对公路工程CBR试验检测要点进行分析

对公路工程CBR试验检测要点进行分析

张爱明 卢海峰

内蒙古高建路桥工程有限公司  内蒙古包头市 014030

摘要：在公路工程中，CBR试验是一项指标性的土工测试，它不仅反映了土壤以及材料的承载能力，而且对于道路的设计、施工和质量评价至关重要。CBR试验通过模拟公路路面结构受到轮载压实时的情况，以得出土壤抗压和抗渗透的能力。这一试验标准在世界范围内被广泛采纳，并成为评估土壤承载强度的重要参考依据。

关键词：公路工程；CBR试验；检测要点

在对公路道基材料进行CBR试验时，存在若干关键检测要点，这些要点的掌握与执行直接影响着试验结果的准确性和可靠性。首先，试验标本的取样与制备必须按照规范进行，确保样品能够真实地代表现场材料的状态。样本需要在规定条件下达到充分饱和，这样可以更准确地模仿现实中的湿润条件下的土壤性能。

一、公路工程CBR试验检测的重要性

CBR试验是公路工程设计中必不可少的一环，通过检测可以准确了解基层材料的承载能力，这对于保证道路的稳定性和使用寿命具有重要意义。由于CBR值直接关联到路基和路面设计的厚度，如果材料的承载能力不足，可能会导致公路在使用过程中出现变形、裂缝等问题，进而影响公路的平整度和舒适度，增加维修成本，缩短公路的使用寿命[1]。通过CBR试验预先检测并选择合适的材料，可以有效避免这类问题的发生，确保公路工程的高质量标准，延长其服务周期。

二、公路工程CBR试验检测要点

（一）试料准备

进行材料取样时，必须将表层土清理干净，避免因表层土质变化大或杂质夹杂而影响试验结果。再在同一垂直面上，均匀选取3层土样，这样做是为了保证样品的代表性，进而确保试验结果更具参考价值。选择土样后，土样需经过5mm筛孔处理，去除较大的颗粒，保证样本的一致性和可工作性。根据实际操作经验，若现场得到的土样无法满足通过5mm筛孔的要求，则需对土样进行烘干和捣碎处理，保证土样能够顺利过筛。在取样过程中，对超过40mm的土颗粒进行清理是必不可少的一步，这些大颗粒会在制备标准土样时造成不均匀性，从而影响试验结果的准确性。并且，清理大颗粒土样的同时，应详细记录清理掉的颗粒含量，这一步骤不仅有助于理解土样的实际状况，也是后续分析试验结果的重要参考。试料准备的另一个关键环节是进行土样含水量的检测，这一点在试验前一日完成[2]。含水量是衡量土体质量和性能的重要指标之一，它直接关联着土体的稠密度、压缩性及弹性模量等物理性能，进而影响CBR值。因此，对土样含水量的准确检测，不仅可以为CBR试验提供准确的初始条件，还能通过预测土体在不同含水量下的性能变化，为公路结构设计提供可靠依据。

（二）试料制备

试件制备是CBR承载比试验中的关键步骤，它直接关系到试验的准确性和可重复性。选择适合的试筒是试件制备的基础。试筒的直径、高度以及底座等必须符合规定的标准。通过准确测量试筒的质量，并将其与其他组成部分如垫块、滤纸、套环准确组装在一起，确保试筒的完整性与稳定性，为接下来的材料填装提供必要的基础条件。在材料填装前的准备阶段，规范化操作尤为关键。使用四分法筛选材料可以确保试样的均匀性，这是保证试件制备质量的前提。击实方法的选择也非常重要，通常情况下选择夯击法，这一方法通过控制击实能量来保证试件的干密度与最佳干密度匹配，确保试件具有良好的结构与密实度。含水量的控制是试件制备中的关键环节，它直接影响到土的压实特性和CBR值的结果。对于材料的含水量，应保持在最佳含水量左右（通常约2%），以保证土体湿度的一致性。通过快速测定的方法，在每次填土之前，确认土体含水量，如果含水量偏差较大，则需要相应调整，保证后续步骤的准确性。针对特殊材料如水泥稳定土，搅拌时必须注意浸水、搅拌均匀和水泥的加入时间。水泥掺加后的土样，应迅速、均匀地搅拌以防止水泥提前水化与硬化。搅拌完成后，需防止水分过快蒸发，通常可以在试件表面覆盖湿润的土工布以维持试件的湿度[3]。随后的填装与夯实过程中均匀倒入试件材料，平整表面，然后根据土的性质和试验要求进行击实操作。在击实每一层材料之前，应确保上一层土已经平整且紧密。通常，每层土的厚度应保持一致，夯实应均匀且有规律，每一层都要进行必要的击实次数。夯实完成后，删除套环部分，小心清理试筒的表面，保持试件的平整与完整。如果试样出现裂缝或边缘不整齐，则需要重新制备。正确完成这些步骤之后，试件即可用于CBR承载比试验。

（三）泡水测膨胀量

泡水测膨胀量是用于评估土体湿涨性的一项重要试验，它模拟土体在饱和水条件下的膨胀行为，并为土工项目提供设计参数。试件的制备和养生是整个试验流程的基础，试件需保持自然状态，包含土粒的真实特性。制备完的试件须在湿润条件下养生3天。养生过程主要是为了保持试件内部水分的均匀分布和防止其干燥损坏，从而能更准确地模拟天然土体在实际环境中的吸水和膨胀现象。试件从养生室拿出后，将顶部的旧滤纸取下，替换新滤纸。滤纸的作用主要是防止直接接触土试件的多孔板被泥土堵塞，同时保证水分可以均匀渗透进试件。多孔板上放置合适数量的荷载板，是为了模拟实际结构层的荷载状况，保证试件在浸水过程中顶面保持恒定的压力，以模拟现场状况。将试筒和多孔底板一起置于无水的水槽中，这样做是为了避免试件过快吸水引起非均匀膨胀，影响结果的精确度。使用专用的模具拉紧处理保证试筒固定，避免在浸水膨胀过程中发生移动或倾斜。随后安装百分表以精确测量试件的膨胀量，记录初始读数，为后续的对比分析打下基础。将水槽缓慢充水，直至水面高出试件顶面25mm左右。这样可以确保测试的连续性和试件两侧受水影响的一致性。水位的控制不仅关系到试验的顺利进行，更是模拟土体饱和状态的重要条件。试件需全尺寸浸水，确保它从顶部和底部都能吸水。通常浸水时间控制在96小时以上，以便让试件达到几乎饱和状态，完全体现土体的膨胀特性。这一时间长度的设定基于土体吸水膨胀的规律，确保数据的准确性和代表性。在浸水的不同阶段，应定时读取并记录由百分表得出的膨胀读数。浸水结束后，记录最终的膨胀读数。膨胀率即初始和最终读数的差值与试件初始高度之比，通常以百分比表示。在实际工程应用中，土体的膨胀率信息对于指导地基处理、防护结构设计等均有重要意义。

（四）数值读取

当完成对试件的泡水和承载能力测试后，应迅速而准确地读取各项数据，以它们为基础进行进一步的分析。读取的CBR值和后续的稳定性测试结果为土壤的强度和承载能力提供了量化的评估。为了确保试验结果的准确性和可信度，取出试件后应在短时间内完成压力读取，并以非常严谨的方式进行。在试验结束后，通常需要在相同的条件下对试件进行15分钟的静置，以允许应力在试件中重新分布和稳定，确保了测得的CBR值更加接近真实场合下的承载能力。在某些情况下，根据土壤的类型和水分状况，可能需要适当延长这个静置时间以获得更精确的读数。完成静置后对CBR值的读取，这一步骤在很大程度上决定了最终分析结果的可靠度。若CBR值与预期或者标准值出现显著差异，就需要进一步分析原因，这可能涉及到测量方法的准确性，试件的状态是否符合规定，或实验操作是否标准等方面。如果CBR值的读数在相同组试件中出现较大差别，则可能表明土壤的均匀性存疑或试验过程中出现了偏差。这时，应该检查试验过程中的所有环节，包括试验方法的适用性、试件的制备过程、加载速率、试验设备的准确性以及试验操作的标准化等。

结束语：

总之，在公路工程设计和施工过程中，CBR试验作为评估土壤承载能力的关键试验，对于保障工程质量和道路使用安全起着举足轻重的作用。通过本次探讨，我们不仅重新审视了CBR试验的关键检测要点，而且也提出了严格遵守操作规程、精确控制实验条件以及提升操作技能等多项保证试验准确性与可靠性的建议。

参考文献：

[1]周凯欣,刘来虎. 材料试验检测在公路工程中的应用研究 [J]. 交通建设与管理, 2023, (06): 148-149.

[2]王智谋. 公路工程水泥混凝土原材料试验检测技术研究 [J]. 建材发展导向, 2023, 21 (24): 36-38.

[3]张涛. 公路工程试验检测数据的处理方法与分析 [J]. 石河子科技, 2023, (06): 43-44.