(biāo)尺、儀器平整水泡、100mm 內(nèi)徑的底座套板。

B、卡尺或鋼板尺、水平尺等。

2、試驗(yàn)原理

一定質(zhì)量的球從一定高度自由下落到土基表面，陷入深度越小，表明路基強(qiáng)度越高。根據(jù)落球在一定高度自由下落陷入土面所做的功與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)貫入深度所做的功相等的原理，推導(dǎo)得出由落球陷痕直徑D值計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)CBR值的公式 CBR=CA。

3、試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)

A、將測(cè)點(diǎn)土基表面刮平。

B、將落球儀置于測(cè)點(diǎn)，使球體自由落下，用卡尺量落球陷痕直徑 D 值。

C、計(jì)算現(xiàn)場(chǎng) CBR 值

應(yīng)當(dāng)指出，落球儀測(cè)定的現(xiàn)場(chǎng) CBR值，因土基的含水量和壓實(shí)度與室內(nèi)CBR試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)條件不同，也未經(jīng)泡水，所測(cè)結(jié)果與前述“土基現(xiàn)場(chǎng)CBR值測(cè)試方法”所得現(xiàn)場(chǎng)CBR值相近。同樣，應(yīng)通過對(duì)比試驗(yàn)，建立落球儀CBR值與室內(nèi) CBR 值相關(guān)關(guān)系，換算為室內(nèi) CBR 值后，再用于評(píng)定路基強(qiáng)度。

三、長(zhǎng)桿貫入CBR 法

間接推算法土基回彈模量也可用長(zhǎng)桿貫入綜合次數(shù)和 CBR 間接推算法來(lái)求算。長(zhǎng)桿貫入綜合次數(shù)法是利用長(zhǎng)桿貫入儀，試驗(yàn)時(shí)記錄測(cè)頭擊入土中每 l0cm 所需的錘擊次數(shù)，直至貫人土中 80cm 為止。綜合貫入次數(shù)是按布辛公式以距路基表面深度為 5cm、 15cm、25cm、35cm、45cm、55cm、65cm 和 75cm 時(shí)壓應(yīng)力略加調(diào)整作為各層的權(quán)數(shù)。綜合貫入次數(shù) N80 計(jì)算式為 E0=KN80E=NCBR：

四、振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)度連續(xù)檢測(cè)儀

路基壓實(shí)度傳統(tǒng)檢驗(yàn)采取隨機(jī)抽樣的方法，通過檢測(cè)密度來(lái)反映壓實(shí)質(zhì)量、人工操作、費(fèi)工費(fèi)時(shí)。而采用振動(dòng)壓路機(jī)的機(jī)載壓實(shí)度計(jì)，駕駛員可從顯示器上隨時(shí)查看壓實(shí)情況、振動(dòng)頻率、運(yùn)行速度，能夠?qū)崿F(xiàn)壓實(shí)質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制，并能保存數(shù)據(jù)以備其他數(shù)據(jù)處理之用，避免了漏檢、使欠壓、過壓?jiǎn)栴}得以解決。

1、工作原理試驗(yàn)表明，土的物理狀態(tài)、固結(jié)壓力和應(yīng)變數(shù)量級(jí)等因素對(duì)其彈性模量都有影響。隨著壓實(shí)度的增加，壓實(shí)基礎(chǔ)的孔隙比減小。從公式可看出，基礎(chǔ)的彈性模量在增加。由剛度和模量的正比關(guān)系，可得出剛度也在增加。另外經(jīng)試驗(yàn)證明，隨壓實(shí)度的增加，基礎(chǔ)的阻尼在減小。當(dāng)基礎(chǔ)填料比較疏松、密實(shí)度低時(shí)，可近似看作是一個(gè)松軟的彈塑性體，振動(dòng)輪在其上振實(shí)作業(yè)時(shí)，由于地面的彈性剛度小，阻尼較大，地面對(duì)振動(dòng)輪的作用力較小，系統(tǒng)響應(yīng)值較小。隨著壓實(shí)遍數(shù)的增加，填料被逐漸壓實(shí)，其彈性剛度逐漸增加，阻尼變小，地面對(duì)振動(dòng)輪的作用力變大，系統(tǒng)響應(yīng)值逐步增大。計(jì)算機(jī)仿真表明：振動(dòng)輪的動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化與地面材料的密度變化密切相關(guān)，振動(dòng)輪的垂直加速度與相互作用材料的壓實(shí)度正相關(guān)。

2、技術(shù)要點(diǎn)在壓實(shí)前，選擇一典型路段進(jìn)行壓實(shí)并記錄相應(yīng)的加速度值，利用傳統(tǒng)方法測(cè)量壓實(shí)度，對(duì)儀器顯示值進(jìn)行標(biāo)定。通過經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定后，與傳統(tǒng)檢測(cè)的壓實(shí)度相比，壓實(shí)度連續(xù)檢測(cè)儀的誤差可以控制在±3％以內(nèi)。