CBR試驗在公路工程檢測中的應用分析

黃琳達

(西安公路研究院有限公司，西安 710065)

1 工程概況

本文以某高速公路為例，該高速公路全長為105 425 km，一共分為11 個合同段，本次試驗利用CBR(California Bearing Ratio）技術對第2 合同段開展試驗檢測。并且為了確保該合同段的路基填方材料符合相關標準，試驗人員用CBR 值來對填料進行控制，也正因為如此，CBR 值成為這一合同段的關鍵試驗指標。此外，這一合同段公路以黃土路基為主，通過摻加生石灰的方法對其進行改性，然后開展不同擊實次數、不同生石灰摻加數量以及不同浸水條件下的CBR 試驗，其中生石灰的摻加數量為0%、1%、2%、3%、4%，浸水時間為1 d、2 d、3 d、4 d。

2 公路工程試驗檢測技術應用過程

為了確保試驗檢測結果可以準確反映出該合同段的實際情況，試驗人員在對公路橋梁進行試驗檢測時，將試驗環境調整為最不利的工況，從而來計算該合同段CBR 值。

2.1 準備試驗材料

在試驗開始前，試驗人員應該根據相關要求科學、合理地開展取樣工作，以此來獲取試驗材料，為后續試驗檢測的有效性和準確性打下基礎[1]。但需要注意的是，試驗人員在進行取樣時，必須選擇具有代表性或者典型的樣品，這樣試驗檢測的結果會更加準確、可靠。試驗人員在進行取樣工作時，需要先將表層土壤清除干凈，然后在同一垂面的上、中、下3個層面中分別進行取樣，并確保選取的土壤樣本符合相關標準，能夠通過5 mm 篩孔。

通常情況下，試驗人員在施工現場所采取的土壤樣本都無法滿足相關標準，需要試驗人員對其進行烘干、搗碎以及拆除等一系列工序，才能使其符合相關標準，能從5 mm 篩孔當中通過。因為土體的含水量會對土體強度造成影響，所以試驗人員在開展試驗前，還要對其含水量進行檢測，若是土壤樣品中含水量過大，則試驗人員還需要對其進行風干處理。

2.2 制備試件

當收集完試驗樣品后，試驗人員需要選取25 kg 的試驗材料開展含水量測試。在進行測試時，試驗人員可以通過四分法選擇3 份試驗材料，每份試驗材料在6 kg 左右，然后根據最佳含水量標準對其開展制備試件。為此試驗人員需要向每份試驗材料當中添加330 g 的水，并將其攪拌均勻，然后根據試驗要求對其進行浸潤，再浸潤完成后試驗人員便可以開展試塊制備，從而檢測出試塊含水量。

在試塊制備完成后，試驗人員需要把試塊平均分為3 層然后進行擊實，但需要注意的是，在前兩層擊實完成后，試驗人員需要對試塊表層開展拉毛處理，并在第3 層擊實完成后，借助刮刀順著試塊進行修理，并把濾紙、墊塊以及夯擊板取下來，并對試塊進行稱量。

2.3 測量膨脹量

將修整平整且稱量好的黃土試塊修平面朝下置于多孔底板上，并通過拉桿將試塊和試筒拉緊[2]。首先，試驗人員需要把1 張濾紙平放到試塊頂部的平面上，其次，在濾紙上設置帶有調節桿的多孔板，最后，在多孔板上添加4 塊荷載板。當完成這一系列工序后，試驗人員需要將3 個試塊放入水槽中，等待其恢復到穩定狀態，然后便能進行百分表讀數，確保數據準確、可靠。試驗人員需要根據試驗要求，將水槽內的水放掉，然后再次進行百分表讀數。一切完成后，便可以將試塊從水槽中取出，讓試塊靜置15 min，最后將試塊上的裝置卸除，并再次對試塊進行稱量。

2.4 CBR值計算

試驗人員需要根據試驗所規定的速度開展試塊貫入試驗，然后對測力環中的百分表讀數進行讀取與記錄。并把兩個變形百分表的均值當作實際貫入量值[3]。在計算CBR 值的過程中，需基于貫入試驗明確荷載等級，進而取其與貫入斷面積的比值，得到各級壓強，貫入量與壓強曲線可基于相關數據繪制，如曲線起點位置的凹凸現象較為明顯，需有針對性地進行修正，一般采用切線延長的方式。基于曲線，可對2.5 mm、5.0 mm 貫入量對應的荷載壓強進行讀取，進而開展現場土體CBR 值的針對性計算，確定對應CBR 值。一般情況下，各類工程以2.5 mm 貫入量對應的CBR 值為準，但如果5.0 mm 貫入量對應的CBR 值相較于2.5 mm 更大，則需要重新開始試驗，如試驗后結果未變，則以5.0 mm 貫入量計算結果為最終結果。

3 公路工程試驗檢測結果分析

3.1 浸水時間對CBR的影響

在對試塊擊實70 次后，試驗人員把摻加了生石灰的黃土塊放入水槽當中進行浸水，并且為了更好地分析出浸水時間對CBR 值的影響，4 個試塊的浸水時間分別為1 d、2 d、3 d、4 d，然后對其進行檢測，以此來獲取CBR 值。如表1所示。

表1 不同浸水時間和摻灰量下的CBR值

通過表1不難發現，當生石灰摻加量為0 時，試塊的水穩效果不佳，并且會隨著浸水時間的增加，出現CBR 值下降的情況，其中浸水時間為1 d 時，CBR 值最大。而摻加了生石灰的試塊，在進去1 d 以后CBR 值最小，并隨著浸水時間的延長而增大。這是因為在試塊中摻加了生石灰后，生石灰和黃土出現了固結、離子交換等反應。

3.2 摻灰量對壓實度的影響

試驗人員為了更好地研究摻灰量對壓實度的影響，根據CBR 試驗標準開展壓實度檢測工作，試驗結果如表2所示。

表2 不同摻灰量下的壓實度%

通過表2不難發現，在擊實次數一致的情況下，摻灰量越大，壓實度越小。而在摻灰量相同的情況下，擊實次數越多，壓實度越大。

3.3 摻灰量對CBR的影響

當浸水時間是最不利工況時，試驗人員為了了解摻灰量對CBR 影響，開展相關試驗。如表3所示。

通過表3不難發現，隨著摻灰量越大，CBR 值也就越大，但是到3%后CBR 值便會減小，因此，對于本文高速公路橋梁工程來說，需要把生石灰摻加量控制在3%。

表3 摻灰量對CBR的影響

4 公路工程檢測中CBR值的優化路徑

4.1 完善材料檢測機制

施工材料的性能將直接對工程質量造成影響，因此，要想保證高速公路橋梁工程質量，就必須要做好施工材料的檢測工作，確保施工材料符合相關標準，保證CBR 檢測結果的準確性。但因為高速公路橋梁工程的工序相對較多，并且整個工藝流程十分復雜，要想讓施工材料符合相關要求，擁有很大難度。所以企業應該根據自身實際情況制定一個完善的材料檢測機制，并加強對CBR 技術的使用，以此來加強對施工材料的檢測，提高材料試驗檢測質量與水平，保障高速公路橋梁工程施工質量。

4.2 科學控制原材料來源

原材料的質量檢測對于高速公路橋梁工程來說極為重要，直接關系到橋梁工程質量，因此必須要加強原材料檢測，為此采購人員在進行原材料采購時，需要對市場進行詳細調查，了解各原材料的市場行情，然后將各供應單位進行對比，并從中選出最適合的供應單位，如此便可以從源頭控制住原材料質量，確保原材料質量符合高速公路橋梁工程施工標準。同時施工單位在進行原材料采購時，可以結合工程CBR 值標準選擇相應原材料，通過這種方式可以有效提高施工質量，確保CBR 值符合相關要求。

與此同時，在原材料運輸到施工現場后，檢測人員還要做好原材料管理工作，并結合施工現場的實際情況制定一個科學、合理的檢測方案，定期對原材料進行檢測，避免原材料在放置過程中出現損害，從而對工程質量造成影響。

4.3 完善應用流程

在進行高速公路橋梁工程施工時，各部門之間應相互合作，結合各設備的實際情況，科學、合理地開展檢測工作，確保整個檢測環節不存在任何紕漏，還要對高速公路橋梁工程的檢測流程進行完善，確保檢測工作能夠有序進行，保證試驗檢測結果的可靠性與有效性，以此來保證工程質量，使工程總效益得到提升。

4.4 打造高水平檢測團隊

因為檢測人員是施工材料試驗檢測的實施者，所以檢測人員的專業素養與操作能力將直接對檢測結果造成影響。因此，為了保證材料試驗檢測工作的準確性，保障原材料質量，施工方應該加強對檢測人員的培訓，提高檢測人員的專業水平，強化檢測人員對CBR 技術的熟練度，使其能夠靈活運用CBR 技術開展工程檢測工作，滿足材料試驗檢測工作對于能力的需求，從而使材料試驗檢測水平和質量得到提升，保證高速公路橋梁工程質量，防止安全事故的發生。

5 結語

對試驗檢測技術進行分析，并依托某高速公路橋梁項目，利用摻灰量以及浸水時間開展試驗，從而得出以下結論。

1）通過浸水時間對摻灰量下CBR 值試驗不難發現，如果試塊中沒有加入生石灰，那么試塊的水穩效果差，并且會隨著浸水時間的增加，出現CBR 值下降的情況。而在試塊中摻加了生石灰，則CBR 值會隨著浸水時間的延長而增大。

2）通過摻灰量對壓實度的試驗，能夠發現，在擊實次數一致的情況下，摻灰量越多，壓實度越小。而在摻灰量相同的情況下，擊實次數越多，壓實度越大。

3）通過摻灰量對CBR 值試驗，能夠發現，隨著摻灰量越大，CBR 值也就越大，但是到了一定程度后CBR 值便會減小，因此對于本文高速公路橋梁工程來說，需要把生石灰摻加量把控在合理范圍內。

總而言之，要想加強公路工程試驗技術的分析與應用，還需要綜合考慮各種分析應用方法和具體情況，從而進行有利方案選擇。在此基礎上，才能將各種分析應用方法整合在一起，進而加強公路工程試驗技術的分析與應用，為后續開展公路設計與加強質量控制提供數據支持。