土工CBR试验误区分析一例
周昌静
（福建省交通建设监理咨询公司/福建省交通建设试验检测中心，福州市，350001）
【摘要】通过对土工CBR试验的讨论和分析，提出 “土工CBR试验结果能满足压实度为96%（96区填土）时的CBR值，不一定同时能满足压实度为94%和93%（94区、93区填土）的CBR值”的观点，并强调土工CBR试验完成三个不同干密度（98击、50击、30击）的CBR值测试，以推算各填土区CBR值的必要性。
【关键词】CBR 压实度 最大干密度
前言
加州承载比（CBR California bearig ratio ），简称CBR,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。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用标准碎石的承载能力为标准，以相对值的百分数表示CBR值。这种方法广泛用于评定土基的强度。
土工CBR试验，在国内已是一个普及而成熟的试验，在广泛的运用中，许多试验工作者提出了一个观点，“土样满足96区填筑，就一定能用于94区、93区等其它填土区；以此推论土工CBR试验，土样98击时的CBR值符合要求，其它干密度的CBR值就不需要测试，即CBR试验只需做一个98击的试验”。本文作者通过研究大量的土工试验成果，运用土的力学特性，土的CBR-干密度关系图的数学特性，剖析了上述观点的不足之处，提出“土工CBR试验结果能满足压实度为96%（96区填土）时的CBR值，不一定同时能满足压实度为94%和93%（94区、93区填土）的CBR值”，并强调了土工CBR试验完成三个不同干密度（即98击、50击、30击）的CBR值测试，以推算各填土区CBR值的必要性。
1.问题的提出
许多试验工作者研究了《路基施工技术规范》、《土工试验规程》，以高速公路、一级公路填土为例，各项指标汇总如下表《路基填料最小强度、最大粒径及填土压实度要求》（表1.1），认为96区填土的CBR值要求最高，满足了96区填筑要求的土，就能满足其它填土区。
路基填料最小强度、最大粒径及填土压实度要求 表1 填料最小强度压实度（%） （CBR）（%） 填料应用部位 填料最大粒（路面底标高以下深度m） 径（mm） 高速公路 一级高速公路 一级公路 公路 上路床（0-0.30） 8 ≥96 100 下路床（0.30-0.80） 5 ≥96 100 路 堤 上路堤（0.80-1.50） 4 ≥94 150 下路堤（＞1.50） 3 ≥93 150 (0~0.30) 8 ≥96 100 零填及挖方路基 (0.30~0.80) 5 ≥96 150 注：表列强度按《公路土工试验规程》规定，浸水96h；压实度以重型击实试验法为准。
《公路土工试验规程》中，对CBR试验的试验试件数量予以说明：“需要时，可制备三种干密度试件。如每种干密度试件制3个，则共制9个试件。每层击数分别为30、50和98次，使试件的干密度从低于95%到等于100%的最大干密度”，并没有强制要求制备3种干密度9个试件。所以，按照“满足了96区填筑要求的土，就能满足其它填土区”的观点推论得出“CBR试验当98击的CBR值满足要求，该试验就可以结束”。
2.讨论和分析
路基土的CBR强度与压实度关系（以粘土为例）：粘土的CBR强度随压实度的增大而显著增大，基本呈现指数关系，提高路基土的压实度即可降低回填路基的后期固结沉降又可有效提高土体的CBR强度。不同的粘土具有不同的物理力学性质，其承载比CBR与压实度之间的关系会有所不同，但是其指数关系还是能够肯定的。
按照3种干密度的实测CBR值绘制的CBR强度与压实度（干密度）关系图，典型图例如下图1，可见三点坐标并不在一条直线上。
所以，路基土的CBR强度与压实度关系研究，土工CBR试验结果的数据处理特征来看，以及可以得出一个结论：土的CBR强度与压实度关系不是一次线性关系。换言之，满足压实度96%时CBR值是否大于规范的规定值，并不完全决定压实度94%或93%时的CBR值是否大于相应的规范的规定值。
CBR与压实度关系图 1.85
1.80 1.75
1.70 1.6514.015.016.017.018.019.020.021.022.023.024.025.026.027.028.029.0
CBR值（％）
图1 土的CBR强度与压实度关系
3.运用和实践 3.1工地填土问题 当土样，“其压实度96%时CBR值大于规范的规定值，而压实度94%或93%时的CBR值不能满足大于相应规范的规定值”，是不是等价于“可以用于96区的土不能用于94区或93区”。两个论点并不等价。
“其压实度96%时CBR值大于规范的规定值，而压实度94或93时的CBR值不能满足大于相应规范的规定值”，属于试验指标结果的范畴；用于96区的土能否用于94区或93区，属于施工控制范畴。
CBR值作为评价材料承载能力的指标，只需填筑的材料，给予足够的压实功，使其承载能力满足大于规范规定值（或设计值）时，该填料即可以用于该填筑层。也就是说，可以用于96区填筑的填土材料，在你无法保证其在压实度为94%（或93%）时其CBR能否满足大于4（或3）情况下，你要使用该填筑材料进行94区（或93区）填筑，为保证施工质量，通过采取有效的施工措施（如采用压实度96%作为工艺控制指标），使得改填筑材料的CBR值大于8，也就满足大于4（或3）的要求，从而实现“用于96区的土也可以94区或93区”。当然
干密度g/cm3
此法，必然浪费过多的机械台班，不够经济。
3.2试验运用
3.2.1“CBR试验只做98击的干密度试验”原因分析 产生“土样满足96区填筑，就一定能用于94区、93区等其它填土区；以此推论土工CBR试验，土样98击时的CBR值符合要求，其它干密度的CBR就不需要测试，即CBR试验只需做一个98击的试验”观点的原因分析，规程当中的一些表述不够严密，容易产生误解：
误解原因1：规程第145页，表T0134-4所示范例中‘试验次数’为‘3次’，三次试验均是按最佳含水量各制备一个试件，各个试件的干密度也接近最大干密度（第三个试件的含水量远远大于最佳含水量，也许是制备试件时加水量有误，而导致该试件的干密度与最大干密度偏差太大除外，其余两个试件的干密度与最大干密度之差均小于0.03g/cm3），因此，从该范例中可以看出，该试验是按最佳含水量制备三个试件并且按重型击实试验相同的层数（三层）和相同的每层击数（98击）。
误解原因2：规程第139页第2.6条仪器设备的配置为‘百分表3个’，也就是说本试验只需制备三个试件，用三个百分表测定其膨胀量。
误解原因:3：规程第141页第3条‘将已过筛的试料按四分法取出约25kg。再用四分法将取出的试样分成4份，每份质量约6kg，供击实试验和制试件之用’与规程第142页第4.2条‘将试样按??，求出试料的最大干密度和最佳含水量’（当然，1份6kg试样是不可能求出试料的最大干密度及最佳含水量的，此说法有误，条文说明第147页第3条的说法是正确的）及第142页第4.3条‘将其余3份试样，按最佳含水量制备3个试件’前后是一致的，也就是说，本试验只需‘按最佳含水量制备3个试件’即可。
误解原因4：规程第142页第4.3条‘注：需要时，可制备三种干密度试件’，按文中理解，就是本试验只需制备三个试件即可知道该样品的CBR，只是在需要时，即需要知道样品在某一压实区域（即压实度）经泡水4昼夜后CBR能到达多少时才需要制备三种干密度。如果本试验方法是用‘制备三种干密度试件’求取CBR，则应该放在正文着重介绍，而不应该放在条文说明中加以说明（即本规程条文说明第147页第6条）。
3.2. 试验方法的提出
“其压实度96%时大于规范的规定值，而压实度94%或93%时的CBR值不能保证满足大于相应规范的规定值”观点的提出，使得规程中提及的“需要时，可制备三种干密度试件。如每种干密度试件制3个，则共制9个试件。每层击数分别为30、50和98次，使试件的干密度从低于95%到等于100%的最大干密度”中的“需要时”成为了“有必要”。
正确做法：通过30、50、98击实，测出相应压实度，运用图2绘图得出96%、94%、93%对应CBR值。
图2 对应压实度CBR求取图