CBR Test (California Bearing Ratio) เป็นการทดสอบเพื่อประเมินความต้านทานต่อการกดทะลุ (penetration resistance) ของดินหรือวัสดุชั้นทาง โดยเปรียบเทียบแรงที่ใช้กดหัวทดสอบลงในตัวอย่างกับค่าแรงอ้างอิงภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด ผลที่ได้แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์หรือ ค่า CBR (%) ซึ่งใช้ประกอบการพิจารณาความเหมาะสมของวัสดุสำหรับงานถนน ลานจอดรถ งานคันทาง และโครงสร้างทางชนิดยืดหยุ่น (flexible pavement)
คำถามที่พบได้บ่อยคือ “ค่า CBR 5%, 10% หรือ 20% หมายความว่าอย่างไร?” และ “ต้องใช้ค่า Soaked CBR หรือ Unsoaked CBR?” คำตอบไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวเลขเพียงอย่างเดียว แต่ต้องดูชนิดวัสดุ วิธีเตรียมตัวอย่าง สภาพความชื้น ความหนาแน่นแห้ง ข้อกำหนดโครงการ และเกณฑ์การออกแบบที่เลือกใช้ด้วย บทความนี้อธิบายวิธีอ่านผลอย่างเป็นขั้นตอน พร้อมตัวอย่างคำนวณและข้อจำกัดที่ควรทราบ
CBR Test คืออะไร และใช้ในงานก่อสร้างแบบใด?
California Bearing Ratio เป็น ดัชนีความต้านทานต่อการกดทะลุ ที่พัฒนาขึ้นสำหรับประเมินวัสดุงานทาง โดยใช้ลูกสูบขนาดมาตรฐานกดลงในตัวอย่างที่เตรียมและบดอัดภายใต้เงื่อนไขกำหนด แล้วเปรียบเทียบแรงที่วัดได้กับค่าแรงมาตรฐาน ณ ระยะกดที่สอดคล้องกัน วิธีนี้เหมาะสำหรับประกอบการประเมินวัสดุชั้นดินเดิม (subgrade) ชั้นรองพื้นทาง (subbase) และวัสดุชั้นพื้นทาง (base) เมื่อการออกแบบหรือ Specification กำหนดให้ใช้ CBR
สิ่งสำคัญคือ CBR ไม่ใช่ค่ากำลังรับน้ำหนักฐานรากอาคารโดยตรง และไม่เท่ากับค่าแรงเฉือนของดิน เช่น undrained shear strength หรือ cohesion การนำ CBR ไปใช้คำนวณความหนาชั้นทางต้องอยู่ภายใต้วิธีออกแบบที่รองรับค่า CBR ไม่ควรตีความว่าค่า CBR เท่ากับค่ารับน้ำหนักปลอดภัย (allowable bearing pressure)
ค่า CBR (%) หมายความว่าอย่างไร?
ค่า CBR เป็นสัดส่วนระหว่างแรงกดที่ทดสอบได้กับแรงอ้างอิงที่ระยะกดเดียวกัน คูณด้วย 100 จึงเป็น ค่าดัชนีเปรียบเทียบ ไม่ใช่หน่วยความเค้น MPa หรือกำลังรับน้ำหนักของดินโดยตรง โดยทั่วไป หากทดสอบตัวอย่างภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ค่า CBR สูงกว่าสื่อว่าตัวอย่างต้านทานการกดทะลุได้มากกว่า ณ ระยะกดที่กำหนด แต่ไม่สามารถใช้จัดอันดับคุณภาพวัสดุทุกชนิดโดยไม่ดูตัวแปรอื่น
ค่า CBR สูงหรือต่ำ บอกอะไรได้บ้าง?
ค่า CBR ต่ำอาจสะท้อนการต้านทานการกดที่ต่ำลงภายใต้สภาพที่ทดสอบ เช่น ดินละเอียดที่เปียกมากหรือวัสดุบดอัดไม่แน่น แต่สาเหตุที่แท้จริงต้องตรวจชนิดวัสดุ การกระจายขนาดเม็ด (gradation) ปริมาณน้ำ และสภาพตัวอย่าง ส่วน CBR สูงกว่ามักสื่อถึงความต้านทานการกดที่สูงกว่าภายใต้เงื่อนไขทดสอบเดียวกัน การอนุมัติวัสดุยังต้องอาศัย Project Specification และผลทดสอบอื่นตามประเภทงาน
หลักการทดสอบ CBR ในห้องปฏิบัติการ
โดยสรุป ห้องปฏิบัติการจะเตรียมตัวอย่างให้มีสภาพความชื้นและความหนาแน่นที่โครงการกำหนด บดอัดในแบบหล่อทรงกระบอกและเตรียมสภาพตัวอย่างตามวิธีทดสอบ จากนั้นใช้เครื่องกดหัวทดสอบลงในตัวอย่างด้วยอัตราการกดมาตรฐาน พร้อมบันทึกความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับระยะกด ผลสำคัญที่ใช้วิเคราะห์ ได้แก่ Load–Penetration Curve และค่า CBR ของตัวอย่าง
รายละเอียดการเตรียมตัวอย่างและเกณฑ์ปฏิบัติต้องยึดมาตรฐานที่ระบุจริง ไม่ควรใช้คำอธิบายแบบย่อในบทความนี้แทนคู่มือห้องปฏิบัติการหรือเอกสารมาตรฐานฉบับเต็ม
เงื่อนไขของตัวอย่างมีความสำคัญอย่างไร?
แม้เป็นวัสดุจากแหล่งเดียวกัน ค่า CBR สามารถเปลี่ยนได้เมื่อปริมาณน้ำ ความหนาแน่นแห้ง หรือการเตรียมตัวอย่างแตกต่างกัน ดังนั้นเวลาขอทดสอบและอ่านรายงานต้องตรวจว่าเป็นตัวอย่างที่เตรียมตามสภาพใด เช่น อ้างอิงการบดอัด Standard Proctor หรือ Modified Proctor ใช้ Dry Density เทียบกับ Maximum Dry Density กี่เปอร์เซ็นต์ และกำหนด Moisture Content อย่างไร
Soaked CBR กับ Unsoaked CBR แตกต่างกันอย่างไร?
Soaked CBR คือผลทดสอบหลังตัวอย่างผ่านการแช่น้ำตามขั้นตอนและเงื่อนไขที่กำหนด ส่วน Unsoaked CBR คือผลในสภาพไม่ผ่านการแช่น้ำก่อนกดทะลุ ความแตกต่างนี้มีผลมากกับดินบางชนิด โดยเฉพาะเมื่อความแข็งแรงได้รับอิทธิพลจากปริมาณน้ำ
Soaked CBR มักใช้พิจารณาพฤติกรรมที่เผชิญความชื้นสูงหรือสภาวะไม่เอื้ออำนวยมากขึ้น แต่ไม่ควรสรุปว่า “ค่า Soaked ต้องต่ำกว่าเสมอ” เพราะผลขึ้นอยู่กับชนิดดินและวิธีทดสอบ ASTM D1883-21 ระบุหลักการให้แช่ตัวอย่างก่อนการทดสอบกดทะลุ เว้นแต่ผู้ว่าจ้างกำหนดเป็นอย่างอื่นหรือมีหลักฐานตามเงื่อนไขมาตรฐานว่าการแช่น้ำไม่ส่งผลต่อผลทดสอบของวัสดุนั้น จึงต้องระบุประเภทผลให้ชัดเจน
| รายการ | Soaked CBR | Unsoaked CBR |
|---|---|---|
| การเตรียมสภาพก่อนกด | แช่น้ำตามวิธีทดสอบ/ข้อกำหนด | ไม่แช่น้ำก่อนกด |
| สิ่งที่สะท้อน | ความต้านทานหลังได้รับอิทธิพลจากการแช่น้ำ | ความต้านทานในสภาพที่เตรียมก่อนแช่ |
| การนำไปใช้ | กรณีที่ต้องพิจารณาสภาพเปียกหรือกำหนดให้ใช้ Soaked CBR | เฉพาะกรณีที่วิธีออกแบบ/Specification ยอมรับ |
| ข้อควรระวัง | ตรวจระยะเวลาแช่น้ำและการบวมตัว | อย่านำมาแทน Soaked CBR โดยไม่ตรวจเกณฑ์โครงการ |
วิธีอ่านค่า CBR จากรายงานผลทดสอบ
การอ่านรายงานควรเริ่มที่เงื่อนไขของตัวอย่างก่อนดูตัวเลขเปอร์เซ็นต์ เพื่อให้แน่ใจว่าตัวเลขนั้นเป็นตัวแทนของวัสดุและสภาพที่ต้องการออกแบบจริง
1. ตรวจ Sample ID, แหล่งวัสดุ และชั้นงาน
ตรวจว่าตัวอย่างเป็นดินถม วัสดุชั้น Subgrade, Subbase หรือ Base จากแหล่งใด เก็บเมื่อใด และเป็นตัวแทนของวัสดุที่หน้างานใช้หรือไม่ หากเปลี่ยนแหล่งวัสดุ ค่า CBR เดิมอาจใช้ไม่ได้กับวัสดุใหม่
2. ตรวจ Test Method และสภาพ Soaked/Unsoaked
รายงานควรระบุวิธีทดสอบ เช่น ASTM D1883-21 พร้อมเงื่อนไขแช่น้ำหรือไม่แช่น้ำ ตลอดจนเงื่อนไขอื่นที่มีผลต่อการเตรียมตัวอย่าง หากข้อมูลไม่ชัดเจน ควรถามห้องปฏิบัติการก่อนนำค่าไปออกแบบ
3. ตรวจความหนาแน่นและความชื้นที่เตรียม
พิจารณา Dry Density, Moisture Content, เป้าหมาย Percent Compaction และหากเกี่ยวข้องให้ดู MDD/OMC จากการทดสอบ Proctor ซึ่งเป็นข้อมูลคนละชุดกับค่า CBR อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้จาก Proctor Compaction Test: วิธีอ่านค่า MDD และ OMC
4. อ่านกราฟ Load–Penetration และค่าที่รายงาน
กราฟแสดงแรงกดกับระยะที่หัวกดเคลื่อนเข้าสู่ตัวอย่าง โดยทั่วไปจะพิจารณาค่าที่ระยะกดประมาณ 2.54 มม. (0.1 นิ้ว) และ 5.08 มม. (0.2 นิ้ว) หลังดำเนินการปรับแก้กราฟตามวิธีทดสอบหากจำเป็น ควรตรวจว่ารายงานคำนวณและเลือกค่า CBR ตามมาตรฐานที่ระบุ มิใช่ดูเลขสูงสุดจากกราฟเพียงอย่างเดียว
5. ตรวจ Swell และหมายเหตุผิดปกติ
ถ้าเป็นการทดสอบแบบแช่น้ำ รายงานอาจแสดงการบวมตัว (Swell) หรือข้อสังเกตเกี่ยวกับตัวอย่าง เช่น มีเม็ดวัสดุขนาดใหญ่ ความไม่สม่ำเสมอ หรือการปรับวิธีเตรียมตัวอย่าง สิ่งเหล่านี้มีผลต่อการนำผลไปใช้งานจริง
ตัวอย่างการคำนวณค่า CBR แบบเข้าใจง่าย
สมมติว่าหลังตรวจและแก้ไขกราฟตามขั้นตอนที่เกี่ยวข้องแล้ว แรงกด ณ ระยะกด 2.54 มม. เท่ากับ 1.60 kN และใช้แรงอ้างอิงโดยประมาณ ณ ระยะกดเดียวกันเท่ากับ 13.34 kN จะคำนวณได้ดังนี้
CBR (%) = (แรงกดจากตัวอย่าง ÷ แรงอ้างอิงที่ระยะกดเดียวกัน) × 100
CBR ≈ (1.60 ÷ 13.34) × 100 = 12.0%
ตัวอย่างนี้เป็นเพียงการสาธิตสูตร ไม่ใช่ผลทดสอบจริงจากโครงการ การอ่านรายงานต้องพิจารณาแรงที่ระยะกดอื่น การปรับแก้กราฟ และเงื่อนไขการเลือกค่า CBR ตามมาตรฐานที่ใช้ด้วย ห้ามนำตัวเลข 12% ไปสรุปว่า “ผ่าน” หรือ “ไม่ผ่าน” โดยปราศจาก Specification
CBR Test, Proctor Test และ Field Density Test ต่างกันอย่างไร?
| การทดสอบ | คำถามที่ตอบ | ผลหลัก |
|---|---|---|
| CBR Test | วัสดุต้านทานหัวกดภายใต้เงื่อนไขทดสอบได้มากเพียงใด? | CBR (%) |
| Proctor Compaction Test | ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับความหนาแน่นแห้งเป็นอย่างไร? | MDD และ OMC |
| Field Density Test | วัสดุที่บดอัดในสนามมีความหนาแน่นแห้งเทียบฐานอ้างอิงเท่าใด? | Field Dry Density และ Percent Compaction |
ตัวอย่างเช่น ดินถมชั้นหนึ่งอาจบดอัดได้ตามเกณฑ์ Percent Compaction แต่ยังไม่ผ่านเกณฑ์ CBR ที่ออกแบบไว้ จึงไม่ควรใช้เพียงผล Field Density มายืนยันคุณสมบัติด้าน CBR หรือใช้ค่า CBR ไปแทน MDD หากต้องการเข้าใจการตรวจสนาม อ่าน Field Density Test ของชั้น Subgrade, Subbase และ Base เพิ่มเติม
CBR เกี่ยวข้องกับ Atterberg Limits และ Gradation อย่างไร?
CBR วัดความต้านทานต่อการกดทะลุภายใต้เงื่อนไขที่เตรียม ขณะที่ Atterberg Limits อธิบายลักษณะ plasticity ของดินละเอียด ส่วน Gradation บอกการกระจายขนาดเม็ด ความแตกต่างทั้งสองด้านสามารถมีผลต่อการบดอัด การอุ้มน้ำ และการต้านทานการกดได้ จึงควรอ่านประกอบกันในงานเลือกวัสดุชั้นทาง
หากพบดินละเอียดที่มีค่า PI สูง ควรพิจารณาความไวต่อน้ำและชนิดวัสดุร่วมกับผล CBR ไม่ควรใช้ PI เพื่อคำนวณ CBR โดยตรง ดูพื้นฐานการอ่านค่าได้ที่ Atterberg Limits: ค่า LL, PL และ PI ของดิน
CBR เท่าไรจึงจะผ่านเกณฑ์งานถนน?
ไม่มีค่า CBR ผ่านเกณฑ์เดียวที่ใช้ได้กับทุกโครงการ เพราะเกณฑ์แตกต่างกันตามประเภทชั้นงาน มาตรฐานหน่วยงาน แบบและข้อกำหนดที่ออกแบบไว้ รวมถึงว่าจะใช้ Soaked หรือ Unsoaked CBR และควบคุม Dry Density/Water Content อย่างไร
ก่อนตัดสินผลควรตรวจอย่างน้อย 4 เรื่อง ได้แก่ (1) ต้องการค่า CBR ของชั้นใด (2) วิธีทดสอบใด (3) สภาพตัวอย่างและความหนาแน่นที่กำหนด และ (4) เกณฑ์ขั้นต่ำใน Specification ฉบับที่ใช้งานจริง หากรายงานไม่ได้ระบุเกณฑ์ยอมรับ การรายงานค่า CBR เพียงอย่างเดียวไม่เท่ากับการออกใบรับรองว่าวัสดุผ่านงาน
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในการใช้ผล CBR
- อ่านเพียงค่า CBR ไม่ดูสภาพตัวอย่าง: ผล Soaked และ Unsoaked ไม่ควรถูกนำไปเทียบกันเสมือนอยู่ในเงื่อนไขเดียวกัน
- เข้าใจว่า CBR = Percent Compaction: สองค่าได้จากการทดสอบคนละวัตถุประสงค์และแทนกันไม่ได้
- ใช้ผลวัสดุจากแหล่งอื่น: การเปลี่ยนแหล่งวัสดุหรือ Gradation อาจทำให้ผลเดิมไม่เป็นตัวแทน
- ไม่ตรวจเม็ดวัสดุขนาดใหญ่: วัสดุที่มีอนุภาคเกินขอบเขตวิธีทดสอบอาจต้องปรับการเตรียม และผลที่ได้อาจไม่เทียบเท่าวัสดุเดิมทั้งหมด
- เหมารวมว่า CBR สูงย่อมเหมาะสมทุกงาน: ต้องพิจารณาความคงทน ความชื้น การระบายน้ำ และเกณฑ์เฉพาะชั้นงานร่วมกัน
- ตีความค่า CBR เป็น Bearing Capacity ฐานราก: CBR เป็น index ที่ใช้กับแนวทางออกแบบงานทาง ไม่ใช่ค่ากำลังรับน้ำหนักฐานรากที่นำไปออกแบบฐานรากโดยตรง
ควรเตรียมข้อมูลอะไรเมื่อติดต่อขอทดสอบ CBR?
- ประเภทและชื่อโครงการ รวมถึงชั้นงานที่ใช้วัสดุ เช่น Subgrade, Subbase หรือ Base
- แหล่งวัสดุ ตำแหน่งเก็บตัวอย่าง จำนวนตัวอย่าง และรายละเอียดการเปลี่ยนแหล่งวัสดุ (ถ้ามี)
- มาตรฐานและ Specification ที่ต้องการใช้ เช่น ASTM D1883-21 หรือมาตรฐานเฉพาะของหน่วยงาน
- ต้องการ Soaked หรือ Unsoaked CBR และเงื่อนไขการแช่น้ำที่กำหนด
- เป้าหมายการบดอัด ความชื้น และข้อมูล Proctor (MDD/OMC) หากมี
- ข้อมูล Gradation/Atterberg Limits หรือข้อกำหนดวัสดุที่เกี่ยวข้อง หากมี
การส่งข้อมูลครบตั้งแต่แรกช่วยให้ห้องปฏิบัติการเลือกแนวทางทดสอบและจัดทำรายงานที่ตอบโจทย์โครงการได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ CBR Test
CBR 10% หมายถึงอะไร?
หมายถึงผลการทดสอบแสดงความต้านทานต่อการกดทะลุเทียบกับค่าอ้างอิงเป็นสัดส่วนประมาณ 10% ตามระยะกดและวิธีคำนวณที่ใช้ ไม่ได้แปลว่าดินรับน้ำหนักได้ 10 ตัน หรือรับแรงกดได้ 10% ของน้ำหนักอาคาร
Soaked CBR กับ Unsoaked CBR ใช้แทนกันได้หรือไม่?
ไม่ควรใช้แทนกันโดยอัตโนมัติ ต้องตรวจวิธีออกแบบและ Specification เพราะสภาพความชื้นก่อนทดสอบต่างกัน และดินบางชนิดมีผล CBR เปลี่ยนอย่างมีนัยสำคัญเมื่อแช่น้ำ
ถ้า Field Density ผ่าน 95% แปลว่า CBR ผ่านด้วยหรือไม่?
ไม่ใช่ Percent Compaction เป็นการเปรียบเทียบ Dry Density ในสนามกับค่าฐานจาก Proctor ส่วน CBR เป็นดัชนีการต้านทานการกดทะลุ ทั้งสองค่าใช้ร่วมกันได้แต่แทนกันไม่ได้
ค่า CBR ใช้กำหนดความหนาชั้นทางได้ทันทีหรือไม่?
ต้องมีวิธีออกแบบชั้นทางที่รองรับข้อมูล CBR และพิจารณาภาระจราจร วัสดุแต่ละชั้น สภาพน้ำ และปัจจัยโครงการ ไม่ควรใช้ค่า CBR ค่าเดียวกำหนดความหนาทางโดยไม่ออกแบบระบบชั้นทาง
หากดินเปลี่ยนแหล่ง ต้องทดสอบ CBR ใหม่หรือไม่?
หากเปลี่ยนแหล่งหรือคุณสมบัติวัสดุแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ควรให้วิศวกรและผู้ควบคุมคุณภาพพิจารณาทดสอบใหม่ตามข้อกำหนดโครงการ ไม่ควรสมมติว่าค่าจากวัสดุเดิมยังใช้ได้
CBR Test ใช้ทดสอบดินฐานรากอาคารได้หรือไม่?
อาจใช้เป็นข้อมูลประกอบบางกรณีที่มีเหตุผลทางวิศวกรรม แต่ไม่ใช่วิธีหลักเพื่อระบุ Allowable Bearing Capacity ของฐานราก การออกแบบฐานรากควรอาศัยข้อมูลเจาะสำรวจดินและพารามิเตอร์ทางวิศวกรรมที่ตรงกับวิธีคำนวณฐานราก
สรุป: อ่าน CBR ให้ถูก ต้องอ่านเงื่อนไขการทดสอบคู่กัน
ค่า CBR เป็นเครื่องมือสำคัญในการประเมินความต้านทานการกดทะลุของดินและวัสดุชั้นทาง แต่การรู้เพียงว่ามีค่า CBR เท่าไรยังไม่เพียงพอ ผู้ใช้งานควรดูเงื่อนไขการทดสอบ Soaked/Unsoaked วิธีเตรียมตัวอย่าง ความชื้น ความหนาแน่น แหล่งวัสดุ และ Project Specification ก่อนนำผลไปใช้ตัดสินใจ
หากโครงการต้องการ บริการทดสอบดินและวัสดุงานทาง สามารถ ขอใบเสนอราคาทดสอบดินจาก SoilTest.Asia โดยแนบชนิดตัวอย่าง จำนวนจุดทดสอบ มาตรฐาน และเกณฑ์ที่ต้องการ เพื่อให้ทีมงานประเมินขอบเขตการทดสอบได้ตรงกับงาน
เอกสารอ้างอิง
- ASTM D1883-21: Standard Test Method for California Bearing Ratio (CBR) of Laboratory-Compacted Soils (ตรวจสอบสถานะ Active ณ ตุลาคม 2026)
- Texas A&M University: California Bearing Ratio (CBR)
- Pavement Interactive: California Bearing Ratio
หมายเหตุด้านวิชาการ: ตัวอย่างคำนวณและคำอธิบายนี้ให้เพื่อประกอบความเข้าใจ ไม่ใช่เอกสารรับรองผลทดสอบหรือคำแนะนำออกแบบเฉพาะโครงการ การเลือกมาตรฐาน/ฉบับและเกณฑ์ผ่านต้องยึดข้อกำหนดโครงการจริง