CBR试验检测技术在公路工程中的应用分析

发表时间:2021/2/4   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:胡鹏飞
[导读] 摘要:针对土工CBR试验在公路工程设计和施工中具有重要作用和意义,在简要介绍其定义,深入分析其实际应用进行试料准备和试件制备等在内的试验要点,为实际的岩土CBR试验工作提供了参考,以确保试验结果的准确性和可靠性。
        广西昇龙工程勘察设计检测有限公司  广西壮族自治区河池市  547000
        摘要:针对土工CBR试验在公路工程设计和施工中具有重要作用和意义,在简要介绍其定义,深入分析其实际应用进行试料准备和试件制备等在内的试验要点,为实际的岩土CBR试验工作提供了参考,以确保试验结果的准确性和可靠性。
        关键词:公路工程;CBR测试;检测技术
        引言
        加州承载力,即CBR(California bearing ratio),是美国提出的用于公路基层材料承载力试验检测的标准方法。对于材料的承载能力,将由于局部载荷引起的连续压入变形作为表征,同时,将标准碎石的承载力水平作为基本标准,并使用CBR值进行表示。该方法在提出后还用于评估土基强度。由于该方法操作简便,设备价格低廉,因此可以在许多国家和地区广泛使用。用这种方法确定表面层的厚度,可以画出相应的图表,实际应用极为方便。
        1加州公路土工承载比试验检测概述
        加州承载比主要用于综合评定路基土和路面材料的强度指标,并且主要用于国外的设计参数。在我国的公路路基路面工程设计规范中,设计参数主要基于回弹模量,近年来,我们充分借鉴了国外的相关经验,并将CBR纳入当前的设计和施工技术规范,并将其用作合适的路基填料的重要依据。可以看出,通过试验确定CBR值在公路设计和施工中具有非常重要的作用和意义。此方法主要用于测量通过标准面积压头实际灌入的试样压力,获得压力数值后,将其除以标准压力即可获得特定的CBR值。该值可用于综合评估公路施工过程中土壤结构的承载力。如果CBR值较高,则表示土壤硬度较高。耕地的CBR值通常约为3,而草皮和湿粘土的CBR值约为4.75,湿沙土的CBR值约为10。对于高质量的砾石,其CBR值可以达到80。
        2公路土工加州承载比试验检测
        2.1基本原理
        在试验过程中,根据路基施工过程中的压实要求和填料的最佳含水量,使用试筒制备试件。为了模拟使用该材料时的最不利状态,应在加载之前将其浸入水中4天。在浸入和试验过程中,应在试件的顶面上放置一块负载板,以模拟土壤基础上路面产生的附加应力。此时,应注意的是,在渗透测试期间,如果材料具有高的承载能力,则在压入预定的渗透深度时需要更大的荷载。
        2.2试料制备
        (1)把风干或烘干后的试料捣碎,此时,应注意的是粉碎程度小于拌合后的混合料的破碎程度,因此土壤质量可以符合规范在5毫米的筛网上顺利通过。
        (2)取100kg试料,用40mm筛网除去粒径在40mm以上的颗粒,将同时记录这些颗粒的比例。
        (3)试验开始前1天,选择试料以准确测定风干的含水量,当测试是细粒土时,样品重量应达到100g以上;当测试是中粒土壤、时,样品重量应达到1000g以上;当测试是粒径小于40mm的粗粒土时,样品的重量应超过2000g。
        2.3试件制备
        试件的制备方法为夯击法,操作步骤为:
        (1)称取试筒的重量,然后将试筒放在底板上,在试管中放入垫块,在试管的表面上放置滤纸,然后并设置套环。
        (2)通常制备三种试件,每一种样本需要3个小时,总共需要9个样本。将试件分为三层进行夯击,夯击次数每次都不同,第一次是30次、第二次是50次、第三次是98次,从小于95%到最大干密度,准备这9个试件所需的试料重量约为50kg左右。


        (3)通过四分法对筛分后的样品进行筛分,最后,选择约50公斤试料,然后按四分法将样品分开,总共9份,其中1份重约5公斤。
        (4)严格按照最佳含水量制备试件。将试料均匀铺在金属盘中,然后将计算出的水均匀撒在试料上,当是细料土时,水量应小于最佳水含量的3%;当是中粒土和粗糙土时,在造粒土时,应根据最佳含水量直接加水。
        用铲子对石料进行拌和,当是石灰稳定的土时,将试料与石灰均匀搅拌,然后将其放入密闭容器中。对于渗润时间,严格进行控制。
        (5)当是水泥稳定的土时,有必要在渗入的土中添加水泥,同时使用搅拌工具使其均匀。拌合细粒土时,添加适量的水,并严格控制最佳含水量。搅拌试样后,用湿布覆盖试样以避免蒸发。对于添加了水泥的试样,必须在1h内完成结束制作,如果拌合完成后超过1h,则应取消废除。
        (6)将击实筒放在平整且牢固的地面上,然后取出重1.8kg的试样并将其倒入筒中。在将表面整平并适当压实之后,根据所需的压实次数开始第一层压实。在压实过程中,击锤应沿垂直方向落下,落锤高度通常为45cm。在完成第一层的击实之后,检查该层的高度以确认是否合适并调整两层的实际用量。使用工具使击实的表面变粗糙。重复上述步骤以击实其余层。
        (7)拆下套环,使用工具将试件沿试筒的顶面平整并压实,并使用细粒土修复不平坦的表面。然后取出垫块,称取筒和试件的重量,然后开始湿气养生。
        (8)重复上述步骤制备其他试件。当仅准备第二种类型时,每层的夯击次数为50次,而仅准备第三种类型时,每层的夯击次数为30次。
        2.4泡水测膨胀量
        (1)将试件湿气养生3天后,在为平整土壤的情况下,完成试件制备后,取出顶面滤纸,放新的滤纸,然后在其上放一块多孔板,并施加足够的荷载板,确保试件顶面上的压力与结构层的压力相同。
        (2)将试管和多孔底板同时放入不防水的水槽中,同时拧紧模具,安好百分表,并读取初读数。
        (3)开始水槽中充水,以确保水进入试件的顶部和底部。在浸水过程中,水槽中的水面必须比顶面高25mm。通常情况下,浸水时间应达到96h。
        (4)浸入完成后,读取百分表读数,然后计算膨胀量。原试件的高度为120mm。
        (5)从水槽中取出试件,除去试件顶面积的水,放置15min以完成排水,然后取下滤纸、多孔板和底板都卸除,对质量进行称取并计算密度与湿度及其发生的变化。
        结语
        总之,最佳水分含量和最大干密度是做好此项试验工作的关键,基于此,在确定标准压实度的过程中应进行平行试验,并将其用作试样制备标准。所以改善试验结果的准确度。
        参考文献:
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        [2]夏蹇,孙宏达.岩土工程勘察土工试验中常见问题与处理方法分析[J].城市地理,2015(18):143.
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        [4]单祥军.岩土工程勘察土工试验中的常见问题及改善[J].科学中国人,2016(27):20.
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