CBR-1承載比試驗(yàn)儀承載板試驗(yàn)儀

CBR又稱加州承載比,是Califomia Bearing Ratio的縮寫,由美國加利福尼亞州公路局首先提出來的,用于評(píng)定路基土和路面材料的強(qiáng)度指標(biāo).在國外多采用CBR作為路面材料和路基土的設(shè)計(jì)參數(shù).
目前我國已將CBR值列入《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJO13-95）,《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ033-95）和《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ014-97）,作為路基填料選擇的依據(jù).
1.3.1 承載比試驗(yàn)儀<室內(nèi)>CBR試驗(yàn)方法
一,目的和適用范圍
1.本試驗(yàn)方法只適用于在規(guī)定的試筒內(nèi)制件后,對(duì)各種土和路面基層,底基層材料進(jìn)行承載比試驗(yàn).
2.試樣的zui大粒徑宜控制在25mm以內(nèi),zui大不得超過38mm.
二,承載比試驗(yàn)儀儀器設(shè)備
1.圓孔篩:孔徑38mm,25mm,20mm及5mm篩各1個(gè).
2.試筒:內(nèi)徑152mm,高170mm的金屬圓筒;套環(huán),高50mm;筒內(nèi)墊塊,直徑151mm,高50mm;夯擊底板,同擊實(shí)儀.試筒的形式和主要尺寸如圖1-11所示.
3.夯錘和導(dǎo)管:夯錘的底面直徑50mm,總質(zhì)量4.5kg.夯錘在導(dǎo)管內(nèi)的總行程為450mm,夯錘的形式和尺寸與重型擊實(shí)試驗(yàn)法所用的相同.
4.貫入桿:端面直徑50mm,長約100mm的金屬柱.
5.路面材料強(qiáng)度儀或其它荷載裝置:能量不小于50kN,能調(diào)節(jié)貫入速度zhi每分鐘貫入1mm,可采用測(cè)力計(jì)式,如圖1-12所示.
6.百分表:3個(gè).
7.試件頂面上的多孔板（測(cè)試件吸水時(shí)的膨脹量）,如圖1-13所示.
8.多孔底板（試件放上后浸泡水中）.
9.測(cè)膨脹量時(shí)支承百分表的架子,如圖1-14所示.
10.荷 載板:直徑150mm,zhongxin孔眼直徑52mm,每塊質(zhì)量1.25kg,共4塊,并沿直徑分為兩個(gè)半圓塊,如圖1-15所示.
11.水槽:浸泡試件用,槽內(nèi)水面應(yīng)高出試件頂面25mm.
12.其它:臺(tái)秤,感量為試件重量的0.1%;拌和盤;直尺;濾紙;脫模器等
與擊實(shí)試驗(yàn)相同.
三,承載比試驗(yàn)儀試樣
1.將具有代表性的風(fēng)干試料（必要時(shí)可在50℃烘箱內(nèi)烘干）,用木碾搗碎,但應(yīng)盡量注意不使土或粒料的單個(gè)顆粒破碎.土團(tuán)均應(yīng)搗碎到通過5mm的篩孔.

2.采取有代表性的試料50kg,用38mm篩篩除大于38mm的顆粒,并記錄超尺寸顆粒的百分?jǐn)?shù).將已過篩的試料按四分法取出約25kg,再用四分法將取出的試料分成4份,每份質(zhì)量6kg,供擊實(shí)試驗(yàn)和制試件之用.
3.在預(yù)定做擊實(shí)試驗(yàn)的前二十四小時(shí),取有代表性的試料測(cè)定其風(fēng)干含水量.
四,承載比試驗(yàn)儀試驗(yàn)步驟
1.稱試筒本身質(zhì)量m1,將試筒固定在底板上,將墊塊放入筒內(nèi),并在墊塊上放一張濾紙,安上套環(huán).
2.將1份試料,按3層每層98次進(jìn)行擊實(shí),求試料的zui大干密度和zui佳含水量.
3.將其余3份試料,按zui佳含水量制備3個(gè)試件,將一份試料鋪于金屬盤內(nèi),按事先計(jì)算得的該份試料應(yīng)加的水量均勻地噴灑在試料上.
用小鏟將試料充分拌和到均勻狀態(tài),然后裝入密閉容器或塑料口袋內(nèi)浸潤備用.
浸潤時(shí)間:重粘土不得少于24h,輕粘土可縮短到12h,砂土可縮短到1h,天然砂礫可縮短到2h左右.
制每個(gè)試件時(shí),都要取樣測(cè)定試料的含水量.
注:需要時(shí),可制備三種干密度試件.如每種干密度試件制3個(gè),則共制9個(gè)試件.每層擊數(shù)分別為30,50和98次,使試件的干密度從低于95%到等于100%的zui大干密度.這樣,9個(gè)試件共需試料約55kg.
4.將試筒放在堅(jiān)硬的地面上,取備好的試樣分3～5次倒入筒內(nèi)（視zui大粒徑而定）.按五層法時(shí),每層需試樣約900g（細(xì)粒土）～1100g（粗粒土）;按三層法時(shí),每層需試樣1700g左右（其量應(yīng)使擊實(shí)后的試樣高出1/3筒高1～2mm）.整平表面,并稍加壓緊,然后按規(guī)定的擊數(shù)進(jìn)行shouwei層試樣的擊實(shí),擊實(shí)時(shí)錘應(yīng)自由垂直落下,錘跡必須均勻分布于試樣面上.每一層擊實(shí)完后,將試樣層面"拉毛",然后再裝入套筒.重復(fù)上述方法進(jìn)行其余每層試樣的擊實(shí),試筒擊實(shí)制件完成后,試樣不宜高出筒高10mm.
5.卸下套環(huán),用直刮刀沿試筒頂修平擊實(shí)的試件,表面不平整處用細(xì)料修補(bǔ).取出墊塊,稱量筒和試件的質(zhì)量m2.
6.泡水測(cè)膨脹量的步驟如下:
（1）在試件制成后,取下試件頂面的破殘濾紙,放一張好濾紙,并在上安裝附有調(diào)節(jié)桿的多孔板,在多孔板上加4塊荷載板,如圖1-15所示.
（2）將試筒與多孔板一起放入槽內(nèi)（先不放水）,并用拉桿將模具拉緊,安裝百分表,并讀取初讀數(shù).
（3）向水槽內(nèi)放水,使水自由進(jìn)到試件的頂部和底部,在泡水期間,槽內(nèi)水面應(yīng)保持在試件頂面以上大約25mm.通常試件要泡水4晝夜.
（4）泡水終了時(shí),讀取試件上百分表的終讀數(shù),并用下式計(jì)算膨脹量:
（5）從水槽中取出試件,倒出試件頂面的水,靜置15min,讓其排水,然后卸去附加荷載和多孔板,底板和濾紙,并稱其質(zhì)量m3,以計(jì)算試件的濕度和密度的變化.
7.承載比試驗(yàn)儀貫入試驗(yàn)
（1）將泡水試驗(yàn)終了的試件放到路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀的升降臺(tái)上,調(diào)整偏球座,使貫入桿與試件頂面quanmian接觸,在貫入桿周圍放置4塊荷載板.
（2）先在貫入桿上施加45N荷載,然后將測(cè)力和測(cè)變形的百分表的指針都調(diào)到零點(diǎn).
（3）加荷 使貫入桿以1～1.25mm/min的速度壓入試件,記錄測(cè)力計(jì)內(nèi)百分表某些整讀數(shù)（如20,40,60）時(shí)的貫入量,并注意使貫入量為250×10-2mm時(shí),能有5個(gè)以上的讀數(shù).因此,測(cè)力計(jì)內(nèi)的第一個(gè)讀數(shù)應(yīng)是貫入量30×10-2mm左右.
五,承載比試驗(yàn)儀結(jié)果整理
1.以單位壓力（p）為橫坐標(biāo),貫入量（）為縱坐標(biāo),繪制p——關(guān)系曲線,如圖1-16所示.圖上曲線1是合適的,曲線2開始段是凹曲線,需要進(jìn)行修正.修正時(shí),在變曲率點(diǎn)引一切線,與縱坐標(biāo)交于0′點(diǎn),0′即為修正后的原點(diǎn).
2.一般采用貫入量為2.5mm時(shí)的壓力與標(biāo)準(zhǔn)壓力之比作為材料的承載比（CBR）,即:
式中 CBR——承載比（%）;
p——貫入量為2.5mm時(shí)的單位壓力（kPa）.
同時(shí)計(jì)算貫入量為5mm時(shí)的承載比:
如貫入量為5mm時(shí)的承載比大于2.5mm時(shí)的承戴比,則試驗(yàn)要重做,如結(jié)果仍然如此,則采用5mm時(shí)的承載比.
3.試件的濕密度用下式計(jì)算:
式中 ρW——試件的濕密謀（g/cm3）;
m2——試筒和試件的合質(zhì)量（g）;
m1——試筒的質(zhì)量（g）;
2177——試筒的容積（cm3）.
4.試件的干密度用下式計(jì)算:
式中 ρd——試件的干密度（g/cm3）;
ω——試件的含水量.
5.泡水后試件的吸水量按下式計(jì)算:
式中 ωa——泡水后試件的吸水量（g）;
m3——泡水后試筒和試件的合質(zhì)量（g）;
m2——試筒和試件的合質(zhì)量（g）.
6.本試驗(yàn)記錄格式如表1-7和1-8.
貫入試驗(yàn)記錄 表1-7承載比試驗(yàn)儀
土樣編號(hào)___________ 試驗(yàn)者___________
zui大干密度1.69g/cm3 計(jì)算者___________
zui佳含水量 18% 校核者___________
每層擊數(shù) 27 試驗(yàn)日期_________
試件編號(hào)_________
量力環(huán)校正系數(shù)C=2398.25N/0.01mm,貫入桿面積A=19.635cm2
l=2.5mm時(shí) p=611kPa
l=5mm時(shí) p=690kPa
荷載測(cè)力計(jì)百分表
讀數(shù)R
單位壓力p
（MPa）
百分表讀數(shù)
（0.01mm）
貫入量承載比試驗(yàn)儀
（mm）
0.9
110
60.5
0.61
1.8
220
106.5
1.07
2.9
354
151
1.51
4.0
489
194
1.94
4.8
586
240.5
2.41
5.1
623
286
2.86
5.4
660
335
3.34
5.6
684
383
3.83
5.6
684
488
4.88
膨脹量試驗(yàn)記錄 表1-8承載比試驗(yàn)儀
膨
脹
量
試驗(yàn)次數(shù)
項(xiàng)目
計(jì) 算 式
1
2
3
筒號(hào)
（1）
泡水前試件（原試件）高度（mm）
（2）
120
120
120
泡水后試件高度（mm）
（3）
128.6
136.5
133
膨脹量（%）
（4）
7.167
13.75
10.83
膨脹量平均值（%）
10.58
密
度
筒質(zhì)量m1（g）
（5）
6660
4640
5390
筒+試件質(zhì)量m2（g）
（6）
10900
8937
9790
筒體積（cm3）
（7）
2177
2177
2177
濕密度ρW（g/cm3）
（8）
1.948
1.974
2.021
含水量ω（%）
（9）
16.93
18.06
26.01
干密度ρd（g/cm3）
（10）
1.666
1.672
1.604
干密度平均值（g/cm3）
1.674
吸
水
量
泡水后筒+試件合質(zhì)量m3（g）
（11）
11530
9537
10390
吸水量ωa（g）
（12）
（11）—（6）
600
600
吸水量平均值（g）
610
六,承載比試驗(yàn)儀精度要求
如根據(jù)3個(gè)平行試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得的承載比變異系數(shù)CV大于12%,則去掉一個(gè)偏離大的值,取其余2個(gè)結(jié)果的平均值.如CV小于12%,且3個(gè)平行試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算的干密度偏差小于0.03g/cm3,由取3個(gè)結(jié)果的平均值.如3個(gè)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算的干密度偏差超過0.03g/cm3,則去掉一個(gè)偏離大的值,取其2個(gè)結(jié)果的平均值.
七,承載比試驗(yàn)儀報(bào)告
1.材料的顆 粒組成,zui佳含水量（%）和zui大干密度（g/cm3）.
2.材料的承載比（%）,承載比小于100%,準(zhǔn)確到5%;承載比大于100%,準(zhǔn)確到10%.
3.材料的膨脹量（%）.