路基填料常用的评定指标及其规范要求

路基填料常用的评定指标及其规范要求1加州承载比（CBR）加州承载比（CaliforniaBearingRatio）是美国加利福尼亚州提出的一种评定基层材料承载能力的试验方法。承载能力以材料载压入抵抗局部荷变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以相对值的百分数表示CBR值。《公路路基设计规范》（JTGD30—2015）指出（p142）：CBR是表征材料的水稳定性和抵抗局部压入变形能力的指标。1.1规范要求1.2试验方法试验时，用一个端部面积为19.35cm2的标准压头，以0.127cm/min的速度压入土中。记录每贯入0.254cm时的单位压力，直至压入深度达到1.27cm时为止。标准压力值是用高质量标准碎石由试验求得，其值如表1-1所示。表1-1CBR标准压力贯入量（mm）２.５５．０７．５１０．０１２．５标准压力（MPa）７．０１０．５１３．４１６．２１８．３CBR值按式(2-27)计算：式中：p——对应于某一贯入度的土基单位压力，KPa；——相应贯入度的标准压力(见表1-1)，KPa。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）。如贯入量为５ｍｍ时的承载比大于２.５ｍｍ时的承载比则试验应重做。如结果仍然如此则采用５ｍｍ时的承载比。CBR试验设备有室内试验与室外试验两种。试件按路基施工时的含水量及压实度要求在试筒内制备。并在加载前浸泡在水中，饱水4天。为了模拟路面结构对土基的附加压力，在浸水过程中，及压入试验时，在试件顶面施加环形法码，其重量应根据预计的路面结构重量来确定。CBR值野外试验方法基本上与室内试验相同，但其压入试验直接在土基顶面进行。有时，野外试验结果与室内试验结果不完全相同，这主要是由于土壤含水量不一样，室内试验时，试件处于饱水状态；野外试验时，土基处于施工时的湿度状态。所以对野外试验结果必须加以修正，换算成饱水状态的CBR值。1.3影响因素CBR值是反映在进行贯入试验之后，试件中部分土体与整体之间产生相对位移（即剪切）时，在滑动面（即剪切面）上所产生的抗剪切力特性的表征，是土壤抗局部剪切力强度（潜在强度）的反映。其值反映到公路路基上则是指路基的抗局部剪切力的能力。土体的剪切强度τ=σ·tanφ+c，土体的剪切阻力（剪切强度）取决于许多因素，即剪切阻力Ｔ=f(e，φ，C，σ′,c′,H,T,ε,dε,S)，其中e为孔隙比，φ为内摩擦角，C为土的矿物成分，σ′为有效正应力，c′为内聚力，H为应力历史，T为温度，ε为应变，dε为应变速率，S为土的颗粒组成。杨广庆等人针对河北省青银高速公路沿线的路基填料情况，选取了15组有代表性的不同取土场的路基填料进行了一系列的X–射线衍射试验、颗粒分析试验、比重试验、液塑限试验、击实和室内CBR试验。研究得出：塑限相等或相近的不同土体，但ＣＢＲ值会差很大；对塑性指数相同的土体而言，影响CBR值的主要因素是土体中矿物类型及其含量的多少，其次为粘粒组颗粒曲线分布情况及粘粉比。（参考文献：杨广庆等，高速公路路基填料承载比影响因素研究.岩土工程学报，2006）2土的工程分类2.1公路规范分类2.1.1分类概况《公路土工试验规程》（JTGE40—2007）以土的下列特征作为土的分类依据：（1）土颗粒组成特征。（2）土的塑性指标：液限（wL)、塑限（wP）和塑性指数(IP)。（3）途中有机质存在情况根据土粒粒径范围划分为巨粒、粗粒、和细粒，并将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四大类。（1）巨粒土根据巨粒组的含量进行细分；（2）粗粒土根据砾类组和沙粒组的多少进行细分；对于砾类土和砂类土，还根据土的级配指标的不均匀系数（Cu）和曲率系数（Cc）细分，Cu≧5，且Cc=1­3时为级配良好。（3）细粒土根据粗粒组的含量以及有机质的含量进行细分，同时依据塑性图分类。土分类总体系2.1.2分类评价《公路土工试验规程》（JTGE40—2007）中土的分类与《土的工程分类标准》（GB/T50145-2007）相一致，基本上采用与卡萨格兰特相似的分类原则，其特点是充分考虑了土的粒度成分和可塑性指标，及粗粒土土粒的个体特征和细粒土土粒与水的相互作用。这种分类方法采用了扰动土的测试指标对于天然土最为地基和环境时，忽略了土粒的集合体特征（土的结构性）。因此，无法考虑土的成因、年代对工程性质的影响是这种方法存在的缺陷。（东南大学等合编，土力学【M】中国建筑工业出版社，2005）2.1.3分类意义（1）颗粒级配：根据《土力学地基基础》中的基本原理，材料的级配分布是其压密性的内在因素，压密效果又会直接影响煤矸石路基的渗透、变形、强度等物理力学特性，因此路基填料填料的工程力学性质与其级配分布密切相关。路基填筑对填料级配的要求并不是很严格，但一定要保证填料密室。（2）可塑性指标：塑性指数高低反映其粘性颗粒含量的高低，用其作为路基的填料，有必要测定煤矸石的界限含水率。液、塑限实验是为了测定路基填料的液限与塑限，用于划分路基土试样的类别，计算天然稠度和塑性指数，对公路路基的设计与施工具有重要的意义。2.2铁路规范分类《铁路路基设计规范》（TB10001—2005）依据土在压实后的工程性质能否满足要求，将填料分为A，B，C，D和E5组。巨粒土、粗粒土填料分组