作者：任庆福 太原市市政工程管理处
摘要: 从现场CBR试验、修正CBR、设计CBR等方面，简要介绍了日本CBR指标如何在路基、路面设计中的应用。
关键词：设计CBR；设计；施工
0 引言
a)在城市沥青混凝土柔性路面的设计过程中,土路基承载力如何？究竟应该选用什么样的路基（道路基层及底基层）材料、道路结构层厚度应该如何确定？如果设计人员对这类问题考虑不周全或者计算有误，其造成的后果是设计年限15年的道路，往往在短短几年内便发生严重的病害，甚至到车辆无法通行的地步，给国家和人民造成了严重的经济浪费和极坏的社会影响。
b)我国现行的设计方法一般是根据地质资料勘测所提供的土质、塑性指数、地下水位情况等采用查表法，用查得的土基回弹模量来确定结构层的厚度，或者干脆采用经验来确定结构层的厚度，设计的盲目性在个别地区非常严重。
c)在道路设计中，效仿日本采用路基土设计CBR值来进行路面结构的设计，应该说是一种有益的尝试。
1 CBR试验概述
a)CBR试验又称加州承载比试验，是由美国加州的O.J.PORTER先生在1928年至1929年间,通过对柔性路面破坏状况的调查，考虑得出的对路基、路面承载力进行比较的简单方法。
之后O.J.PORTER先生经过10多年的路基、路面CBR值调查，于1942年做成了通过CBR值确定道路结构层厚度的设计曲线。
b)CBR试验采用的基准材料为破碎加工的碎石，通过进行反复多次的CBR试验得出的平均值被确定为CBR%值。从粘性土到包含大粒径的砂砾土均适用于CBR试验。
如果试验所得的CBR值越接近标准值CBR%，则说明与碎石的性质越接近，路用性质越好，反之，则说明其承载力越低。
c)CBR试验的分类如图1.
d)目前，许多国家均采用CBR值作为道路结构材料选用及厚度确定的设计依据，取得了良好的经济效果和使用效果。
2 室内CBR试验
a)室内CBR试验的目的：(a)根据路基土的设计CBR值,确定道路结构层的厚度;(b)根据目标设计CBR值，确定路基土处理方案（换填土或稳定处理）;(c)对路基回填土性质的判定,以确定是否采用。
b)设计CBR与修正CBR的试验方法的不同见表1.
表1 设计CBR与修正CBR的试验方法的不同
| 项目 |
试料的准备 |
试件的制作 |
试件的数量 |
| 设计CBR |
自然含水量状态 |
分3层各击实67次 |
2个 |
| 修正CBR |
最佳含水量状态 |
分3层各击实17、42、92次 |
各3个，共9个 |
c)用15 cm的试筒，将粒径调整至40 mm以下的试样，用4.5 kg的击实锤进行击实以制作试件,试件经4天时间的吸水膨胀后,进行贯入试验,求取CBR值。浸水膨胀试验的目的是为了考虑在路基、路面材料充分吸水后引起强度降低，达到最坏条件那种状况下的路基的稳定性。
路基土工程性质与膨胀量大小关系见表2.
表2 路基土工程性质与膨胀量大小关系
| 路基土状态 |
膨胀量/% |
路基土状态 |
膨胀量/% |
| 良好的路基 |
小于1 |
不良路基 |
大于3 |
| 一般的路基 |
小于3 |
腐殖土 |
7～20 |
d)现场使用的路基土的自然含水量,一般与最佳含水量不一致,在工程实践中,将土的含水量调整至最佳含水量状态一般采用洒水或翻晒晾干的做法,实际控制相当困难。
e)设计CBR值的测定目的就是要与现场实际状况相吻合，以自然含水量状态的大制作试件进行测定和评价，锤击次数采用67次是因为与最大干密度的95%相当。
f)修正CBR在工程实践中作为选择95%压实度时回填土的CBR指标来使用，主要适用于砂质土、砂砾土等优质回填土或改良土；用通过击实试验求得的最佳含水量对试料的含水量进行调整，通过测量击实次数分别为92次、42次、12次的试件密度算出预定的CBR值（修正CBR值），以确定压实度和CBR的关系曲线。
3 现场CBR试验
a)指对现场路基（或路面）的CBR值进行测定的试验。试验方法是：将原路基（或路面）整平，进行贯入度试验测定所定贯入度（0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm、4.0 mm、5.0 mm、7.5 mm、10.0 mm、12.5 mm）相对应的荷载重量。现场CBR试验可用于路基处理的施工检测及施工管理方面。
b)设计CBR、修正CBR及现场CBR的区别见表3.
表3 设计CBR、修正CBR及现场CBR的区别
| 室内CBR试验 |
现场CBR试验 |
| 设计CBR值 |
修正CBR值 |
现场CBR值 |
| 根据路基土的CBR值进行结构层厚度的设计 |
作为路基、路面所用材料的评价依据 |
路基、路面、改良土（稳定土类）等现场施工管理依据 |
4 CBR值计算
如式1所示，通常以贯入量2.5 mm时对应的荷载强度与标准荷载强度相除乘以100%所得。但是，贯入量5.0 mm时的CBR值比贯入量2.5 mm时的CBR值大时,需要重新进行试验,如果再次试验所得结果相同,则取贯入量5.0 mm时的CBR值。
式中：CBR为CBR试验值,%；q为对应贯入量的荷载强度,MN/㎡；Qo为对应贯入量的标准荷载强度,MN/㎡，其值参照表4.
表4 对应贯入量的标准荷载强度
| 贯入量/mm |
标准荷载强度/MN·m-2 |
标准荷重/kN |
| 2.5 |
6.9 |
13.4 |
| 5.0 |
10.3 |
19.9 |
5 道路区间的CBR值及设计CBR值的确定
a)在路基沿深度方向由不同类型土层组成的情况下,采用该地点路基以下1m深度范围内的各层土的CBR值,按式2求取CBR值：
式中：CBRM为m地点的CBR值；CBR1、CBR2···CBRn为m地点的各层CBR值；h1、h2···hN为m地点的各层厚度，cm.h1+h2+···hN=100.
b)从该路段所有的CBRm值中去掉特别高和特别低的值，按下式求取道路区间的CBR值：
道路范围的CBR值=各地点的CBR的平均值-各地点的CBR值的标准偏差（δn-1）。
c)设计CBR值的确定根据道路区间的CBR值按表5求取。
表5 道路区间的CBR值与设计CBR值之间的关系
| 道路区间CBR值 |
设计CBR值 |
道路区间CBR值 |
设计CBR值 |
| 2＜CBR＜3 |
2 |
8＜CBR＜12 |
8 |
| 3＜CBR＜4 |
3 |
12＜CBR＜ 20 |
12 |
| 4＜CBR＜6 |
4 |
CBR＞20 |
20 |
| 6以上，8未满 |
6 |
|
|
6 日本设计CBR值与铺装层(相当于沥青砼的当量)厚度设计的对应关系
表6 日本设计CBR值与铺装层厚度设计的对应关系
| 设计交通量 |
大型车交通量（台/日.方向） |
|
设计CBR |
L交通 |
A交通 |
B交通 |
C交通 |
D交通 |
| L交通 |
小于100 |
（2） |
（17） |
（21） |
（29） |
（39） |
（51） |
| A交通 |
100～250 |
3 |
15 |
19 |
26 |
35 |
45 |
| B交通 |
250～1 000 |
4 |
14 |
18 |
24 |
32 |
41 |
| C交通 |
1 000～3 000 |
6 |
12 |
16 |
21 |
28 |
37 |
| D交通 |
大于3 000 |
8 |
11 |
14 |
19 |
26 |
34 |
|
|
12 |
11 |
13 |
17 |
23 |
30 |
|
|
20 |
,11 |
13 |
17 |
20 |
26 |
7 设计CBR值与路基设计的关系
7.1 路基设计
在构筑路基之前,首先应确定路基的目标承载力,确定路基土是否需要改良,采取何种改良方法。同时，为了保证路基在设计使用年限内的承载力不降低，必须事先做好排水、防冻结、融胀方面的设计。
在确定软弱路基处理方法（换填法或改良稳定处理法等）后，必须再次进行CBR试验，并根据新的CBR试验得出的新CBR值来确定道路结构层厚度。
7.2 CBR试验流程
7.3 填方路基
取填方土的试样进行CBR试验，一般要求路基设计CBR值达到3以上，在这种情况下，下部20 cm部分采用原土的CBR值。
示例见图3.
7.4 软弱路基土处理
7.4.1 置换法
置换法指:将路基部分软弱土挖除,换填优质土,使设计CBR值达到3以上的设计（施工）方法。在这种情况下，换填土的下部20 cm部分采用原状土的CBR值。
示例见图4.
7.4.2 稳定处理法
稳定处理法是指:采用一定剂量的石灰或水泥，通过人工配合机械的方法（翻拌法），使石灰或水泥与软弱路基土拌和，使路基设计CBR值达到3以上的设计（施工）方法。在这种情况下，稳定处理层下部20 cm部分的CBR值取稳定处理土与原土的平均值。
示例见图5.
上述路基土改良的CBR值上限为20；对沥青混凝土路面设计CBR的目标值宜为3；对碾压混凝土路面设计CBR目标值宜为4.
8 结束语
为什么许多发达国家所修的道路经久耐用，而我们国家许多地区的道路就是不耐用呢？这是我们筑路人及政府主管部门应该认真思考的问题。有许多人，都把道路的早期破坏现象归究于交通量的急增、超载车辆多这两条原因上。而事实上，所谓的这两条理由均可以在设计阶段通过调查论证、科学决策来（基本）消除。
笔者认为：影响道路使用寿命的最根本的决定因素是设计方是否进行了科学设计及施工方是否在质量上严格管理这两方面。
今后的课题：结合各地区的实际情况，通过试验段的施工，找出与各种交通量、轴载相对应的路基设计CBR值、道路结构层厚度之间的关系，并以此指导设计和施工。
#CBR #加州承载比