Czym jest kalifornijski wskaźnik nośności (CBR)?
Co mierzy test
Kalifornijski wskaźnik nośności (CBR) to próba penetracji, która porównuje wytrzymałość gruntu ze standardowym tłuczniem. Wynik podaje się w procentach. Próba wciska tłok w materiał ze stałą prędkością. FAA podaje przykład: CBR równe 15 oznacza 15 procent oporu standardowego tłucznia wapiennego.
Jak działa badanie laboratoryjne
FAA wymaga, aby laboratoryjne badania CBR wykonywać zgodnie z ASTM D1883. Próbka to materiał z terenu budowy, przeformowany do wilgotności i gęstości, jakie da budowa. Przed badaniem próbkę namacza się.
W ASTM D1883 próba wciska w próbkę tłok o średnicy około 49,6 mm z prędkością 1,27 mm na minutę. Na próbkę działa obciążenie dodatkowe o masie co najmniej 4,54 kg, a namaczanie trwa 96 godzin. CBR to stosunek zmierzonego obciążenia do obciążenia standardowego przy penetracji 2,54 mm oraz 5,08 mm. Jeśli wartość dla 5,08 mm jest wyższa, laboratorium powtarza próbę.
Na materiałach żwirowych trudno interpretować wyniki badań CBR. Forma krępuje żwir, przez co wynik jest zawyżony. Dla żwirów i gruntów żwirowych FAA ogranicza moduł podłoża E do 50 000 psi, co odpowiada CBR 33. Zwykle wystarczą trzy badania CBR dla każdego głównego rodzaju gruntu.
Jak CBR służy do projektowania nawierzchni lotniskowych
W nawierzchniach podatnych CBR jest zwykłym sposobem opisu wytrzymałości podłoża. FAA przelicza je na moduł sprężystości według wzoru E = 1 500 x CBR (E w psi), którego FAARFIELD używa do projektowania grubości.
Niektóre ograniczenia odnoszą się bezpośrednio do CBR:
- Gdy średnie CBR podłoża jest poniżej 5, FAA zaleca poprawę podłoża. Poniżej 3 FAA mówi, że podłoże należy poprawić.
- Nawierzchnia podatna wymaga podbudowy pomocniczej na podłożach o CBR poniżej 20. Standardowa podbudowa pomocnicza (Item P-154) musi mieć CBR co najmniej 20.
- EASA wymienia cztery kategorie wytrzymałości podłoża dla nawierzchni podatnych w metodzie ACN-PCN. Używają one CBR 15 (A), 10 (B), 6 (C) i 3 (D).
- Wytyczne EASA mówią, że grunt 15 cm poniżej powierzchni pasa drogi startowej powinien mieć CBR od 15 do 20. Zapobiega to uszkodzeniom podwozia przedniego.
Pochodzenie
O. J. Porter z California Highway Department opracował tę próbę. Podczas II wojny światowej Korpus Inżynierów Armii USA przyjął ją dla nawierzchni podatnych lotnisk. Artykuł Highway Research Board z 1942 roku opisuje to przyjęcie.
Oszacowanie w terenie
Dynamiczny penetrometr stożkowy (DCP) daje w terenie oszacowanie CBR. FAA podaje CBR = 292 / DCP^1,12 dla większości gruntów, przy DCP w mm na uderzenie.
Często zadawane pytania
- Co oznacza CBR równe 15?
- CBR równe 15 oznacza, że materiał stawia 15 procent oporu na penetrację, jaki stawia standardowy tłuczeń wapienny. FAA podaje ten przykład w AC 150/5320-6G. Wyższe CBR oznacza mocniejszy materiał.
- Dlaczego inżynierowie namaczają próbkę przed badaniem CBR?
- Namoczona próbka symuluje nawierzchnię w eksploatacji. FAA podaje, że fundamenty nawierzchni osiągają niemal pełne nasycenie po około 3 latach. CBR po namoczeniu odpowiada też najgorszemu okresowi w roku, na przykład wiosennemu odmarzaniu gruntu lub okresowi po ulewie. ASTM D1883 namacza próbkę przez 96 godzin (4 dni).
- Jak CBR odnosi się do modułu sprężystości?
- Dla drobnoziarnistych gruntów niepęczniejących FAA szacuje moduł sprężystości E jako 1 500 razy CBR w psi lub 10 razy CBR w MPa. Zależność jest przybliżona. FAARFIELD używa E i przelicza wartość CBR na E tym równaniem.
- Czy CBR można oszacować w terenie?
- Tak. Badanie dynamicznym penetrometrem stożkowym (DCP) daje penetrację w milimetrach na uderzenie, a FAA koreluje ją z CBR. Dla większości gruntów CBR = 292 / DCP^1,12, przy DCP w mm na uderzenie. Inne równanie obowiązuje dla iłów chudych (CL) o CBR poniżej 10 oraz dla iłów tłustych (CH).
Bibliografia
- faa-ac-150-5320-6g
- AC 150/5320-6G, Airport Pavement Design and Evaluation FAA
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
- faa-ac-150-5335-5d
- AC 150/5335-5D, Standardized Method of Reporting Airport Pavement Strength: ACR-PCR FAA
- easa-ear-aerodromes
- Easy Access Rules for Aerodromes (Regulation (EU) No 139/2014), consolidated edition of March 2026 EASA
- nicet-astm-d1883-checklist
- Performance Examination Checklist, Soils: ASTM D1883-16 (California Bearing Ratio of Laboratory-Compacted Soils) NICET
- hrb-1942-middlebrooks-bertram
- Soil Tests for Design of Runway Pavements (Middlebrooks and Bertram), Proceedings of the Highway Research Board, Vol. 22 Highway Research Board, 1942
To wpis referencyjny. TarmacView świadczy usługi inspekcji dronami i nie sprzedaje sprzętu ani materiałów opisanych w tym słowniczku.
