CBR(노상지지력비)

CBR(노상지지력비)

 

1. 정의

도로나 비행장의 포장두께를 결정하기 위하여 포장을 지지하는 노상토의 강도, 압축성, 팽창, 수축등의 특성을 알 필요가 있다.

이같은 목적으로 캘리포니아 도로국에서 포장설계를 위해 개발한 반경험적 지수로서 어떤 관입깊이에서 표준단위하중에 대한

시험단위하중의 비율을 백분율로 나타낸 것이다.

2. 종류

1) 실내 CBR 시험

2) 현장 CBR 시험

3. 실내 CBR 시험

1) CBR 값

다져진 흙 또는 불교란 시료에 대하여 직경 5cm 의 강봉을 관입하여

침하량 - 하중 관계를 구하여 표준하중에 대한 비로 나타낸 것

CBR (%) = 시험 단위하중 × 100 / 표준 단위하중

2) CBR의 결정

표준 단위하중 및 시험 단위하중은 보통 관입량 5.0mm 에 있어서의 값을 취한다.

관입량	표준단위하중(kg/cm²)	전하중(kg)
2.5mm 5.0mm	70 105	1370 2030

① CBR 2.5 > CBR 5.0  ⇒ CBR 2.5

② 관입량 5.0 mm 일때의 CBR이 2.5 mm 일때보다 클 경우

    CBR 2.5 < CBR 5.0   ⇒  재시험해서 같은 결과이면 CBR 5.0선택

3) 시험용 기구

① Mold : 내경 150mm, 높이 175mm

② Rammer : 직경 50mm, 무게 4.5kg, 자유낙하고 45cm

③ 관입 피스톤 : 직경 50mm, 길이 200mm

④ 재하장치 : 용량 약 5 t , 관입속도 1 mm / min

⑤ 다이얼게이지

⑥ 축이 붙은 유공판 (흡수 팽창 측정용)

⑦ 하중판

⑧ 팽창 측정장치

⑨ 저울

⑩ 기타

4) 시료준비

① 그날에서 자연건조 후 잘게 빻아서 19mm 체에 남은 것은 같은 중량만큼 19mm 체를 통과하고 No.4번체 (4.76mm)에

    남는 치수의 것과 치환한다.

② 약 50kg을 준비하여 밀폐된 시료상자에 넣어 함수비 변화를 방지한다.

5) 공시체 제작

① 최적함수비 및 최대밀도의 결정

- 공시체 제작에 앞서 시료의 최적함수비를 구하기 위해 다짐시험을 행한다.

  (내경150mm의 몰드에 5층으로 나누어 넣고 4.5kg 의 Rammer 로 45cm 높이에서 55회 다진다.

  예상되는 최적함수비의 전후에서 함수비를 2% 이내씩 변화시켜 다짐을 행한 4∼6개의 공시체로 부터 최적함수비를 구한다.

② 공시체의 다짐

- 함수비차가 1% 이내가 되도록 각각 다짐회수를 55, 25, 10 회로 하여 공시체 3개를 만든다.

6) 흡수 팽창시험

  (기술자의 판단에 의해 생략할 수도 있다.)

- 4일간 수침하여 시간과 다이얼게이지 값을 기록한다.

- 팽창비 (%) = [다이얼게이지의 최종 읽음(mm) - 최초읽음(mm)] ×100   /   공시체의 최초높이 (mm)

7) 관입시험

- 흡수팽창이 공시체에 대해 1분에 1mm 속도로 피스톤이 관입하도록 하중을 가하고 하중-관입량을 측정한다.

- 하중 - 관입곡선을 그린다.

8) 해석

- 수정CBR : 현장에서 기대할 수 있는 노반재료의 강도를 나타내는 CBR

① 함수비- 건조밀도 곡선을 그린다.

② 55, 25, 10회 다진 3개의 공시체(수침후)의 CBR로부터 건조밀도 - CBR 곡선을 그린다.

③ 소정의 밀도(예, 95%)의 수평선을 긋고 건조밀도- CBR 곡선의 교점에서 수직선을 내린 CBR값이 수정 CBR이 된다.

9) 결과의 이용

① 설계 CBR : 아스팔트 포장의 두께와 구성을 결정할 경우 사용하는 노상토의 CBR

② 수정 CBR : 현장에서 기대할 수 있는 노반재료의 강도를 나타내는 CBR

4. 현장 CBR 시험

현장에서 재하물을 이용하여 원지반토에 대해 관입시험을 행하는 것으로 피스톤에 의한 관입방법은 실내시험과 동일하다.

보통 관입량 2.5mm 에 있어서의 값을 취한다.

현장에서 노상 또는 지반의 현재지지력의 대소를 직접 추정하는 것이므로 그 장소, 그 시점에 있어서의 CBR은 직접 알수 있지만

기상변화나 경년변화에 따른 상태변화에 관해서는 측정할 수 없다.

그러나 예를 들면 교란되지 않은 공시체의 채취가 일반적으로 대단히 어려운 막자갈 재료와 같은 경우에는 실내시험보다도 현장시험

쪽이 더 합리적이며 유리한 점이 많다.

5. CBR의 이용

① 설계 CBR ⇒ 노상위의 전체 포장두께 결정

    수정 CBR ⇒ 기층, 보조기층의 두께 결정

                      - 기층   : CBR > 80%

                      - 보조기층 : CBR > 20 ∼ 30%

② AASHTO 설계법에 의한 포장두께

③ TA  설계법에 의한 포장두께

④ 노상, 성토, 철도노선 등의 다짐관리

⑤ 중장비의 Trafficability 결정