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本发明涉及一种路堤填料CBR(California Bearing Ratio)值的测量方法。本发明提供的CBR试验方法，与现有的标准CBR试验方法比较有以下不同点：1)CBR筒为侧向浸水方式，代替标准试验中的上部浸水方式；2)上部有较原标准压力大的上覆压力作用，3)制备CBR试件时按照工地施工实际采用的湿法重型标准来确定其含水量。本发明提供的方法既可以适用于非膨胀土，又可以适用于膨胀土，通过本发明所获得的CBR值，更准确地反映了路基填料真实的CBR值，从而有利于扩大可使用的路基填料的范围。

1.  一种CBR试验方法，其特征在于与标准的CBR试验方法相比具有如下不同点：
1)CBR筒为侧向浸水方式，代替标准试验中的上部浸水方式；2)上部有较原标准压力大的上覆压力作用，3)制备CBR试件时按照工地施工实际采用的湿法重型标准来确定其含水量。

2.  根据权利要求1所述的CBR试验方法，其特征在于所说的CBR筒上设有多排透水孔；水面的高度高于位置最高的透水孔，但低于CBR筒的高度。

3.  根据权利要求2所述的CBR试验方法，其特征在于所说的CBR筒上透水孔直径为3～6mm，孔间距离为6～8mm。

4.  根据权利要求1所述的CBR试验方法，其特征在于上覆压力为40Kpa。

5.  根据权利要求1至4之一所述的CBR试验方法，其特征在于在CBR筒的圆柱形筒壁上先铺垫上滤纸。

6.  一种用于CBR试验的CBR筒，包括圆柱形筒体，其特征在于在筒体上设有多排透水孔。

7.  根据权利要求6所述的CBR筒，其特征在于透水孔直径为3～6mm，孔间距离为6～8mm。

一种CBR试验方法
技术领域
本发明涉及一种路堤填料CBR(California Bearing Ratio)值的测量方法。
背景技术
依照我国公路路基设计规范，路堤填料必须满足强度和稳定性的要求，并采用压实度指标来控制路基施工。《公路路基设计规范》(JTJ013-2004)中规定，路堤填料选择的首要依据为CBR强度指标，见
表1。
表1.路堤填料最小强度要求

但按标准的CBR试验方法，膨胀土的测试结果往往达不到要求(CBR＞3％)，而土的天然含水量一般也较高，若采用重型压实标准进行控制，填土往往需经长时间晾晒后方可达到要求的含水量，这就造成了施工困难。
目前，标准CBR试验的浸水方式是将试件完全泡水4天，然后测定其在贯入2.5mm和5mm时施加的力与碎石试验施加力进行比较(详细试验可参考《公路土工试验规程》(JTJ051-93)，而我国高等级公路是不允许路基处于泡水条件的，因此，这种浸水方式也不符合膨胀土路基的实际工作状况。
《公路土工试验规程》(JTJ051-93)中规定了在浸水和贯入过程中要在试样顶部加荷载板，目的是模拟该材料层受到路面结构重量产生的竖向力，实现试件在受到一定约束力的条件下进行试验。因为路面结构的类型和材料不同，很难准确确定约束力大小，所以标准CBR试验方法规定均采用施加50N上覆荷载，这种方法世界各国都普遍采用。
《公路土工试验规程》(JTJ051-93)中规定，试件浸水时水面应保持在试件顶面以上大约25mm，通常饱水4昼夜(96h)，以模拟材料在使用过程中处于最不利状态。正如前面分析所指出，恰恰是这种浸水方式，使膨胀土这种特殊土的CBR强度大打折扣。为了说明这种条件对膨胀土试件的不良影响，选取长沙粘土(低液限粘土)、宁明膨胀页岩风化破碎土(中膨胀土)和百色膨胀土(中～强膨胀土)3种土样，均采用标准干法击实试验得到的最佳含水量制作试件(如表3)，分别进行标准CBR试验。
表2.三种土样的干法击实最佳含水量

泡水4天后，膨胀土试件顶部含水量最大，说明表层土已完全膨胀、松散成流塑状，根本无强度可言，而贯入试验的深度仅2.5mm(或5mm)，可想而知，该值不能代表填料的真实强度。因此，用CBR试验确定膨胀土强度时，必须设法找到一种合理的浸水方式。
发明内容
本发明的目的是通过研究路基实际条件下，提出一种适合的、反映膨胀土在实际条件下CBR值的试验方法。
本发明提供的CBR试验方法，与现有的标准CBR试验方法比较有以下不同点：1)CBR筒为侧向浸水方式，代替标准试验中的上部浸水方式；2)上部有较原标准压力大的上覆压力作用，3)制备CBR试件时按照工地施工实际采用的湿法重型标准来确定其含水量。
膨胀土路堤物理处治技术的核心是采取有效的封闭包盖法，它是将膨胀土填筑于下路堤堤芯，其上部填筑强度较大的非膨胀性土或粗粒土，顶部还设有不透水的路面结构层，边坡两侧辅以足够厚度的非膨胀性土、化学改良膨胀土或土工合成材料加筋包边层。这种结构的道路路基，降雨对膨胀土下路堤不会产生直接影响，水分只可能是从两侧入渗。在这种情况下，标准试验方法采用的试件上部浸水方式与实际路堤将可能出现的情况并不相符。基于此，本发明人认为必须改变CBR试验浸水方式，使之尽量模拟路基实际工作情况，即用侧向浸水方式代替标准试验中的上部浸水方式。
鉴于实际路基的工作状态与上述标准CBR试验方法中不同，本发明提出对该标准方法的改进。原有的CBR筒是一种上下开口的圆柱筒，在筒体四周为一整体、没有孔。本发明中所使用的CBR筒在圆柱筒体上开设有若干排透水孔。当膨胀土试件装入这样的CBR筒时，能较真实地反映实际条件下的状况。
因此，在CBR试验时，将装有膨胀土试件的、在圆柱筒体上开设有若干排透水孔的CBR筒放入水中，让水从透水孔向试件渗透。优选水面的高度高于位置最高的透水孔，但低于CBR筒的高度。
透水孔孔径不能太大，以免在击实过程中因土中细颗粒受到冲击，由透水孔漏出，影响试件的干密度。
优选透水孔直径为3～6mm，孔间距离为6～8mm。
公路路基规范对填料的CBR的取值要求是以填土部位离路基顶面的高度来划分的，不同部位的路堤土所受上覆压力是不同的，50N的荷载相当于2.7kpa，而实际工程中膨胀土一般只用来填下路堤。上路堤加上路面结构层厚度一般会大于2m，若按土的容重计算，压力也会到40Kpa。在这种工作条件下，膨胀土的强度会相对提高。因此，本发明中提出：为了模拟实际情况，试件在泡水过程中应增大上覆压力，这样才能真实反映填料的工作状态。将荷载块的重量传递到土体顶部，在荷载板和土体之间还放置一块圆形垫板，以便荷载在土体顶部均匀分布。
优选上覆压力为40Kpa。
膨胀土由于其天然含水量较高，很难通过晾晒失水来满足最佳含水量条件，实际工程中常以湿法击实试验得到的最佳含水量进行施工控制。众所周知，膨胀土的工程性质受初始水量的影响很大，而标准CBR试验方法通常是按干法击实试验得到的最佳含水量来制备CBR试件，这也与实际情况不相符。
因此，本发明提出，在制备CBR试件时按照工地施工实际采用的湿法重型标准来确定其含水量。
优选的方法是在CBR筒的圆柱形筒壁上先铺垫上滤纸。滤纸可起到两个作用：避免细土颗粒在落锤的冲击下从小孔中挤出，造成试件质量变化(干密度减小)；同时利用滤纸本身所具有的吸湿作用，可使整个试件沿高度浸水更为均匀。
对非膨胀土而言，本发明提供的CBR试验方法与标准的CBR方法所获得的CBR值没有明显差异。
因此，本发明提供的方法既可以适用于非膨胀土，又可以适用于膨胀土，通过本发明所获得的CBR值，更准确地反映了路基填料真实的CBR值，从而有利于扩大可使用的路基填料的范围。
附图说明
图1是CBR筒上透水孔布置图；
图2是CBR筒立体图；
图3是不同荷载下的CBR值关系图；
图4是侧向浸水CBR值与制件含水量的关系图；
图5是侧向浸水试件含水量径向分布。
具体实施方式
实施例1
1)试验方法的改进：
(1)浸水方式。水位仅保持刚淹没试筒壁最上一排小孔，不再淹没整个试件，原来的上部浸水改为侧向浸水，并注意在给浸水池(桶)内加水过程中不让水溅入试件顶部，以免对上部土层产生影响。
(2)上覆压力。试件浸水过程中，根据需要在试件顶面施加不同的荷载，荷载大小通过荷载板和调整荷载块的数量来实现，其中荷载板用来将荷载块的重量传递到土体顶部，在荷载板和土体之间还放置一块圆形垫板，以便荷载在土体顶部均匀分布
(3)制件含水量。采用湿法重型击实标准的最佳含水量。
2)试验仪器的改进
基本思路：在尽可能沿用标准CBR试验仪器的基础上稍加改进，以满足改进试验方法的需要，主要改进如下。
(1)试筒。为实现对击实试件的侧向浸水，在标准CBR试验试筒壁1上钻出一定数量的透水孔2，使水能通过这些透水孔向试件内部渗入，从而实现侧向浸水条件。参考图1和图2，选用的透水孔直径为3mm，孔间距离为8mm，沿筒壁均匀分布：68行，11列共724个。
(2)荷载块：在浸水过程中，采用在试件上部施加不同荷载块，每个荷载块质量为10kg，如上部荷载选定为40kpa，共需加载荷载块7块。
(3)击实时，先在试筒内侧垫一层滤纸3，试验所用滤纸为杭州富阳特种纸业有限公司生产的定性滤纸，规格为50*50cm，将它均匀裁成四条，每条长50cm，宽12.5cm，其长略大于试筒周长，宽能将透水孔全部覆盖，并可使套筒和试筒夹住滤纸的多余部分，避免击实过程中因冲击力作用使成滤纸发生移动导致土颗粒由透水孔挤出。
3)试验操作步骤：
(1)通过湿法重型击实试验求得土样的最大干密度和最佳含水量。
(2)备料，将土样风干(必要时可在50℃烘箱内烘干)，用木锤捣碎并过5mm筛。
(3)闷料，按最佳含水量制备3个试件。操作时应注意加水用量、拌和均匀、密闭后的浸润时间(24h)以及准确测定每个试件浸润后的含水量。
(4)击实前的准备，试筒称重后将其固定在底板上，安放滤纸，使之覆盖筒壁上的透水孔。放下垫块并压住滤纸底部边缘使其紧贴试筒壁，在垫块上放一张圆形滤纸，安上套环，夹住滤纸上部边缘使其固定。
(5)击实，采用标准重型击实方法。
(6)卸下套环，用直刮刀沿试筒顶修平击实的试件并削去多余滤纸，表面不平整处用细料修补。取出垫块，称取试筒和试件的质量。
(7)泡水测膨胀量，将一张圆形滤纸置于修好的试件表面，并依次安装多孔底板、荷载板及所需荷载块。调整支架和拉杆，安装百分表，并读取初读数。向水桶内放水，使水位刚好淹没最上排透水孔，按规定时间间隔读百分表，并计算膨胀量。泡水四天，卸载后静置15min，称量，计算试件的湿度和密度的变化。
(8)贯入试验，按标准CBR试验方法进行贯入。
为验证改进的CBR试验方法的合理性和改进试验仪器的可靠性，对三种膨胀土(宁明膨胀土、百色膨胀土、南邓膨胀土)及三种非膨胀土(长沙红粘土、校园土、S211土)进行了标准CBR试验和改进的CBR试验的对比。除宁明膨胀土采用湿法击实最佳含水量制件外，其余土样都采用干法击实得到的最佳含水量制备试件。
1)试验用土基本性质
a)宁明膨胀土  土样取自广西南友路宁明段，其塑性指数为26.3；自由膨胀率为42％；有效蒙脱石含量17.64％；比表面积为161.11m²/g。采用曲永新提出的双指标判别体系(表2)的宏观、微观4个指标进行判断，宁明膨胀土可归为中膨胀土。
b)百色膨胀土  土样取自广西南百高速公路K179+100段，其塑性指数为25.9，自由膨胀率为73.33％，有效蒙脱石含量12.22％，比表面积为111.08m²/g。同样对照表1.2双指标判别体系的宏观、微观4个指标，可将百色膨胀土的膨胀势划归为中强膨胀。
c)南邓膨胀土  土样取自河南南阳到邓县高速公路，其塑性指数为31.52，自由膨胀率达92.5％，有效蒙脱石含量为24.6％，比表面积为214.75m²/g。。同样对照双指标判别体系的宏观、微观4个指标，可将百南邓膨胀土的膨胀势划归为强膨胀势。
d)校园土  土样取自长沙理工大学校园基建工地，外观呈红黄色，夹带一些石灰质结核，室内试验测得其基本性质，见表3，按公路土工试验规程(JTJ051-93)该土可定名为含砂高液限粘土。
表3.校园土基本性质表

S211土样取自湖南省道211线，外观呈灰白色，粗粒含量多，该土原主要用于路基精加工层，室内用筛分试验获得土样的粒径分布(表4)，按公路土工试验规程(JTJ051-93)该土可定名为含细粒土砂。
表4.S211土样基本性质表

f)长沙红粘土取自长沙市金盆岭一小区基建工地，土样呈砖红色，手感细腻，为典型的长沙红粘土，土样的基本性质见表5，按公路土工试验规程(JTJ051-93)该土可定名为低液限粘土。
表5.长沙红粘土基本性质表