金岭君　刘长清　刘国权

(沈阳市公路规划设计院)

　　摘　要　本文着重介绍了CBR值的概念,室内CBR值试验,土基现场CBR值试验,落球仪快速测定土基现场CBR值试验原理、要求和程序,同时介绍CBR值在不同地质条件下取值。

关键词　环刀法　CBR值　回弹模量　荷载压强

1　前言

CBR值又称加州承载比,是California Bearing ration的缩写。指试料贯入量达到2.5毫米时,单位压力与标准碎石压入相同贯入量时标准荷载压强的比值。CBR值由美国加州公路局首先提出,用于评定路基土与路面材料的强度指标。在国外多采用CBR值做为路面材料和路基土的设计参数,我国对路面、路基的设计参数采用回弹模量指标。而在援外及国际投标修建的公路工程多采用CBR值指标,并将CBR值指标列入路基施工与设计规范之中。随着高速公路建设的发展,CBR值指标已成为路面填料选择的依据。

2　外国CBR值试验简介

在美国,采用CBR筒的尺寸为直径15.2厘米,高11.厘米。容积与重型击实筒相同,仍为2144立方厘米。一般要求制备三个试件,使击实后的干密度为最大干密度的95%-100%,每个试件分别按每层10、30、60次夯实,均分三层击实。在日本, CBR筒的尺寸与重型击实试验用的试筒相同,垫块厚度50厘米。制备试件时,采用与重型击实试验相同层数和每层击数。

3　CBR值试验的分类及关系

CBR值试验为室内CBR值试验和土基现场CBR值试验与落球仪快速测定土基现

场CBR值试验。室内CBR值试验为标准压实试件经泡水膨胀后进行浸入试验,在荷载压强—贯入量曲线上读取规定贯入量时的荷载压强与标准压强的比值,以百分数表示,标准压强是由优质碎石大量实

　　收稿日期:2001-03-15验得到的,当贯入量为2.5毫米时,标准压强为7Mpa,当贯入量为5.0毫米时标准压强为10.5Mpa。土基现场CBR值试验用于在公路现场测定各种土基材料的CBR值。本方法所用试样的最大集料粒径宜小于25mm,最大不得超过40mm。土基现场CBR值试验与室内条件不同:表现在土基的含水量和压实与标准条件不同,也未经饱水浸泡,只是贯入试验程序与室内CBR值试验条件相同。所得到的承载比是从试验得到的荷载压强—贯入量曲线上读取规定贯入量时荷载压强与标准压强比值。对于同种材料这个比值也不相同,室内CBR与现场CBR 应通过试验,寻找两者之间关系,把现场CBR值换算室内CBR值,再用于路基强度检验或评定。落球仪快速测定土基现场CBR值试验适用于细粒土,特别是粘性土路基。落球陷痕直径D值与压实度、强度之间的关系,在国内外所测结果的基本规律是一致的,这种试验精度较高,能满足路基施工现场检验的要求,它与现场CBR值相近,它能快速检测路基施工时的强度。

4　试验原理及要求

4.1　室内CBR值试验

4.1.1　试验原理

做CBR值试验时,先按击实试验求得试料的最佳含水量,再按最佳含水量制备所需的试件,模拟材料在使用过程中的最不利状态,在加载前饱水浸泡四昼夜,在浸水过程中及贯入试验时,在试件顶面施加荷载板,以模拟路面结构时土基的附加应力,材料的承载能力越高对其压入一定贯入深度所需的力越大。

4.1.2　试验要点及程序

第3卷　第4期2001年12月

辽宁省交通高等专科学校学报

JOURNAL　OF　L IAONIN G　PROVINCIAL　COLL EGE　OF　COMMUNICATIONS

Vol.　3No.4

Dec.2001(1)材料取样要有代表性,粒径宜控制在25毫米以内,最大不得超过38毫米。尽量不使土或粒料的单个颗粒破碎。

(2)做击实试验,得到最大干密度和最佳含水量。

(3)按不同三种干密度制9个试件。

(4)泡水四昼夜测膨胀量。

膨胀量=饱水后试件高度变化

原试件高

×100%

(5)做贯入试验.加荷使贯入杆以1-1.25mm/ min的速度压入试件,记录不同贯入量及相应荷载,总贯入量应超过7mm。

(6)编制单位压力(P)与贯入量(L)关系曲线,必要时进行原点修正。

(7)从P-L关系曲线上读取贯入量为2.5mm 及5.0mm时单位压力P2.5和P5.0

则　　CBR2.5=P2.5/7000×100

　CBR5.0=P5.0/10500×100

　　一般采用CBR2.5的值,如CBR5.0〉CBR2.5则试验要重做,如仍然如此,则采用CBR5.0值。

4.2　土基现场CBR试验

4.2.1　试验原理

在公路路基施工现场,用载重汽车作反力架,通过千斤顶连续加载,使贯入杆匀速压入土基,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,土基强度越大,则贯入量为2.5mm和5. 0mm时的荷载越大,即CBR值越大。

4.2.2　试验要点及程序

(1)在实验地点用毛刷刷净浮土,如表面不平,应用干砂找平。

(2)安装时测试装置,使贯入杆与土基表面紧密接触,在贯入杆位置安放四块承载板,重5Kg。

(3)起动千斤顶,使贯入杆以1mm/min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。

(4)在试验点下取样测定材料含水量。在紧靠试验点旁的位置,用灌砂法或环刀法测定土基密度。

(5)数据整理方法与室内CBR值试验方法相同,最后得出现场CBR值。

4.3　落球仪快速测定土基现场CBR值试验

4.3.1　实验原理

一定重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。由落球陷痕直径D值计算现场CBR值这个公式是根据落球在一定高度自由下落陷入土面所做的功与标准试验贯入深度所做的功相等的假设,进行推导后得出的理式,D值与土类及其含水量、干密度有关。因此在现场测定D值可与检验压实度结合进行。通过大量的实测数据,可以建立压实度K与D值的关系式。

4.3.2　试验要点及程序

(1)将测点土基表面刮平,并使表面水平。

(2)将落球仪置于测点,使球体自由落下,用卡尺或钢板尺量测落球陷痕直径D值。

(3)结果整理。

现场CBR=c・a

　　c———有效系数。与土质有关,可通过试验,建立现场CBR值与陷痕直径D的相关关系予以确定,当无此条件时,粘性土类可取0.35;砂性土类可取0.45。

　　a———仪器系数。

5　CBR值技术指标及应用

细粒土中的粉质土、某些黄土、南方的部分粘土,试件经四昼夜饱水后测定的CBR值为2-3,有的甚至在1左右,饱水强度低。当路床填料CBR值达不到要求时,可采取掺石灰或其它稳定材料处理。如路基填土高度在2m以上,处于干燥状态,修建高级路面、半刚性基层,则路基受毛细水的影响和雨水渗入路床的影响比较小,采用CBR值时应考虑这些因素。以上这些情况使土样基潮湿程度和土试件饱水四昼夜的含量存在明显差别,经论证确实存在差别,可适当改变饱水方法和饱水时间,使CBR值试验更符合实际情况。

(下转第40页)Ne=[(1+γ)t-1]×365

γN1

η

=[(1+6%)15-1]×365

6%

×3120×0.5

=13253337次

但是,该路在通车的第一年,实际交通量为8200辆/日,当量轴次为5320次/日。其中货车占80%,货车的超载率为60%,超载吨位平均为其额定吨位的1.4倍。则设计年限为15年的一个车道的累计当量轴次数为:

Ne′=(1-b+a4.35・b)Ne

=(1-60%+1.44.35×60%)×13253337

=39667237次

比预测计算超出213900次。由此可计算出在实际荷载作用下,达到原设计累计当量轴次13253337次,只需10年,这将使路面缩短5年的使用寿命。

5　其它方面的影响

5.1　对于严重超载的车辆,由于其载重量大,加之车辆的震动冲击使用,在路上作用一次,就容易使路面产生一次性破坏作用,特别是对于低等级公路的薄沥青面层尤为明显。5.2　如果设计或施工中沥青用量偏高,沥青混合料级配控制不严,沥青路面高温稳定性能不好,超载车辆行驶后极易产生车辙。

5.3　超载车辆在刹车、上下坡及转弯过程中,产生较大的推力,加速沥青面层的剪切破坏,推移、拥包病害明显增加。

6　结语

6.1　超载运输车在公路上的运行,不仅增加当量作用次数,而且因提高了轴载,将对路面结构设计产生较大影响。在路面结构厚度设计时,需充分考虑超载车辆存在的影响,否则路面结构将产生过早破坏,缩短沥青路面的使用寿命。

6.2　在进行交通量调查工作时,要进一步对超载问题进行深入调查,采取必要的车辆轴重检测装置于收费站位置,以便确定各类车型的实际轴载,以正确进行当量标准轴次换算,以解决现行《规范》中设计交通量对超载估计不足的问题。

6.3　在公路管理中,应加强对超载车辆的,采用经济制裁的方法加强对超载运输车的管理;在运输管理中,不准超载运输,建议通过加收通过费等措施,以保证公路的使用寿命。

The Analysis of the Affect of Overload Vehicles on Pavement Structure

Wang Shouli　Luo Huibin

〔Abstracts〕　This article studied overload problems in road transport vehicles commonly.It analyzed overload is one of the important reasons in early pavement structure damage and came up with correspondent rational suggestions.

〔Key words〕　overload vehicles,　pavement usage,　affect analysis

(上接第32页)

Simple Discussion of the Test Technology of CBR Value

Jin Lingjun　Liu Changqing　Liu Guoquan

〔Abstracts〕　The paper introduces CBR conception,indoor and ground base scene test of CBR value,the test principle,reguest and proceduer of determining cderity ground base scene CBR value.with drop hammer tester,simultaneity the adopt of CBR value under the different geological conditions.

〔Key words〕　Ring sampler method　CBR Value　Rebound modulus　Load pressure下载本文