加州承载比(California Bearing Ratio,CBR)是由美国加利福尼亚州公路局提出的一种评定路基及路面材料承载能力的试验方法和指标[2]。以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征承载能力,并以标准碎石的承载能力为标准,二者的相对比值称作CBR值。CBR试验有室内和现场两种,由于其试验方法简单,设备价格低廉,在许多国家得到广泛应用。
室内CBR试验装置如图4-18所示。试验时,在一个内径152 mm、高170 mm的金属圆筒内,用直径50 mm的标准贯入杆以1~1.25 mm/min的速率压入试件,同时由百分表测记贯入量。测试完成后,以单位压力p为横坐标,贯入量l为纵坐标,绘制p-l关系曲线。
CBR值按式(4-20)计算:
图4-18 CBR室内试验装置
式中 CBR——加州承载比,%;
ps——标准碎石在某贯入量时的标准压力(贯入量为2.5 mm时,ps=7 000 kPa;贯入量为5.0 mm时,ps=10 500 kPa),kPa;
p——测试材料在对应贯入量时的单位压力,kPa。(www.xing528.com)
CBR值一般取贯入量为2.54 mm进行计算。但当贯入量为2.5 mm,且对应的CBR值小于贯入量为5.0 mm对应的CBR值时,应取后者。
室内CBR试验的试件应按施工时的含水率和压实度要求在试筒内制备。为模拟路面对路基的附加压力和约束条件,应在试件顶面附加相当于路面结构荷载的环形荷载板,并在加载前将试件在水中浸泡4昼夜,以模拟路基的最不利湿度状况。但对于干旱、半干旱地区而言,可通过论证,适当改变试件的饱水方法和饱水时间,使CBR试验更符合实际状况。
现场CBR试验的方法与室内CBR试验相近,但其压入试验直接在路基顶面进行。现场试验所得的CBR值与室内试验值往往不一致,这与二者的侧限条件、路基土的含水率和密实度等均存在差异有关,应用时应对其合理性加以分析。
CBR是一项表征材料性能的指标,但与路基回弹模量和地基反应模量有一定的相关性。CBR与回弹模量的回归关系如式(4-21)、式(4-22)所示;常用路基土的地基反应模量k值和CBR值的大致范围如表4-11所列[5]。
表4-11 常用路基土的地基反应模量k和CBR值
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