CBR試驗在路基工程中的應用

張偉

摘 要：CBR作為評價現(xiàn)代化道路路基土體材料性能及強度的一種重要指標，深入掌握CBR的實際應用要點和標準，對于解決當前我國路基建設強度不足和質(zhì)量較差的問題能夠發(fā)揮出非常有效的作用。本文重點就CBR試驗在路基工程項目中的應用進行了探討。

關(guān)鍵詞：CBR試驗;路基工程;應用

0 引言

在現(xiàn)代化道路建設施工項目中，施工單位對于路基施工的質(zhì)量以及路基土體材料強度的控制，將直接影響到道路工程的建設效果與整體水平。而目前國內(nèi)大部分道路工程施工單位盡管已經(jīng)初步掌握了CBR的試驗原理和試驗技術(shù)，但是在對試驗結(jié)果的分析和實際應用環(huán)節(jié)中卻存在著很大的不足之處。因此，為了能夠進一步有效運用CBR來指導道路路基施工建設的質(zhì)量控制工作，還需要對CBR試驗進行深入的探究與廣泛的應用。

1 CBR試驗的過程及控制要點

工程概況：某高速公路是省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的“九縱線”的重要組成部分，是綜合運輸體系發(fā)展“十二五”規(guī)劃的重要建設項目。本標段路線起點K69+000，終點K76+680，路線全長7.680 km，共設主線橋1 243.2 m/4座，涵洞6道、通道9道，橋梁總長占路線總長的16.19%;互通立交1處， 互通區(qū)內(nèi)設置有橋梁85.6 m/1座，涵洞5道，通道2道;連接線一條，涵洞7道。本標段路基挖方323.343萬m3，填方283.006萬m3。合同額3.057億元，總工期22個月。區(qū)域內(nèi)主要路網(wǎng)有省道S266、鄉(xiāng)道Y795，主線全線采用雙向四車道高速公路，設計速度為100 km/h，路基寬度為26 m?；ネ⒔辉O計時速40 km/h，路基寬度12 m。連接線長2.29 km，路基寬度10 m，設計速度60 km/h。本工程路基為高填方多且填筑數(shù)量大，施工過程中填筑質(zhì)量控制是難點。

1.1 土體樣本擊實試驗

為了精確地測得路基土體材料的最大干密度以及最佳含水率的相關(guān)參數(shù)，需要試驗人員對路基的土體進行采樣和試驗。根據(jù)路基工程的實際施工質(zhì)量要求，選擇適宜的土場采集一定量的土體樣本，試驗人員在將土體樣本取樣后在試驗室首先需要進行風干、雜質(zhì)清理和篩選，選出一部分具有代表性的土樣利用擊實儀等設備對樣本進行擊實試驗。當擊實至土樣到達最大干密度時，試驗人員需要測量并記錄此時的最大干密度值，并綜合測得的含水率形成數(shù)據(jù)表格和擊實曲線圖（如表1、圖1所示）。

依據(jù)擊實曲線所反映的含水率與最大干密度值變化趨勢，該土樣最佳含水率為17.1%，最大干密度為1.71 g/cm3。

1.2 CBR試件制作流程

在制作CBR試件的過程中，需要根據(jù)測得的最佳含水率來設置不同干密度的試件用于做進一步試驗，根據(jù)標準CBR試驗的需求應設置至少三組不同最大干密度的試驗組，每組試驗組內(nèi)應包含三個相同最大干密度和含水率的試樣，這樣才能夠充分的發(fā)揮出對比試驗的效果，以及為可能出現(xiàn)的試驗失誤問題提供充足的試驗樣本。試驗人員在設置最佳含水率后應采取控制路基土體材料擊實次數(shù)的方式，來進一步調(diào)節(jié)三組CBR試樣的最大干密度，這樣才能夠獲得性能更穩(wěn)定、最大干密度水平更均一的試驗組。

1.3 試樣浸水處理及膨脹量測量

測量CBR試樣在經(jīng)過浸水處理后的膨脹量大小，同樣也是影響CBR試驗測量結(jié)果準確性和試驗代表性的重要環(huán)節(jié)。為了更加有效地控制CBR的膨脹量能夠滿足試驗的需求標準，因此要精確地控制每一組試樣在浸水處理的時長與水溫，通常在浸水處理時需要保持CBR試樣在室溫下浸水四個晝夜來達到標準的膨脹量。

1.4 貫入試驗的控制要點

進行CBR試驗的最終目的是為了測得構(gòu)成公路路基土體結(jié)構(gòu)的材料的強度所達到的標準等級，因此試驗的最后一個環(huán)節(jié)是對三組不同最大干密度的CBR試樣進行貫入試驗。在此過程中，要利用土體材料強度測試儀來測試每一組試樣在不同的壓力下所產(chǎn)生的形變量變化。并對每組試驗樣本所采用的貫入量與單位壓力進行準確記錄，綜合計算得到的CBR值形成數(shù)據(jù)表格形成試驗結(jié)果以供后續(xù)實際應用參考。不同擊實次數(shù)的CBR值如表2所示。

2 CBR試驗結(jié)果在路基工程強度控制中的應用

我國公路路基施工規(guī)范標準給出的路基填料最小承載比與壓實度標準數(shù)據(jù)參考表如表3所示。

2.1 CBR試驗在公路路基土體強度判定方法中的應用

依據(jù)CBR試驗所得到的結(jié)果對公路路基土體強度進行有效的判定，這樣能夠在很大程度上避免實際施工過程中由于不規(guī)范施工和工程質(zhì)量管理強度較低的問題，而引起的路基塌陷和使用壽命較短等不良現(xiàn)象。因此，CBR試驗的實際應用價值就在于能否借助該試驗原理及方法對實際的路基施

工土地強度控制提供佐證和參考，而目前在道路工程中常用的土體強度判斷方法主要為以下兩種：

2.1.1 繪圖法判定路基強度

繪圖法的核心內(nèi)容是通過對CBR試驗中測得的各項試驗數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，最后綜合各項性能指數(shù)與CBR一同

繪制成曲線圖來提高數(shù)據(jù)對比的直觀性與清晰度。例如在CBR試驗中影響試樣材料最大干密度的重要因素之一便是試樣擊實的次數(shù)，因此可以統(tǒng)計在試驗過程中不同樣本組的擊實次數(shù)與最終形成的CBR指數(shù)，這樣繪制形成的數(shù)據(jù)折線圖便能夠真實的反映出，在實際的路徑施工過程中擊實次數(shù)所造成的干密度對于路基土體材料強度的影響程度和變化趨勢。路基土體材料干密度與CBR指數(shù)的關(guān)系如圖2所示：

除此之外，為了便于工程設計人員及施工人員在實際的路基建設過程中，對相應的施工條件下路基土體材料的CBR指數(shù)進行查詢，同樣也可以利用繪圖法來繪制相應的曲線圖，從而更加直觀的體現(xiàn)出各項參數(shù)和CBR指數(shù)之間的影響與關(guān)聯(lián)。例如，除了土體材料的最大干密度和含水率之外，壓實度也是在實際的路基施工過程中影響CBR指數(shù)的重要因素。那么便可以通過統(tǒng)計和計算CBR試驗中的試樣壓實度與最終形成的土體材料強度指數(shù)形成曲線圖，以此來實現(xiàn)根據(jù)繪圖標準查詢樣本壓實度進而便能夠得到相應的標準CBR指數(shù)的效果，這極大的提高了路基工程現(xiàn)場施工的效率和工程管理人員有效控制路基強度的便捷性。根據(jù)壓實度計算得到的干密度和CBR關(guān)系如圖3所示。

2.1.2 方程法判定路基強度

方程法主要利用了CBR試驗中的各項參數(shù)來計算各類參數(shù)與CBR的線性關(guān)系，從而通過建立直線方程的方式來進一步實現(xiàn)對兩個試驗參數(shù)變量計算，便能夠求得路基土體材料強度CBR參數(shù)的目的。例如，可以將路基的上路床、下路床、上路堤和下路堤的壓實度測量結(jié)果代入到CBR計算方程中，這樣便能夠更加快捷的求得不同路基位置以及不同壓實度下的CBR變化，從而更加有效地控制路基施工的質(zhì)量和路基土體結(jié)構(gòu)的強度。運用方程法測得的數(shù)據(jù)匯總表如表4所示。

2.2 CBR試驗在路基強度結(jié)果判定中的應用

結(jié)果判定是將CBR試驗中的方法和原理，轉(zhuǎn)化為對實際道路路基施工過程具有指導意義的重要環(huán)節(jié)。施工人員可以通過按照表4或者圖3形式繪制形成的數(shù)據(jù)圖與數(shù)據(jù)表，對相應條件下的CBR進行查詢，從而能夠更加快捷并且直接的獲取到相應的路基施工強度要求與標準，這樣便能夠有效提高路基施工強度控制的科學性和精準性水平。

3 結(jié)束語

綜上所述，CBR試驗作為指導現(xiàn)代化路基施工強度控制的重要方法，應該得到有關(guān)施工單位及技術(shù)人員的充分重視。應進一步提高對CBR試驗原理和方法的探究深度，同時結(jié)合路基施工存在的實際問題與施工標準，更加有效地控制影響路基強度的各項因素，從而確保路基施工的質(zhì)量能夠達到更高的水平。

參考文獻：

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