蔣玉

摘要：CBR即加州承載比，是評定土基及路面材料承載能力的主要指標(biāo)之一。雖然CBR值與壓實度都可以用來衡量路基土體的穩(wěn)定性與強(qiáng)度，但兩者之間的關(guān)系一直在探討研究中。通過對文山州某公路路基級配良好碎石土進(jìn)行試驗，得出級配良好碎石土壓實度與CBR值的正相關(guān)性，并提出實際工程中不同級配碎石土其壓實度與CBR強(qiáng)度所存在的參考性結(jié)論。

Abstract： CBR， the California bearing ratio， is one of the main indicators for assessing the bearing capacity of soil and pavement materials. Although the CBR value and compaction can be used to measure the stability and strength of the subgrade soil， the relationship between the two has been explored. Through the test of a good gravel soil in a highway subgrade of Wenshan Prefecture， the positive correlation between the compactness of the graded gravel and the CBR value is obtained， and the reference conclusions between the compactness of the different graded gravel soil in the actual project and CBR strength is proposed.

關(guān)鍵詞：級配良好碎石土；最優(yōu)含水率；最大干密度；壓實度；CBR強(qiáng)度

Key words： graded fine gravel soil；optimal moisture content；maximum dry density；compactness；CBR strength

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）33-0120-03

0 引言

本次試驗以文山州某公路工程工地試驗作為工程試驗依據(jù)，結(jié)合之前研究人員對黏土、級配碎石土的壓實度與CBR強(qiáng)度的關(guān)系研究[1-2]，從而對公路路基碎石土壓實度與CBR強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行探討。此次試驗一共取5個試驗區(qū)段為試驗點(diǎn)，5個試驗點(diǎn)的試驗名稱分別以A、B、C、D、E來命名。

1 土體試樣性質(zhì)測試

1.1 各試驗點(diǎn)路基土的級配特點(diǎn)與土樣名稱

根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程JTG E40-2007》[3]試驗分析得出試樣級配參數(shù)（表1），A、B、C、D、E，5個試驗點(diǎn)所得出的Cu均大于5，Cc都在1-3之間，結(jié)合圖1，5組級配曲線圖可知，5組試樣的級配曲線趨勢比較平緩，說明各粒徑區(qū)段含量分布相對良好，再根據(jù)土體不同粒組的含量組成，將本次五個試驗點(diǎn)的樣品進(jìn)行命名（表2），其中A、E兩組為級配良好礫，C、D兩組為含細(xì)粒土礫，B組為級配良好砂，綜上可知，五組試驗樣品均為級配良好碎石土。

1.2 液塑限試驗

試驗采用液塑限聯(lián)合測定儀來測試土樣的液限和塑限，以確定土的類型，為確保所求液塑限準(zhǔn)確，每組確3個平行試樣進(jìn)行測定，所得液限、塑限以及塑限指數(shù)如表3所示。從表中可以看出五組試樣，液限在28～34之間，塑限在19-24之間，所得塑限指數(shù)在6～11左右，故可將該土體定名為低液限粉土。

1.3 重型擊實試驗

為了給CBR強(qiáng)度試驗試件的制備提供依據(jù)，根據(jù)重型擊實試驗得到土體的最大干密度以及對應(yīng)的最優(yōu)含水率，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，得出土體干密度與含水率的關(guān)系曲線（圖2）。

由于含水率較低時，含水率的增加對土體間起到了一種類似潤滑劑的作用，加大了土粒與土粒間的密實度，隨著水量的繼續(xù)增加，過多的水反而使得土粒與土粒相互分離，致使其密實度降低。從而使得土體干密度下降。所以，從圖2可以看出，5組土樣中都表現(xiàn)出土的干密度初期隨著土的含水率的增大而增大，極值點(diǎn)后隨著含水率的增加而減小，中間都存在最大干密度與最優(yōu)含水率的極值點(diǎn)，結(jié)合表4，可知A、B、C、D、E，5組土樣的最優(yōu)含水率分別為9.1%、10%、9.7%、9.7%、7.7%，其最大干密度分別為2.02g/cm3、1.88g/cm3、1.86g/cm3、1.82g/cm3、2.07g/cm3。E組土樣干密度與含水率的分布曲線最為特殊，最優(yōu)含水率與最大干密度的關(guān)系點(diǎn)在圖中整體偏左，其中最優(yōu)含水率最小，對應(yīng)的最大干密度最大。觀察5組土樣，最優(yōu)含水率與最大干密度并不存在遞增或遞減的關(guān)系。

2 CBR強(qiáng)度試驗

2.1 試驗介紹與方法

CBR即加州承載比，是評定土基及路面材料承載能力的指標(biāo)。根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程（JTG E40-2007）》對土樣CBR進(jìn)行確定。CBR值通常采用貫入量為2.5mm時的單位壓力與標(biāo)準(zhǔn)碎石壓入相同貫入量時，所得的標(biāo)準(zhǔn)荷載強(qiáng)度的比值，相應(yīng)計算出貫入量為5mm時的承載比，如果2.5mm時的承載比小于5mm時的承載比，則試驗需重做，若結(jié)果仍如此，則采用5mm時的承載比[3]。

根據(jù)工程需要，本次試驗設(shè)計每種土樣制備了一種干密度，共制9個試件。每層擊數(shù)分別為30、50和98次。本次試驗還預(yù)定了實際工程中常出現(xiàn)的92%、94%和95%的壓實度。

基本步驟：

①通過篩分試驗與液塑限試驗，對土樣顆粒進(jìn)行分析，并確定土樣液塑限與名稱（表3）；

②根據(jù)重型擊實試驗，求出土樣的最優(yōu)含水率與最大干密度（表4）；

③制備樣品，將試樣調(diào)制成最優(yōu)含水率后均勻拌和，悶料24h；

④試樣分別以每層30、50、98次3種不同擊實次數(shù)，采用三層擊實法進(jìn)行擊實，從而得到壓實度為92%、94%和95%的試件，每組試樣壓實度各制3個平行試件，每組9個試件；

⑤浸泡96小時后測出試樣膨脹量和吸水量；

⑥進(jìn)行CBR試驗測定試樣承載比CBR值。

2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

結(jié)合試驗結(jié)果，繪制出貫入量L與壓力值P的關(guān)系曲線，并從P-L關(guān)系曲線中讀取貫入量2.5mm與5mm時對應(yīng)的單位壓力值P2.5（kPa）與P5.0（kPa）的值，通過公式：

通常采用CBR2.5作為CBR強(qiáng)度值，但如果CBR5.0大于CBR2.5，則要重做試驗，若結(jié)果仍是一樣，則采用CBR5.0值，最后試驗結(jié)果取三組平行試驗的平均值。說明：本次試驗五組試樣CBR5.0均小于CBR2.5，故以下各變量之間的參數(shù)分析，均對CBR2.5進(jìn)行分析。

2.2.1 擊實次數(shù)、膨脹量、吸水量、干密度與CBR強(qiáng)度的關(guān)系

從表5中可知，五組試樣都呈現(xiàn)出一種關(guān)系：試樣中由于擊實次數(shù)越多，使得土樣顆粒與顆粒之間的空隙越小，土體越密實。浸泡以后，較為密實的土樣，吸水能力較差，從而導(dǎo)致土樣的膨脹量?。粚τ诟擅芏葋碚f，因土樣擊打的越密實，導(dǎo)致土樣單位體積的質(zhì)量越大；對于承載比CBR2.5試驗值的分析可見，與其他四個參數(shù)存在很清晰的線性變化關(guān)系，即土樣擊實次數(shù)越多，其膨脹量越小，吸水量也越小，而土樣干密度與CBR值都相應(yīng)變大。

2.2.2 壓實度與CBR值的關(guān)系

根據(jù)圖3可以看出：

5組試樣中，同一種壓實度對應(yīng)的CBR值差別較大，如92%的壓實度對應(yīng)CBR的強(qiáng)度范圍為17.4～25.4%，之間的跨度值較大，主要是由于土體的顆粒組成含量不同，不同的級配，使得其具有不同的物理力學(xué)性質(zhì)。

土樣壓實度與CBR值之間存在著很密切的線性關(guān)系，壓實度越大，CBR值就越大。并且根據(jù)關(guān)系曲線中的擬合公式可知，5組土樣擬合系數(shù)R2在0.998～0.9999之間，由此說明該公式與原始數(shù)據(jù)間有著很好的相關(guān)性，這與其他學(xué)者結(jié)論相符合[1、2、4]。

3 結(jié)論

①級配良好碎石土中，其擊實次數(shù)、膨脹量、吸水量、干密度以及CBR值各參數(shù)之間都存在著較好的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)的相關(guān)性。

②級配良好碎石土的CBR值與壓實度之間存在較為密切的關(guān)系，具體表現(xiàn)為CBR強(qiáng)度隨著壓實度的增加而增加，并且具有很高線性關(guān)系的擬合度。

③不同級配的土樣，其物理力學(xué)性質(zhì)不同，同一種壓實度對應(yīng)不同土樣的CBR值也就存在較大的差異，在實際工程中應(yīng)針對不同土樣通過試驗來確定其具體參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧露，李向東.路基土的CBR強(qiáng)度與壓實度關(guān)系的試驗研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報（城市科學(xué)版），2005（S1）：109-111，115.

[2]夏得亮，唐建亞，劉運(yùn)蘭.級配碎石基層的壓實度與CBR強(qiáng)度關(guān)系的試驗研究[J].公路工程，2013，38（06）：263-265.

[3]JTG E40—2007，公路土工試驗規(guī)程[S].

[4]張新財.探討路基填土CBR值與壓實度、浸水時間的關(guān)系[J].北方交通，2008（07）：51-53.