公路路基CBR指標及試驗應用問題

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摘要：我國社會發(fā)展中，對于交通系統(tǒng)的建設完善十分重視。交通路網(wǎng)的建設，將為我國各地區(qū)的經(jīng)濟、文化往來提供更為便利的條件，尤其是對于一些邊緣地區(qū)而言，路網(wǎng)的建設對于地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展更是有著直接的促進作用。在公路施工中，路基施工質(zhì)量對于公路實際使用壽命會產(chǎn)生極大的影響，為了保證路基施工的質(zhì)量，使公路使用壽命符合項目設計的預期，世界各國工程建設中，通常會使用 cbr 指標以及相關的試驗對路基性能進行檢測，以保證公路路基施工符合設計要求，使用壽命能夠符合設計的預期。本次研究中，將就我國公路施工中 CBR 指標以及相關試驗在公路路基施工中的實際應用，并指出當前我國 CBR 試驗過程中出現(xiàn)的具體問題，為我國公路建設路基 CBR 指標以及 CBR 試驗實際應用的進一步優(yōu)化提供一定的理論參考依據(jù)，助力我國公路建設水平的提升。

關鍵詞：公路施工　CBR 指標　CBR 試驗

在土木工程項目施工過程中，CBR指標以及CBR試驗在工程質(zhì)量檢測領域得到了廣泛的應用。CBR主要在道路施工中加以應用，主要是檢測道路的路基部分建筑材料的荷載能力。其中的CBR值，具體指的是當試驗用的物料達到2.5mm的貫入量時，物料在單位面積內(nèi)所受承受壓力的極限以及物料單位面積內(nèi)的荷載強度的比值，通常情況下，CBR值通常使用百分數(shù)形式進行表示。在我國的公路工程的施工建設中，對于公路路基施工的檢測都需要使用CBR指標以及CBR試驗技術手段，而本次研究中，就將對此展開深入的研究，發(fā)現(xiàn)我國公路工程施工過程中，使用CBR指標以及CBR試驗進行路基施工質(zhì)量檢測中存在的具體問題。

1公路路基施工質(zhì)量檢測中CBR指標以及CBR試驗的實際應用

關于CBR指標以及CBR試驗在公路工程施工建設中的實際應用，本次研究中以貴州黔東南州劍河至黎平高速路段的施工作為研究實例，分下研究該路段施工建設過程中CBR指標以及CBR試驗技術手段的應用。

1.1項目簡介

這一路段的總體長度為73.2km，在這一路段中，共設置有5處互通式立體交叉路口。這一路段在地理區(qū)位上位于橫斷山區(qū)，是我國地理一二級階梯的交匯處，受到多種形式地質(zhì)活動的影響，地質(zhì)條件相對比較復雜，在我國高速公路的施工中有一定的代表性。因此，在本次研究中，選取該路段作為具體的試驗對象，展開CBR指標以及CBR試驗在公路工程施工建設中實際應用的具體分析[1]。

1.2具體試驗流程

1.2.1試驗樣本的提取

使用四分法從試驗路段的路基部分分別企圖質(zhì)量為25kg與30kg兩份試驗用路基施工原料。而后再使用擊實試驗方法，對其中質(zhì)量為30kg的試驗用原料進行試驗檢測。在檢測結果中，該份試驗用原料的最大干密度為1.85kg/cm3，而最佳含水量為12.8%。

1.2.2試驗樣本制備

本次試驗中共提取試驗用原料兩份，兩份試驗用原料的質(zhì)量分別為25kg與30kg，在第一部分中，已經(jīng)對質(zhì)量為30kg的試驗用原料進行了相關的處理。在這一部分中，需要對質(zhì)量為25kg的試驗用原料進行針對性的處理[2]。這一份試驗用原料的含水量經(jīng)過檢測，為w=7.1%。在測得試驗用原料的實際含水量后，再對這份樣本進行下一步的處理，使用四分法，將試驗用原料劃分為等質(zhì)量的3份，每一份原料的質(zhì)量均為7kg。而后，按照試驗用原料的最佳含水量向原料中添加適量的水，從而使樣本達到最佳的水分狀態(tài)。

1.2.3對試驗用原料進行膨脹測量

取一個底部有較多孔洞的板材，在這塊板材上將已經(jīng)稱得質(zhì)量的試驗用原料放置在上面，而后再使用拉桿裝置將試驗用試桶與底部板材拉緊，在上面放置試驗中需要的濾紙，并將調(diào)節(jié)桿安裝在底板上。除此之外，還要在試驗裝置內(nèi)部加入四塊荷載板與百分數(shù)顯示表，用以觀察記錄測試數(shù)據(jù)使用；在以上幾項工作完成后，在實驗裝置的水槽位置中將事先準備好的三份質(zhì)量為7kg的試驗用原料放入其中，等到試驗用原料不再出現(xiàn)晃動，形態(tài)保持穩(wěn)定之后，觀察百分數(shù)顯示表，讀取表盤中所顯示的示數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，向試驗用原料內(nèi)注入一定量的水分，讓試驗用原料處于浸泡的狀態(tài)；在水分浸泡的試驗程序結束之后，再次讀取百分數(shù)顯示表上所顯示的示數(shù)，將試驗用原料從水槽中移除，靜置等待原料內(nèi)容的水分向外排出，這一過程根據(jù)試驗相關要求，需要維持16分鐘。在試驗用原料內(nèi)部水分向外排放16分鐘后，將相關的試驗裝置進行拆解，稱取當前試驗用原料以及試桶的質(zhì)量[3]。

1.2.4貫入

根據(jù)該項試驗具體的執(zhí)行標準，進行試驗貫入的操作。在讀取相關示數(shù)的時候，需要仔細記錄好測變形的2個百分比，2個示值平均值即為壓力對應的貫入量[4]。1.3CBR值的計算在以上各項試驗流程全部完成后，需要對樣本的CBR值進行計算，以便獲取該份樣本的CBR指標，從而判定該路段路基部分的荷載與材料強度是否符合工程設計要求。通過計算程序，最終該路段路基施工材料的CBR值具體為;當貫入量設定為2.5mm時，該試驗樣本的最終的CBR值分別為：CBR1=45.2%、CBR2=47.4%、CBR3=45.4%；而當貫入量被設定為5mm時，該試驗樣本的最終的CBR值分別為：CBR1=54.2%、CBR2=56.5%、CBR3=60.7%。

2針對不同土質(zhì)進行的CBR試驗

不同公路施工的環(huán)境是有很大差別的，我國是一個幅員遼闊的國家，不同地區(qū)的氣候與土質(zhì)對于公路施工的實際工程質(zhì)量有著極大的影響。在本次研究中，提及的CBR指標以及CBR試驗項目主要是用于公路路基施工材料所能承受的壓強極限以及極限荷載的檢測。而在公路路基的施工建設中，路基的實際荷載能力也會受到路基基底不同土質(zhì)的影響。因此，在CBR指標以及CBR試驗在公路路基施工質(zhì)量檢測的實際應用中，對于不同路基基底土質(zhì)的CBR試驗也是其中重要的檢測程序。

2.1黏土土質(zhì)的CBR試驗

正常情況下，黏土土質(zhì)的液限為43.3%，塑性指數(shù)則為19.9%，塑限能夠得到24.8%。黏土土質(zhì)的含水量最佳值為15.5%，而在充分脫水的條件下，黏土土質(zhì)的最大密度通常為1.80g/cm3[5]。對于黏土土質(zhì)的CBR試驗，在具體的試驗方法上不需要做出調(diào)整，試驗的具體內(nèi)容也相同。最終的CBR試驗結果為：黏土土質(zhì)的膨脹量能夠達到3.01%，膨脹到極限狀態(tài)時，單位面積密度能夠達到1.81g/cm3，而黏土土質(zhì)的吸水量能夠達到173ml；貫入試驗得到的CBR值則為5.7%。

2.2粉土土質(zhì)的CBR試驗

正常情況下，粉土土質(zhì)的液限為27.9%，塑性指數(shù)則為9.9%，塑限能夠得到19.3%。黏土土質(zhì)的含水量最佳值為13.2%，而在充分脫水的條件下，黏土土質(zhì)的最大密度通常為1.85g/cm3[6]。對于粉土土質(zhì)的CBR試驗的最終的試驗結果為：粉土土質(zhì)的膨脹量能夠達到1.13%，膨脹到極限狀態(tài)時，單位面積密度能夠達到1.797g/cm3，而粉土土質(zhì)的吸水量能夠達到121ml；貫入試驗得到的CBR值則為43.1%。

2.3山皮土土質(zhì)的CBR試驗

山皮土是一種由多種土壤共同組成的復合型土壤，在山皮土的組成部分中，絕大部分為風化的碎石顆粒，此外還含有少量的黑黏土。由于不同地區(qū)地質(zhì)條件的差異，山皮土中的組成成分的比例也會存在一定的差異。因此，山皮土土質(zhì)的液限、塑限以及塑性指數(shù)也會隨著山皮土組成成分比例的變化而變化，無法做到精確的測量。而在通常情況下，山皮土土質(zhì)的含水量最佳值為6.9%，而在充分脫水的條件下，山皮土土質(zhì)的最大密度通常為2.32g/cm3[7]。對于山皮土土質(zhì)的CBR試驗的最終的試驗結果為：山皮土土質(zhì)的膨脹量能夠達到0.08%，膨脹到極限狀態(tài)時，單位面積密度能夠達到2.313g/cm3，而山皮土土質(zhì)的吸水量相對較小，僅能達到31ml；貫入試驗得到的CBR值則為54.4%。

3針對同一種土質(zhì)在不同干密度條件

下進行的CBR試驗我國是一個多山地的國家，在公路施工的過程中，最常遇到的就是山皮土土質(zhì)[8]。因此，本次研究中選擇山皮土進行同一土質(zhì)在不同干密度條件下的CBR試驗。首先，將提取的山皮土樣本進行脫水處理，保證樣本內(nèi)部不含有任何的水分；而后，再將脫水處理后的山皮土樣本均分為3份，在這3份樣本中根據(jù)試驗要求向其中添加水量的水分，使這3份樣本的含水量分別為4%、5%與6%。之后，在分別對這3分樣本進行CBR試驗，具體的試驗結果為：當樣本含水量為4%時，樣本密度為2.213g/cm3，膨脹量為0.33%，吸水量能夠達到225ml；貫入試驗得到的CBR值則為42.4%；當樣本含水量為5%時，樣本密度為2.242g/cm3，膨脹量為0.19%，吸水量能夠達到126ml；貫入試驗得到的CBR值則為48.6%；當樣本含水量為6%時，樣本密度為2.248g/cm3，膨脹量為0.09%，吸水量能夠達到33ml；貫入試驗得到的CBR值則為54.4%。

4CBR試驗有可能出現(xiàn)的問題與解決對策

4.1試驗中可能出現(xiàn)的問題

由于CBR檢測技術已經(jīng)經(jīng)過了一個較長的發(fā)展階段，通過不斷地應用實踐，該項技術已經(jīng)不存在具體技術層面的問題，能夠在實際的工程施工中進行應用推廣。而在CBR試驗的實際應用過程中，還是會出現(xiàn)一定的問題。目前我國在CBR試驗在公路路基施工質(zhì)量檢測中應用的主要問題在于，我國是一個多山地的國家，很多地區(qū)在公路施工中，都需要面對山皮土的土質(zhì)。山皮土中由于含有大量的碎石，當碎石顆粒過大時，會使得對于樣本的初始判斷出現(xiàn)失誤，進而影響最終的試驗結果，對正常工程施工造成影響[9]。

4.2問題處理措施

針對樣本采樣中出現(xiàn)的問題，在樣本的處理環(huán)節(jié)要更為精細。首先，試驗用的樣本在提取的過程中，工作人員要對樣本進行過篩，從中篩選出不符合試驗要求的大直徑顆粒；而在試驗用原料的進一步處理過程中，要控制好每一層的加料量，確保試驗用原料在試驗過程中都能受到等同的力。最后一層原料處理完成后，原料在試筒中最高點要低于試筒口9mm；在對原料進行浸泡處理時，水面高度要確保高于試驗用原料月25mm，以使原料足量的吸收水分。以上操作程序完成后，試驗結果的準確性能夠有充分的提升，保證CBR試驗在實際應用過程中的應用效果[10]。結束語：CBR技術在工程質(zhì)量檢測領域體現(xiàn)出極大的先進性，對于工程質(zhì)量檢測的發(fā)展起到了重要的推動作用。這一技術在公路路基質(zhì)量的檢測中應用相對較晚，而我國引入此項檢測技術的時間則要更短一些。但是，由于有充分的技術支撐，該項技術在公路路基施工質(zhì)量檢測中的應用極為順利。鑒于此項技術在公路路基施工質(zhì)量檢測中應用的時間較晚，在實際應用的過程中應該更為注意。在應用過程中，要充分結合當?shù)赝临|(zhì)情況，為公路路基施工提供更切近實際的路基基底土質(zhì)的參考依據(jù)，切實保證公路路基施工的質(zhì)量。

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[10]肖啟揚，朱樸.Excel軟件在路基路面CBR試驗曲線擬合中的應用[J].市政技術，2020，38（05）：38-39+286.

作者:鄧爽 李妍 單位:貴州省黔東南苗族侗族自治州凱里市