第九讲 CBR值测试

1、 承载比（CBR）值最早由伽利福尼亚公路局提出，用于评定路基土和路面材料的强度指标。 是指试验贯入量达到2.5mm或5mm时的单位压力与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。CBR击实试件预先浸水饱和，以模拟材料在使用过程中的最不利状态；贯入过程中在试件上面放置荷载板，以模拟路面结构对路基的附加应力。CBR的定义的定义CBR值的意义1. CBR 指标列入了我国公路路基设计规范、公路路基施工技术规范，作为路基填料选择的依据。2在铁路路基施工中也采用 CBR 作为评价填料强度的辅助指标。 CBR 试验的优点是能测出填料浸水后的强度，这一指标对铁路浸

2、水路基非常重要。3、CBR用于评定基层、垫层或土基材料的相对承载力，是一项反映土体抗垂直位移和抵抗局部荷载压入变形能力的指标，当接近极限平衡条件时，兼可反映土体抗剪强度的相对量度。4、CBR值反映了路基填筑材料的水稳性和整体强度的大小，不仅可与无侧限抗压强度试验作为无机结合材料的试验补充，还解决了砂和砂砾类建筑材料因颗粒间没有粘聚力，无法利用无侧限抗压强度试验的问题。 CBRCBR值室内试验方法值室内试验方法（1）只适用于在规定的试筒内(击实大筒)制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。（2）试样的最大粒径宜控制在20mm以内，最大不得超过40mm且含量不超过5%。1.1.仪器设

3、备仪器设备(1)圆孔筛:孔径40mm、20mm及5mm筛各1个;(2)试筒:内径152mm、高170mm的金属圆筒;套环,高50mm;筒内垫块,直径151mm、高50mm;夯击底板,同击实仪。试筒的形式和主要尺寸如图所示,也可用击实试验的大击实筒。 (3)夯锤和导管:夯锤的底面直径50mm,总质量4.5kg。夯锤在导管内的总行程为450mm,夯锤的形式和尺寸与重型击实试验法所用的相同。(4)贯入杆,端面直径50mm、长约100mm的金属柱。(3)夯锤和导管：(4)贯人杆： (5)路面材料强度仪或其他荷载装置:能量不小于50kN,能调节贯人速度至每分钟贯入lmm,可采用测力计式，如图所。(6)百

4、分表:3个。(7)试件顶面上的多孔板(测试件吸水时的膨胀量)。(8)多孔底板(试件放上后浸泡水中)。(9)测膨胀量时支承百分表的架子或采用压力传感器测试。(10)荷载板:直径150mm,中心孔眼直径52mm,每块质量l.25kg,共4块,并沿直径分为两个半圆块。多孔板多孔板 荷载板荷载板 (11)水槽：槽内水面应高出试件顶面25mm。 (12)其他：台秤，感量为试件用量的0.1；拌和盘；直尺；滤纸；脱模器等与击实试验相同。 图图 8 试样泡水试样泡水 式样泡水式样泡水2.2.试样试样 将具有代表性的风干试料(必要时可在50烘箱内烘干),用木碾捣碎,但应尽量注意不使土或粒料的单个颗粒破碎。土团均

5、应捣碎到通过5mm的筛孔。 采取有代表性的试料50kg,用40mm筛筛除大于40mm的颗粒。并记录超尺寸颗粒的百分数,将已过筛的试料按四分法取出约25kg,再用四分法将取出的试料分成4份,每份质量6kg,供击实试验和制试件之用。 在预定做击实试验的前一天,取有代表性的试料测定其风干含水率。测定含水率用的试样数量可参照表采取。3.3.试验步骤试验步骤 (1)称试筒本身质量(m1),将试筒固定在底板上,将垫块放入筒内,并在垫块上放一张滤纸,安上套环。 (2)将试料按重型击实试验规定的层数和每层击数进行击实,求试料的最大干密度和最佳含水率。 (3)将其余3份试料按最佳含水率制备3个试件。将一份试料平

6、铺于金属盘内,按先计算得的该份试料应加的水量均匀地喷洒在试料上。 用小铲将试料充分拌和到均匀状态,然后装入密闭容器或塑料口袋内浸润备用。浸润时间:重黏土不得少于24h,轻黏土可缩短到12h,砂土可缩短到1h,天然砂砾可缩短到2h左右。 制作每个试件时,都要取样测定试料的含水率。 如需要时,可制备三种干密度试件。如每种干密度试件制3个,则共制9个试件。每层击数分别为30次、50次和98次,使试件的干密度从低于95%到等于100%的最大干密度。这样,9个试件共需试料约55kg。 (4)将试筒放在坚硬的地面上,取备好的试样分3次倒入筒内(视最大料径而定),每层需试样1700g左右(其量应使击实后的试

7、样高出1/3筒12mm)。 整平表面,并稍加压紧,然后按规定的击数进行第一层试样的击实,击实时锤应自由垂直落下,锤迹必须均匀分布于试样面上。 第一层击实完后,将试样层面“拉毛”,然后再装人套筒,重复上述方法进行其余每层试样的击实。 大试筒击实后,试样不宜高出筒高10mm。 (5)卸下套环,用直刮刀沿试筒顶修平击实的试件,表面不平整处用细料修补。取出垫块,称试筒和试件的质量(m2)。 (6) (6)泡水测膨胀量的步骤泡水测膨胀量的步骤 在试件制成后,取下试件顶面的破残滤纸,放一张好滤纸,并在其上安装附有调节杆的多孔板,在多孔板上加4块荷载板。 将试筒与多孔板一起放入槽内(先不放水),并用拉杆将模

8、具拉紧,安装百分表,并读取初读数。 向水槽内放水,使水自由进到试件的顶部和底部。在泡水期间,槽内水面应保持在试件顶面以上大约25mm。通常试件要泡水4昼夜。 图图8 试试样样泡泡水水 式样泡水式样泡水 泡水终了时,读取试件上百分表的终读数,并用下式计算膨胀量: 从水槽中取出试件,倒出试件顶面的水,静置15min,让其排水,然后卸去附加荷载和多孔板、底板和滤纸,并称量(m3),以计算试件的湿度和密度的变化。 图图8 试试样样泡泡水水 式样泡水式样泡水（7 7）贯入试验）贯入试验 将泡水试验终了的试件放到路面材料强度试验仪的升降台上,调整偏球座,对准、整平并使贯入杆与试件顶面全面接触,在贯入杆周围

9、放置4块荷载板。 先在贯入杆上施加45N荷载,然后将测力和测变形的百分表指针均调整至整数,并记读起始读数。 加荷使贯入杆以11.25mm/min的速度压入试件,同时测记三个百分表的读数。记录测力计内百分表某些整读数(如20、40、60)时的贯入量,并注意使贯入量为25010-2mm时,能有5个以上的读数。因此,测力计内的第一个读数应在贯人量为3010-2mm左右。 4. 4.结果整理结果整理 1）以单位压力（p）为横坐标，贯入量（l）为纵坐标，绘制p-l关系曲线，如图所示。 图图 6 单位压力与贯入量的关系曲线单位压力与贯入量的关系曲线 （2） 一一般般采采用用贯贯入入量量为为 2.5mm 时

10、时的的单单位位压压力力与与标标准准压压力力之之比比作作为为材材料料的的承承载载比比（CBR） ，即即： 1007000pCBR （2） 式式中中：CBR承承载载比比，%； p单单位位压压力力，kPa。 同同时时计计算算贯贯入入量量为为 5mm 时时的的承承载载比比： 10010500pCBR （3） 如贯入量为5mm时的承载比大于2.5mm时的承载比,则试验应重做。如结果仍然如此,则采用5mm时的承载比。3）试试件件的的湿湿密密度度用用下下式式计计算算： 217712mm （4） 式式中中 试试件件的的湿湿密密度度，g/cm3； m2试试筒筒和和试试件件的的合合质质量量，g； m1试试筒筒的的

11、质质量量，g； 2177试试筒筒的的容容积积，cm3； 4）试试件件的的干干密密度度用用下下式式计计算算： （4） 式式中中 试试件件的的湿湿密密度度，g/cm3； m2试试筒筒和和试试件件的的合合质质量量，g； m1试试筒筒的的质质量量，g； 2177试试筒筒的的容容积积，cm3； 4）试试件件的的干干密密度度用用下下式式计计算算： wd （5） 式式中中 d试试件件的的干干密密度度，g/cm3； w试试件件的的含含水水量量，%； 5）泡泡水水后后试试件件的的吸吸水水量量按按下下式式计计算算： 230mmw （6） 式式中中 w0泡泡水水后后试试件件的的吸吸水水量量，g； m3泡泡水水后后试

12、试筒筒和和试试件件的的合合质质量量，g； m2试试筒筒和和试试件件的的合合质质量量，g。 6 6）精度要求）精度要求 根据3个平行试验结果计算得的承载比变异系数CV12%，则去掉一个偏离大的值，取其余2个结果的平均值。如CV12%，且3个平行试验结果计算的干密度偏差小于0.03g/cm3，则取3个结果的平均值。如3个试验结果计算的干密度偏差超过0.03g/cm3，则去掉一个偏离大的值，取其2个结果的平均值。7 7）报告）报告 1） 材料的颗粒组成，最佳含水量（%）和最大干密度（g/cm3）。 2） 材料的承载比（%），承载比小于100，准确到5%；承载比大于100，准确到10%。 3）材料的膨

13、胀量（%）。一目的与适用范围一目的与适用范围1 适用于在公路现场测定各种土基材料的现场CBR值。同时也适合于基层、底基层基层、砂性土、天然砂砾、级配碎石等材料CBR值的试验。 2本方法所用式样的最大集料粒径宜小于19mm，最大不得超过31.5mm，也不适用于大粒径的土石混填或填石路基。土基现场（土基现场（CBR）值测试）值测试 二、主要仪器二、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、贯入杆、荷载板及百分表等组成 。（3）贯入杆：直径50mm,长约200mm的金属圆柱体。（4）承载板：每块1.25kg，直径150mm，中心孔眼

14、直径52mm，不小于4块，并沿直径分为两个半圆快。（5）贯入量测定装置：平台及百分表组成，百分表量程20mm，精度0.01mm，数量2个，对称固定于贯入杆上，端部与平台接触，平台跨度不小于50cm。此设备也可用于两台贝克曼梁弯沉仪代替。（6）细沙:洁净干燥的细干砂，粒径0.30.6mm。（7）其他：铁铲、盘、直尺、毛刷、天平等。三方法与步骤三方法与步骤 1.准备工作 （1）将试验地点约直径30cm范围的表面找平，用毛刷刷净浮土，如表面为粗粒土时，应撒布少许洁净的细砂填平，但不能覆盖全部土基表面,避免形成夹层。 （2）装置测试设备，设置贯入杆及千斤顶，千斤顶顶在加劲横梁上且调节至高度适中。贯入杆

15、应与土基表面紧密接触，但不应在土基表面形成贯入痕迹。 （3）安装贯入量测定装置：将支架平台、百分表安装好。2测试步骤 （1）在贯入杆位置安放4块1.25 kg 分开成半圆的承载板，共5 kg。 （2）试验贯入前，先在贯入杆上施加45N荷载后，将测力计及贯入量百分表调零，记录初始读数。 （3）启动千斤顶，使贯入杆以 l mmmin的速度压入土基，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。注注:用千斤顶连续加载，两个贯入量百分表及测力计均应在同一时刻读数，当两个百分表读数不超过平均值得30%时，以平均值作为贯入量，当两个表读数差值超过平均值得30%时，应停止试验。 （4

16、）卸除荷载，移去测定装置。 （5）卸载后在测点取样，测定材料含水量。 （6）在紧靠试验点旁边的适当位置，用灌沙法或环刀法等测定土基的密度。 四计算四计算1将贯入试验得到的等级荷重数除以贯入断面积（19.625cm2 ） 得到各级压强（MPa），绘制荷载压强贯入量曲线。2从压强贯入量曲线上读取贯入量为2.5mm及5.0mm 时的荷载压强P1 计算现场CBR值。CBR一般以贯入量2.5mm时的测定值为准，当贯入量5.0mm时的CBR大于2.5mm时的CBR时，应重新试验，如重新试验仍然如此时，则以贯入量5.0mm时的CBR为准。 现场CBR=式中: P1荷载压强（MPa）; P2标准压强。P2：当

17、贯入量为2.5mm时为7MPa， 当贯入量为5.0mm时为0.5MPa。%10021PP五报告五报告试验报告应包括下列结果：(1)土基含水率（%）(2)测点的干密度（g/cm3）(3)现场CBR值及相应的贯入度。 动力锥贯入仪测定路基路面动力锥贯入仪测定路基路面CBRCBR值值1.1.目的和适用范围目的和适用范围 本方法适用于动力锥贯入仪（DCP）现场快速测定或评估无结合料材料路基、路面的强度。实际使用中，对细粒土的检测效果较好，对于粗粒土、土石混填、压实后的粒料基层，检测过程有一定难度。（1）动力锥贯入仪：包括手柄、落锤、导向杆、联轴器（锤座）、扶手、夹紧环、探杆、1m刻度尺、锥头。 标准落

18、锤质量为8kg或10kg。锥头尖角度为900、600或300等，最大直径为20mm，嘴头最大允许磨损尺寸，尖端为4mm，直径为10%，否则必须更换。 ：扳手、铁铲、记录本等。3.3.方法与步骤方法与步骤1 1）准备工作）准备工作 （1）利用当地材料对比试验，建立现场CBR值或强度与用DCP测定的贯入度Dd或贯入阻力Qd之间的相关关系。 （2）放入落锤，将仪器的导向杆与探杆在联轴处紧固连接，保证不会松动。 （3）将DCP竖直立于硬地（如水泥混凝土）上，然后记录初读数。 （4）根据需要选择有代表性的测点，测点应位于平整的路基、路面基层、面层上。 2 2）测试步骤）测试步骤 （1）将DCP放至测点位置，进行测定