尼日利亞土工承載比CBR試驗

1、尼日利亞土工承載比CBR試驗作者：王品然工作單位：中地海外路橋建設(shè)有限公司摘要：通過尼日利亞公路項目土工試驗實踐，總結(jié)歸納了英國標準BS 1377、國標JTG E40-2007及尼日利亞CBR試驗的區(qū)別，并對如何適應(yīng)標準提出建議。關(guān)鍵詞：尼日利亞 土工 CBR 試驗1 前言：承載比（CBR）又稱加州承載比，是California Bearing Ratio的縮寫，由美國加利福尼亞公路局首先提出來，用于評定路基土和路面材料的強度指標，在國外多采用CBR值作為路面材料和路基土的設(shè)計參數(shù)。所謂CBR值就是試料貫入量達到2.5mm或5mm時的單位壓力與標準碎石壓入相同貫入量時的標準荷載的比值。在我國的

2、柔性路面設(shè)計中，雖以路基土和路面材料的回彈模量值作為設(shè)計參數(shù)，但在路基路面施工規(guī)范中仍將CBR作為一項力學指標，因此CBR值的確定對于公路工程的路基路面設(shè)計及施工都有著非常重要的意義。 近年來，我公司陸續(xù)參與了海外工程建設(shè)項目，涉及于非洲多個國家的公路設(shè)計、施工項目，這些項目大多采用英美標準或歐洲標準，土工試驗也開始走出國門，如何與國外規(guī)范接軌，以及如何使我們的土工試驗成果為業(yè)主認可，熟悉規(guī)范理解規(guī)范應(yīng)是當務(wù)之急。本文根據(jù)掌握的現(xiàn)有資料，簡單介紹尼日利亞與國標土工CBR試驗的區(qū)別，結(jié)合國標與英國標準，采用國內(nèi)試驗儀器，融合尼日利亞試驗方法與同行們交流探討。2 承載比CBR試驗技術(shù)要求2.1 技

3、術(shù)要求區(qū)別 中國交通部現(xiàn)行的公路路基設(shè)計規(guī)范JTG D30-2004和公路路基施工技術(shù)規(guī)范JTG F10-2006對路基壓實度和路基填料的強度均提出了全新的要求，特別是第一次明確的提出來路基填料最小強度CBR的要求，見表一。表一 路基填料最小強度填料應(yīng)用部位（路面底標高以下深度 M）填料最小強度（CBR）（%）高速公路一級公路二級公路三、四級公路路堤上路床（00.30）865下路床（0.300.80）543上路堤（0.801.50）433下路堤（1.50）322零填及挖方路基（00.30）865（0.300.80）543注：表中強度按公路土工試驗規(guī)程（JTJ 051）規(guī)定的侵水96小時的CBR

4、試驗方法測定。尼日利亞聯(lián)邦工程部規(guī)定CBR強度值如表二。表二 尼日利亞CBR強度值填料應(yīng)用部位填料最小強度（CBR）（%）飽水時間路基填方（SUB-GRADE）1596 h紅土底基層（SUB-BASE）3024h紅土基層（BASE）80不侵水2.2 根據(jù)表一及表二的技術(shù)要求區(qū)別可以看出，CBR值要求與國標相差很大，根據(jù)國標及尼日利亞標準要求，其中試驗方法差別較大，主要表現(xiàn)在CBR試件的侵水時間不一致，貫入方法也不一致，國內(nèi)各結(jié)構(gòu)層均需要泡水4晝夜，而尼日利亞聯(lián)邦工程部標準試件泡水根據(jù)路基結(jié)構(gòu)層而不同。根據(jù)試驗方法的不同，采用國內(nèi)試驗儀器，針對尼日利亞的試驗方法進行交流。3 尼日利亞紅土基層CB

5、R試驗3.1 重型擊實試驗對土樣進行重型擊實試驗以確定其最大干密度和最佳含水量。均可采用國標公路土工試驗規(guī)程JTG E40-2007或英國標準BS1377-4進行。3.2 按照最佳含水量制備試樣在擊實試驗和試樣制備過程中，均采用重型擊實方法進行，表三是英國及國標CBR試驗的試樣制備儀器規(guī)格。表三 CBR 試驗試樣制備儀器規(guī)格國家擊錘擊實筒層數(shù)每層擊數(shù)擊實功(KJ/M3)貫入桿直徑（MM）質(zhì)量（kg）落高(cm)內(nèi)徑(cm)高(cm)容積(cm3)英國標準BS1377-42.54515.212.723055622669.549.6國標JTG E40-20072.54515.21221773982

6、677.2503.3 侵水時間 試樣侵水的目的是預(yù)測路基土或基層填料在使用期間經(jīng)歷氣象變化和長年運行過程中的含水量變化以及在最惡劣情況下推算CBR值。國標中侵泡96h的試樣飽和度一般可達75%95%。根據(jù)地域區(qū)別，為了符合尼日利亞實際情況，尼日利亞國家聯(lián)邦工程部規(guī)定底基層侵水24h，基層不侵水，直接進行貫入試驗。3.4 貫入試驗 加荷使貫入桿以一定的速度壓入試件，記錄不同的貫入量及相應(yīng)的荷載。貫入桿的貫入速率各國都有不同的規(guī)定標準，如英國BS1377 規(guī)定為1.2mm/min，國標JTG E40-2007規(guī)定為1.01.25 mm/min的速率。在侵水和貫入試驗中都要在試件頂部進行荷載板加重，

7、其目的是使施加于試樣表面的壓力等于該材料層路面的壓力，從而使試樣在受到一定約束力的條件下進行試驗，但一般很難實現(xiàn)此目的，特別在路面較厚的情況下，因此，采用施加45N荷載的壓力。需要值得注意的是，在尼日利亞貫入試驗中，試件貫入方法均有異同，區(qū)別在于同一試件頂部及底部均需要貫入試驗。3.5 CBR值計算 繪制單位壓力P與貫入量L的關(guān)系曲線，讀取貫入量2.5mm和5.0mm所對應(yīng)的單位壓力P2.5（Kpa）和P5.0（Kpa）。按下式計算CBR值： 不同貫入量時的標準荷載 貫入量（MM） 標準荷載（KN）中國英國尼日利亞2.513.713.213.245.020.320.019.96CBR2.5=P

8、2.5/7000 CBR5.0=P5.0/10500 美國、日本及中國標準要求材料的承載比一般采用CBR2.5，若CBR2.5> CBR5.0，試驗重做，重做后若試驗結(jié)果仍然如此，則采用CBR5.0。英國標準以CBR2.5和 CBR5.0較大值作為其最終結(jié)果。 尼日利亞標準則按以下方法取值：首先計算出試件頂部CBR2.5及CBR5.0的平均值，在計算出試件底部CBR2.5及CBR5.0的平均值，取兩個平均值的最大值作為最終結(jié)果。4 對如何適應(yīng)標準的建議 對于如何響應(yīng)其它國家的試驗標準，嚴格執(zhí)行相應(yīng)的試驗方法標準當然沒有問題，對試驗人員的操作習慣和技術(shù)水平也是一個考驗。但如果采用國內(nèi)試驗儀器，國外標準及試驗方法，就必須熟悉并理解規(guī)范?？紤]到我們參與的這些項目大多由中方咨詢及設(shè)計，國內(nèi)的設(shè)計人員更習慣于采用國內(nèi)標準，往往要求提供符合兩種標準的試驗報告，或轉(zhuǎn)化為國內(nèi)標準，因此對于某些試驗項目，亦可直接按國內(nèi)標準進行試驗，在將試驗結(jié)果轉(zhuǎn)化于相應(yīng)的標準。5 結(jié)語 本文通過英國標準、尼日利亞標準和中國交通行業(yè)標準的異同，強調(diào)了尼日利亞承載比CBR的技術(shù)要求及結(jié)合國內(nèi)試驗儀器的試驗方法，很多細節(jié)有待學習探討，希望對尼日利亞中資企業(yè)同行有所幫助。參考文獻