一种CBR试验方法技术

本发明专利技术涉及一种路堤填料ＣＢＲ（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ　　Ｂｅａｒｉｎｇ　　Ｒａｔｉｏ）值的测量方法。本发明专利技术提供的ＣＢＲ试验方法，与现有的标准ＣＢＲ试验方法比较有以下不同点：１）ＣＢＲ筒为侧向浸水方式，代替标准试验中的上部浸水方式；２）上部有较原标准压力大的上覆压力作用，３）制备ＣＢＲ试件时按照工地施工实际采用的湿法重型标准来确定其含水量。本发明专利技术提供的方法既可以适用于非膨胀土，又可以适用于膨胀土，通过本发明专利技术所获得的ＣＢＲ值，更准确地反映了路基填料真实的ＣＢＲ值，从而有利于扩大可使用的路基填料的范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种路堤填料CBR(California Bearing Ratio)值的测量方法。
技术介绍
依照我国公路路基设计规范，路堤填料必须满足强度和稳定性的要求，并采用压实度指标来控制路基施工。《公路路基设计规范》(JTJ013-2004)中规定，路堤填料选择的首要依据为CBR强度指标，见 表1。 表1.路堤填料最小强度要求 但按标准的CBR试验方法，膨胀土的测试结果往往达不到要求(CBR＞3％)，而土的天然含水量一般也较高，若采用重型压实标准进行控制，填土往往需经长时间晾晒后方可达到要求的含水量，这就造成了施工困难。 目前，标准CBR试验的浸水方式是将试件完全泡水4天，然后测定其在贯入2.5mm和5mm时施加的力与碎石试验施加力进行比较(详细试验可参考《公路土工试验规程》(JTJ051-93)，而我国高等级公路是不允许路基处于泡水条件的，因此，这种浸水方式也不符合膨胀土路基的实际工作状况。 《公路土工试验规程》(JTJ051-93)中规定了在浸水和贯入过程中要在试样顶部加荷载板，目的是模拟该材料层受到路面结构重量产生的竖向力，实现试件在受到一定约束力的条件下进行试验。因为路面结构的类型和材料不同，很难准确确定约束力大小，所以标准CBR试验方法规定均采用施加50N上覆荷载，这种方法世界各国都普遍采用。 《公路土工试验规程》(JTJ051-93)中规定，试件浸水时水面应保持在试件顶面以上大约25mm，通常饱水4昼夜(96h)，以模拟材料在使用过程中处于最不利状态。正如前面分析所指出，恰恰是这种浸水方式，使膨胀土这种特殊土的CBR强度大打折扣。为了说明这种条件对膨胀土试件的不良影响，选取长沙粘土(低液限粘土)、宁明膨胀页岩风化破碎土(中膨胀土)和百色膨胀土(中～强膨胀土)3种土样，均采用标准干法击实试验得到的最佳含水量制作试件(如表3)，分别进行标准CBR试验。 表2.三种土样的干法击实最佳含水量 泡水4天后，膨胀土试件顶部含水量最大，说明表层土已完全膨胀、松散成流塑状，根本无强度可言，而贯入试验的深度仅2.5mm(或5mm)，可想而知，该值不能代表填料的真实强度。因此，用CBR试验确定膨胀土强度时，必须设法找到一种合理的浸水方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过研究路基实际条件下，提出一种适合的、反映膨胀土在实际条件下CBR值的试验方法。 本专利技术提供的CBR试验方法，与现有的标准CBR试验方法比较有以下不同点1)CBR筒为侧向浸水方式，代替标准试验中的上部浸水方式；2)上部有较原标准压力大的上覆压力作用，3)制备CBR试件时按照工地施工实际采用的湿法重型标准来确定其含水量。 膨胀土路堤物理处治技术的核心是采取有效的封闭包盖法，它是将膨胀土填筑于下路堤堤芯，其上部填筑强度较大的非膨胀性土或粗粒土，顶部还设有不透水的路面结构层，边坡两侧辅以足够厚度的非膨胀性土、化学改良膨胀土或土工合成材料加筋包边层。这种结构的道路路基，降雨对膨胀土下路堤不会产生直接影响，水分只可能是从两侧入渗。在这种情况下，标准试验方法采用的试件上部浸水方式与实际路堤将可能出现的情况并不相符。基于此，本专利技术人认为必须改变CBR试验浸水方式，使之尽量模拟路基实际工作情况，即用侧向浸水方式代替标准试验中的上部浸水方式。 鉴于实际路基的工作状态与上述标准CBR试验方法中不同，本专利技术提出对该标准方法的改进。原有的CBR筒是一种上下开口的圆柱筒，在筒体四周为一整体、没有孔。本专利技术中所使用的CBR筒在圆柱筒体上开设有若干排透水孔。当膨胀土试件装入这样的CBR筒时，能较真实地反映实际条件下的状况。 因此，在CBR试验时，将装有膨胀土试件的、在圆柱筒体上开设有若干排透水孔的CBR筒放入水中，让水从透水孔向试件渗透。优选水面的高度高于位置最高的透水孔，但低于CBR筒的高度。 透水孔孔径不能太大，以免在击实过程中因土中细颗粒受到冲击，由透水孔漏出，影响试件的干密度。 优选透水孔直径为3～6mm，孔间距离为6～8mm。 公路路基规范对填料的CBR的取值要求是以填土部位离路基顶面的高度来划分的，不同部位的路堤土所受上覆压力是不同的，50N的荷载相当于2.7kpa，而实际工程中膨胀土一般只用来填下路堤。上路堤加上路面结构层厚度一般会大于2m，若按土的容重计算，压力也会到40Kpa。在这种工作条件下，膨胀土的强度会相对提高。因此，本专利技术中提出为了模拟实际情况，试件在泡水过程中应增大上覆压力，这样才能真实反映填料的工作状态。将荷载块的重量传递到土体顶部，在荷载板和土体之间还放置一块圆形垫板，以便荷载在土体顶部均匀分布。 优选上覆压力为40Kpa。 膨胀土由于其天然含水量较高，很难通过晾晒失水来满足最佳含水量条件，实际工程中常以湿法击实试验得到的最佳含水量进行施工控制。众所周知，膨胀土的工程性质受初始水量的影响很大，而标准CBR试验方法通常是按干法击实试验得到的最佳含水量来制备CBR试件，这也与实际情况不相符。 因此，本专利技术提出，在制备CBR试件时按照工地施工实际采用的湿法重型标准来确定其含水量。 优选的方法是在CBR筒的圆柱形筒壁上先铺垫上滤纸。滤纸可起到两个作用避免细土颗粒在落锤的冲击下从小孔中挤出，造成试件质量变化(干密度减小)；同时利用滤纸本身所具有的吸湿作用，可使整个试件沿高度浸水更为均匀。 对非膨胀土而言，本专利技术提供的CBR试验方法与标准的CBR方法所获得的CBR值没有明显差异。 因此，本专利技术提供的方法既可以适用于非膨胀土，又可以适用于膨胀土，通过本专利技术所获得的CBR值，更准确地反映了路基填料真实的CBR值，从而有利于扩大可使用的路基填料的范围。 附图说明 图1是CBR筒上透水孔布置图； 图2是CBR筒立体图； 图3是不同荷载下的CBR值关系图； 图4是侧向浸水CBR值与制件含水量的关系图； 图5是侧向浸水试件含水量径向分布。 具体实施例方式 实施例1 1)试验方法的改进 (1)浸水方式。水位仅保持刚淹没试筒壁最上一排小孔，不再淹没整个试件，原来的上部浸水改为侧向浸水，并注意在给浸水池(桶)内加水过程中不让水溅入试件顶部，以免对上部土层产生影响。 (2)上覆压力。试件浸水过程中，根据需要在试件顶面施加不同的荷载，荷载大小通过荷载板和调整荷载块的数量来实现，其中荷载板用来将荷载块的重量传递到土体顶部，在荷载板和土体之间还放置一块圆形垫板，以便荷载在土体顶部均匀分布 (3)制件含水量。采用湿法重型击实标准的最佳含水量。 2)试验仪器的改进 基本思路在尽可能沿用标准CBR试验仪器的基础上稍加改进，以满足改进试验方法的需要，主要改进如下。 (1)试筒。为实现对击实试件的侧向浸水，在标准CBR试验试筒壁1上钻出一定数量的透水孔2，使水能通过这些透水孔向试件内部渗入，从而实现侧向浸水条件。参考图1和图2，选用的透水孔直径为3mm，孔间距离为8mm，沿筒壁均匀分布68行，11列共724个。 (2)荷载块在浸水过程中，采用在试件上部施加不同荷载块，每个荷载块质量为10kg，如上部荷载选定为40kpa，共需加载荷载块7块。 (3)击实时，先在试筒内侧垫一层滤纸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＢＲ试验方法，其特征在于与标准的ＣＢＲ试验方法相比具有如下不同点：１）ＣＢＲ筒为侧向浸水方式，代替标准试验中的上部浸水方式；２）上部有较原标准压力大的上覆压力作用，３）制备ＣＢＲ试件时按照工地施工实际采用的湿法重型标准来确定其含水量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨和平，郑健龙，韦秉旭，刘龙武，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]