影響路基填料承載比（CBR）試驗準確率的常見因素

趙靜梅

一、路基填料承載比（CBR）原理

承載比（CBR）試驗是表征路基土、粒料、穩定土強度的一種指標。

試驗需要根據現場施工時的最佳含水率及壓實度設計要求進行試件制備，目的是為了模擬材料在達到最不利情況下的使用狀態，試驗加載前要在水中浸泡四個晝夜。要模擬現場路面結構對土基的附加應力，需要試件在浸泡過程中及進行貫入試驗時，在試件頂面需放置4塊荷載板。

二、CBR試驗應用

對在建項目-天津市外環線東北部調線工程進行調查分析。天津市外環線東北部調線工程，起止樁號K0+000～K27+310.703，全長27.3km，包括道路工程、橋梁工程、排水工程、泵站工程。其中，路基借土填方量高達758萬方。

表1 各標段試驗準確率

通過統計試驗數據發現，天津市外環線東北部調線工程路基填料承載比（CBR）試驗的CBR值受試驗測量誤差、試件成型的不均勻性等多種因素的影響，給公路設計及施工等帶來不確定因素和問題進而影響路基填料承載比（CBR）試驗的準確率，現分析原因如下。

三、路基填料承載比（CBR)試驗的影響因素

1.貫入加荷速率偏差大

貫入試驗通過位移傳感器自動采集記錄位移數據，標準規定試驗過程的貫入速率為1mm/min，不同的貫入速率會造成土樣擠壓受力不均，影響貫入桿產生軸向偏離，導致兩個位移傳感器的讀數產生很大偏差，從而影響CBR試驗最終結果的準確性。

2.試驗測量誤差，力傳感器讀數偏差大

破型試驗時，摒棄測力環及百分表裝置，使用力傳感器自動采集數據，從而提高試驗數據的精確度。由于不同土質的CBR值不一樣，需要讀取并記錄力傳感器顯示的幾個定值，而讀數的偏差則會直接影響CBR值的準確性。

3.現場取樣不均勻導致試件均勻性差

CBR試驗試樣制備前需先通過土工擊實試驗來確定試樣的兩大基本指標，即最大干密度和最佳含水率，所以現場取樣是否均勻，則會直接影響制備承載比試件成型所需的最大干密度及最佳含水率，進而影響承載比（CBR）的準確性。

4.擊實儀使用頻率高

進行擊實試驗的目的是測得試樣的最大干密度和最佳含水率，是CBR試驗試件制備的前提和基礎，而頻繁使用擊實儀造成擊實錘脫落，安裝后未及時校準擊實錘落距。

5.人員未經培訓、成型工藝流程不當

由于操作人員缺乏經驗操作不嫻熟，在試驗操作工程中，分層擊實時沒有均勻裝料，每層試樣高低不平，裝料不均勻導致每層土料所受擊實功不同而影響試樣的擊實情況，在擊實后試樣高度距筒頂高度未嚴格按照規范要求進行，擊實試驗測得最大干密度和最佳含水率結果不準確。

四、解決方法及措施

1.貫入加荷速率偏差大

控制貫入桿貫入速率為1mm/min～1.25mm/min，重新標定，降低離散性。標定后貫入速率如表2所示。

表2 標定結果

2.試驗測量誤差，力傳感器讀數偏差大

針對上述問題將力傳感器送至計量檢定單位進行重新標定。傳感器經標定后與權威檢驗檢測機構進行比對試驗，試驗數據表3所示。

表3 力傳感器標定對結果影響的比對數據

3.現場取樣不均勻試件均勻性差

現場抽取的樣品最大粒徑宜控制在20mm以下，最大粒徑不得超過40mm且其含量不超過總質量的5%。將具有代表性的試料進行風干，土均應搗碎到通過5mm的篩孔。對于細粒土，應按規范要求用5mm方孔篩進行過篩，過篩后會使土樣在取樣拌和時更加均勻。對于細粒土試樣中的大粒徑顆粒含量較少，貫入桿在貫入過程中受力相對較均勻，左右兩邊位移變化量的差值較小；對于粗粒土或巨粒土試樣中，大粒徑顆粒含量占比較多，貫入桿在貫入過程中容易遇到大粒徑顆粒擠壓受力不勻，會影響貫入桿的貫入深度，使貫入桿上左右兩邊位移變化量的差值較大。因此對于含有較大顆粒的土或粒料需用40mm的方孔篩進行過篩，且超粒徑部分大于5%時需對試驗結果進行修正。

4.擊實儀使用頻率高

經現場測試，落高為45cm。不同的擊實錘落距對CBR值變異系數的影響表4所示。

表4 落距高度與CBR值變異系數的關系

通過數據分析，不同落距對CBR值變異系數影響較大，頻繁試驗前重新校準擊實錘落距，使其達到標準(45±2)cm的要求，減小誤差，提高準確性。

5.人員未經培訓與成型工藝流程

對操作人員進行理論、實踐培訓，培訓完成后進行考核，提高試驗操作的規范性進而提高試驗的準確性。要嚴格按成型工藝流程操作：“成型分層裝料均勻、分層拉毛”→“養護箱加水及百分表安裝是否符合標準”。

通過實施一系列有效的整改措施后，以下是各個影響因素改進實施后，對在建項目-天津市外環線東北部調線工程四個標段隨機抽取了50組樣品進行CBR值測定，經檢測，準確率達98.3%。

五、結語

綜上所述，各因素控制可以相應提高路基填料承載比（CBR）試驗的準確率。提高路基填料承載比（CBR）試驗的準確率將對評估公路工程基層、底基層及墊層材料的強度、路基路面設計、施工質量與安全都有非常重要的意義。通過后期跟蹤調查檢測天津市外環線東北部調線工程，發現路面承載力滿足要求，無下沉、無大面積裂縫或者細微性裂縫。