土工检测试验(CBR、含水、筛分、击实)

路基路面强度和承载能力CBR试验检测方法

路基路面强度和承载能力CBR试验检测方法承载比（CBR）又称加州承载比，是评定土基及路面基层材料强度的一种方法。由于该法简便，因而被许多国家采用。

CBR是路基土和路面材料的强度指标，是柔性路面设计的主要参数之一。在我国的柔性路面设计中，虽以路面土和路面材料的回弹模量值作为设计参数，但在路基路面施工规范中仍将CBR作为一项力学指标。在现场测试中CBR值的离散性较大。

本试验方法只适用于在规定的试筒内制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比实验。试件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%

1、检测器具

（1）圆孔筛：孔径40mm、20mm及5mm筛各一个

（2）试筒：内径152mm、高170mm的金属圆筒；套环：高50mm；筒内垫块：直径151mm、高50mm；夯击底板：同击实仪。可用击实试验的大击实筒

（3）夯锤和导管：夯锤的底面直径50mm，总质量 4.5kg。夯锤在导管内的总行程为450mm，夯锤的形式和尺寸与重型击实实验法所用的相同。

（4）灌入杆：端面直径50mm、长约100mm的金属杆

（5）路面材料强度仪或其他荷载装置：能量小于50KN，能调节灌入速度至每分钟灌入1mm，可采用测力计式。

（6）百分表：三个

（7）试件顶面上的多孔板（测试件吸水时的膨胀量）

（8）多孔底板（试件放上后浸泡水中）

（9）测膨胀量时支承百分表的架子

（10）荷载板：直径150mm，中心孔眼直径52mm，每块质量1.25kg，共4块，并沿直径分为两个半圆块

（11）水槽：浸泡试件用，槽内水面高出试件顶面25mm。 （12）其他：台秤，感量为试件用量的0.1%；拌和盘；钢直尺；滤纸；脱模器等与击实试验相同。

2、试件

（1）用木碾将具有代表性的风干材料（必要时可在50℃烘箱内烘干）捣碎，应注意尽量不使土或颗粒的单个颗粒破碎。土团均应捣碎到通过5mm的筛孔。

车辆工程技术120工程技术

1　CBR试验检测技术原理 承载比（CBR）试验是表征路基土、粒料、稳定土强度的一种指标。试验环境模拟最不利的情况，试验前首先将材料浸水4d，为模拟室外路基对天然土基产生的附加应力，进行贯入试验时应在试件顶面增设一个荷载板，试件材料的强度越大，则贯入量为2.5mm或5.0mm的荷载就越大，即测得的CBR值越大。2　CBR试验检测技术要点 （1）试料准备。试验前首先需要取样，试样质量直接决定CBR试验结果，因此，取样时必须严格按照规范要求，清除表层土后对同一垂直面的上中下三层分别选取等质量的土样。根据规范要求，土样需要通过5mm的筛孔，但根据以往经验发现，施工现场选取土样一般都不满足要求，需要经烘干捣碎后方可顺利通过5mm的筛孔。此外，还需将大于40mm的土颗粒剔除并记录这部分土颗粒质量。试验前一天需要测定土样的含水量，不同的含水量条件会对强度造成影响，当含水量过大时应进行风干。针对不同的土颗粒大小，土样质量有一定要求。 （2）试件制备。根据颗粒粒径选择合适的试筒，将试筒置于底板上，并按顺序依次放置垫块、滤纸和套环。为使试件达到最大干密度，需确定击实方法和击实次数。将土样放置在金属盘内，采用四分法对其进行筛分，以最佳含水量为标准，向试样上喷洒之前计算好的用水量，以确保试样含水量保持在±2%左右。当土质较特殊时，如水泥稳定土，需将土浸湿后添加水泥进行搅拌，以最佳含水量为标准对细粒土的含水量进行控制，为防止水分蒸发，将试验用试样装入密封的塑料袋中。 （3）膨胀量测量。若对素土进行检测，同时为保证试件顶面压力和结构层压力保持一致，可以设置多孔板以便施加5.0kg的荷载。为测量试件泡水后的膨胀量，将试件试筒和多孔板一起置于水槽中（先不放水），拉紧模具并安放百分表，读取表中数据。当水浸入到试件顶部25mm时停止注水，浸水96h后读取百分表数据，计算膨胀量。最后将试件从水槽中取出，将表面水擦拭干净后放置15min，卸除多孔板、底板和滤纸后称取试样质量，计算试样密度和湿度变化。 （4）贯入试验。根据规范要求采用1.0～1.25mm/min速度进行贯入试验，试验时也需在试样顶部施加荷载以增加荷载板重量，先在贯入杆上施加45N荷载，然后将测力计和位移传感器数据归零。使贯入量为2.5mm时，能有5个以上的力值、位移读数。3　工程概况 某公路位于我国西北部地区，为提高公路路基强度和稳定性，对该地区黄土路基进行改性，本文选用掺加生石灰的方式，分别在不同击实次数、不同掺灰量和浸水条件下进行CBR试验，研究其对CBR试验结果的影响。本文采用重型击实法，生石灰掺量分别为1%、2%、3%和4%，试件分三层击实，每层击实次数分别为30、50、70和98，检测在不浸水条件下和浸水1d、2d、3d、4d条件下的CBR值。表1　不同掺灰量、击实次数条件下的压实度变化 （1）掺灰量对压实度的影响。为研究黄土路基在掺加石灰后对其密实度的影响，本文按照规定要求制作试件并测其压实度，试验结果见表1。 由表1可知：1）在击实次数相同的条件下，掺加石灰后的压实度明显小于不掺加石灰的，且随着石灰掺量的逐渐增加，路基压实度逐渐降低，主要由于掺加石灰后黄土颗粒之间的凝聚力降低，导致石灰土塑性下降，同时黄土路基中一部分水分与石灰产生水化作用，增加了黄土颗粒之间的内摩擦力，进而影响压实效果。2）在掺灰量相同的条件下，随着每层击实次数的增加，黄土路基压实度逐渐提升，但可压实空间在逐渐减小。 （2）浸水时间对CBR的影响。选择击实次数为70次，对掺加石灰的黄土试样在浸水1d、2d、3d、4d后的CBR值进行检测，检测结果如表2所示。表2　击实70次时试件CBR值与浸水时间的变化关系 由表2可知，不掺加石灰的黄土水稳定性较差，其CBR值随时间的增加而减小，在浸水时间1d时下降幅度最大，之后又迅速减小，而掺加石灰后的黄土CBR呈现不同的变化情况，在浸水1d时CBR下降幅度较小，但随着浸水时间的延长，其CBR值反而升高，主要是由于灰土间发生离子交换作用、水胶连接作用、固结反应和碳酸化结晶等。 （3）掺灰量对CBR的影响。选择浸水时间为4d，对掺灰量分别为0、1%、2%、3%、4%的黄土试样CBR值进行检测，通过分析可知，CBR值随着掺灰量的增加逐渐增大，在掺灰量为3%时达到最大值，之后继续增加掺灰量，CBR值反而降低，主要因为石灰掺量在很少时可以对黄土起到稳定作用，石灰本身的塑性、膨胀率等参数减小使得石灰土密度增大。当石灰掺量继续增加导致石灰在黄土中的分散均匀性变差，部分石灰在土壤中以自由灰的形式分布，从而使路基强度下降，因此，针对黄土路基，推荐石灰最佳掺量为3%。4　结束语 综上所述，目前，公路施工虽然常以路基土和路面材料的回弹模量值作为设计参数，但在路基路面施工中，仍将承载比（CBR）作为力学指标以指导工程设计和施工。随着试验检测技术不断完善，必须把握承载比（CBR）试验技术要点，按要求开展承载比（CBR）试验，提高工程设计水平和施工效果，保证公路施工建设质量，已成为设计和施工单位不可忽视的工作。参考文献：[1]蒋小刚.浅谈承载比（CBR）试验及在高速公路中的应用[J].交通科技,2014(4):58-63.[2]王峰娟.公路工程沥青路面施工技术与质量控制策略[J].交通标准化,2014(8):39-41.浅析CBR试验检测技术在公路工程中的应用元珊珊,张淑娟（河南海威路桥工程咨询有限公司,郑州 450000）摘　要：承载比（CBR）是路基土和路面材料的强度指标，也是柔性路面设计需重点考虑的内容，在整个公路工程建设中具有积极作用。为此，本文在全面了解CBR试验检测技术原理的基础上，阐述了CBR试验检测影响因素，并结合具体案例，对CBR试验检测技术在公路工程中的应用要点进行了分析与探究。关键词：CBR试验；技术原理；影响因素

精品文档 1 委托单位 委托编号

工程名称 样品编号

工程部位/用途 样品名称

试验依据 JTG E40-2007《公路土工试验规程》 判定依据 JTG F10-2006《公路路基施工技术规范》

主要仪器设备及编号 液塑限联合测定仪（JTG-6）、电子天平（JTG-17）、烘箱（JTG-5）、电动击实仪（JTG-20）、

电子天平（ JTG-17）、电子天平（ JJL-3）、烘箱（ JTG-5）、全自动CBR试验仪（ JTG-12）

型号规格 生产单位

样品描述 生产日期

代表数量 到样日期

试验日期 试验条件

序号 检测项目 技术指标 检测结果 结果判定 试验方法

1 击实 最大干密度（g/㎝3） ——

最佳含水量（%） ——

2 液塑限 塑限wp(%) ——

液限wl(%)

塑性指数IP(%)

3 天然稠度wc ——

4 土的CBR 膨

胀

量

(%) 98次 ——

50次 ——

30次 ——

CBR（%） 100%压实度 ——

96%压实度 上路床(0-30cm)

下路床(30-80cm)

94%压实度

93%压实度

检测结论：

备注：击实、液塑限、CBR计算表、试验曲线参考附表。

试验： 审核： 签发： 日期： 年 月 日

精品文档 1

土的击实、液塑限、CBR试验检测报告附表

1、土的击实曲线：

2、 土的锥入深度和含水率的关系

3、土的击实与CBR对应关系

贯入试验 CBR(%) 98击 50击 30击

承载比

(查下图) 所需压实度

公路工程试验检测项目及频率汇总表

序号 类别 检验项目 采用标准 检测频率 取样方法

1 土工 颗粒分析、界限含水量、击实试验、室内CBR试验 JTG E40《公路土工试验规程》

JTG F10《公路路基施工技术规范》

《公路工程标准施工招标文件》2009版 每5000m3或土质发生变化时 取具有代表性的扰动土

2 细集料（水泥砼用） 筛分、含泥量、泥块含量 JTG E42《公路工程集料试验规程》

《公路工程标准施工招标文件》2009版

JTJ041《公路桥涵施工技术规范》 以进场数量为一检验批，每检验批代表数量不得超过400m3 取样前先铲除堆脚等处无代表性的部分,再在料堆的顶部、中部和底部，各由均匀分布的几个不同部位，抽取大致相等的8份组成一组试样。 表观密度、堆积密度、坚固性 每一料源检验1次

含水量 混凝土开盘前必做

3 细集料（沥青砼用) 筛分、含泥量、泥块含量、砂当量或亚甲兰值 JTG E42《公路工程集料试验规程》

《公路工程标准施工招标文件》2009版

JTG E40《公路沥青路面施工技术规范》 以进场数量为一检验批，每检验批代表数量不得超过400 m3 取样前先铲除堆脚等处无代表性的部分，再在料堆的顶部、中部和底部,各由均匀分布的几个不同部位，抽取大致相等的8份组成一组试样. 坚固性、棱角性 每一料源检验1次

4 粗集料（水泥砼用) 筛分、含泥量、针片状含量、压碎值 JTG E42《公路工程集料试验规程》

JTJ041《公路桥涵施工技术规范》 每批次进场检验1次，每检验批代表数量不得超过400m3 取样前先铲除堆脚等处无代表性的部分，再在料堆的顶部、中部和底部,各由均匀分布的几个不同部位,抽取大致相等的15份组成一组试样。 表观密度、堆积密度、坚固性、碱活性 每一料源检验1次

含水量 混凝土开盘前必做

5 粗集料(沥青混合料用) 筛分、含泥量、针片状含量、压碎值、表观密度、吸水率 JTG E42《公路工程集料试验规程》