1、1高速公路路基填料 CBR 试验值探析摘要：近年来随着我国经济总量的提升，高速公路为我国的货物运输业提供了巨大帮助，然而由于设计施工人员综合素质偏低，或是公路所受车辆动力荷载较大，目前我国很多高速公路出现了不同程度的破坏。通过分析铜黄高速公路路基填料的 CBR 试验、颗粒分析试验、液塑限试验等试验结果，研究了土体颗粒组成、矿物成分及含量等因素对路基填料 CBR 值的影响，并提出了有效的改善和优化措施，对于提高公路路基的强度及承载能力，保证高速公路的整体质量和安全具有重要的现实意义。 关键词：高速公路；路基填料；承载比；试验分析 Abstract: in recent years, along
2、with the economy of the total amount of ascension, highway in China for goods transportation with a huge help, however, because design construction personnel comprehensive quality is low, or the highway by dynamic load vehicle larger, at present our country many highway appeared different degree of
3、damage. Through the analysis of copper yellow freeway roadbed packing CBR test, granule analysis test, liquid plastic limit experiment test results, the study soil particle composition, mineral composition and content of factors such as subgrade filling CBR 2value influence, and put forward the effe
4、ctive improvement and optimization measures to improve the strength of the highway subgrade and carrying capacity, ensure highway the overall quality and safety has the important practical significance. Keywords: highways; and As subgrade filling; Bearing ratio; Test analysis 中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A
5、 文章编号： 1 引言 近年来随着我国经济总量的提升，高速公路为我国的货物运输业提供了巨大帮助，不仅缓解了铁路、航空以及轮船的货运压力，还保证了货物能够及时安全到达目的地。然而由于设计施工人员综合素质偏低，或是公路所受车辆动力荷载较大，目前我国很多高速公路出现了不同程度的破坏，比如路面、路基、路肩、边沟以及边坡防护工程出现裂缝、路基沉陷、翻浆等损害形式。路基是支撑路面的基础，路基填料的抗剪强度等力学参数对于高速公路的整体质量和安全影响重大，因此现阶段必须加强高速公路路基填料的研究，分析各种因素对其强度和承载力大小的影响，进而提出相应的优化改善措施。 目前国内外对于路基填料的承载力和强度研究，广
6、泛采用其 CBR 值，就是当填料的贯入量为 2.5mm 或 5mm 时单位压力与标准荷载强度值的比值，它反映了路基填料的强度指标。通过寻找路基填料的 CBR 值与压实度、回弹模量等参数之间的相互关系，从而合理选择和设计路基填料，有效控制高速公路的施工质量。 32 路基填料的 CBR 值影响因素分析 由库伦准则可知，土体的剪切强度主要由其粘聚力（）和内摩擦角（）确定。但是其实除了粘聚力和内摩擦角以外，土体的孔隙比、矿物成分、有效正应力、应力历史、温度、应变速率以及颗粒组成等因素，对土体的剪切强度也影响比较大。通过以往的试验研究发现，在相同的试验方法和条件下，对于应力历史和塑性指数相同的土体来说，
7、影响 CBR值的主要因素为土体的颗粒组成和矿物成分及其含量。本文通过分析铜黄高速公路路基填料的一系列颗粒分析试验、液塑限试验等试验结果，着重从以上两个角度研究其对高速公路路基填料 CBR 值的影响。 2.1 高速公路土基填料的试验结果 为了保证试验结果的准确性和代表性，本文通过分析铜黄高速公路中，来自中的不同取土场的 6 组路基填料土体的一系列颗粒分析试验、比重试验、液塑限试验、击实试验以及室内 CBR 试验等试验结果，各土体的各种试验结果如表 1 所示。 表 1 2.2 颗粒组成对路基填料 CBR 值的影响 对比土样 4 和土样 5 可以看出两种土均属于低液限粉土，而且土样的塑性指数分别为
8、10.79 和 10.80，数量值大小近乎相等，其最佳含水量分别为 10.22%和 10.55%，虽有差别但差别不大。但是两种土体的粘粒含量和粉粒含量却相差甚大，其粘粒含量和粉粒含量的比值分别为 0.207和 0.311，而且其 CBR 值也相差甚大分别为 7.99 和 10.33。 4由此可以看出土体的颗粒组成对其 CBR 值影响甚大，当塑性指数相同时随着粘粒含量和粉粒含量的比值的增大，土体的 CBR 值也会相应增大，但是随着含水量的增加其 CBR 值会降低。分析其原因主要是因为当土体的粘土颗粒含量较多时，其土颗粒之间的粘聚力也就相应增大，继而提高了土体的剪切强度。但是当土体内部中含有大量水
9、分时，粘性土颗粒之间由于结合水膜的润滑作用，摩擦力减小，从而土体的剪切强度降低。 2.3 矿物成分及含量对土体 CBR 值的影响 一般来说根据形成成因土体中的矿物成分可以分为原生矿物、次生矿物和有机质，其中原生矿物主要包括石英、长石（比如钾长石、斜长石等） 、云母等；次生矿物是母岩继续遭受风化作用后，原来的矿物被进一步分解而形成的一种新生矿物，主要包括可溶性的次生矿物（充填于土粒空隙中的不稳定胶结物）和不可溶性矿物（游离的氧化物和粘土矿物比如高岭石、伊利石、蒙脱石等粘土矿物） ；有机质主要是指土体内部的动植物腐殖质、植物根系等。为了进一步分析各种矿物成分及含量对土体 CBR 值的影响，本文对
10、1 号、2 号 3 号以及 6 号土体的 X 射线衍射矿物和粘土矿物成分结果进行了分析，试验结果见表 2 所示 表 2 1 号、3 号同属于低液限粉土，土样塑性指数接近，但是其矿物含量相差甚大，1 号和 3 号土样矿物含量由多至少依次为石英、长石和粘土矿物总量，其中石英含量较为接近，长石总量分别为 25.3和 30.7,所5含的粘土矿物总量分别为 18.9和 14.7，但由于长石硬度（类比于抗剪强度）较各类粘土矿物要大的多，因此 3 号土样的 CBR 值也相应较大。2 号、6 号土样的石英含量分别为 37.0和 26.9，长石的含量分别为 17.2和 15.0，粘土矿物总含量分别为 29.9和
11、 40.3。由此可以看出 2 号土样的石英、长石含量均高于 6 号土样，但粘土矿物总量要小于 6 号土样，由于基于粘土矿物的硬度小于原生矿物的硬度，因此2 号土样的 CBR 值要大于 6 号土样。 3 结束语 通过以上分析发现，除了粘聚力和内摩擦角以外，土体的颗粒组成以及矿物成分和含量对其 CBR 值也是影响较大，虽然土体的塑性指数基本相同，但是由于土体的粘粒含量和粉粒含量比值、石英长石含量不同，其 CBR 值也可能会相差很大。因此高速公路路基填料的选择，要经过科学合理的设计和选择，充分考虑路基填料土体的颗粒构成、土体的矿物成分、土体的矿物含量等因素的影响，配制出更为科学有效的路基填料，从而提高高速公路路基的局部水稳定性和抗剪切强度，继而保证公路路面完整不受破坏，实现高速公路正常的交通运行。 参考文献： 1 杨广庆，高民欢，张新宇. 高速公路路基填料承载比影响因素研究J. 岩土工程学报，2006，8（1）：97-100 2 庞巍，杨广庆，吕 鹏. 高影响公路路基填料 CBR 试验值的因素分析J. 石家庄铁道学院学报，2006，19（4）：26-29 63 让清公路工程地质M合肥：中国科学技术大学出版社，2005 4 杨森. 高速公路路基填料 CBR 试验研究J. 交通世界，2010，1：161-163
