CBR試驗(yàn)在公路工程檢測中的應(yīng)用分析

海暉

（云南省公路科學(xué)技術(shù)研究院，昆明 650051）

1 引言

公路工程建設(shè)中，CBR 試驗(yàn)檢測屬于較為常見的一種檢測手段，獲得的試驗(yàn)結(jié)果可以為公路施工材料選擇提供依據(jù)，保證公路工程建設(shè)質(zhì)量。CBR 試驗(yàn)檢測是近年來發(fā)展速度較快的新型檢測手段，具有操作簡單、設(shè)備經(jīng)濟(jì)性高、結(jié)果精準(zhǔn)等優(yōu)勢，在公路工程中應(yīng)用日漸廣泛，本文針對公路檢測中CBR 試驗(yàn)檢測的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析。

2 CBR檢測的重要性

CBR 是路基土及路面材料的重要強(qiáng)度指標(biāo)，屬于柔性路面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)重點(diǎn)考慮的因素，對公路工程建設(shè)意義重大。公路工程項(xiàng)目CBR 試驗(yàn)檢測環(huán)節(jié)通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的應(yīng)用，全面分析項(xiàng)目應(yīng)用的技術(shù)與材料，從而實(shí)現(xiàn)全面檢測的目標(biāo)。試驗(yàn)檢測環(huán)節(jié)，能夠?qū)⒃囼?yàn)設(shè)計(jì)方案與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)信息，綜合分析項(xiàng)目情況，確保工程質(zhì)量合格。實(shí)施CBR 試驗(yàn)檢測的重要性體現(xiàn)在以下方面。

1）CBR 試驗(yàn)檢測過程中，能夠?qū)饭こ淌┕げ牧系馁|(zhì)量進(jìn)行全面監(jiān)控。公路工程項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)，需要加大對各部件質(zhì)量的管理及控制力度。

2）強(qiáng)化CBR 試驗(yàn)檢測有助于公路工程質(zhì)量水平提升，保證延長公路使用壽命。

3）能夠評價分析公路施工新工藝與新材料，強(qiáng)化全面控制，獲得更高的公路工程施工技術(shù)水平，保證公路工程的良好發(fā)展[1]，并且實(shí)施公路工程檢測作業(yè)可防止質(zhì)量問題的出現(xiàn)，從而降低項(xiàng)目運(yùn)行成本。

4）保證工程進(jìn)度。CBR 試驗(yàn)檢測會對公路工程的進(jìn)度產(chǎn)生一定影響，如各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的完成決定著施工是否可以按期開展，若試驗(yàn)工作高質(zhì)量推進(jìn)，不僅可以提升工作效率，還能使工程根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃合理組織施工活動。

5）實(shí)施CBR 試驗(yàn)檢測還能保證資料的完整性。公路工程的施工項(xiàng)目較多，通過開展CBR 試驗(yàn)檢測可獲得準(zhǔn)確、完善的檢測數(shù)據(jù)信息，公路工程竣工時，能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)作為驗(yàn)收的主要依據(jù)，所以，開展CBR 試驗(yàn)檢測在公路工程中發(fā)揮著重要作用。

3 CBR試驗(yàn)過程

CBR 試驗(yàn)過程：在規(guī)定試筒內(nèi)制件后，應(yīng)用CBR 試驗(yàn)?zāi)軌蜥槍Ω鞣N土、基底層材料以及路面基層實(shí)施承載比試驗(yàn)，將試樣最大粒徑保持在20 mm 以內(nèi)，最大不可超出40 mm，同時含量不可高于5%。試驗(yàn)過程中，根據(jù)路基施工擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)獲得最大干密度與最佳含水量，結(jié)合最佳含水量，完成試件制備后，確定每層擊實(shí)數(shù)，加載前浸水4 晝夜，浸水與貫入試驗(yàn)環(huán)節(jié)需要向試件頂面施加荷載板，從而對土基承受的附加應(yīng)力進(jìn)行模擬。開展貫入試驗(yàn)時，材料承載力越高，需要施加的荷載則越大。對于CBR 值，實(shí)際上是路基材料貫入量達(dá)到2.5 mm或5 mm 時，單位壓力與標(biāo)準(zhǔn)碎石相同貫入時標(biāo)準(zhǔn)荷載強(qiáng)度的比值，主要用百分?jǐn)?shù)表示。

4 CBR試驗(yàn)在公路工程檢測中的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 工程概況

某高速公路共包含10 個合同段，本文針對第三合同段開展CBR 試驗(yàn)檢測。同時為使第三合同段的路基填方滿足施工要求，試驗(yàn)人員通過CBR 對填方施工質(zhì)量進(jìn)行控制。除此之外，該合同段分布有黃土，為保證土壤的工程性能，向其中加入生石灰進(jìn)行改性。分別在不同擊實(shí)次數(shù)、浸水時間、不同摻灰量條件下開展CBR 試驗(yàn)，將擊實(shí)次數(shù)定為30 擊、50 擊、98 擊；將浸水時間定為1 d、2 d、3 d；將生石灰摻和數(shù)量定為1%、2%、3%。

4.2 CBR試驗(yàn)要點(diǎn)

4.2.1 準(zhǔn)備試驗(yàn)料

開展CBR 試驗(yàn)檢測前，試驗(yàn)人員需要結(jié)合相關(guān)要求進(jìn)行取樣，在此過程中，要保證取樣的合理性與科學(xué)性，為后期試驗(yàn)檢測奠定良好基礎(chǔ)。需要注意的是，選擇的樣品應(yīng)具備較強(qiáng)的代表性，從而保證獲得更加準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)檢測結(jié)果。具體取樣環(huán)節(jié)，取樣人員需要清除表層土壤，隨后分別在同一垂面的上、中、下3 個層面取樣，同時使選取的土壤樣本滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，且可通過5 mm 篩孔。通常情況下，在施工現(xiàn)場獲得的土壤樣本均無法直接滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)人員應(yīng)對其進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括烘干、搗碎等，從而保證其滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，可從5 mm 篩孔中順利通過。由于土體中的含水量會影響土體強(qiáng)度，因此，試驗(yàn)人員在試驗(yàn)開展前，應(yīng)檢測土壤含水量，如果發(fā)現(xiàn)土壤含水量較大，需要實(shí)施風(fēng)干處理，使其滿足試驗(yàn)要求。

4.2.2 試件制備

第一，稱取試筒重量，并將試筒放置在地板上，將墊塊放在筒中，將濾紙放在墊塊表面，同時設(shè)置套環(huán)。

第二，一般要制備3 種試件，每種需要3 個，共需制備9 個試件[2]。所有試件均應(yīng)分3 層夯擊，每種試件夯擊次數(shù)不同，第一種夯擊30 次，第二種夯擊50 次，第三種夯擊98 次，通過對試件進(jìn)行夯擊，使其達(dá)到最大干密度，試件制備所需材料重量大約為50 kg。

第三，試料過篩后，選擇四分法進(jìn)行篩分處理，選取約50 kg的試料，利用四分法將試料分為9 份，每份質(zhì)量約5 kg。

第四，根據(jù)最佳含水率制備試件。在金屬盤中平整攤鋪試料，隨后在上方均勻?yàn)⑸辖?jīng)計(jì)算得到的水，對于細(xì)料土，水量需要低于最佳含水量約3%；對于中粒土及粗粒土，應(yīng)加水至最佳含水量。

第五，對于水泥穩(wěn)定土，應(yīng)向經(jīng)過浸潤的土中加入水泥，并且使用工具充分拌和，保證其擁有良好的均勻性。拌和細(xì)粒土?xí)r，需要添加適量的水，根據(jù)最佳含水量對加水量進(jìn)行嚴(yán)格控制。試樣攪拌完成后，將濕布覆蓋在試樣上方，防止水分蒸發(fā)。若試樣中加入了水泥，應(yīng)將制作時間控制在1 h 內(nèi)，若時間超出1 h，需要將其廢除。

第六，在平整的地面上放置擊實(shí)筒，隨后將1.8 kg 的試樣取出，并倒進(jìn)筒中，整平表面后適當(dāng)壓實(shí)，根據(jù)規(guī)定夯擊次數(shù)進(jìn)行首層擊實(shí)。擊實(shí)環(huán)節(jié)，沿著垂直方向落下?lián)翦N，通常將高度控制在45 cm。第一層擊實(shí)完成后，檢查這一層的高度，判斷是否符合要求，調(diào)整兩層實(shí)際用量。通過工具對其表面做拉毛處理。重復(fù)以上步驟，完成分層擊實(shí)操作。

第七，取下套環(huán)，沿著試筒頂面，使用工具對試件進(jìn)行修平壓實(shí)，若表面存在不平整位置，應(yīng)通過細(xì)粒土修補(bǔ)。取出墊塊，稱取筒與試件的重量。

第八，按照以上步驟將所有試件制備完畢。制備第二種試件時，每層均夯擊50 次，制備第三種試件時，每層夯擊98 次。

4.2.3 測量膨脹量

素土檢測過程中，為確保試件頂面壓力與結(jié)構(gòu)層壓力相同，可在多孔板上施加50 N 的荷載。為更好地測量試件浸水后的膨脹量，施工人員需要在干燥的水槽中放入試筒與多孔板，將模具拉緊，詳細(xì)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)[3]。向水槽中放水，當(dāng)水量高于試件頂部25 mm 時，可不再注水，通過浸水96 h，記錄獲得的數(shù)據(jù)信息，計(jì)算膨脹量。將試件從水槽中取出，將表面水分擦干后，靜置15 min，去除多孔板、底板、濾紙，稱取試件質(zhì)量，同時計(jì)算試樣密度與深度變化。

4.2.4 計(jì)算CBR

試驗(yàn)人員應(yīng)按照試驗(yàn)規(guī)定實(shí)施貫入試驗(yàn)，隨后讀取并記錄測力環(huán)中顯示的百分表讀數(shù)，同時計(jì)算兩個百分表均值，將其作為貫入量值。CBR 計(jì)算環(huán)節(jié)，應(yīng)通過貫入試驗(yàn)確定荷載等級，計(jì)算其與貫入斷面積的比值，獲得各級壓強(qiáng)，通過相關(guān)數(shù)據(jù)繪制貫入量及壓強(qiáng)曲線，若曲線起點(diǎn)位置存在較為明顯的凹凸現(xiàn)象，應(yīng)針對性地予以修正，通常可選擇切線延長的方式。在該曲線中，可讀取貫入量為2.5 mm 以及5.0 mm 時的荷載壓強(qiáng)，從而計(jì)算土體CBR 值。通常貫入量為2.5 mm 時的CBR 屬于各工程的標(biāo)注值，若貫入量為5.0 mm 時的CBR 更大，應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)操作，如果試驗(yàn)后還是相同的結(jié)果，需要將貫入量為5.0 mm 時的計(jì)算結(jié)果作為最終結(jié)果。

4.3 試驗(yàn)影響因素

第一，擊實(shí)次數(shù)。壓實(shí)次數(shù)不同時，獲得的材料壓實(shí)度也會存在較大差異[4]，即30 次、50 次、98 次，通過3 種擊實(shí)次數(shù)獲得的CBR 值，能夠繪制成近似直線，98 擊、50 擊、30 擊時的干密度分別為1.88 g/cm3、1.80 g/cm3、1.71 g/cm3，98 次擊實(shí)次數(shù)下獲得的CBR 可反映基層壓實(shí)后不均勻沉降情況。試驗(yàn)檢測結(jié)果中顯示，98 次擊實(shí)次數(shù)下，得到的材料CBR 離散較小，表示材料承載力均勻，經(jīng)受荷載壓力時，通常不會發(fā)生明顯的變形。

第二，黏粒含量。對于粉質(zhì)黏土而言，液相不高，黏土與粉土比例過小，獲得的CBR 較大。若土體主要由黏性顆粒構(gòu)成，其黏聚力會與剪切強(qiáng)度密切相關(guān)，黏粒水膜會逐漸轉(zhuǎn)變成自由水，這種情況下，會使土體中含水率明顯增加，導(dǎo)致土質(zhì)變軟。可以看出，土體中黏土與粉土比增加時，土體的抗剪強(qiáng)度會明顯下降，此時土體中的CBR 也會不斷下降。若土體中黏粒含量較少，黏粒多處于粉粒附近，膠結(jié)作用會明顯減小。

4.4 保證試驗(yàn)結(jié)果的策略

4.4.1 提升人員技術(shù)水平

第一，針對檢測人員，科學(xué)制定考核制度，明確考核標(biāo)準(zhǔn)，通過這樣的方式全面管理并記錄檢測工作人員的工作內(nèi)容，防止出現(xiàn)違規(guī)操作情況，確保操作流程科學(xué)合理。

第二，檢測人員具體工作環(huán)節(jié)，為保證各項(xiàng)工作高質(zhì)量開展，應(yīng)定期對人員的技能進(jìn)行培訓(xùn)，使其熟練掌握試驗(yàn)檢測技術(shù)，提升人員操作水平。

第三，在各項(xiàng)目中，為檢測工作人員提供實(shí)踐機(jī)會，在不斷實(shí)踐操作下，逐漸提高其工作能力，確保檢測人員綜合素質(zhì)符合檢測工作要求，提升試驗(yàn)檢測質(zhì)量。

4.4.2 嚴(yán)格控制原材料

公路工程中，原材料質(zhì)量檢驗(yàn)尤為重要，與公路工程質(zhì)量密切相關(guān)，所以，應(yīng)加大對原材料檢測力度，采購人員采購工程原材料時，應(yīng)全面開展市場調(diào)查工作，對各原材料市場情況進(jìn)行了解，隨后對比分析各供應(yīng)商，在此基礎(chǔ)上選出最適合的材料供應(yīng)商，從而從源頭對原材料質(zhì)量進(jìn)行控制，使采購的原材料滿足公路工程施工標(biāo)準(zhǔn)。此外，施工單位采購原材料時，還應(yīng)根據(jù)CBR 試驗(yàn)結(jié)果科學(xué)選擇原材料，以此實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的進(jìn)一步提升，使CBR 滿足相關(guān)要求。原材料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場后，工程檢測人員應(yīng)科學(xué)開展原材料管理工作，同時根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，科學(xué)制訂檢測方案，定期檢測原材料，防止原材料放置環(huán)節(jié)發(fā)生損害，影響到工作質(zhì)量。

4.4.3 應(yīng)用先進(jìn)儀器設(shè)備

公路工程CBR 試驗(yàn)檢測最終獲得的檢測結(jié)果會受到檢測儀器設(shè)備的直接影響，因此為保證檢測效果，需要應(yīng)用先進(jìn)的儀器設(shè)備。首先，試驗(yàn)檢測工作人員需要對先進(jìn)的檢測理念及設(shè)備進(jìn)行及時了解；其次，檢測單位不僅要積極引進(jìn)先進(jìn)的儀器設(shè)備，還應(yīng)加大對檢測人員的培訓(xùn)力度，充分發(fā)揮先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用價值。最后，檢測單位需要選擇正規(guī)廠家，從中購進(jìn)高精度儀器設(shè)備，減少由于檢測設(shè)備問題導(dǎo)致的工程質(zhì)量隱患。

5 結(jié)語

綜上所述，公路工程試驗(yàn)檢測時，需要全面了解CBR 試驗(yàn)檢測技術(shù)要點(diǎn)，做好試驗(yàn)料準(zhǔn)備、試件制備、膨脹量測量、CBR 計(jì)算等環(huán)節(jié)工作，并且還應(yīng)通過提升人員素質(zhì)、科學(xué)控制原料、應(yīng)用先進(jìn)的儀器設(shè)備等方式，不斷提升檢測水平，促進(jìn)公路工程建設(shè)發(fā)展。