干旱半干旱地区CBR值影响因素分析

发布时间：2022-03-15 15:02:35 浏览数：次

(1.内蒙古大学交通学院道路工程系；2.内蒙古农业大学能源与交通工程学院，内蒙古呼和浩特 010000)
摘要：CBR值是路基材料重要的力学指标，文章对干旱半干旱地区CBR值的影响因素进行了较为全面的分析，提出在干旱半干旱地区，CBR规范值偏高，应根据实际情况制定相应的标准。
关键词：干旱半干旱地区；CBR值；影响因素
中图分类号：U419.91 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)03—0241—02

CBR是美国加利福尼亚州承载比的英文缩写，是美国加州公路局提出来的表征路基路面材料强度及稳定性的试验指标，CBR试验一般采用贯入量为2.5mm时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比(CBR)。CBR值是公路路基材料的重要力学指标之一，因其受土质、含水量、击实功、浸水时间等诸多因素的影响，使其标准的确定比较困难，尤其是在干旱半干旱地区，气候干燥、降雨量小，实际施工过程中的CBR值往往很难满足规范要求，但是路基使用状况良好的现象普遍存在。目前关于干旱半干旱地区的CBR值影响因素的研究还不系统、不完善，本文对干旱半干旱地区CBR标准值的影响因素进行了较为全面的分析，其结论可供工程应用参考。
1 干旱半干旱地区CBR试验影响因素分析
1.1 土质对CBR值的影响

通过收集、分析多条公路针对不同土质路基填料的CBR试验结果(见表1)，得到以下结论： ①CBR值与材料的粘性成反比，土的粘性越强则CBR值越小；②土的颗粒组成和最大尺寸也对 CBR值起着重要作用，因此，在规范中明确规定，该试验方法适用于最大颗粒尺寸<19mm 的材料；当材料颗料最大尺寸>19mm时，则需要对材料等级加以修正。③不同土质对于CB R值的影响较大，有必要在干旱半干旱地区根据公路工程选用不同的土质分析其与CBR值的关系，建立数据库，从而满足实际应用需求。
1.2 击实功对CBR值的影响

为了研究击实功对CBR值的影响，按最佳含水量配料进行试验，以击实次数30、50、70和98 次进行击实，试验结果见图1。

如图1所示，CBR值并不随着击实次数的增加而无限制增大，CBR膨胀量随着击实次数的增加也会出现一个最低值，当击实次数为70次左右时，CBR值最大且其膨胀量最小。由此可见，随着击实功的逐渐增加，土颗粒的间距减少，击实土的密实度增大导致浸水后的渗透性降低，因此强度增大膨胀性降低；但当击实功增加到一定程度后，由于浸水膨胀的只是表层土，表层土的密实度增加反而会导致膨胀势的增大，CBR值也有所降低。所以对于填筑膨胀土路基并不是压实度越大越好，施工时可以考虑降低压实标准以改善路用性质。

大量试验数据表明，CBR值与试件含水率有关，同一种材料，在相同的击实功下，CBR值与含水率的关系曲线应该跟击实曲线一样：CBR随着含水率的增加而增大，当含水率达到最佳含水率时，这时的密实度也达到最大值，而不饱水的CBR值同样达到最大值，随着含水率的增加，密实度降低，CBR值也随之降低，两者表现出很好的相关性。

如图2所示，随着含水率的增加，水分包裹润滑土颗粒，减少土颗粒间的摩阻力，在一定的击实功下，干密度逐渐增大，土体抗局部剪切力能力增强，CBR值逐渐增大；当含水率超过最佳含水量时，颗粒间产生自由水，干密度逐渐降低，同时抗局部剪切力能力也逐渐减弱， CBR值逐渐减小，CBR值曲线呈凸曲线型。
1.4 浸水时间对CBR值的影响

为了寻找路基在长期泡水时土体结构不发生明显破坏的技术依据，表征材料的浸水特性，在 CBR试验中规定浸水96h。当浸水后的试件发生剪切移动时，并不是土体颗粒之间发生摩擦作用，而是通过颗粒周围的水层相互摩擦。由于水层具有润滑作用，因此水层越厚摩擦力就越小，也就是说吸水量越多其摩擦力就越小。因此以粘性土为主的浸水对CBR值有很大影响。通过浸水得到的材料的这种特性对于地下水丰富或多雨地区的路基水稳性具有重要的指导作用。

对黄土分别浸水1d、2d、3d和4d以及不浸水条件下的CBR试验，试验结果如图3所示。由图可见，随着浸水时间的增加，土样的CBR值大幅下降。并对同种粘性土进行CBR试验，做两组试件分别浸泡24h和96h，结果在相同初始含水率与压实度条件下，浸水时间越短，CBR值越大：试件浸水96h，试件CBR值只有1左右，难以用于填筑路堤；试件浸水24h，压实度90%以上的试件CBR值均可达2以上，可满足路基规范中对一般公路下路堤填料CBR值的要求。如果结合地区、地形、排水、路面排水构造和路面结构等因素，能够确定路堤在实际工作条件下，其平衡含水率只达到浸水24h条件下的含水量，则该试验填料可以用于一般公路下路堤的填筑，从而避免了换填、土性改良等方法的使用。

对于干旱半干旱地区采用4昼夜的浸水时间是否合适，应该将浸水时间缩短至几天，才能即保证土基强度，又就地取材、减少造价，还需要深入研究。
2 结语

综上所述，对于干旱半干旱地区CBR值的主要影响因素为浸水条件及试件的含水率，同时土质情况、击实功标准和外加剂也会对其产生一定影响。在干旱半干旱地区，CBR规范值偏高，应根据实际情况制定相应的标准。合理确定干旱半干旱地区CBR值，关键在于结合具体项目的土质情况确定合理的浸水条件。随着中国西部大开发的不断推进，针对干旱半干旱地区 CBR值的研究必将带来出巨大的社会效益和经济效益。
［参考文献］
［1］交通部.公路土工试验规程(JTG E40-2007)［S］.北京：人民交通出版社，200 7.
［2］陈柏年，朱凤艳，等.CBR试验内在机理研究及影响因素的分析［J］.交通标准化，2001，(1).
［3］邓露，刘向东.路基土的CBR强度与压实度关系的试验研究［J］.华中科技大学学报，2005，(22).
［4］张展骏，龚海科，等.内蒙古自治区的风积沙的工程特性［J］.河北工业大学学报，2006，35(3).
［5］王海俊，殷宗泽，等.粉土路堤填料的CBR试验研究［J］.路基工程，2006，(1 ).

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