李芳升
(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán),山西 太原 030009)
CBR主要用于路面材料及路基土指標(biāo)強(qiáng)度的評(píng)定指標(biāo)。CBR值,即試料達(dá)到2.5 mm貫入量時(shí),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)隨時(shí)的相同貫入量時(shí),單位壓力和荷載強(qiáng)度比值,一般以百分比形式表示。
廣靈至渾源高速公路:項(xiàng)目起于蕉山工業(yè)園區(qū)與河北暖泉鎮(zhèn)之間冀晉交界處,終點(diǎn)止于南榆林鄉(xiāng)姜家溝村西北,路線全長(zhǎng)77.3 km,設(shè)置5處互通式立體交叉。以K21+400-K23+347段路基為試驗(yàn)段,作為CBR的試驗(yàn)對(duì)象。
填料產(chǎn)地為深圳組合填料產(chǎn)地,WL=35.3%的液限,lp=15.4%的塑性指數(shù),Wp=21.3%的塑限,粒徑符合相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.1 擊實(shí)、分樣
利用四分法將來(lái)樣分別取25 kg和30 kg兩份試料。利用擊實(shí)試驗(yàn)法,去30 kg試料,其最大干密度為1.85 g/cm3,含水最佳量為12.8%。
2.2.2 制件
取試料25 kg,含水量為w=7.1%。利用四分法,取三分試料,每份試料為 7kg,按照含水最佳量進(jìn)行試件制備,加水量應(yīng)為:m=6 000(wopt-w)/(1+w)=325.8 g。
2.2.3 泡水測(cè)膨脹量
在多孔底板上置放已稱(chēng)好的質(zhì)量試件,利用拉桿拉緊試筒和底板,置放濾紙,安裝調(diào)節(jié)桿,添加四塊荷載板和百分表;在水槽內(nèi)放入三個(gè)試件,待穩(wěn)定后,通過(guò)百分表讀取讀數(shù),按照標(biāo)準(zhǔn)放水和泡水;待泡水結(jié)束后,通過(guò)試件的百分表,讀取最終讀數(shù),并去除試件,靜置排水16 min,卸去裝置,稱(chēng)試件和試筒質(zhì)量。
2.2.4 試驗(yàn)貫入
按照規(guī)程標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行試驗(yàn)貫入,讀數(shù)時(shí),仔細(xì)記錄好測(cè)變形的2個(gè)百分比,2個(gè)示值平均值即為壓力對(duì)應(yīng)的貫入量。
利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行CBR值計(jì)算:
當(dāng)L 為2.5 mm 時(shí),P1=3 024 kPa,P2=3 291 kPa,P3=3 038 kPa;CBR1=45.1%,CBR2=47.3%,CBR3=45.3%。
當(dāng)L 為5 mm 時(shí),P1′=5 647 kPa,P2′=5 881 kPa,P3′=6 312 kPa;CBR1′=54.1%,CBR2′=56.4%,CBR3′=60.6%。
3.1.1 黏土
WL=43.3%的液限,lp=18.9%的塑性指數(shù),Wp=24.8%的塑限,含水最佳量為15.5%,1.80 g/cm3的最大干密度;試驗(yàn)膨脹量結(jié)果:3.01%的膨脹量,1.81 g/cm3的密度,173 mL的吸水量;試驗(yàn)貫入結(jié)果:CBR=5.7%。
3.1.2 粉土
WL=27.9%的液限,lp=9.9%的塑性指數(shù),Wp=19.3%的塑限,含水最佳量為13.2%,1.85 g/cm3的最大干密度;試驗(yàn)膨脹量結(jié)果:1.13%的膨脹量,1.796 g/cm3的密度,121 mL的吸水量;試驗(yàn)貫入結(jié)果:CBR=43%。
3.1.3 山皮土
黑黏土含量較少,大多數(shù)為風(fēng)化塊石,含水最佳量為6.9%,2.32 g/cm3的最大干密度;試驗(yàn)膨脹量結(jié)果:0.08%的膨脹量,2.312 6 g/cm3的密度,31 mL的吸水量;試驗(yàn)貫入結(jié)果:CBR=54.4%。
材料承載力越高,壓入荷載也隨之增大,CBR值也會(huì)越來(lái)越大。
分別取上述山皮土4%、5%、6%含水量,相同擊實(shí)功進(jìn)行3種山皮土的膨脹量、干密度試驗(yàn)和貫入試驗(yàn)結(jié)果:當(dāng)含水量為4%時(shí),干密度為2.212 g/cm-3,膨脹量為0.34%,吸水量為224 mL,承載比為42.3%;當(dāng)含水量為5%時(shí),干密度為2.241 g/cm-3,膨脹量為0.18%,吸水量為125 mL,承載比為48.7%;當(dāng)含水量為6%時(shí),干密度為2.249 g/cm-3,膨脹量為0.08%,吸水量為32 mL,承載比為54.3%。
試樣時(shí)的最大粒徑應(yīng)小于37 mm,并進(jìn)行過(guò)篩,仔細(xì)記錄顆粒超尺寸的百分?jǐn)?shù);試件成形的過(guò)程中,控制好每層的加料量,確保每層承受的擊實(shí)功相同。待第3層擊實(shí)完成后,試樣應(yīng)低于筒頂邊緣9 mm;試件泡水時(shí),防止振動(dòng),水面高度保持在試件頂面25 mm以上;在貫入試驗(yàn)和讀數(shù)時(shí),應(yīng)有5個(gè)以上小于2.5 mm的貫入量數(shù)據(jù),確保準(zhǔn)確繪圖,以便于修正原點(diǎn)。應(yīng)至少2個(gè)以上的5 mm貫入量數(shù)據(jù),以避免修正原點(diǎn)后,欠缺曲線。
CBR試驗(yàn)應(yīng)用于公路工程路基的時(shí)間不長(zhǎng),需根據(jù)不同的土質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn),其試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果可作為未來(lái)公路工程路基的參考數(shù)據(jù),以保證公路工程路基的施工質(zhì)量。
[1]王海俊,殷宗澤,余湘娟等.粉土路堤填料的 CBR試驗(yàn)研究[J].路基工程,2006(1):56~58.
[2]曹艷民.淺析公路工程中的CBR試驗(yàn)[J].公路交通技術(shù),2009(2):13~14.