浅谈公路工程CBR试验方法及应用

摘 要：本文介绍公路工程不同密度法和静力压实法两种 CBR 试验方法，分析了试验方法的要求及控制要点，总结不同路基结构层次填料压实度的要求。

关键词：公路工程；CBR试验；不同密度法；压实度

承载比试验又称加州承载比（California Bearing Ration 简称CBR）。所谓 CBR 值，是指试料贯入量达 2． 5 mm 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。

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》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 h 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 1 mm/min ～1.25 mm/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（ ）为纵坐标，绘制 — 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： 。

其中，CBR 为承载比，%，计算至 0.1；P 为单位压力，kPa。同时计算贯入量为5mm 时的承载比： 。

如果贯入量为5 mm 时的承载比大于2.5mm 时的承载比，应重做试验。若结果相同则采用 5 mm 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》中表 3.2.1对填料的规定（见表 1）。

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》对此已做出明确规定，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 K133 +100 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 2 所示。

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，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）。

图 1 CBR 与压实度关系图

根据《公路路基设计规范》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值，见表 3。

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

1.2.1 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 JTJ 057-85 公路路面基层材料试验规程中“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 JTJ 057-1994 公路工程无机结合料稳定材料试验规程同时废止了 JTJ 057-85 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

试筒规格：试筒直径 152 mm；试筒高 h =170 mm；垫块高 h1=50 mm。

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 40 mm。

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 1.70 g/cm3，最佳含水率为16.3%，试筒体积为 2177 cm3。现场需要得到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，见表 4。

按照表4 中的湿土质量和1． 2． 3 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] JTG E40-2007，公路土工试验规程［S］．

[2] JTG D30-2004，公路路基设计规范［S］．