โดย...นายเอกฉนท ลณาวรรณวศวกรโยธาช านาญการ

ฝายทดสอบและวเคราะหดนดานวศวกรรม สวนทดสอบและวเคราะหวสด

เพอศกษาวธการประเมนคณภาพของชนดน Subgrade ชนรองพนทางและชนพนทางของงานกอสรางถนน และ สนามบน

จดประสงค

เครองมอส าหรบทดลอง CBR1. แบบ (Mold) ส ำหรบเตรยมตวอยำงขนำดเสนผำศนยกลำง 6 นว สง 7 นว พรอม Collar สง 2.5 นว และ base plate ส ำหรบยด Mold และ Collar

2. Spacer Disc สง 2.5 นว

3. Hammer หนก 5.5, 10 lb.

4. Swelling Plate พรอมขำยดมเกลยวปรบควำมสงต ำได

เครองมอส าหรบทดลอง CBR

6. Dial indicator วดได 1 นว อำนไดละเอยด 0.001 นว

7. น ำหนกถวงทบ (Surcharge Weight) หนกแผนละ 5 ปอนด

5. สำมขำ (Tripod) ส ำหรบยด Dial indicator เพ อวดอตรำกำรบวมของดนเม อแชน ำ

8. Penetration piston เนอท หนำตด 3 ตร.นว

9. Loading device แบบ Hydraulic jack หรอ Screw jack มอปกรณวดแรงได 10,000 ปอนด

10. ถงน ำแชดนพรอม mold

11. ตะแกรงรอนดนเบอร 3/4 นว12. เคร องช ง, ถำดคลกดน, เหลกปำดสนตรง (Straight edge), กระบอกตวงน ำ

1. ดนตวอยำง กอนจะน ำมำทดลองจะตองปลอยทงใหแหงในหองปฏบตกำร (air dry) เตรยมดนโดยวธกำรแบงส (Quartering)

2 . ร อนต ว อย ำ ง ด น ผ ำ นตะแกร ง ¾” ประมำณ 18 กก.

การเตรยมตวอยางดน

3. น ำดนตวอยำงประมำณ 200 กรม เพ อน ำไปหำเปอรเซนตควำมชน (initial water content) ท มอยในดนตวอยำง

4. เตรยมดน 3 ชดใหมน ำหนกชดละประมำณ 6 kg.

2. ช งดนท เตรยมไวประมำณ 6 กก.

การเตรยมตวอยางส าหรบทดสอบ

1. เตรยม mold ไว 3 ชด Calibrated โมลเพ อหำปรมำตรโดยวดขนำดและช งหำน ำหนก mold (เฉพำะ mold ไมรวม base plate)

3.เตรยมตวอยำงดนเหมอนกบวธ Modified Proctor โดยเตรยมปรมำณน ำ ให เหมำะสมเพ อให ไดค ำควำมชนท เหมำะสม Optimum moisture Containt (OMC)

4.ประกอบ mold เขำกบ base plate และ spacer disc ใชกระดำษกรอง Ø 6” ปทบบน spacer เพ อปองกนไมใหดนเกำะตดกบแผนเหลก

5.กระทงดนอดแนนในโมล ตำมวธ Compaction Test จนครบจ ำนวนชนและจ ำนวนครง (56, 25 และ 10 ครง) แลวถอด collar ออก

6. ใชไมบรรทดเหลก (Straight edge) ปำดดนท สงเกนขอบmold พรอมกบซอมแตงดนผวตวอยำงใหเรยบเสมอกบปำก mold

7. ถอด base plate และ spacer disc ออก น ำ mold และดนไปช งหำน ำหนกเพ อจะน ำไปหำ wet density

8. น ำกระดำษกรองรองบน Base plate เพ อปองกนไมใหเหลกเกำะตดบนแผนเหลก แลวประกอบโมลท มดนบดอดแนนนกบ Base plate โดยใหปำกโมลดำนท มดนเสมอปำกวำงบน Base plate และสวนท มชองวำง 2.5 นวอยดำนบน

ตวอยำงท พรอมส ำหรบกำรทดสอบตอไป

9. ใหวำงแผนเหลก (Surcharge Weight) อยำงนอย 10 ปอนด (แผนละ 5 ปอนด) ลงบนดนตวอยำงในโมล

การทดสอบ ส ำหรบตวอยำงดนท ไมตองมกำรแชน ำ (Unsoaked CBR Test)

10. จดวำง mold พรอมดนตวอยำงเขำเคร องกดทดลองซ งม piston ขนำดพนท หนำตด 3 ตร.นว ประกอบตดอย จดใหผวหนำของดนใน mold แตะสมผสกบ piston ดงกลำว จดเขม dial gauge ท จะใชวด penetration ใหอยท จดศนย

11. ใหตงเคร อง (โหลด) ในอตรำ 0.05 นวตอนำท(1.27มลลเมตรตอนำท)

ทคามาตรหนาปดวดการยบตวอานไดจดการ Load ในอตรา 0.05 นวตอนาท พรอมกบอานคาน าหนกทตรงกบ penetration 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18, 0.2, 0.25, 0.30, 0.40 และ 0.50 นว

12. อำนคำน ำหนกใหตรงกบ Penetration piston

อานคามาตรหนาปดวงแหวนวดแรง

กรณ Manual เราจะหมนและอานคาหนาปดการยบตวทกๆ 50 จนถง 500 แลวอานทคา 750, 1,000, และ 1,250

13. เสรจแลวถอด mold ออกจำกเคร องกดทดลอง เกบตวอยำงดนตรงกลำง ตำมแนวตงประมาณ 100 กรม ส าหรบดนเมดละเอยด (fined grained soil) หรอประมาณ 500 กรมส าหรบดนเมดหยาบ (coarse grained soil) น ำไปหำเปอรเซนตควำมชน (water content)

ส าหรบตวอยางดนทมการแชน า (Soaked sample) ท าขอ 14 - 20 เพมเตม

14. วำงแผนเหลก surcharge หนก 10 ปอนด ลงบนดนตวอยำงใส swell plate ส ำหรบวดอตรำกำรบวมของดน ซ งมดำนขนเกลยวขนลงไดตดอยกลำง plate กอนวำงแผนเหลก surcharge ลงบนดนตวอยำงจะตองเอำกระดำษกรองวำงค นใตแผน surcharge เสยกอนเพ อปองกนไมใหดนตดแนนกบแผนเหลกหลงจำกแชน ำแลว

15. แช mold ท เตรยมไวในขอ 14 น ในภำชนะท เตรยมไว ใหน ำทวม surcharge ประมำณ 1 นว ใช dial gauge อำนไดละเอยด 0.001 นว ยดตดกบ tripod แลววำงบนปำก mold จดใหปลำยของ dial gauge แตะสมผสกบกำน swelling plate เพ อวดหำคำกำรบวมตวของดนตอไป

16. แชดนตวอยำงไวประมำณ 4 วน จดคำกำรบวมตวจำก dial gauge ทกวนจนครบ 4 วน (ถำหำกคำกำรบวมตวคงท อำจจะหยดอำนไดหลงจำกแชน ำแลว 48 ช วโมง)

17. หลงจำกแชครบ 4 วนแลว ยก mold ออกจำกน ำและวำงตะแคง mold เพ อรนน ำทง และปลอยทงไว 15 นำท เพ อใหน ำไหลออกจำก mold จนหมด18. น ำ mold พรอมดนไปช งหำน ำหนก19. ท ำกำรทดลองตำมวธขอ 10 – ขอ 1220. เกบดนตวอยำงจำก soaked sample ไปหำเปอรเซนตควำมชน

1. ค ำนวณหำคำแรงกดโดยสมกำร;

วธการค านวณ

2. เขยนกรำฟระหวำง Test unit load ในแกนตงกบ penetration ในแกนนอน จำกคำท ไดทง Unsoaked และ Soaked sample ลงในกระดำษกรำฟแผนเดยวกน โดยปกตแลวจะไดรป curve โคงคว ำผำนจด origin แตบำงครงอำจจะปรำกฏวำ curve ท ไดมรศมลกษณะโคงหงำยในชวงแรก ซ งจ ำเปนจะตองมกำรแกไขใหไดคำท ถกตองดวยกำรลำกเสนตรงใหสมผสกบ curve ตรงสวนท ม slope ชนทสด ไปตดกบแกนนอนท จดนนเปน origin ใหมและ origin ใหมนจะตองอยทำงดำนขวำของ origin เดมเสมอ เรยกวำ “Initial Correction”

3. อำนคำ test unit load จำกกรำฟท 0.1 และ 0.2 นว จำกกรำฟ และค ำนวณหำคำ %CBR โดยคำ standard unit load ใชคำจำกตำรำงท 1

Penetration (in) Unit load (Psi)

0.1 1000

0.2 1500

0.3 1900

0.4 2300

0.5 2600

ตำรำงท 1 คำ standard unit load ท ควำมลกตำงๆ

Exampleคำท อำนไดจำกมาตรหนาปดวงแหวนวดแรง (PR. ) = 1.20

LOAD=( 5.0967 + PR. x 4.1082) แทนคา

=( 5.0967 + (1.20 x 4.1082)) = 10.0265 kg

แปลงหนวย kg เปน lb, 1 kg= 2.204 lb= 10.0265 x 2.204 = 22.0985= 22.0985

= 7.3661 x100 psi1,000

% CBR ท 0.1 นว = 0.73661

3

ผลการทดสอบ

กราฟความสมพนธระหวางหนวยแรงกดและระยะจม

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1,000.00

1,200.00

1,400.00

1,600.00

1,800.00

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

Unit

Load

(psi)

Penetration (in.)

Unit Load and Penetration Relationship

56 ครง

0.30.3 0.3

4. ค ำนวณหำเปอรเซนตควำมชนและ dry density ของดนตวอยำงทงสอง

5. ถำ % CBR ท 0.2”มคำมำกกวำ % CBR ท 0.1 ใหท ำกำรทดสอบอกครง ถำผลยงเหมอนเดมใหใช % CBR ท 0.2”

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

1550.00 1600.00 1650.00 1700.00 1750.00 1800.00 1850.00 1900.00 1950.00

Dry D

ensit

y (kg

/m3)

CBR (%)

Dry Density and CBR Relationship

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

1550.00 1600.00 1650.00 1700.00 1750.00 1800.00 1850.00 1900.00 1950.00

Dry D

ensit

y (kg

/m3)

CBR (%)

Dry Density and CBR Relationship

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

1550.00 1600.00 1650.00 1700.00 1750.00 1800.00 1850.00 1900.00 1950.00

Dry D

ensit

y (kg

/m3)

CBR (%)

Dry Density and CBR Relationship

Dry Density (kg/m3)

CBR

95% (1849) = 1757Dry Density (kg/m3)

CBR

% CBR ท 95% M.P.C.T. = 32