آزمایش باربری کالیفرنیای صحرایی (In- situ California Bearing Ratio, CBR)
شماره استاندارد آزمایش
ASTM D4429 - 09a
هدف آزمایش
تعیین مقاومت نسبی لایه های رویه و اساس و خصوصیات تراکم پذیری خاک
موارد کاربرد
برای کلیه خاک ها استفاده می شود.
این آزمایش اولین بار در سال 1929 توسط گروه مهندسی راه در اداره راهسازی ایالت کالیفرنیا آمریکا ابداع شد. این آزمون هم در آزمایشگاه و هم به صورت برجا انجام می شود. به کمک این آزمایش، مقاومت برشی خاک در یک رطوبت و وزن مخصوص معین، مشخص می شود.
در پی سازی برای بیان کیفیت نسبی خاک زیر پی و در راهسازی مقدار ضریب مزبور در انعکاس مقاومت برشی خاک و تحمل آن در برابر بارهای ترافیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است.
آزمایش CBR صحرایی برای ارزیابی و طرح اجرایی روسازی انعطاف پذیر، مانند لایه اساس و بستر راه ها و کاربردهای دیگر (مانند راه های سوشه)، که برای آنها CBR پارامتر مناسب و مطلوب برای تعیین مقاومت می باشد، استفاده می گردد. نتیجه این آزمون در یک مکان خاص ممکن است نماینده نقاط و مکان های دیگر نباشد، با این حال، آزمون های برجای CBR به علت آسان و سریع و کم هزینه بودن به طور کلی رایج ترین و پذیرفته شده ترین آزمون برای ساخت جاده ها باندهای فرودگاهی می باشد.
تعریف عدد CBR
بنا به تعریف، بار استفاده شده برای فرو رفتن و نفوذ یک سنبه استاندارد به میزان معین در یک نمونه مورد آزمایش به مقدار بار استاندارد برای همان نفوذ است.
میزان نفوذ سنبه استاندارد معمولا 5/0 اینچ یا به عبارت دیگر برابر 5/12 میلی متر می باشد.
فشار لازم برای نفوذ پیستون در داخل مصالح سنگی شکسته مشخص، استاندارد بوده و مقادیر آن در جدول 1 قابل مشاهده است:
فشار لازم برای نفوذ پیستون در داخل مصالح سنگی شکسته مشخص استاندارد
تجهیزات و دستگاه ها
شکل زیر نمونه ای از نحوه استقرار دستگاه در محل را برای آزمایش های تعیین نسبت باربری کالیفرنیا نشان می دهد.
روش انجام آزمایش و محاسبات
سطح مورد آزمایش با برداشتن مصالح خشک و سستی که معرف خاک مورد آزمایش نمی باشد، آماده می گردد. سطح آزمایش در حد امکان هموار و ترازی باشد. در صورت برخورد به مصالح اساس غیر خمیری، باید نهایت دقت بعمل آید تا سطح آزمایش دست خورده نگردد. فاصله نقاط آزمایش های نفوذ باید طوری باشد که عملیات در یک نقطه باعث دست خوردگی خاک در نقطه دیگری که باید مورد آزمایش نفوذ قرار گیرد نشود. این فاصله ممکن است از حداقل 7 اینچ (175 میلیمتر ) برای خاک های خمیری تا 15 اینچ (380 میلی متر) برای خاک های درشت دانه محدود گردد. پس از استقرار دستگاه و کامیون و جک در محل مورد نظر، صفحه سربار ده پوندی (5/4 کیلوگرم) زیر پیستون نفوذی قرار می گیرد و نفوذ انجام می شود.
منحنی تنش نفوذی با تقسیم نیروی اعمال شده بر سطح پیستون برای هر افزایش نفوذ محاسبه می شود. شکل زیر منحنی تنش بر حسب نفوذ را نشان می دهد.
منحنی تغییرات مقدار تنش - نفوذ تصحیح نشده