承载比CBR试验装置

承载比（CBR）是评定路基土和路面材料的强度指标。承载比试验在土工试验中是一个重要而且相对复杂的试验。CBR值的确定对于公路工程的路基路面设计及施工都有非常重要的意义。

1.CBR又称加州承载比，是CaliforniaBearing Ratio的缩写，由美国加利福尼亚公路局首先提出来，用于评定路基土和路面材料的强度指标。在国外多采用CBR作为路面材料和路基土的设计参数。我国以前路基路面的设计规范中，对路面、路基的设计参数主要采用回弹模量指标，近年来，参考了国内外的实际情况，将CBR指标列入《公路路基设计规范》（JTJ 013—95）和《公路路基施工技术规范》（JTJ 033—95），作为路基填料选择的依据。因此CBR值的确定对于公路工程的路基路面设计及施工都有着非常重要的意义。

所谓CBR值就是试料贯入量达到2.5mm或5mm时的单位压力与标准碎石压入相同贯入量时的标准荷载（7MPa或l0.5MPa）的比值，用百分数来表示。

试验时,按路基施工时的*含水量及压实度要求在试筒内制备试件。为了模拟材料在使用过程中的zui不利状态，加载前饱水四昼夜。在浸水过程中及贯入试验时，在试件顶面施加荷载板。以模拟路面结构对土基的附加应力。需要注意的是，贯入试验中，材料的承载能力越高，对其压入一定贯入深度所需施加的荷载越大。

试验的技术要求有如下几点：

a）备料，试验采用风干试料，按四分法取样，一次备足击实CBR试验所需试样：

b）通过击实试验，求解试料的zui大干密度和*含水量;

C）按击实所得*含水量制备CBR试件;

d）试件顶面加承载板浸水四昼夜;

e）做贯入试验，加荷使贯入杆以lmm/min～1.25mm/min的速度压入试件，记录不同的贯入量及相应的荷载，总贯入量应超过7mm;

f）绘制单位压力p与贯入量L间的关系曲线，必要时进行原点修正;

g）从P—L关系曲线上读取贯人量为2.5mm及 5mm时的单位压力P2.5 （MPa）、P5（MPa），则 CBR2.5= P2.5/7*100%,CBR5= P5/105*100% ,一般采用CBR2.5 值作为材料承载比，如CBR5 > CBR2.5，则试验重做;如果结果仍然如此，则采用 CBR5 值作为材料承载比。

关于CBR值室内试验的详细步骤及具体要求可参见《公路土工试验规程》（JTJ 051—93）中的“承载比（CBR）试验（T0134—93）”。较大尺寸的土颗粒会对贯入试验的结果有一定的影响。

3.1 试样的制取应有代表性并尽量与施工实际相符《公路土工试验规程》（JTJ 051—93）中的“承载比（CBR）试验（T0134—93）”18.0.1.2中规定：“试样的zui大粒径宜控制在25mm以内.zui大不得超过38mm”。而在18.0.3中又有以下规定：“将具有代表性的风干试料用木碾捣碎.但应尽量注意不使土或粒料的单个颗粒破碎。土团均应捣碎到通过5mm的筛孔”。对于以上的这些规定，容易让人混淆：既然要过5mm的筛孔，何必要规定宜控制在25mm以内，zui大不得超过38mm呢?实际工作中，到底应过怎样的筛才能保证试样的代表性呢?笔者认为，应该视材料的具体情况而定。河北省虹宇仪器设备有限公司首要一点是，不使土的单个颗粒破碎。对于细粒土，应按要求过5mm的筛孔，这样就会使土在取样拌和时更加均匀。而对于一些含有较大尺寸的土或粒料就要过38mm的筛.超尺寸部分大于5%则进行结果修正。CBR试验规程中虽然允许25mm～38mm直径的土颗粒存在，但这种尺寸的土颗粒会对贯入试验的结果有一定的影响。因此，建议如果试样中25mm～38mm直径的土颗粒总量在5%以下时，应将其剔除。这样既考虑了土颗粒对贯入试验的影响，又能保证试验与施工实际相*.击实试验与CBR试验试样的制取也比较统

3.2 做好击实试验是CBR试验中非常关键的一步

准确地求出土的zui大干密度和*含水量是做CBR试验的前提和基础，也是整个试验中非常关键的一步。一旦击实试验的结果出现较大误差，将直接影响CBR试验结果的准确性，更甚则会导致CBR试验无法进行。在我站的委托试验中，委托编号为2005265的CBR试验就曾出现过以下情况：由某委托单位（施工单位）自行提供的击实结果来进行CBR试验，河北省虹宇仪器设备有限公司当我们试验室根据其提供的*含水量闷料后，凭经验发现土的含水量状态与*含水量状态有较大偏差。而且在试件成型时，采用96%的压实度，又出现压实非常困难的情况。对于正常的试验来说是很少出现这种情况的，这已经在一定程度上证明了该单位提供的*含水量结果存在较大误差。结果，在试件浸水1d后就发现测量膨胀量的百分表已经被土体的膨胀力顶过了极限，CBR值也相当低，仅为3.5%。该种情况的土水稳性太差，是不能用作路基填料的。施工单位应根据试验结果换土。但事实上,该土的CBR试验结果*是由于击实试验的结果不准确而导致的，所以在进行击实试验时一定要格外注意。

3.3 土样制备中应注意的问题

3.3.1 用*含水量进行CBR土样制备时，用干土法，因为湿土法也要先风干土，再取样测定土的天然含水量，这样相对干土法的制备多了一步工序，在一定程度上增加了人为误差。

3.3.2 如果试验室没有控制湿度和温度的条件,要视室内的空气湿度和温度的情况，如果在温度很高或者是空气很干燥的情况下，应在闷料的场地周围进行洒水降温和增加空气湿度，不要开风扇。而如果是在春天或空气非常潮湿的情况下，应用布擦干器具表面的水珠。

3.3.3 闷料前应将闷土的工具先润湿，避免工具在拌土的过程中带走应加的水分，但应掌握好润湿工具的程度，既不能太湿也不能太干，拌和时用喷雾洒水器，使水分均匀地喷洒在土的表面（对于粘性土尤为重要），从而保证所拌和的土样水分均匀且不成团。同时应掌握好拌和时问，并注意切勿使水分在拌和的过程中散失，确保同组试件含水量的偏差在允许的范围内。

进行贯入试验时，一般用百分表显示数据。为了使精确度更高，可采用位移传感器。贯人速度应控制为1mm/min～1.25mm/min。为使贯人量为250*10 -2mm时能有5个以上的读数，测力计内的*个读数应为贯入量30*10-2mm左右。由于不同土样的CBR值不一样，测力的百分表达到的几个定值需要在读取时临时决定，试验员要在试验中多积累经验。试验中若出现两个贯人量百分表的示值不*的情况，应分别读取并取其平均值。如果两个值偏差比较大则应予注明，并查看是否由于灌入杆与试件不垂直造成，以便在数据分析时进行考虑。

CBR图规定以单位压力助横坐标，贯人量为纵坐标，绘制P-L关系曲线。当贯人曲线起点处的凹向与主体曲线相反时要进行修正，修正的方法是在变曲率点引一切线与纵坐标交于O/点，并以O/为坐标系的原点。要注意的是，原点改变以后，单位压力应平移到新原点（如图1所示），压力应随着平移后的原点变化。然而一般试验员在进行试验时容易忽略这一点。

现行的《公路土工试验规程》（JTJ 051—93）有关“承载比（CBR）试验（T 0134—93）”一节中所规定的一些条款不够具体，在实际试验中经过多次反复的操作，证明有些规定是值得探讨的。

规程第18.0.2.5一节中规定：“路面材料强度仪或其他荷载装置：能量不小于50kN，能调节贯入速度至每分钟贯人lmm，可采用测力计式.. ”;第l8.0.4.7（3）一节中规定“.. 注意使贯人量达到250x10-2mm时.能有5个以上的读数..”。而在实际试验中.当参照规范用50kN的测力计进行试验时.贯入量到250*10-2mm时，测力环的指针一点反应都没有，我们依次用30kN、10kN的测力环进行试验而结果都一样，直至换上7.5kN的测力环，才能正常试验。究其原因有以下几点：a）由于规程所规定用能量不小于50kN的测力环装置.考虑的可能是路面材料所达到的承载力较大所致;b）由于路基材料大多数是土，而土体本身承载力相对较小,故用大量程的测力环在压力过小时无法显示。因此，在路基土的CBR试验中用7.5kN的测力环进行试验是比较合适的。

规程的第18.0.4.4一节中规定，用三层法或五层法的击实试验来进行试样的制件，而没有指出其他制件方法。在实际试验中，用击实法制件，很难在控制试件高度的同时，还要达到路基对压实度的要求。因为施工中路基的压实度是不可能达到100%的，且在《公路工程质量评定标准》中，对路基压实度根据公路等级、填、挖方及路基深度等有不同程度的规定。河北省虹宇仪器设备有限公司CBR试验中应该按土方路基中各层要求的压实度进行制件。那么在CBR试样的制件时，建议采用静压法。引用的原则是根据《无机结合料的试验规程》（JTJ 057—94）中的规定，对无侧限抗压试验的制件要求用静压法。该方法成型的准确度达98%以上，在操作上比击实法更简单、方便、快捷，水分不易损失，压实度的要求容易控制。所以，实际操作中还是静压法比较优越，且不与试验原理相违背。

规程的18.0.4.6中第（3）点要求：“……槽内水面应保持在试件顶面以上大约25mm..”。这从字面上理解有两种意思：a）试件中土样表面的顶面，离水面的高度应保持在大约25mm以上：b）试件加了承载板以后试筒的顶面，离水面的高度应保持在大约25mm以上。*种理解使规程中的这项要求毫无意义，因为水面连承载板顶面都没有浸过。对试件的吸水膨胀会有很大影响，故第二种理解才有道理，因为这个高度的规定是从水压力对土吸入水分后会产生一定的影响所考虑的。

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