公路工程土工承载比试验浅析

1、公路工程土工承载比试验浅析赵冬 罗志佳 摘要：本文对现行公路工程土工承载比试验方法进行分析和对比，总结方法优缺点。 关键词：公路工程 承载比 试验 静力压实承载比试验又称加州承载比，是California Bearing Ration的缩写。此方法由美国加利福尼亚州公路局首先提出来，故因此得名，简称CBR。所谓CBR值，是指试料贯入量达2.5mm时，单位压力对标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度的比值。CBR是表征路基土、粒料、稳定土强度的一种指标，并采用标准碎石的承载能力为标准，以相对值的百分数表示CBR值。目前CBR做为公路工程评价土的性质的重要指标，并且即将引入铁路土工试验，因此，研究各

2、种土的CBR试验有着深远的意义。1. 对于CBR试验方法的分析：1.1不同密度法：公路土工试验规程1中就CBR试验方法是这样规定的，在规定的试筒内制件，按照击实试验得到的最优含水率制备三个每层98击的试件，试件保水96小时后，将试件放到材料强度试验机上，做贯入试验。要求：贯入速度11.25mm/min、贯入量为2.5mm时，能有5个以上读数。贯入总量大于5mm。然后以单位压力（p）为横坐标，贯入量（l）为纵坐标，绘制p-l关系曲线，一般采用贯入量为2.5mm时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比（CBR）。即： 式中：CBR-承载比(%),计算至0.1;P-单位压力（kPa）。同时计算贯入

3、量为5mm时的承载比： 如果贯入量为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。按照规程解释，我们可以得到标准击实功作用下，试料以最优含水和最大干密度制件的CBR值。而对于工程施工来讲，不同结构层次的填料压实要求是不同的，以某高速公路为例，路基填料压实要求分别为90区（原地面）、93区、94区、95区、96区。按照公路路基设计规范2中表对填料的规定：（如下图）对于不同结构层次的压实度和CBR值的规定都是不同的。所以，单一的以最大干密度下的CBR值作为评定指标，显然是不合理的。公路土工试验规程1在注解中这样标注：“需要时，可制备三种干密度试件。

4、如每种干密度试件制3个，则共制9个试件。每层锤击数分别为30、50、和98次，使试件的干密度从低于95%到等于100%的最大干密度。”由此可以绘制密度和CBR值的关系曲线，从而得到需要的压实度（实测干密度与最大干密度的比值）对应的CBR值。以某一工程K133100处土样-黏土质砂 SC的试验为例，不同击实次数下的CBR值与实测压实度关系如表1所示：表1根据表1中的实测压实度与承载比的关系，以压实度（%）为纵坐标，CBR（%）值为横坐标做图，在图中找到三点坐标分别为：（10.1，92）、（15.5，95）、（31.8，100）的点；用折线将三点坐标连接起来，如图1所示，通过CBR与压实度关系图，

5、可以得到压实度从92%到100%时各预定压实度对应的承载比值（CBR）。根据公路路基设计规范2对不同路基结构层次填料压实度的要求，分别计算预定压实度为93%、94%、96%时对应的CBR 图1值，见表2。表2根据计算结果，直接判断出该种填料应用于不同填料区域时，CBR值是否符合填料强度最小值要求。因为此方法为每相同击实功条件下分别制取3个试件，而结果评定是以3个试件的平均值作为评定条件，因此，试验的误差减小。目前使用广泛。1.2 静力压实法：概述：所谓静力压实法，是把试料用静力，压入规定容积的试筒内，使试件达到预定压实度的试验方法。本试验方法原引自JTJ057-85公路路面基层材料试验规程中“

6、承载比试验方法-静压法制件”。1994年中华人民共和国交通部颁布公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057-1994）同时废止了JTJ057-85规程，规程中的承载比试验方法也被删除，新规程在无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法（T0805-94）等试验方法中都提出用静力压实的方法制件。而此试验方法有简便快速的优点，故现将此方法的过程进行阐述和分析。承载比试验的目的是得到材料在预定压实度下的CBR值，根据密度公式： 材料的密度=材料质量÷材料体积那么如果在规定体积的试筒内制件，即体积已知；密度是通过击实试验得到最大干密度后，制作试件时，按最大干密度的百分数预制的，即密度也是

7、已知。这样只要计算出制作试件时所需材料的质量，就可以得到要达到预定压实度的试件了。1.2.2试验准备：1) 试筒规格：试筒直径152mm ;试筒高h=170mm;垫块高：h1=50mm。1.2.3试验步骤：1) 将试筒倒置放在压力机（或万能材料试验机）上，垫上滤纸。2) 将需要的试料平均分为三份，取一份试料装入试筒内3) 将垫块放入试筒内，启动压力试验机，将试料压实。使试料顶面距离底面40mm。4) 取出垫块，重复2），3）步骤。还是以某工程K133+100土样黏土质砂 SC为例，通过击实试验，确定该土样的最大干密度为1.70g/cm3;最佳含水率为16.3%，试筒体积为2177cm3。现场需

8、要得到93区、94区、和96区的CBR值。根据已知的最大干密度和最佳含水率；试筒体积；可以计算出每个试件的取土质量。如表3表3按照表中的湿土质量和的试验步骤就可以制作出满足试验要求的CBR试件。2.结语现行承载比试验方法以方法1.1为普遍，大多数试验人员都采用此方法。然而此方法试验时间长，用料多、试验耗费多，如我们只需要93区填料的承载比用此方法显然做很多无用功。而1.2的方法更直接的做出材料给定压实度下的承载比值。只要在装填试料时准确，那么试验结果误差并无增大。对比这两种不同方法，显然方法1.2更为简单快捷，更有效的提高工作效率，值得推广。参考文献1交通部.公路土工试验规程（JTG E40-

9、2007）人民交通出版社，2007.2交通部. 公路路基设计规范（JTG D30-2004）人民交通出版社，2004.作者简介：赵 冬（1982），男，助理工程师，中建市政建设有限公司，北京，10061 罗志佳（1987），男，助理工程师，中建市政建设有限公司，北京，10061The analysis on the test of soil bearing ratio in highway engineeringZhao dong Luo Zhi-jiaAbstract：In these paper, the methods of soil bearing ratio test, which are used in the current highway engneering, have been analyzed an