🛤️ 土的 CBR 承载比
用标准贯入杆贯入法在实验室测定土的加州承载比（CBR）。路面结构设计的关键试验。
要点速览
- 标准: PN-EN 13286-47:2022
- 类别: 建筑
- 操作步骤数: 11
- 各步骤合计时间: 7 天 1 小时 5 分钟–8 天 1 小时 5 分钟
- 贯入杆直径: 49,6 mm（面积 1935 mm²）
- 贯入速率: 1,27 mm/min
- 量测贯入量: 2,5 mm 和 5,0 mm
概述
加州承载比（CBR）是道路路面设计中最重要的岩土参数之一。试验是以恒定速率将直径 50 mm 的标准贯入杆压入压实土样中，并将所得应力与美国加州标准碎石的基准值比较。
CBR 结果以百分数表示 — 数值越高，土的承载能力越好。典型值：黏土和有机土 2–5%，砂 10–30%，砾石 30–80%，碎石 80–100% 以上。依据 CBR 值设计路面结构层厚度 — 路基 CBR 越低，所需层厚越大。
PN-EN 13286-47 标准既描述了 CBR（浸水 4 天后），也描述了即时承载指数 IBI（不浸水）以及线性膨胀试验。试验在直径 150 mm、高 120 mm 的 CBR 筒中按普氏法压实的试样上进行。
按（GDDKiA）柔性和半刚性典型路面结构图集设计道路时，CBR 指标为强制项目。它还用于评估土用于填方、挖方和路基的适宜性。
方法原理
将土样在最佳含水率下按普氏法压实于 CBR 筒（Ø150 mm）中。浸水 4 天后（IBI 则不浸水），以 1,27 mm/min 的恒定速率将直径 49,6 mm 的贯入杆压入试样。记录贯入量 2,5 mm 和 5,0 mm 时的荷载。CBR 为实测应力与标准应力之比的百分数：CBR₂,₅ =（p₂,₅ / 6,9 MPa）× 100%，CBR₅,₀ =（p₅,₀ / 10,3 MPa）× 100%。取二者中较大值作为结果。
应用领域
- 路面结构层厚度设计
- 道路和场坪路基承载力评定
- 路堤填筑用土分类
- 路基改良层质量控制
- 机场道面设计
- 土用于建设目的的适宜性评估
- 工业地坪基层检验
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 贯入杆直径 | 49,6 mm（面积 1935 mm²） |
| 贯入速率 | 1,27 mm/min |
| 量测贯入量 | 2,5 mm 和 5,0 mm |
| 标准应力 | 6,9 MPa（2,5 mm）和 10,3 MPa（5,0 mm） |
| 浸水时间 | 4 天（96 h）水中 |
| CBR 筒 | Ø150 mm，h = 120 mm |
标准
- 标准编号
- PN-EN 13286-47:2022
- 标准名称（波兰语）
- Mieszanki niezwiązane i związane hydraulicznie — Część 47: Metoda badania kalifornijskiego wskaźnika nośności, natychmiastowego wskaźnika nośności i pęcznienia liniowego
- 标准名称（英语）
- Unbound and hydraulically bound mixtures — Part 47: Test method for the determination of California bearing ratio, immediate bearing index and linear swelling
分步操作程序
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土样准备
土在 50°C 干燥，碾碎土块，过 20 mm 筛。用普氏法测定最佳含水率。
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试样加水
加水至最佳含水率（按普氏试验结果）。充分拌匀后在密闭容器中静置 24 h。
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CBR 筒中击实
在 CBR 筒中分 5 层击实，每层用 4,5 kg 击锤击 56 次（重型击实）。刮平表面。
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密度测定
称量带试样的试筒。计算干密度。与普氏最大干密度比较（要求 ≥95%）。
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浸水（4 天）
在试样上放置多孔板和荷载板。将试筒浸入水槽。安装膨胀量表。每 24 h 记录一次膨胀量。
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取出与沥水
4 天后将试筒从水中取出。静置 15 min 沥去重力水。称重。
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贯入试验
将试筒放入 CBR 试验机。施加 44 N 的初始荷载。以 1,27 mm/min 的速率贯入。每贯入 0,5 mm 记录一次荷载。
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读取结果
读取贯入量 2,5 mm 和 5,0 mm 时的荷载。检查曲线形状 — 若有反弯点，须进行修正。
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CBR 计算
CBR₂,₅ =（σ₂,₅ / 6,9）× 100%，CBR₅,₀ =（σ₅,₀ / 10,3）× 100%。结果取二者中较大值，修约至 1%。
-
试验后含水率测定
从试筒中取 3 份土样（上、中、下）。在 105°C 烘至恒重。计算含水率。
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记录
编制试验报告：CBR、IBI、膨胀量、含水率、密度、荷载-贯入曲线。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 带力-位移记录的 CBR 试验机 | Controls 82-T0108、Wykeham Farrance 50 kN、Matest S215 | 25 000–80 000 PLN |
| CBR 筒（4 只一套） | 钢制 Ø150 mm，配多孔板、加高环和荷载板 | 1 500–4 000 PLN / 套 |
| 普氏击实仪 | 试模 Ø150 mm，击锤 4,5 kg（重型击实） | 3 000–8 000 PLN |
| 浸水槽 | 钢制或塑料，容积不小于 50 L，带水位计 | 500–2 000 PLN |
| 百分表位移传感器 | Mitutoyo 2046S，量程 10 mm，分度 0,01 mm | 300–800 PLN / 只 |
| 30 kg 实验室天平 | Radwag WLC 30/A2，精度 1 g | 2 000–5 000 PLN |
| 实验室烘箱 | POL-EKO SLW 240，250 L，最高 300°C | 6 000–15 000 PLN |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 自来水 | — | 用于制备最佳含水率试样及浸水（4 天） |
| 滤纸 | — | 浸水前铺在试样上 — 防止细颗粒流失 |
| 工业凡士林 | — | 击实前润滑试筒内壁 |
职业健康与安全
- CBR 试验机 — 有挤压危险，运行中不得靠近贯入杆区域
- 4,5 kg 普氏击锤 — 有砸伤手部风险，须戴防护手套
- 装土的试筒较重（约 10 kg）— 搬运时须小心
- 土壤粉尘 — 转运干土时佩戴防尘口罩
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 13286-47:2022 — 《Unbound and hydraulically bound mixtures — Part 47: Test method for the determination of California bearing ratio, immediate bearing index and linear swelling》。
该方法的原理是什么？
将土样在最佳含水率下按普氏法压实于 CBR 筒（Ø150 mm）中。浸水 4 天后（IBI 则不浸水），以 1,27 mm/min 的恒定速率将直径 49,6 mm 的贯入杆压入试样。
测量范围和准确度是多少？
贯入杆直径：49,6 mm（面积 1935 mm²）；贯入速率：1,27 mm/min；量测贯入量：2,5 mm 和 5,0 mm；标准应力：6,9 MPa（2,5 mm）和 10,3 MPa（5,0 mm）。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 7 天 1 小时 5 分钟–8 天 1 小时 5 分钟。整个程序共 11 个步骤。
需要哪些设备？
带力-位移记录的 CBR 试验机、CBR 筒（4 只一套）、普氏击实仪、浸水槽、百分表位移传感器、30 kg 实验室天平、实验室烘箱。核心仪器的参考价格（带力-位移记录的 CBR 试验机）：25 000–80 000 PLN。
该检测用于哪些场景？
路面结构层厚度设计；道路和场坪路基承载力评定；路堤填筑用土分类；路基改良层质量控制；机场道面设计；土用于建设目的的适宜性评估；工业地坪基层检验。
需要采取哪些安全防护措施？
CBR 试验机 — 有挤压危险，运行中不得靠近贯入杆区域；4,5 kg 普氏击锤 — 有砸伤手部风险，须戴防护手套；装土的试筒较重（约 10 kg）— 搬运时须小心；土壤粉尘 — 转运干土时佩戴防尘口罩。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 13286-47。