آزﻣﺎﻳﺶ CBR (ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺎرﺑﺮي ﻛﺎﻟﻴﻔﺮﻧﻴﺎ)

استاندارد

ASTM D1883-87, AASHTO T 193-81 , ASTM D1557, ASTM D698

مقدمه

آزﻣﺎﻳﺶ CBR ﻣﺘﺪاول ﺗﺮﻳﻦ روش ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻧﺴﺒﻲ ﺧﺎك ﻫﺎ ﺑﺮاي راه ﺳﺎزي اﺳﺖ. ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺘﺎﻳﺞ اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶ ﻣﻲ ﺗﻮان ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺑﺎرﺑﺮي ﺧﺎك ﺑﺴﺘﺮ و ﻛﻠﻴﻪ ﻻﻳﻪ ﻫﺎي روﺳﺎزي از ﻗﺒﻴﻞ زﻳﺮ اﺳﺎس و اﺳﺎس را ﺗﻌﻴﻴﻦ و ﺑﺮ اﺳﺎس آن ﺿﺨﺎﻣﺖ اﻳﻦ ﻻﻳﻪ ﻫﺎ را ﺑﺪﺳﺖ آورد. ﻋﺪد CBR ﺑﻪ ﺻﻮرت درﺻﺪ ﺑﻴﺎن ﻣﻲ ﺷﻮد و ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد.

در راﻫﺴﺎزي از ﻋﺪد CBR ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺷﺎﺧﺼﻲ ﺑﺮاي ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﺼﺎﻟﺢ روﺳﺎزي، اﺳﺎس و زﻳﺮ اﺳﺎس ﺟﺎده و ﻓﺮودﮔﺎﻫﻬﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻴﺸﻮد. در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻣﻮردﻧﻈﺮ ﺑﻪ ﮔﻮﻧﻪ اي ﺑﺎﺷﻨﺪ ﻛﻪ اﺛﺮ رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ در ﻧﺘﻴﺠﻪ آزﻣﺎﻳﺶ CBR ﻛﻢ ﺑﺎﺷﺪ (ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻏﻴﺮ ﭼﺴﺒﻨﺪه و درﺷﺖ داﻧﻪ) ﻋﺪد CBR ﺑﺮاي درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ و ﻳﻚ ﻣﻘﺪار از اﻧﺮژي ﺗﺮاﻛﻢ و ﻳﺎ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺧﺸﻚ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ. در ﻣﻮاردي ﻛﻪ اﺛﺮ رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ ﺑﺮ ﻧﺘﻴﺠﻪ آزﻣﺎﻳﺶ ﻧﺎﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ ﻳﺎ ﻻزم اﺳﺖ ﻛﻪ ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ اﻳﻦ اﺛﺮ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﻮد آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺮاي ﺑﺎزه اي از ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺗﺮاﻛﻢ ﻛﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﺑﺎزه ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻣﺠﺎز رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ در اﺟﺮاي ﻻﻳﻪ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ در ﻛﺎرﮔﺎه اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪه اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد.

ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺎرﺑﺮی CBR

آزﻣﺎﻳﺶ CBR ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﺧﺎك را ﺗﺤﺖ ﺷﺮاﻳﻂ ﻛﻨﺘﺮل ﺷﺪه درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ و وزن ﻣﺨﺼﻮص ﺑـﻪ دﺳـﺖ ﻣـﻲ دﻫـﺪ. اﻳـﻦ آزﻣﺎﻳﺶ در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﻳﻚ ﻋﺪد را ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺎرﺑﺮي تعیین می کند. ﺑﺪﻳﻬﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ اﻳﻦ ﻋﺪد ﺑﺮاي ﻳـﻚ ﺧـﺎك ﻣـﺸﺨﺺ ﺛﺎﺑﺖ ﻧﻴﺴﺖ و ﺑﺴﺘﮕﻲ ﺑﻪ ﺷﺮاﻳﻂ ﺗﺮاﻛﻤﻲ و رﻃﻮﺑﺘﻲ ﺧﺎك دارد. ﻃﺒﻖ ﺗﻌﺮﻳﻒ، ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺎرﺑﺮي CBR برای ﻳﻚ ﺧﺎك، ﻧﺴﺒﺖ ﻧﻴﺮوي ﻻزم ﺑﺮاي ﻓﺮو ﺑﺮدن ﭘﻴﺴﺘﻮﻧﻲ ﺑـﺎ ﺷـﻜﻞ، ﺳـﺮﻋﺖ و ﻋﻤـﻖ ﻣﻌـﻴﻦ در ﺧـﺎك ﻣـﻮرد آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﻪ ﻧﻴﺮوي ﻻزم ﺑﺮاي ﻓﺮو ﺑﺮدن ﻫﻤﺎن ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺑﺎ ﻫﻤﺎن ﺳﺮﻋﺖ و ﺑﻪ ﻫﻤﺎن ﻋﻤﻖ در ﻣﺼﺎﻟﺢ اﺳﺘﺎﻧﺪارد اﺳـﺖ، ﻛﻪ در راﺑﻄـﻪ زﻳﺮ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﺼﺎﻟﺢ اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﻧﻮﻋﻲ ﺳﻨﮓ ﺷﻜﺴﺘﻪ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺎ اﺳﺘﺎﻧﺪاردي ﻃﺒﻖ ﺟﺪول 1 ﺑﺮاي ﻧﻔﻮذ ﭘﻴﺴﺘﻮن اﺳﺘﺎﻧﺪارد در آن ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز اﺳﺖ.

آزﻣﺎﻳﺶ CBR ﻣﻌﻤﻮﻻً روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎﻳﻲ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﺑـﺎ درﺻـﺪ رﻃﻮﺑـﺖ ﺑﻬﻴﻨـﻪ ﻣﺘـﺮاﻛﻢ ﺷـﺪه ﺑﺎﺷـﻨﺪ. ﺗـﺮاﻛﻢ ﺧـﺎك در اﺳﺘﺎﻧﺪارد ASTM ﺑﻪ دو روش آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ اﺳﺘﺎﻧﺪارد (698 D) و آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ اﺻﻼح ﺷﺪه (1557 D) اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ در ﺟﺪول 2 ﻣﺸﺨﺼﺎت آن ﻫﺎ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﻮع ﺧﺎك آورده ﺷﺪه اﺳﺖ.

ﭘﺲ از ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﻛﺮدن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺗﺤﺖ رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ، آزﻣﺎﻳﺶ CBR ﺑﻪ دو ﺻﻮرت اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد:

ﻗﺎﻟﺐ ﺷﺎﻣﻞ ﺧﺎك ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺷﺪه ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ ﺗﺤﺖ آزﻣﺎﻳﺶ ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد.
اﺑﺘﺪا ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺷﺪه اﺷﺒﺎع ﻣﻲ ﺷﻮد. در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﻪ ﻣﺪت 96 ﺳﺎﻋﺖ در آب ﻣﺴﺘﻐﺮق ﺷﺪه و در ﺣﻴﻦ اﺷﺒﺎع ﺳﺎزي، ﺳﺮﺑﺎري ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﻣﻌﺎدل ﺑﺎ وزن روﺳﺎزي در ﻣﺤﻞ روي آن ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد. در ﻫﻴﭻ ﺣﺎﻟﺘﻲ وزن ﺳﺮﺑﺎر ﻧﺒﺎﻳﺪ ﻛﻤﺘﺮ از 4.5 کیلوگرم ﺑﺎﺷﺪ. در ﻫﻤﻴﻦ ﻣﺪت ﻣﻘﺪار ﺗﻮرم ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪ زﻣﺎﻧﻲ ﻣﺸﺨﺺ ﻗﺮاﺋﺖ ﻣﻲ ﺷﻮد و در ﭘﺎﻳﺎن دوره اﺳﺘﻐﺮاق آزﻣﺎﻳﺶ CBR روي ﻧﻤﻮﻧﻪ در ﺷﺮاﻳﻂ اﺷﺒﺎع اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد.

وسايل مود نياز

1. ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺎ ارﺗﻔﺎع 17.8 سانتیمتر و ﻗﻄﺮ 15.2 سانتیمتر و ﺣﻠﻘﻪ ﺑﺎﻻﻳﻲ و ﻳﻚ دﻳﺴﻚ ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ ﺑﻪ ﻗﻄﺮ 15.1 سانتیمتر و ارﺗﻔﺎع 6.14 سانتیمتر و ﺳﺎﻳﺮ ﻣﻠﺤﻘﺎت
2. ﭼﻜﺶ ﺗﺮاﻛﻢ ﺑﻪ وزن 4.5 کیلوگرم
3. دﺳﺘﮕﺎه ﻛﺮﻧﺶ ﺳﻨﺞ ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺗﻮرم ﺧﺎك ﺑﺎ دﻗﺖ 0.01 میلیمتر
4. وزﻧﻪ ﻫﺎي اﻋﻤﺎل ﺳﺮﺑﺎر
5. ﭘﻴﺴﺘﻮن ﻓﻮﻻدي ﺑﺎ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ 19.34 سانتیمتر مربع
6. وﺳﻴﻠﻪ اﻋﻤﺎل ﻓﺸﺎر، ﻛﻪ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ 1.27 میلیمتر بر دقیقه (0.05 اﻳﻨﭻ در دﻗﻴﻘﻪ) ﭘﻴﺴﺘﻮن ﻓﻮﻻدي را در ﺧﺎك ﻓﺮو ﻣﻲ ﺑﺮد ﻛﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ دو ﮔﻴﺞ، ﻧﻴﺮو و ﻣﻘﺪار ﻧﻔﻮذ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﻣﻲ ﺷﻮد

7. ﻣﺨﺰن آب ﺑﺮاي اﺷﺒﺎع ﻛﺮدن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ. ارﺗﻔﺎع آن ﺑﺎﻳﺪ ﻃﻮري ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ وﻗﺘﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ داﺧﻞ آن ﮔﺬاﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد، ﺗﺎ 2.5 سانتیمتر ﺑﺎﻻي ﺳﻄﺢ ﻧﻤﻮﻧﻪ را آب ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ
8. ﮔﺮﻣﺨﺎﻧﻪ ﺑﺮاي ﺧﺸﻚ ﻛﺮدن ﻧﻤﻮﻧﻪ و ﺗﻌﻴﻴﻦ درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ
9. ﻟﻮازم ﻣﺘﻔﺮﻗﻪ، ﺷﺎﻣﻞ ﺳﻴﻨﻲ، ﻗﺎﺷﻖ، ﻛﺎردك، ﻛﺎﻏﺬ ﺻﺎﻓﻲ، ﺗﺮازو و ﺧﻂ ﻛﺶ ﻟﺒﻪ ﺗﻴﺰ.

مشخصات نمونه ها

آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺮاي ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺑﺎ ﺣﺪاﻛﺜﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻫﺎي 0.75 اﻳﻨﭻ یا 19 ﻣﻴﻠﻴﻴﻤﺘﺮ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد. در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ داراي داﻧﻪ ﻫﺎي ﺑﺰرﮔﺘﺮ از 19 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ ﺑﺎﺷﻨﺪ ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺎﻳﺪ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﺼﺎﻟﺢ اﺻﻼح ﺷﻮد. اﺻﻼح داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺑﺼﻮرت ﺣﺬف داﻧﻪ ﻫﺎي ﺑﺰرﮔﺘﺮ از 19 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ و ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﻛﺮدن آﻧﻬﺎ ﺑﺎ داﻧﻪ ﻫﺎي ﺷﻨﻲ ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ از 19 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ اﻧﺠﺎم ﻣﻴﺸﻮد ﺑﻪ ﻃﻮري ﻛﻪ درﺻﺪ ذرات ﺷﻨﻲ ﺑﻴﻦ اﻟﻚ ﺷﻤﺎره 3 و 4 اﻳﻨﭻ در آزﻣﻮن ﺛﺎﺑﺖ ﺑﻤﺎﻧﺪ.
در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ آزﻣﺎﻳﺶ در ﻳﻚ رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد (رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ) ﺳﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺎ درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻬﻴﻪ ﺷﻮد. اﻳﻦ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺑﺎ ﺳﻪ اﻧﺮژي ﺗﺮاﻛﻢ ﻣﺘﻔﺎوت ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ ﺗﺎ ﻧﻤﻮﻧﻪ اي ﺑﺎ ﺗﺮاﻛﻢ ﻛﻤﺘﺮ، ﺑﻴﺸﺘﺮ و ﻧﺰدﻳﻜﻲ ﺗﺮاﻛﻢ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﺪﺳﺖ آﻳﺪ. ﺑﻌﺪ از اﺷﺒﺎع ﻛﺮدن ﻧﻤﻮﻧﻪ (در ﺻﻮرت ﻧﻴﺎز) ﺑﺮ روي ﻫﺮ ﻛﺪام آزﻣﺎﻳﺶ ﻧﻔﻮذ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻋﺪد CBR در ﺗﺮاﻛﻢ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ از ﻣﻨﺤﻨﻲ ((داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺧﺸﻚ ﻧﻤﻮﻧﻪ-ﻋﺪد CBR)) ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ.
در ﺻﻮرﺗﻲ که آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺮاي ﺑﺎزه اي از رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد ﺑﺮاي ﻫﺮ رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ ﺳﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺎ اﻧﺮژي ﺗﺮاﻛﻢ ﻣﺘﻔﺎوت ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺣﺎﻟﺖ ﻗﺒﻠﻲ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد ﺑﻌﺪ از اﺷﺒﺎع ﻛﺮدن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ (در ﺻﻮرت ﻧﻴﺎز) ﺑﺮ روي ﻫﺮ ﻛﺪام آزﻣﺎﻳﺶ ﻧﻔﻮذ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد. از ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻫﺎي ((داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺧﺸﻚ-ﻋﺪد CBR)) ﺑﺮاي ﻫﺮ رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺣﺪاﻗﻞ CBR در ﺑﺎزه رﻃﻮﺑﺖ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد.
برای اﺷﺒﺎع ﻛﺮدن نمونه ها، ﻗﺎﻟﺐ را روي ﺻﻔﺤﻪ ﭘﺎﻳﻪ ﻧﺼﺐ کرده و دﻳﺴﻚ ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ را در ﻛﻨﺎر ﻗﺎﻟﺐ ﻗﺮار می دﻫﻴم که روي آن ﻳﻚ ﺻﻔﺤﻪ ﻛﺎﻏﺬ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻗﺮار دارد. ﻣﻄﺎﺑﻖ آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ را ﻣﺘﺮاﻛﻢ می کنیم. ﺣﻠﻘﻪ ﺑﺎﻻﻳﻲ ﻗﺎﻟﺐ را ﺑﺮداﺷﺘﻪ و ﺳﻄﺢ نمونه را ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻳﻚ ﺧﻂ ﻛﺶ ﻟﺒﻪ ﺗﻴﺰ ﺻﺎف می کنیم ﺗﺎ ﺑﺎ ﻟﺒﻪ ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺮاﺑﺮ ﺷﻮد. ﺻﻔﺤﻪ ﭘﺎﻳﻪ و دﻳﺴﻚ ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ را از ﻛﻒ ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺮداﺷﺘﻪ و ﻗﺎﻟﺐ و ﻧﻤﻮﻧﻪ را وزن می کنیم. ﻳﻚ ﺻﻔﺤﻪ ﻛﺎﻏﺬ ﻓﻴﻠﺘﺮ درﺷﺖ را روي ﻳﻚ ﺻﻔﺤﻪ ﭘﺎﻳﻪ ﻣﺸﺒﻚ ﻗﺮار داده ﻗﺎﻟﺐ را ﺳﺮوﺗﻪ ﻛﺮده و آن را روي ﺻﻔﺤﻪ ﭘﺎﻳﻪ ﻗﺮار می دهیم. در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺳﻄﺢ نمونه ﺑﺎ ﻛﺎﻏﺬ ﻓﻴﻠﺘﺮ در ﺗﻤﺎس اﺳﺖ. سپس ﺑﻪ اﻧﺪازه ﻛﺎﻓﻲ وزﻧﻪ ﻫﺎي ﺳﺮﺑﺎر روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻗﺮار می دهیم. ﺑﺎر وارده ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎر روﺳﺎزي اﻧﺘﺨﺎب ﻣﻲ ﺷﻮد و در ﻫﻴﭻ ﺣﺎﻟﺘﻲ ﺑﺎر وارده ﻧﺒﺎﻳﺪ از 10 ﭘﻮﻧﺪ یا 4.54 ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم ﻛﻤﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ. ﻧﻤﻮﻧﻪ را در آب ﻏﻮﻃﻪ ور می کنیم و اﺟﺎزه میدهیم به ﻣﺪت 26 ﺳﺎﻋﺖ آب ﺟﺬب ﻛﻨﺪ تا ﻗﺮاﺋﺖ ﻫﺎي ﺗﻮرم را ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز اﻧﺠﺎم دهیم. اﻳﻦ ﻗﺮاﺋﺖ ﻫﺎ را ﻣﻴﺘﻮان در ﻓﻮاﺻﻞ زﻣﺎﻧﻲ 0، 1، 2، 8، 12، 24، 48، 72 و 96 ﺳﺎﻋﺖ اﻧﺠﺎم داد. ﺑﻌﺪ از 96 ﺳﺎﻋﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪ را از داﺧﻞ آب ﺧﺎرج ﻛﺮده ﺳﺮﺑﺎرﻫﺎ و ﺻﻔﺤﻪ ﻣﺸﺒﻚ را برمیداریم و ﺗﺎ 15 دﻗﻴﻘﻪ ﺻﺒﺮ می کنیم ﺗﺎ آب اﺿﺎﻓﻲ از نمونه زﻫﻜﺸﻲ ﺷﻮد. در انتها ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ را ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﻗﺎﻟﺐ وزن می کنیم.

روش انجام آزمایش

آزﻣﺎﻳﺶ روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺸﻚ

5 کیلوگرم ﺧﺎك را از اﻟﻚ 19 میلیمتر عبور می دهیم و در ﺻﻮرت ﻧﻴﺎز ﻃﺒﻖ روش ﮔﻔﺘﻪ ﺷﺪه ﺧﺎك را اﺻﻼح می کنیم.
ﻗﺒﻞ از اﻧﺠﺎم ﺗﺮاﻛﻢ، ﻳﻚ ﻧﻤﻮﻧﻪ از ﺧﺎك را ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ آن جدا می کنیم.
ﺧﺎك را ﺑﻪ رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه از آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﺎي ﺗﺮاﻛﻢ می رسانیم و آن را ﻣﺘﺮاﻛﻢ می کنیم.
ﻗﺎﻟﺐ ﻣﺤﺘﻮي ﺧﺎك را وزن کرده و ﺳﺮﺑﺎري ﺑﻪ وزن ﺑﻴﺶ از 4.5 کیلوگرم روي آن ﻗﺮار می دهیم.
ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ را روي دﺳﺘﮕﺎه گذاشته و ﺑﺎ ﭼﺮﺧﺎﻧﺪن دﺳﺘﻪ، آن را آن ﻗﺪر ﺑﺎﻻ می آوریم ﺗﺎ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﻣﺘﺼﻞ ﺑﻪ رﻳﻨﮓ در ﺗﻤﺎس ﻗﺮار ﮔﻴﺮد و ﻧﻴﺮوﺳﻨﺞ ﺗﻜﺎن ﺑﺨﻮرد.
ﮔﻴﺞ ﻫﺎي ﻧﻔﻮذﺳﻨﺞ و ﻧﻴﺮوﺳﻨﺞ را روي ﺻﻔﺮ ﻗﺮار داده آن ﮔﺎه ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ 1.2 میلیمتر در دقیقه دﺳﺘﮕﺎه را ﺑﺎﻻ آورده و در ﻫﺮ دﻗﻴﻘﻪ ﻧﻴﺮوﺳﻨﺞ را ﻗﺮاﺋﺖ می کنیم.
اﻳﻦ ﻋﻤﻞ را ﺗﺎ 15 دﻗﻴﻘﻪ و ﻧﻔﻮذﭘﺬﻳﺮي 12.5 میلیمتر اداﻣﻪ می دهیم.
از زﻳﺮ ﻗﺴﻤﺖ ﻓﺸﺮده، وﺳﻂ ﻧﻤﻮﻧﻪ و زﻳﺮ آن، ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎﻳﻲ ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ جدا می کنیم.

آزﻣﺎﻳﺶ روي ﻧﻤﻮﻧﻪ اﺷﺒﺎع

ﺑﻪ ﻫﻤﺎن روش ﮔﻔﺘﻪ ﺷﺪه، ﻧﻤﻮﻧﻪ را متراکم می کنیم.
ﻗﺎﻟﺐ ﻣﺤﺘﻮي ﺧﺎك را وزن کرده، ﺻﻔﺤﻪ ﻣﺸﺒﻚ را روي آن ﻗﺮار می دهیم و ﺑﻪ اﻧﺪازه ﻛﺎﻓﻲ وزﻧﻪ ﻫﺎي ﺳﺮﺑﺎر (4.5 کیلوگرم) روي آن ﻗﺮار می دهیم، ﻳﻚ ﻛﺎﻏﺬ ﺻﺎﻓﻲ روي ﺧﺎك و ﺑﻴﻦ ﺧﺎك و ﺻﻔﺤﻪ ﻗﺮار می گیرد ﺗﺎ ﺧﺎك ﺑﻪ ﺻﻔﺤﻪ ﻧﭽﺴﺒﺪ.
ﺣﻠﻘﻪ را گذاشته و ﻧﻤﻮﻧﻪ را در ﻣﺨﺰن آب ﻏﻮﻃﻪ ور می کنیم.
ﺷﺎﺧﺺ ﺗﻮرم ﺳﻨﺞ را ﺑﻪ ﺻﻔﺤﻪ ﻣﻤﺎس می کنیم، ﺳﭙﺲ آن را ﺻﻔﺮ کرده و آزﻣﺎﻳﺶ را آغار می کنیم.
ﻗﺮاﺋﺖ ﻫﺎي ﻣﻘﺪار ﺗﻮرم را در ﻓﻮاﺻﻞ زﻣﺎﻧﻲ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﺻﻔﺮ، 1، 2، 8، 12، 24، 36، 48، 72، 96 ﺳﺎﻋﺖ ﻳﺎدداﺷﺖ می کنیم.
ﺑﻌﺪ از 96 ﺳﺎﻋﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪ را ﺧﺎرج کرده، ﺳﺮﺑﺎرﻫﺎ و ﺻﻔﺤﻪ ﻣﺸﺒﻚ را ﺑﺮ می داریم و ﺗﺎ 15 دﻗﻴﻘﻪ ﺻﺒﺮ می کنیم ﺗﺎ آب اﺿﺎﻓﻲ از ﻧﻤﻮﻧﻪ زﻫﻜﺸﻲ ﺷﻮد. سپس ﻧﻤﻮﻧﻪ را ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﻗﺎﻟﺒﺶ وزن می کنیم. در ادامه ﮔﺎم ﻫﺎي 4 ﺑﻪ ﺑﻌﺪ روش ﺧﺸﻚ ﺗﻜﺮار می شوند.

محاسبات

1.‌ ﺗﻨﺶ ﻧﻔﻮذ ﭘﻴﺴﺘﻮن را در واﺣﺪ ﭘﻮﻧﺪ ﺑﺮ اﻳﻨﭻ ﻣﺮﺑﻊ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻛﺮده و ﻣﻨﺤﻨﻲ ﺗﻨﺶ-ﻧﻔﻮذ را رﺳﻢ می کنیم. در ﺑﻌﻀﻲ ﻣﻮاﻗﻊ ﺗﻌﻘﺮ ﻗﺴﻤﺖ اﺑﺘﺪاﻳﻲ ﻣﻨﺤﻨﻲ ﺗﻨﺶ-ﻧﻔﻮذ ﺑﻪ ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ ﻛﻪ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﻧﺎﻫﻤﻮاري ﺳﻄﺢ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻳﺎ ﻣﻮارد دﻳﮕﺮي ﺑﺎﺷﺪ. در اﻳﻨﮕﻮﻧﻪ ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﺎﻳﺪ ﻣﻨﺤﻨﻲ ﺗﻨﺶ-ﻧﻔﻮذ اﺻﻼح ﺷﻮد. ﺑﺮاي ﺗﺼﺤﻴﺢ ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺷﻜﻞ زیر ﺑﺎﻳﺪ ﻗﺴﻤﺖ ﺧﻄﻲ ﻣﻨﺤﻨﻲ را اداﻣﻪ داد ﺗﺎ ﻣﺤﻮر اﻓﻘﻲ را در ﻧﻘﻄﻪ اي ﻗﻄﻊ ﻛﻨﺪ. اﻳﻦ ﻧﻘﻄﻪ ﻣﺤﻞ ﺟﺪﻳﺪ ﻣﺤﻮر ﻣﺒﺪأ ﻣﺨﺘﺼﺎت اﺳﺖ و ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت ﺑﺎﻳﺪ در ﻣﺤﻮرﻫﺎي ﻣﺨﺘﺼﺎت ﺟﺪﻳﺪ اﻧﺠﺎم ﺷﻮد. در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ ﻣﻨﺤﻨﻲ داراي ﻳﻚ ﻧﻘﻄﻪ ﻋﻄﻒ ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ ﺑﺮ روي ﻣﻨﺤﻨﻲ از ﻧﻘﻄﻪ اي ﻛﻪ داراي ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﺷﻴﺐ اﺳﺖ ﺧﻄﻲ ﻣﻤﺎس ﺑﺮ ﻣﻨﺤﻨﻲ رﺳﻢ ﻣﻲ ﺷﻮد ﺗﺎ ﻣﺤﻮر اﻓﻘﻲ را در ﻧﻘﻄﻪ اي ﻗﻄﻊ ﻛﻨﺪ ﻛﻪ اﻳﻦ ﻧﻘﻄﻪ ﻣﺤﻞ ﺟﺪﻳﺪ ﻣﺒﺪأ ﻣﺨﺘﺼﺎت اﺳﺖ.

2.‌ از روي ﻣﻨﺤﻨﻲ اﺻﻼح ﺷﺪه ﺗﻨﺶ- ﻧﻔﻮذ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺗﻨﺶ را ﺑﺮاي ﻧﻔﻮذ 0.1 اﻳﻨﭻ (2.54 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ) و 0.2 اﻳﻨﭻ (5.08 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ) ﺑﺪﺳﺖ می آوریم. ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺎرﺑﺮي را ﺑﺎ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﺗﻨﺶ ﻫﺎي ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﺑﺮ 1000Psi (6.9 مگا پاسکال) و 1500psi (10.3 مگا پاسکال) ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ می کنیم. در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﺗﻨﺶ در ﻧﻔﻮذي ﻛﻤﺘﺮ از 0.2 اﻳﻨﭻ اﺗﻔﺎق اﻓﺘﺎده باشد، ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺎرﺑﺮي را ﺑﺮاي اﻳﻦ ﻧﻘﻄﻪ ﻧﻴﺰ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ می کنیم. ﻣﻘﺪار CBR ﻫﺮ نمونه ﺑﺮاﺑﺮ ﻣﻘﺪار ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪه ﻧﻔﻮذ 0.1 اﻳﻨﭻ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. اﮔﺮ ﺷﻴﺐ ﺑﺎرﺑﺮي ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه در ﻧﻔﻮذ 0.2 اﻳﻨﭻ ﺑﺰرﮔﺘﺮ از اﻳﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺮاي 0.1 اﻳﻨﭻ ﺑﺎﺷﺪ آزﻣﺎﻳﺶ دوﺑﺎره ﺗﻜﺮار می ﺷﻮد. اﮔﺮ در آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﻜﺮار ﻧﻴﺰ ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻣﺸﺎﺑﻬﻲ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪ در 0.2 اﻳﻨﭻ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻧﺘﻴﺠﻪ آزﻣﺎﻳﺶ ﮔﺰارش ﻣﻲ ﺷﻮد.

3.‌ اﮔﺮ آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺮاي نمونه ﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ﺛﺎﺑﺖ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ، ﻣﻨﺤﻨﻲ ((وزن ﻣﺨﺼﻮص ﺧﺸﻚ-ﻋﺪد CBR)) را ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺷﻜﻞ زیر رﺳﻢ می کنیم. CBR ﻃﺮاﺣﻲ از روي اﻳﻦ ﻣﻨﺤﻨﻲ ﺑﺮ اﺳﺎس ﺣﺪاﻛﺜﺮ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺧﺸﻚ درﺧﻮاﺳﺖ ﺷﺪه، ﺑﺪﺳﺖ می آید.

4.‌ اﮔﺮ آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺮاي آزﻣﻮﻧﻪ ﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ در ﻳﻚ ﺑﺎزه درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﻣﻴﺸﻮﻧﺪ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ، ﻧﺘﻴﺠﻪ آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﺎي در ﺳﻪ اﻧﺮژي ﺗﺮاﻛﻢ ﺑﺮاي آزﻣﻮﻧﻪ ﻫﺎ را ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺷﻜﻞ رﺳﻢ می کنیم. ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻫﺎي ﺷﻜﻞ ﻧﺸﺎﻧﮕﺮ رﻓﺘﺎر ﺧﺎك در ﺑﺎزه اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪه رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ.

CBR ﻃﺮاﺣﻲ ﻛﻤﺘﺮﻳﻦ اﻋﺪاد CBR ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﺑﺮاي نمونه ﻫﺎ در ﻣﺤﺪوده درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ﺗﺮاﻛﻢ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد ﻛﻪ داﻧﺴﻴﺘﻪ آن ﺑﻴﻦ ﺣﺪ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه ﺑﺮاي آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﺎ و داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ ﺗﺮاﻛﻢ نمونه ﻫﺎ در ﻣﺤﺪوده درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ اﺳﺖ.

محاسبه وزن ﻣﺨﺼﻮص ﺧﺸﻚ، ﺗﻮرم ﭘﺬﻳﺮي و نسبت CBR

• وزن ﻣﺨﺼﻮص ﺧﺸﻚ (γ_d)

ﻛﻪ در آن:

W_s: وزن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻛﻮﺑﻴﺪه ﺷﺪه در داﺧﻞ ﻗﺎﻟﺐ

ω: درﺻﺪ ﺧﺎك ﻛﻪ در ﺣﻘﻴﻘﺖ ﻫﻤﺎن درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ اﺳﺖ

V_t: ﺣﺠﻢ ﺧﺎك داﺧﻞ ﻗﺎﻟﺐ

• ﺗﻮرم ﭘﺬﻳﺮي

اﮔﺮ ﺗﻔﺎﺿﻞ ﺑﻴﻦ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺧﻮاﻧﺪه ﺷﺪه روي ﮔﻴﺞ در اﺑﺘﺪاي ﻣﺮﺣﻠﻪ اﺳﺘﻐﺮاق در آب و اﻧﺘﻬﺎي اﻧﺒﺴﺎط را ﺑﺎ s ﻧﻤﺎﻳﺶ دهیم، ﻣﻘﺪار ﺗﻮرم ﺧﻄﻲ ﻧﺴﺒﻲ ﻋﺒﺎرت ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد از:

ﺗﻮرم ﺧﻄﻲ =

• ﻣﺪت زﻣﺎن ﻻزم ﺑﺮاي اﺷﺒﺎع ﺷﺪن ﺧﺎك (اﻧﺘﻬﺎي ﺗﻮرم ﭘﺬﻳﺮي) ﻛﻪ اﻃﻼﻋﺎﺗﻲ در ﻣﻮرد ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ آﺑﮕﺬري ﺧﺎك ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺧﻮاﻫﺪ داد.
• ﻋﺪد CBR

روي ﻛﺎﻏﺬ ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮي ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻓﺸﺎر را در ﺑﺮاﺑﺮ ﻓﺮورﻓﺘﮕﻲ ﭘﻴﺴﺘﻮن رﺳﻢ می کنیم. ﭘﺲ از رﺳﻢ ﻣﻨﺤﻨﻲ و ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﺒﺪا آن ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ راﺣﺘﻲ ﻋﺪد CBR را ﻛﻪ از ﻳﻜﻲ از دو ﻧﺴﺒﺖ زﻳﺮ ﺣﺎﺻﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻛﺮد:

رابطه اول

رابطه دوم

ﻛﻪ در آن، P_2.5 و P₅ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از ﻓﺸﺎرﻫﺎي ﻻزم ﺑﺮاي ﻓﺮو ﺑﺮدن 2.5 میلیمتر ﻳﺎ 5 میلیمتر از ﭘﻴﺴﺘﻮن در ﺧﺎك. همچنین اعداد 70 و 105 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع، ﻓﺸﺎرﻫﺎي ﻻزم ﺑﺮاي ﻓﺮو ﺑﺮدن ﭘﻴﺴﺘﻮن و ﻫﻤﺎن اﻧﺪازه در ﻣﺼﺎﻟﺢ اﺳﺘﺎﻧﺪارد اﺳﺖ. ﻣﻌﻤﻮﻻ ﻋﺪد CBR ﻣﻘﺪار رابطه اول است. در صورتی که رابطه دوم ﻣﻘﺪار ﺑﻴﺸﺘﺮي را ﻧﺸﺎن دهد، آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺎﻳﺪ ﻣﺠﺪداً اﻧﺠﺎم ﺷﻮد. اﮔﺮ ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻳﻜﺴﺎن ﺑﺎ ﺣﺎﻟﺖ ﻗﺒﻞ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ، در آن ﺻﻮرت ﻋﺪد CBR ﻣﻘﺪار رابطه دوم ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.ی