路基工程试验检测-土的CBR试验

承载比试验概述01承载比试验方法0201承载比试验概述定义承载比试验又称加州承载比，是CaliforniaBearingRation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。意义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。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，这一指标对铁路浸水路基非常重要。

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。意义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。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，CBR试验已成为路基开工前必做的一项试验。而该指标的使用,为我国公路建设中正确选用路基填料,确保公路工程质量提供了重要依据,发挥了巨大作用。实验原理它的基本原理是通过材料在一定变形下所能承受的荷载来反映材料的强度。所谓CBR值,是指用一个直径50mm的标准贯入杆以1~1.25mm/min的速度压入材料试样达2.5mm(或5.0mm)时,所需的单位压力与标准碎石达到相同的贯入量时所得的标准单位压力的比值,以百分率计。P—对应于某一贯入量时路基土或路面材料的单位压力,(MPa);Ps—与上述贯入量相对应的标准单位压力,若贯入量取2.5mm时,Ps=7.0MPa;若贯入量取5.0mm时,Ps=10.5MPa。其计算公式为:CBR=（P/Ps）*100%实验原理试验时，按路基施工时的最佳含水量及压实度要求在试桶内制备试件，加载前饱水4昼夜，其目的是预测路基土或基层填料在使用期间经历气象变化和长年运行过程中的含水量变化以及在最恶劣情况下来推算CBR值在浸水过程中及贯入试验时，在试件顶面施加荷载板，使试样在受到一定约束力的条件下进行试验，其目的是模拟路面结构施加于试样表面的上部压力，各国统一采用施加50N荷载的标准方法。一般以击实筒内径的l／4一l／3作为粒径成分的最大尺寸界限，即对150mm内径的击实筒，容许最大粒径不超过40mm。为保证试验材料CBR值的准确，试验时应尽量避免CBR试筒中的大颗粒，因为修正的材料强度特性会明显不同于原始材料，另外含有大颗粒材料的试验结果较细颗粒的材料试验结果稳定性差。02承载比试验方法试验目的和适用范围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。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%。检测器具圆孔筛：孔径38mm、25mm、20mm及5mm筛各一个。重型标准击实仪器设备：试筒、夯锤等。贯入杆：端面直径50mm、长100mm的金属柱。路面材料强度或其他载荷装置：能量不小于50kN。百分表、测力环、荷载板等检测器具路面材料强度仪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。土团均应捣碎到通过5mm的筛孔。采用有代表性的试料50kg，用38mm筛筛除大于38mm的颗料，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，每份质量为6kg，供击实试验和制备试件之用。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量。按最佳含水率制备试件,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。注：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、50和98次，使试件的干密度从低于95等于100％的最大干密度。这样，9个试件共需试料约55kg。检测步骤确定最佳含水量和最大干密度称试筒本身质量m1，将试筒固定在底板上，将垫块放入筒内，并在垫块上放一张纸，安上套环。将1份试料，按3层装，每层击实98次，求试料的最大干密度和最佳含水量。利用静压法或击实法成型试件将其余三份试料按最佳含水量制备3个试件，将一份试料铺于余属盘内，按事先计算得的该份试料应加的水量均匀地喷洒在试料上。试件泡水并测定试件的澎胀率取出试件进行贯入试验检测步骤确定最佳含水量和最大干密度称试筒本身质量m1，将试筒固定在底板上，将垫块放入筒内，并在垫块上放一张纸，安上套环。将1份试料，按3层装，每层击实98次，求试料的最大干密度和最佳含水量。利用静压法或击实法成型试件将其余三份试料按最佳含水量制备3个试件，将一份试料铺于余属盘内，按事先计算得的该份试料应加的水量均匀地喷洒在试料上。将试筒放在坚硬的地面上，取备好的试样分3-5次倒入筒内（视最大粒径而定）。按五层法或三层法时击实，试筒击实制件完成后，试样不宜高出筒高10mm。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，称量筒和试件的质量m2。检测步骤试件泡水并测定试件的澎胀率在试件制成后，取下试件顶面的破残滤纸，放张好滤纸，并在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约25mm。通常试件要泡4昼夜。泡水终了时，读取试件上百分表的终读数，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，卸去附加荷载和多孔板、底板和滤纸，并称其质量m3，，以计算试件的湿度和密度的变化。检测步骤检测步骤取出试件进行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，调整偏球座使贯入杆与试件顶面全面接触，在贯入杆周围放置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的指针都调整至零点。加荷使贯入杆以1-1.25mm／min的速度压入试件，记录测力计内百分表读数计对应的贯入杆贯入量值。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250×10-2mm时，能有5个以上的读数。因此，测力计内的第一个读数应是贯入量30×10-2mm左右。检测步骤结果整理以单位压力(p)为横坐标，贯人量(L)为纵坐标，绘制P-L关系曲线。图上曲线1是合适的。曲线2开始段是凹曲线，需要进行修正。修正时，在变曲率点引一切线，与纵坐标交于O`，点，O`，即为修正后的原点。计算一般采用贯入量2.5mm时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比：CBR=P/7000×100

式中：P—单位压力（kPa）;CBR—承载比（%）贯入量5mm时的承载比：CBR=P/10500×100如果贯入量为5mm时承载比大于2.5mm时的承载比，结果重做。如结果仍然如此，则采用5mm时的承载比。精度要求取值如承载比变异系数CV大于12%，则去掉一个偏