公路工程中CBR试验检测技术应用
中 公路工程中 CBR 试验检测技术的应用 摘要:公路质量的试验检测是公路工程建设的重要工作,这关系到公路的顺利通行和人民群众的人身财产安全,如何提高公路质量也逐渐成为公路建设者关注的重点。就路基施工中的 CER试验检测技术进行分析,首先介绍了 CBR试验原理,详细叙述了 CBR试验过程,最后通过一系列试验研究 CBR值与土的粘性和粒径的关系,结果表明,CBR值与土的粘性成正比,与土的粒径成反比。
关键词:公路工程;CBR试验;应用 1CB R试验检测 1.1 基本原理 为模拟材料在使用过程中的最不利环境,在加载之前材料应浸水 4d 处理。浸水后进行贯入试验,为更真实模拟路基对土基产生的附加应力,试验过程中应在试件顶面施加荷载板。材料的强度越高,贯入量为 25mm 或 50mm 的荷载越大即 CBR值越大。
1.2 试料准备 (1)取样时的位置以及取样的均匀程度对试验结果产生重要的影响,因此取样时应规范操作。取样应除去表层土并在同一垂直面上中下三层各取等量土,或在等厚等宽断面完整取样。(2)根据我国规范,样品通过 5mm 筛以后才能进行制备,但是施工现场达不到这种要求,因此需将试料风干或烘干后捣碎,如果试料为黏土,则可以通过增加闷土试件来达到破碎的目的,使土团能顺利通过 5mm 筛网。(3)使用 40mm 筛网除去粒径在 40mm 以上的颗粒,并记录这部分颗粒所占比例。(4)土在不同含水量状态下,测出的强度值是不同的,因此试验开始 1d 前,应测定材料的风干含水量。当测试的是细粒土时,样品重量应不少于 100g;测试中粒土时,样品质量应不小于 1000g;测试粗粒土时,样品质量应不小于 2000g。
1.3 试件制备 (1)根据颗粒选择合适的试筒,称取试筒质量后将其置于底板上,依次放好垫块、滤纸和套环。(2)为使试件的实际干密度达到最大干密度,本文采用夯击法制备试件。共制备三种试件,每一组制备三个,每个试件都分三层夯击,每层夯击的次数不同。第一次为 30 次、第二次为 50 次、第三次为 98 次。(3)采用四分法对准备好的试料进行筛分,将筛分后的试料平铺在金属盘内,以最佳含水量为标准,在试料上撒布试验前计算确定的水量,使试料含水量维持在最佳含水量±2%左右。(4)当为水泥稳定土时,将土浸润后再加入水泥搅拌均匀。对细粒土进行搅拌时,以最佳含水量为标准控制细粒土的含水量。搅拌完成后,为避免水分
蒸发,可在试件表面铺上一层湿布。水泥试样制作过程若超过 1h 则应废弃。(5)将击实筒放平后向其中倒入试料,将表面平整以后进行首层击实。击锤一般从 45cm 高度垂直下落,第一层击实完成后对这一层高度进行检查,确认是否合适,以便对剩余两层实际用量进行调整。击实完成后的表面需要进行拉毛处理,结束后重复之前的操作,对剩下的分层进行击实处理。(6)取下套环,修平压实试筒表面土,取出试筒中的垫块,称取并记录试筒与试件的总质量。(7)重复以上操作制备其他试件,只是夯击次数有所不同。第二种试件制备时每层夯击 50 次,第三种试件每层均夯击 30 次。
1.4 泡水测膨胀量 (1)以素土制备试件时,试件顶面的滤纸应在制备结束后换一张,同时为保证试件的顶面压力和结构层压力一致,应设置多孔板以施加充足荷载板。(2)将试筒和多孔板一起放入空的水槽中,将模具拉紧,安置百分表,读取百分表示数。(3)水槽开始充水,水需要进入到试件的顶部和底部。水槽中的水面需在其顶面 25mm 左右,浸水时间为 96h。(4)浸水结束后,再次读取百分表读数,计算膨胀量。(5)从水槽中取出试件,擦除试件表面积水,静置15min,将多孔板、底板、滤纸都卸除后称取试件质量,计算试件密度与湿度变化。
1.5 贯入试验 我国规范规定采用 1.0mm/min~1.25mm/min 的标准。贯人试验中与浸水过程一样都需要在试件顶部增加荷载板增加重量,各国均统一采用施加 50N 荷载的标准方法。
2 影响因素 2.1 土质对 CBR值的影响 CBR值变化如表 1 所示。山皮土主要成分为风化石,风化石由各种碎石聚合而成因此基本没有内聚力,所以其抗剪强度由内摩擦角承担,内摩擦角包括颗粒间的相对滑动、滚动以及嵌挤形成的阻力,这些阻力与含水量关系不大,与土颗粒的大小、形状、强度相关,因此山皮土的抗剪强度主要取决于土壤的外形尺寸和粗糙度,与含水量的关系不大。而粉土粘性在表土和山皮土中间,其特性介于两者之间,因此其抗剪强度组成和 CBR值均在两者中间。可得结论:一般土的粘性越大,CBR值越小,CBR与土质粘性成反比关系。
2.2 土料粒径对 CBR值的影响 表土、粉土、山皮土三种土质在粒径不同时,CBR变化值如表 2 所示。由表 2 可知同一土质,随着粒径的增大,CBR值越大。不同土的最大粒径不同,粒径较大的情况下,浸水对其的影响就较小,粒径大的颗粒采用浸水处理时产生的作用微乎其微。因此 D193-93《CBR标准试验方法》中规定:该试验方法适用于最大粒径小于 19mm 的材料;当材料最大粒径大于 19mm 时需要对材料等级进行修正。
3 结语 本文详细描述了试验操作步骤,强调了操作过程的注意事项,这对正确理解承载比试验的机理具有重要意义。同时本文分析了土质和粒径对 CBR值得影响,得出有益结论:CBR值与土的粘性成正比,与土的粒径成反比,对以后 CBR试验操作具有重要指导作用。
参考文献 [1]曹海伶.CBR试验检测技术在公路工程中的应用分析[J].交通世界,2019,13:72-73. [2]杨广庆.承载比(CBR)试验技术分析[J].铁道建筑,2004,6:51-52. [3]朱志铎,郝建新,黄立平.CBR试验影响因素及在工程中应注意的几个问题[J].岩土力学,2006,9:1593-1595.
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