若手技術者

CBRってよく聞きますが何ですか？

ぜねた

CBRとは『California Bearing Ratio』の略です。

若手技術者

どういう意味なんですか？

ぜねた

路床支持力比という意味で、路床や路盤の支持力を表す指標です。

こんな疑問を解決します。

この記事では、道路土工や舗装工事では必須のCBRについて詳しく解説しています。

これを読み終えれば、CBRとはどんなものか、設計CBRと修正CBRの違いが理解できます。

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当ブログについて 当サイトの管理人である元ゼネコンマンのぜねたです。 土木の魅力について発信しています。

1級土木施工管理技士の元ゼネコンマンがCBRについて詳しく解説します。

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CBRとは！？

若手技術者

CBRってどーいう言葉ですか？

ぜねた

CBRとは『California Bearing Ratio』の略です。

CBRは日本語で路床土支持力比と訳される言葉で、アメリカ合衆国カリフォルニア州の交通局O.J.Portorが提唱したものです。

当初は1928年の米国カリフォルニア州で、道路や飛行機の滑走路の設計の尺度として考案

当初考案されたCBRは、クラッシャーランを用いた貫入試験を繰り返しその平均値をCBR＝100％とするというもの。

クラッシャーランの貫入試験に対して、どれだけ支持力があるのかを簡単に比較する方法としてCBRが考案されました。

現在JISで定められたCBRは、米国の方法に加えて日本の実情に合うように改正され、

CBR＝荷重強さ／標準荷重強さ×100%

となっています。

どのようなものなのか、詳しく解説していきます。

CBR試験とは！？

先ほど紹介したO.J.Portorが道路の破壊状況を調査したところ、道路の破壊状態は路床の支持力と関連性があることを発見しました。

そのため、支持力から路床の良否を定量的に判断する指標として考案されたのがCBR試験です。

アスファルト舗装が痛んでいる≒路床の支持力が弱い

つまり「良い路床≒支持力が高い」ということです。

ぜねた

CBR試験とは路床の支持力を確認する方法です

CBR試験はJISで試験方法が定められています。

供試体表面に直径5.0cmの貫入ピストンを2.5mmまたは5.0mm貫入させたときの荷重強さ(または荷重)に対して、標準強さを表したものがCBRです。

数式で示すと以下のとおりです。

CBR＝q/q₀×100(%)

分子が、求めたい試料の値で、分母のq₀がクラッシャーラン（十分な支持力を得ることができる基本となる）値です。

所定の貫入量というのは2.5mmと5.0mmです。

基準となる値を表にまとめました。

つまり、

2.5mm時のCBR＝　荷重　／　13.4kN　×　100%
5.0mm時のCBR＝　荷重　／　19.9kN　×　100%

例えば、支持力を求めたい路床の試料で試験を行ったとします。

そのとき測定した値が上述の標準荷重と同じ荷重が出たら、ＣＢＲ１００％となりクラッシャーランと同じ支持力を持つということです。

2.5mmのときの荷重が10.0kNの試料があったとすると、

2.5mm時のCBR　＝　10.0 　／　13.4
＝　74.6％

となります。

ぜねた

十分な支持力がある路床ということになります。

以上が、基本となるCBR試験で日本工業規格のJISで規定された『JIS A 1211』の試験です。

なお、用語の意味が分からなければ、［土木・建築の工事現場で使う用語集【初心者向け】］で、「路床」などの単語を解説しています。

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CBR試験の概要とは！？

現在では日本工業規格の『JIS A 1211』および『JIS A 1222』でCBR試験が制定されています。

ぜねた

CBR試験は大きく「室内CBR試験」と「現場CBR試験」の二つに分けられます。

さらに規格・基準以外の室内CBR試験として、「設計CBR試験」と「修正CBR試験」がありますので、現場CBR試験から詳しく解説します。

現場CBR試験とは！？

現場CBR試験とは、路床や路盤の支持力を現場で直接測定するもの。

現場CBR試験はJIS A 1222で規定されています。

ぜねた

現場CBR試験は実際の土を乱すことなく試験ができます。

現場CBR試験を行うことで、後述する修正CBR試験の値を上回っているか確認します。

現場CBR試験を適用する条件は、

上述した場合は、室内試験より現場CBR試験を行うことが合理的です。

現場CBR試験の注意点

繰り返しになりますが、現場CBR試験は現場における路床や路盤の現在の支持力を”直接測定”するものです。

CBR試験における標準荷重強さはクラッシャーランを標準とすることから、軟弱な粘性土に用いるとCBRは極端に小さくなります。

軟弱な粘性土ではCBRが極端に小さくなる

軟弱な粘性土では、コーン貫入試験などの他の試験方法によって評価することが望ましいとされています。

設計CBRとは！？

若手技術者

設計CBRって何ですか？

ぜねた

設計CBRとは、設計の際に路床土の適否を判断するための指標です。

路床の表面に直径5.0cmのピストンが2.5mmまたは5.0mm貫入した時の荷重を、標準荷重に対する百分率で表したものです。

舗装を支持する路床材料のCBRを表すもので、文字通り”舗装の設計”を行う際に必要な値です。

ぜねた

舗装の設計を行う際に路床の設計CBRから目標とするT_Aを決定します。

設計CBRが3％未満の路床は、路床土に適さないため安定処理や置き換えが必要です。

設計CBR試験とは？

設計CBRを求めるにあたっては、上述の試験方法『JIS A 1211』に加えて、２点追加することがあります。

貫入量2.5mmと5.0mmのうちの大きい方のＣＢＲを、その供試体のＣＢＲとします。

上述した式のqに試験結果を代入することで、設計ＣＢＲが求まります。

設計CBR試験の注意点とは！？

設計CBR試験は舗装厚を決定するための試験であり、”路床ができてから”試料を採取しなくては意味がありません。

ぜねた

適切な設計CBRを求めるため、試料の採取方法に注意が必要です。

路床面より50cm以上深い個所から乱した状態で試料を採取する必要があります。

雨季や冬季や初春の凍結・融解時期は試料の採取は避けましょう

極端な試験結果になってしまう恐れがあるため、試料の採取時期にも注意が必要です。

また設計CBRを算出するのに良く用いられるFWD調査について、［FWD調査とは！？試験の方法や費用を徹底解説］で詳しく解説しています。

✅FWD調査の概要やFWD調査でわかること、調査にかかる費用を解説してます

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修正CBRとは！？

若手技術者

修正CBRって何ですか？

ぜねた

修正CBRとは、路盤材料としての適否を判断する指標です。

修正CBRとは、路盤材料を「最大乾燥密度の９５％に締め固めたもの」に対するCBRです。

「路盤材料として適しているか否か」の判断の指標として用いられます。

修正CBR試験とは？

修正CBR試験は多くの供試体が必要になります。

まずは、９２回締め固めた試料で土の締固め試験を行い、最大乾燥密度と最適含水比を求めます。

さらに、試験を行う供試体は３層に分けてそ、れぞれ９２回、４２回、１７回突き固めたものをそれぞれ３個ずつ用意。

供試体は最適含水比に調整します

突き固め数３種類×３個の供試体が必要なので、試料の量は50kg×3くらい用意する必要があります。

ぜねた

全部の試験を行うと、200kgの試料が必要になります

修正CBR試験を行うことで得られる結果は以下の通りです。

上述した試験結果から最大乾燥密度ρ_dmaxの９５％乾燥密度ρ_dを求めます。

上の図の左側のグラフから、ρ_dmax＝2.25となるので、

ρ_dmax×0.95(95%)＝2.25×0.95
　　　　　　　　　≒2.138

となります。

そこから右の『乾燥密度-CBR曲線のグラフ』から95%乾燥密度ρ_dに対応する修正ＣＢＲが求まります。

ちなみに、路盤材料として適しているかは、以下の値が一般的な目安です。

また、実際の路盤の施工では、所要のＣＢＲを確保するために、試験で求めた最大乾燥密度の９５％以上に締固める必要があります。

また、路盤と路床については［路床と路盤！違いや舗装構造について解説］で詳しく解説しています。

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CBRとは！？【まとめ】

CBRと、それぞれの試験方法について解説しました。

覚えることは難しくても「何となく知っている」だけで、再度調べた際にスムーズに頭に入ってきます。

以上、CBRについて、CBRの意味や試験法などを解説しました。

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