路基填土承载比(CBR)试验研究

第８期（总第１６０期）　试验研究一　路基填土承裁ｍ（Ｃ　Ｂ　Ｒ）试验前毙　彭仁琛　（厦门市工程检测中心有限公司，福建厦门３６１０００）　摘要本文通过在招银高速公路所做的承载比（ｃＢＲ）试验，经过对试验过程的研究和数据分析，总结了部分心得　体会并提出了对现行ＣＢＲ试验规范的一点建议，可供同行业试验人员参考借鉴。　关键词承载比；粒径；击实；贯入；ＣＢＲ值　０引言　漳州招银疏港高速公路是海峡西岸经济区高速公路网　的重要组成部分。该项目作为厦漳跨海大桥和沈海高速公路　２～４ｄ；自然温度与混凝土表层温差高峰出现在２—７ｄ。在此　期间混凝土强度增长最快但强度不高，表层强度尤低，若保　的联络线，与厦漳跨海大桥一起构成厦门湾南岸港口重要的　快递疏港通道。路段内跨越的地貌单元主要有丘陵、残积台　地、山问凹地、河流阶地与海积平原，沿线地区土壤主要有冲　成的大体积混凝土结构经建设、设计、监理等各方根据规范　要求检验，未出现裂缝、渗漏等质量问题，达到工程设计要　求。　温保湿不好，易出现小裂缝，故应加强对混凝土构件内部的　降温和表层的保温养护。　７结论　（１）大体积混凝土配合比设计中，可通过掺人粉煤灰和　使用具有缓凝效果的减水剂的方式，在保证混凝土强度和耐　（１）内部降温选用循环水二次冷却法，选择适当的冷却　管管径及合理可行的布置方案，通过选择水温、流量、流速，　控制降温速度和温差，达到降低混凝土中心温度、加快混凝　土体热量散失的目的。　久性的前提下减少水泥用量，降低大体积混凝土的水化温　升，延缓水化热峰值出现的时间。　（２）大体积混凝土配合比设计，在保证混凝土强度和耐　久性的前提下，应以控制混凝土内外温差为目标，防止产生　温度裂缝。通过理论计算混凝土内外温差，在配合比设计和　控制混凝土温度裂缝上起到很好的指导作用。　（２）表面保温方法应在混凝土抹压结束后先覆盖一层塑　料薄膜，其上再覆盖１～２层用麻袋包裹的草垫，避免太阳直　接照射，混凝土最初养护时不得浇水，避免表层温度产生剧　降而造成温差裂缝。混凝土抹压结束后所覆盖的塑料薄膜可　防止混凝土中的水分蒸发到大气中，使水分在薄膜下结成冷　凝水，这些水分再被混凝土吸收起到养护作用。混凝土养护　到适宜龄期时须进行表面蓄水和侧面喷淋养护，确保混凝土　内外和内部温差控制在２５℃以下。保湿养护的持续时间不　得少于１４ｄ。　（３）混凝土浇捣后，应及时正确的覆盖保温材料，并通过　浇水加强早期混凝土保温保湿养护，严格控制内外温差，防　止产生裂缝。　参考文献　（３）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表　面温度与环境温差小于２０％时，可全部拆除。保湿养护过程　中，应经常检查保护层的完整情况，保持混凝土表面湿润。塑　料薄膜、麻袋、阻燃保温被等可作为保温材料覆盖混凝土和　［１】隋雪萍，朱中华，丁新亭．大体积混凝土配合比设计及工　程中的应用Ｕ】．混凝土，２０１２，２７８（１２）：１３２－－１３５．　［２】高翔，刘建忠，李海．普通硅酸盐水泥在大体积混凝土中　的应用［刀．公路，２００５，８：１３６—１３８．　模板，必要时可搭设挡风保温棚或遮阳降温棚。覆盖层的增　减应根据温控指标的要求和实测情况进行调整。　［３】宋良瑞．外加剂的选用对基础大体积混凝土裂缝的影响　与控制Ｕ１　混凝土，２０１３，２８０（２）：１４３—１４６　６工程质量　工程实际施工时，从搅拌站抽取１５组标准抗压试件进　行抗压强度检测，经过标准养护６０ｄ，混凝土平均抗压强度　达４６．４ＭＰａ，最低强度为４４．６ＭＰａ，满足Ｃ３５强度等级设计要　［４】沈拥军．大体积混凝土中掺粉煤灰技术Ⅱ］．粉煤灰综合　利用，２００４（６）：２７—２８　作者简介：徐国宾，男（１９８４—０３）本科，助理工程师，研究　方向：无机非金属材料。　求。成型抗渗试件３组，经检测抗渗等级达到ＰＩＯ要求。已完　・３１・　■试验研究　趣楚建Ｉ前　２０１４血　击砂土层、粉质粘土、耕植土、海积土、风化花岗岩等，除了海　积土不能作为填筑路基材料外，其余四种均可通过土的承载　￣Ｌ（ＣＢＲ）试验来确定其适用性。　ＣＢＲ又称加州承载比，是用于评定土基和路面材料承载　能力的指标。ＣＢＲ值是指试料贯人量达２．５ｍｍ或５ｍｍ时，单　位压力对标准碎石压入相同贯人量的标准荷载强度（７ＭＰａ　或１０．５ＭＰａ）的比值，用百分数表示。ＣＢＲ值越大，表示材料　抵抗局部荷载压入变形能力越强。在国外多采用ＣＢＲ值作　为路面材料和路基填料的设计参数，我国现行沥青和水泥混　凝土路面设计规范已将ＣＢＲ值作为路基填料选择的依据。　１试验研究　１．１试验原理　按标准击实试验所确定的土样的最大干密度和最佳含　水率制备三种不同密实度的ＣＢＲ试件，之后在试件顶部施　加一定荷载以模拟路面结构自重对土基的附加应力，然后再　将试件完全浸水四昼夜以使土样处于使用过程中的最不利　状态，最后在这种状态下对试件进行局部贯人试验以检验土　体局部抗剪切变形破坏的能力，用ＣＢＲ值表示。　１．２试验步骤　（１）备料：筛除大于４０ｍｍ粒径的颗粒，按土样最佳含水　率准备９份相同试样击实；　（２）击实：分别按３０击、５Ｏ击、９８击制备各三个ＣＢＲ标　准试件；　（３）浸水：将试件完全浸水四昼夜，期间保持试件顶面距　水面至少２５ｍｍ：　（４）贯入：保持贯入杆以１～１．２５ｍｒｒｄｍｉｎ的速度压入试件，　记录不同贯入量下百分表读数及相应测力环变形量。　１．３试验要点　（１）粒径控制。《公路土工试验规程》（ＪｒＩ’Ｇ　Ｅ４０—２００７，以下　简称规程）规定，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％。笔者在试验过程中发现，　粒径越大的土样试验时越容易发生偏压现象，除去试料在击　实过程中的挤压导致颗粒分布不均这个不可控的原因，笔者　认为最主要的原因是由于大粒径的颗粒在贯入杆的荷载作　用下不易破碎，从而导致贯入杆与试件的圆形接触面受力不　均，进而产生偏压现象。偏压严重时会出现一侧百分表转动　很快而另一侧百分表停滞不前甚至倒转的情况，对试验结果　产生很大的影响。由于规程中并没有对这种情况做出解释和　判定，所以在备料时应严格控制试样粒径的大小以免影响试　验结果。　（２）击实试验。标准击实试验规定大试简击实后，试样不　应高于筒顶面６ｍｍ；承载比试验规定，试筒击实后，试样不宜　高出筒高ｌＯｍｍ。前者属于硬性规定，不应高于即高于６ｍｍ　・３２・　的试件对试验结果影响较大，应该剔除；而后者属于建议性　指标，不宜高于即高一点也没有很大的影响。同时，规程上注　明ＣＢＲ击实试验时每层击实后的试样应高出１／３筒高１　２ｍｍ，即４１—４２ｍｍ，这就要求试验人员在试验时注意观察，　调整每层加料质量，使试件的最终高度符合规范要求。但是　对于新的土样，试验人员在成型ＣＢＲ试件时，由于无法预知　经过３０击或５Ｏ击之后土样能够达到百分之几的密实度，从　而不能反算出击实试验时每层应加入的土样质量，同时为了　使成型后的试件能够符合规范要求，试验人员往往通过修土　或者补土的方法完成试件，这样做的后果是，３０击和５Ｏ击试　件的单体差异性增大，从而使ＣＢＲ值变异系数增大，影响试　验结果的准确性。所以笔者的经验是，随着击实功的减小（击　实锤落距变短，击实功变小），从底层到中间层到顶层所加的　试样质量应逐层减小，减小辐度视土样类别而定，根据平时　的经验可总结得出。这样可以最大限度避免试件高出或不足　的现象，把试件差异性造成的试验结果差异降到较低的水　平。　（３）贯入试验。从水槽中取出的ＣＢＲ试件应先倒出试件　顶面的水，其后排水１５ｍｉｎ。试验时首先要选择合适量程的测　力环，根据二八定律，试验室至少应准备三个量程的测力环：　７．５ｋＮ、３０ｋＮ和１００ｋＮ才能满足日常检测需求；接着使贯人　杆与试件顶面全面接触，在贯入杆周围放置４块荷载板并对　贯入杆施加４５Ｎ荷载，其中４５Ｎ荷载是模拟路面材料对路基　的应力作用，４５Ｎ的荷载可根据每个测力环的应力曲线计算　（ｙ＝ａｘ＋ｂ，此时ｖ为４５Ｎ，ａ，ｂ已知，易求出Ｘ，即为预压４５Ｎ时　测力环百分表应走的格数）；之后将三个百分表指针均调整　为整数并记录，即为初始读数；最后接通电源开始贯入，应保　证承台能够以１～１．２５ｍｎｄｍｉｎ的速度匀速上升。规程规定，　应使贯入量为２．５ｍｍ时能有５个以上的读数。图１、图２是　同一土样３０击ＣＢＲ试件的ｐ—ｌ关系曲线。　单位脏力《　＾）　攀、　＼　、￣　＼　、．　ｔ　望　懈　图１　第８期（总第１６０期）　悫楚建Ｉ前　由表１可以看出：　试验研究●　（１）总体而言，随着颗粒粒径的增大，土的ＣＢＲ值在增大；　（２）土的液塑限和塑性指数与ＣＢＲ值的大小并没有直　接关系；　（３）砂砾类土的ＣＢＲ值随着最大干密度的增大而增大，　黏土、粉土的ＣＢＲ值与最大密度没有直接的关系；　（４）砂砾类土贯入量为５ｍｍ时的ＣＢＲ值均大于贯入量　为２．５ｒａｍ时的ＣＢＲ值。　所以笔者认为，在保证施工质量的前提下，同时为了避　免不必要的人力物力浪费，实际施工中应针对不同类别的土　采取不同的ＣＢＲ值判别方法：细粒土的ＣＢＲ取值参照标准　取值方法执行；粗粒土的ＣＢＲ值取两种贯入量之大值，无需　再多做重复试验。　３结论　（１）ＣＢＲ试件备料时应严格控制土样粒径的大小以免由　于粒径太大产生严重的偏压现象进而影响试验结果的准确性。　（２）在进行３Ｏ击和５０击的ＣＢＲ试件成型时，应预估土　样能够达到的大概密实度，通过土样最大干密度进行反算平　均每层应加的试料质量，然后通过逐层适量减少的方法以使　试件高度满足试验要求。　（３）贯人试验时，应针对不同类别的土样灵活选用不同　的贯入量整读数以减小试验误差：对于细粒土应选用初始读　数间隔较大的方法，对于粗粒土可灵活选用。　（４）建议对ＣＢＲ值的判别方法进行区分：细粒土的ＣＢＲ　取值参照标准方法执行；粗粒土的ＣＢＲ值取首次试验结果　的大值，无需再多做重复试验。　参考文献　【１】ＪＴＧ　Ｅ４０—２００７公路土工试验规程［ｓ】．　［２】ＪＴＧ　ＦＩＯ一２００６公路路基施工技术规范）［Ｓ１　【３Ｊ　ＪＴＧ　Ｄ３０—２００４公路路基设计规范ＩＳ】　序号砉豢拿　液限　箍熬　表１各种土样的物理力学指标统计　［４　Ｊ］ＴＧ　Ｄ５０－２００６公路沥青路面施工技术　规范ＩＳ】　【５】高志超衡大高速公路路基填料标准研究　．长安大学，２０１　１　［６饶法强，６１方怡洵．承载比试验制件方法探　讨［Ｊ］．公路与汽运，２００２，（４）　作者简介：彭仁琛，男，１９８５年出生，材　料学与工程专业，学士学位，助理工程师。　・３３・