CBR试验在公路工程检测中的应用分析

海晖

（云南省公路科学技术研究院，昆明 650051）

1 引言

公路工程建设中，CBR 试验检测属于较为常见的一种检测手段，获得的试验结果可以为公路施工材料选择提供依据，保证公路工程建设质量。CBR 试验检测是近年来发展速度较快的新型检测手段，具有操作简单、设备经济性高、结果精准等优势，在公路工程中应用日渐广泛，本文针对公路检测中CBR 试验检测的应用要点进行分析。

2 CBR检测的重要性

CBR 是路基土及路面材料的重要强度指标，属于柔性路面设计环节应重点考虑的因素，对公路工程建设意义重大。公路工程项目CBR 试验检测环节通过互联网信息技术的应用，全面分析项目应用的技术与材料，从而实现全面检测的目标。试验检测环节，能够将试验设计方案与技术标准作为基础信息，综合分析项目情况，确保工程质量合格。实施CBR 试验检测的重要性体现在以下方面。

1）CBR 试验检测过程中，能够对公路工程施工材料的质量进行全面监控。公路工程项目施工环节，需要加大对各部件质量的管理及控制力度。

2）强化CBR 试验检测有助于公路工程质量水平提升，保证延长公路使用寿命。

3）能够评价分析公路施工新工艺与新材料，强化全面控制，获得更高的公路工程施工技术水平，保证公路工程的良好发展[1]，并且实施公路工程检测作业可防止质量问题的出现，从而降低项目运行成本。

4）保证工程进度。CBR 试验检测会对公路工程的进度产生一定影响，如各项标准试验的完成决定着施工是否可以按期开展，若试验工作高质量推进，不仅可以提升工作效率，还能使工程根据进度计划合理组织施工活动。

5）实施CBR 试验检测还能保证资料的完整性。公路工程的施工项目较多，通过开展CBR 试验检测可获得准确、完善的检测数据信息，公路工程竣工时，能够将这些数据作为验收的主要依据，所以，开展CBR 试验检测在公路工程中发挥着重要作用。

3 CBR试验过程

CBR 试验过程：在规定试筒内制件后，应用CBR 试验能够针对各种土、基底层材料以及路面基层实施承载比试验，将试样最大粒径保持在20 mm 以内，最大不可超出40 mm，同时含量不可高于5%。试验过程中，根据路基施工击实标准获得最大干密度与最佳含水量，结合最佳含水量，完成试件制备后，确定每层击实数，加载前浸水4 昼夜，浸水与贯入试验环节需要向试件顶面施加荷载板，从而对土基承受的附加应力进行模拟。开展贯入试验时，材料承载力越高，需要施加的荷载则越大。对于CBR 值，实际上是路基材料贯入量达到2.5 mm或5 mm 时，单位压力与标准碎石相同贯入时标准荷载强度的比值，主要用百分数表示。

4 CBR试验在公路工程检测中的应用要点

4.1 工程概况

某高速公路共包含10 个合同段，本文针对第三合同段开展CBR 试验检测。同时为使第三合同段的路基填方满足施工要求，试验人员通过CBR 对填方施工质量进行控制。除此之外，该合同段分布有黄土，为保证土壤的工程性能，向其中加入生石灰进行改性。分别在不同击实次数、浸水时间、不同掺灰量条件下开展CBR 试验，将击实次数定为30 击、50 击、98 击；将浸水时间定为1 d、2 d、3 d；将生石灰掺和数量定为1%、2%、3%。

4.2 CBR试验要点

4.2.1 准备试验料

开展CBR 试验检测前，试验人员需要结合相关要求进行取样，在此过程中，要保证取样的合理性与科学性，为后期试验检测奠定良好基础。需要注意的是，选择的样品应具备较强的代表性，从而保证获得更加准确、可靠的试验检测结果。具体取样环节，取样人员需要清除表层土壤，随后分别在同一垂面的上、中、下3 个层面取样，同时使选取的土壤样本满足相关标准要求，且可通过5 mm 筛孔。通常情况下，在施工现场获得的土壤样本均无法直接满足相关标准，试验人员应对其进行相应的处理，包括烘干、捣碎等，从而保证其满足相关标准要求，可从5 mm 筛孔中顺利通过。由于土体中的含水量会影响土体强度，因此，试验人员在试验开展前，应检测土壤含水量，如果发现土壤含水量较大，需要实施风干处理，使其满足试验要求。

4.2.2 试件制备

第一，称取试筒重量，并将试筒放置在地板上，将垫块放在筒中，将滤纸放在垫块表面，同时设置套环。

第二，一般要制备3 种试件，每种需要3 个，共需制备9 个试件[2]。所有试件均应分3 层夯击，每种试件夯击次数不同，第一种夯击30 次，第二种夯击50 次，第三种夯击98 次，通过对试件进行夯击，使其达到最大干密度，试件制备所需材料重量大约为50 kg。

第三，试料过筛后，选择四分法进行筛分处理，选取约50 kg的试料，利用四分法将试料分为9 份，每份质量约5 kg。

第四，根据最佳含水率制备试件。在金属盘中平整摊铺试料，随后在上方均匀洒上经计算得到的水，对于细料土，水量需要低于最佳含水量约3%；对于中粒土及粗粒土，应加水至最佳含水量。

第五，对于水泥稳定土，应向经过浸润的土中加入水泥，并且使用工具充分拌和，保证其拥有良好的均匀性。拌和细粒土时，需要添加适量的水，根据最佳含水量对加水量进行严格控制。试样搅拌完成后，将湿布覆盖在试样上方，防止水分蒸发。若试样中加入了水泥，应将制作时间控制在1 h 内，若时间超出1 h，需要将其废除。

第六，在平整的地面上放置击实筒，随后将1.8 kg 的试样取出，并倒进筒中，整平表面后适当压实，根据规定夯击次数进行首层击实。击实环节，沿着垂直方向落下击锤，通常将高度控制在45 cm。第一层击实完成后，检查这一层的高度，判断是否符合要求，调整两层实际用量。通过工具对其表面做拉毛处理。重复以上步骤，完成分层击实操作。

第七，取下套环，沿着试筒顶面，使用工具对试件进行修平压实，若表面存在不平整位置，应通过细粒土修补。取出垫块，称取筒与试件的重量。

第八，按照以上步骤将所有试件制备完毕。制备第二种试件时，每层均夯击50 次，制备第三种试件时，每层夯击98 次。

4.2.3 测量膨胀量

素土检测过程中，为确保试件顶面压力与结构层压力相同，可在多孔板上施加50 N 的荷载。为更好地测量试件浸水后的膨胀量，施工人员需要在干燥的水槽中放入试筒与多孔板，将模具拉紧，详细记录各项数据[3]。向水槽中放水，当水量高于试件顶部25 mm 时，可不再注水，通过浸水96 h，记录获得的数据信息，计算膨胀量。将试件从水槽中取出，将表面水分擦干后，静置15 min，去除多孔板、底板、滤纸，称取试件质量，同时计算试样密度与深度变化。

4.2.4 计算CBR

试验人员应按照试验规定实施贯入试验，随后读取并记录测力环中显示的百分表读数，同时计算两个百分表均值，将其作为贯入量值。CBR 计算环节，应通过贯入试验确定荷载等级，计算其与贯入断面积的比值，获得各级压强，通过相关数据绘制贯入量及压强曲线，若曲线起点位置存在较为明显的凹凸现象，应针对性地予以修正，通常可选择切线延长的方式。在该曲线中，可读取贯入量为2.5 mm 以及5.0 mm 时的荷载压强，从而计算土体CBR 值。通常贯入量为2.5 mm 时的CBR 属于各工程的标注值，若贯入量为5.0 mm 时的CBR 更大，应重新进行试验操作，如果试验后还是相同的结果，需要将贯入量为5.0 mm 时的计算结果作为最终结果。

4.3 试验影响因素

第一，击实次数。压实次数不同时，获得的材料压实度也会存在较大差异[4]，即30 次、50 次、98 次，通过3 种击实次数获得的CBR 值，能够绘制成近似直线，98 击、50 击、30 击时的干密度分别为1.88 g/cm3、1.80 g/cm3、1.71 g/cm3，98 次击实次数下获得的CBR 可反映基层压实后不均匀沉降情况。试验检测结果中显示，98 次击实次数下，得到的材料CBR 离散较小，表示材料承载力均匀，经受荷载压力时，通常不会发生明显的变形。

第二，黏粒含量。对于粉质黏土而言，液相不高，黏土与粉土比例过小，获得的CBR 较大。若土体主要由黏性颗粒构成，其黏聚力会与剪切强度密切相关，黏粒水膜会逐渐转变成自由水，这种情况下，会使土体中含水率明显增加，导致土质变软。可以看出，土体中黏土与粉土比增加时，土体的抗剪强度会明显下降，此时土体中的CBR 也会不断下降。若土体中黏粒含量较少，黏粒多处于粉粒附近，胶结作用会明显减小。

4.4 保证试验结果的策略

4.4.1 提升人员技术水平

第一，针对检测人员，科学制定考核制度，明确考核标准，通过这样的方式全面管理并记录检测工作人员的工作内容，防止出现违规操作情况，确保操作流程科学合理。

第二，检测人员具体工作环节，为保证各项工作高质量开展，应定期对人员的技能进行培训，使其熟练掌握试验检测技术，提升人员操作水平。

第三，在各项目中，为检测工作人员提供实践机会，在不断实践操作下，逐渐提高其工作能力，确保检测人员综合素质符合检测工作要求，提升试验检测质量。

4.4.2 严格控制原材料

公路工程中，原材料质量检验尤为重要，与公路工程质量密切相关，所以，应加大对原材料检测力度，采购人员采购工程原材料时，应全面开展市场调查工作，对各原材料市场情况进行了解，随后对比分析各供应商，在此基础上选出最适合的材料供应商，从而从源头对原材料质量进行控制，使采购的原材料满足公路工程施工标准。此外，施工单位采购原材料时，还应根据CBR 试验结果科学选择原材料，以此实现施工质量的进一步提升，使CBR 满足相关要求。原材料运输至施工现场后，工程检测人员应科学开展原材料管理工作，同时根据施工现场具体情况，科学制订检测方案，定期检测原材料，防止原材料放置环节发生损害，影响到工作质量。

4.4.3 应用先进仪器设备

公路工程CBR 试验检测最终获得的检测结果会受到检测仪器设备的直接影响，因此为保证检测效果，需要应用先进的仪器设备。首先，试验检测工作人员需要对先进的检测理念及设备进行及时了解；其次，检测单位不仅要积极引进先进的仪器设备，还应加大对检测人员的培训力度，充分发挥先进设备的应用价值。最后，检测单位需要选择正规厂家，从中购进高精度仪器设备，减少由于检测设备问题导致的工程质量隐患。

5 结语

综上所述，公路工程试验检测时，需要全面了解CBR 试验检测技术要点，做好试验料准备、试件制备、膨胀量测量、CBR 计算等环节工作，并且还应通过提升人员素质、科学控制原料、应用先进的仪器设备等方式，不断提升检测水平，促进公路工程建设发展。