CBR Test คืออะไร? การทดสอบค่า CBR ของดินในงานถนน

California Bearing Ratio (CBR) Test หรือการทดสอบค่า CBR ของดิน เป็นการประเมินความต้านทานต่อการกดทะลุของวัสดุโดยเปรียบเทียบกับวัสดุมาตรฐาน ผลที่ได้แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์และนำไปประกอบการประเมินคุณภาพของวัสดุชั้นดินเดิม (subgrade) ชั้นรองพื้นทาง (subbase) และวัสดุชั้นพื้นทางบางประเภทในงานถนน ลานจอด และพื้นที่ที่รับน้ำหนักจากการจราจร

คำถามสำคัญไม่ใช่เพียง “ค่า CBR เท่าไรจึงดี” แต่คือ ค่า CBR นั้นทดสอบจากวัสดุที่ความชื้นและความหนาแน่นเท่าไร ผ่านการแช่น้ำหรือไม่ และเป็นตัวแทนสภาพใช้งานจริงได้เพียงใด บทความนี้อธิบายหลักการ ขั้นตอนโดยสรุป การอ่านผล ความสัมพันธ์กับ Proctor และ Field Density รวมถึงข้อควรระบุเมื่อส่งตัวอย่างให้ห้องปฏิบัติการ

CBR Test คืออะไร และวัดคุณสมบัติใดของดิน?

CBR เป็นดัชนีที่ได้จากการเปรียบเทียบความต้านทานการแทรกผ่านของหัวกดทรงกระบอกลงในตัวอย่างที่เตรียมไว้กับค่าความต้านทานอ้างอิงที่ระดับการกดเดียวกัน จึงเป็น ดัชนีเชิงประจักษ์ (empirical index) สำหรับงานชั้นทาง ไม่ใช่ค่ากำลังรับน้ำหนักปลอดภัยของฐานรากอาคาร ไม่ใช่ค่า elastic modulus และไม่ใช่ค่ากำลังเฉือนของดินโดยตรง

มาตรฐานห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องคือ ASTM D1883-21: Standard Test Method for California Bearing Ratio (CBR) of Laboratory-Compacted Soils ซึ่งมีสถานะ Active ณ วันที่ตรวจสอบ 26 ตุลาคม 2026 โดยครอบคลุมการทดสอบตัวอย่างวัสดุที่ผ่านการบดอัดในห้องปฏิบัติการ จึงต้องระบุวิธีเตรียมตัวอย่างและสภาวะทดสอบควบคู่กับค่าที่รายงาน

ค่า CBR ใช้ทำอะไรในงานก่อสร้าง?

ประเมินวัสดุรองรับโครงสร้างชั้นทาง

วิศวกรถนนใช้ค่า CBR เป็นหนึ่งในข้อมูลเพื่อประเมินศักยภาพของดินเดิมและวัสดุชั้นทางตามวิธีออกแบบที่เลือกใช้ วัสดุที่มีค่า CBR แตกต่างกันอาจมีพฤติกรรมต่างกันเมื่อถูกกดซ้ำโดยล้อรถ แต่การกำหนดความหนาชั้นทางหรือการตัดสินผ่าน–ไม่ผ่านยังต้องพิจารณาปริมาณจราจร ชนิดผิวทาง การระบายน้ำ อายุใช้งาน และข้อกำหนดโครงการร่วมด้วย

ประเมินผลของความชื้นและการบดอัด

วัสดุชนิดเดียวกันอาจให้ผล CBR ต่างกันมากเมื่อเตรียมที่ความชื้นหรือความหนาแน่นต่างกัน โดยเฉพาะดินที่มีเม็ดละเอียดและไวต่อน้ำ ดังนั้นผล CBR ที่ไม่มีข้อมูลการเตรียมตัวอย่างประกอบจึงอาจนำไปใช้ผิดบริบทได้ง่าย

ใช้ประกอบการคัดเลือกหรือปรับปรุงวัสดุ

ผลทดสอบสามารถใช้ประกอบการเปรียบเทียบวัสดุดินถม วัสดุรองพื้นทาง หรือแนวทางปรับปรุงดิน เช่น การปรับสัดส่วนคละ การควบคุมความชื้น หรือการเปลี่ยนแหล่งวัสดุ แต่ไม่ควรสรุปว่าวัสดุหนึ่งเหมาะสมจาก CBR เพียงค่าเดียว ควรพิจารณา gradation, plasticity, swelling, durability และข้อกำหนดของหน่วยงานเจ้าของงานด้วย

การทดสอบ CBR ในห้องปฏิบัติการมีขั้นตอนอย่างไร?

ลำดับต่อไปนี้เป็นภาพรวมเพื่อให้เจ้าของโครงการและทีมงานก่อสร้างเข้าใจรายงาน ไม่ใช่คู่มือปฏิบัติทดแทนมาตรฐานฉบับเต็ม โดยการเตรียมและทดสอบจริงต้องให้ห้องปฏิบัติการดำเนินงานตามวิธีและข้อกำหนดที่ระบุ

1. ตรวจชนิดวัสดุและขนาดเม็ดดิน

ตรวจสอบว่าวัสดุเป็นดินเดิม ดินถม หรือวัสดุมวลรวมจากแหล่งใด รวมถึงสัดส่วนเม็ดหยาบและเม็ดละเอียด การทดสอบ Sieve Analysis ช่วยระบุการกระจายขนาดเม็ดดินได้ โดย ASTM D1883-21 ระบุข้อพิจารณาเฉพาะสำหรับวัสดุที่มีเม็ดขนาดใหญ่กว่า 19 มิลลิเมตร เพราะการปรับขนาดคละก่อนเตรียมตัวอย่างอาจทำให้คุณสมบัติของตัวอย่างเปลี่ยนไปจากวัสดุเดิม

2. กำหนดสภาวะความชื้นและความหนาแน่นที่จะทดสอบ

ในหลายโครงการจะอาศัยข้อมูลจาก Proctor Compaction Test เพื่อหา Optimum Moisture Content (OMC) และ Maximum Dry Density (MDD) แล้วกำหนดความชื้น ความหนาแน่นแห้ง หรือระดับเปอร์เซ็นต์การบดอัดที่ต้องการให้ใช้สำหรับเตรียมตัวอย่าง CBR ตามเงื่อนไขการใช้งานและข้อกำหนดงาน

3. บดอัดตัวอย่างในแบบหล่อทดสอบ

จัดเตรียมวัสดุให้มีความชื้นเป้าหมายและบดอัดลงในแบบหล่อด้วยวิธีที่เหมาะสม เพื่อให้ได้สภาพตัวอย่างตรงตามแผนทดสอบ ต้องมีบันทึกมวล ปริมาตร และข้อมูลความหนาแน่นที่เกี่ยวข้อง การเตรียมตัวอย่างไม่สม่ำเสมอเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ค่า CBR กระจายตัว

4. กำหนด Soaked หรือ Unsoaked ตามเงื่อนไขโครงการ

ตัวอย่างบางชุดต้องผ่านการแช่น้ำก่อนกดทะลุเพื่อสะท้อนผลกระทบจากการเปียกน้ำและอาจมีการตรวจการบวมตัว (swell) ด้วย มาตรฐาน ASTM D1883-21 มีแนวทางให้แช่ตัวอย่างก่อนกด เว้นแต่ข้อกำหนดของผู้ว่าจ้างกำหนดเป็นอย่างอื่นหรือมีข้อมูลแสดงว่าการแช่ไม่ส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อวัสดุนั้น จึงไม่ควรสั่ง “CBR” อย่างเดียวโดยไม่ระบุหรือยืนยันสภาวะความชื้น/การแช่น้ำ

5. กดหัวกดและบันทึกแรงตามระยะทะลุ

นำตัวอย่างที่เตรียมไว้เข้าเครื่อง CBR และวัดแรงต้านทานเมื่อหัวกดแทรกลงในผิวตัวอย่างตามการควบคุมของวิธีทดสอบ นำแรงหรือความเค้นที่ตำแหน่งการกดต่าง ๆ มาสร้างเส้นโค้ง load–penetration เพื่อคำนวณค่า CBR โดยต้องตรวจสอบการอ่านค่าและความผิดปกติในช่วงเริ่มสัมผัสหัวกดด้วย

สูตรคำนวณค่า CBR และตัวอย่างการอ่านผล

แนวคิดการคำนวณคือ

CBR (%) = (ความต้านทานของตัวอย่างที่ระยะกดที่กำหนด ÷ ความต้านทานอ้างอิงที่ระยะเดียวกัน) × 100

โดยการอ่านผล CBR แบบมาตรฐานพิจารณาค่าที่ระดับการกดประมาณ 2.54 มม. (0.1 นิ้ว) และ 5.08 มม. (0.2 นิ้ว) ซึ่งมีความต้านทานอ้างอิงไม่เท่ากัน ความสัมพันธ์ระหว่างแรงและระยะกดควรได้รับการตรวจแก้จุดเริ่มต้นของกราฟเมื่อจำเป็นก่อนคำนวณ

ตัวอย่างสมมติต่อไปนี้ใช้หน่วย ความเค้น เพื่อแสดงวิธีคิด ไม่ใช่ผลทดสอบของโครงการจริง:

ตัวอย่างนี้ค่า CBR ที่ระดับ 0.1 นิ้วสูงกว่า จึงเห็นได้ว่า ค่า CBR มิใช่ตัวเลขที่อ่านจากแรงสูงสุดโดยตรง หากค่า 0.2 นิ้วสูงกว่า 0.1 นิ้วต้องพิจารณาแนวทางการตรวจซ้ำและการเลือกรายงานผลตามวิธีทดสอบที่ใช้ ไม่ควรเลือกค่าที่สูงกว่าโดยอัตโนมัติเพียงเพื่อให้ผ่านเกณฑ์

แม้เรียกผลเป็นเปอร์เซ็นต์ แต่ค่า CBR ไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ความหนาแน่นและอาจมีค่ามากกว่า 100% ในวัสดุบางประเภทได้ เพราะเป็น อัตราส่วนความต้านทานต่อค่าอ้างอิง ไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ส่วนประกอบของดิน

Soaked CBR กับ Unsoaked CBR ต่างกันอย่างไร?

วัสดุเม็ดละเอียดบางชนิดสูญเสียความต้านทานอย่างมีนัยสำคัญเมื่อได้รับน้ำ จึงควรพิจารณาความเสี่ยงจากน้ำใต้ดิน น้ำฝน ระบบระบายน้ำ และการเปลี่ยนความชื้นตามฤดูกาล ขณะที่วัสดุเม็ดหยาบบางประเภทอาจตอบสนองต่อความชื้นแตกต่างกัน การออกแบบที่ดีจึงต้องเลือกสภาพทดสอบให้สอดคล้องกับการใช้งาน ไม่ใช่นำค่า Soaked และ Unsoaked มาเทียบกันโดยตัดบริบทออก

CBR Test เกี่ยวข้องกับ Proctor และ Field Density อย่างไร?

ทั้งสามการทดสอบเชื่อมต่อกันในระบบควบคุมคุณภาพงานดิน แต่ตอบคนละคำถาม และไม่สามารถใช้แทนกันได้

ตัวอย่างเช่น วัสดุถมอาจได้รับการทดสอบ Proctor เพื่อกำหนดค่าความหนาแน่นอ้างอิง กำหนดการทดสอบ CBR ที่สภาวะความหนาแน่นและความชื้นเป้าหมาย และใช้ Field Density ติดตามการบดอัดในพื้นที่ก่อสร้าง อย่างไรก็ดี ผล Field Density ที่ผ่านเกณฑ์ไม่ได้หมายความว่าค่า CBR ผ่านโดยอัตโนมัติหากวัสดุ สภาพน้ำ หรือข้อกำหนดการรับน้ำหนักแตกต่างกัน

การอ่านผล CBR ให้ถูกต้องต้องดูอะไรในรายงาน?

ก่อนนำค่า CBR ไปใช้จริง วิศวกรหรือผู้ตรวจงานควรตรวจข้อมูลอย่างน้อยดังต่อไปนี้:

• รหัสตัวอย่างและแหล่งวัสดุ: มาจากจุดใด ชั้นวัสดุใด วันที่เก็บและทดสอบเมื่อใด
• การเตรียมและขนาดคละ: วัสดุผ่านการคัดแยกหรือปรับขนาดเม็ดเพื่อเข้าขอบเขตการทดสอบหรือไม่
• ความชื้นและความหนาแน่น: ระบุเงื่อนไขที่เตรียมตัวอย่าง และสัมพันธ์กับผล Proctor หรือเกณฑ์บดอัดของโครงการอย่างไร
• เงื่อนไขการแช่: Soaked/Unsoaked ระยะเวลาแช่ และข้อมูล swell หากทำการวัด
• กราฟ Load–Penetration: มีผลผิดปกติช่วงเริ่มกดหรือมีการปรับแก้จุดเริ่มต้นกราฟตามวิธีทดสอบหรือไม่
• ผลที่ระดับการกดต่าง ๆ: รายงานค่า CBR และเกณฑ์ที่ใช้เลือกระดับการกดอย่างตรวจสอบย้อนกลับได้
• ข้อกำหนดโครงการ: เกณฑ์ที่ใช้ยอมรับผลเป็นค่าใดและกำหนดภายใต้เงื่อนไขใด

หากได้รับรายงานเพียงตัวเลข “CBR = 8%” โดยไม่ทราบเงื่อนไขด้านความชื้น ความหนาแน่น และการแช่น้ำ ไม่ควรรีบสรุปว่า “ดินดี” หรือ “ดินไม่ดี” เพราะยังขาดข้อมูลสำคัญต่อการตีความ

CBR เท่าไรจึงผ่านมาตรฐาน?

ไม่มีค่า CBR ขั้นต่ำเพียงตัวเดียวที่ใช้ได้กับทุกโครงการ เกณฑ์ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับประเภทงาน เช่น งานถนน งานลานจอด ชั้นดินเดิม ชั้นรองพื้นทาง หรือวัสดุที่ผ่านการปรับปรุง ตลอดจนแบบ รายการประกอบแบบ วิธีออกแบบ และข้อกำหนดของเจ้าของงาน

CBR ยังไม่ใช่ค่า allowable bearing capacity ของฐานรากอาคาร และไม่ควรใช้แทนผลการ เจาะสำรวจดิน (Soil Boring Test) หรือผลด้าน settlement โดยตรง หากโครงการต้องการออกแบบฐานรากหรือประเมินชั้นดินใต้ฐานราก ควรเลือกการสำรวจและการทดสอบตามปัญหาที่ต้องตอบจริง

ปัจจัยใดทำให้ค่า CBR เปลี่ยนแปลง?

ความชื้นและการระบายน้ำ

น้ำมีผลต่อแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคและการตอบสนองเมื่อรับแรง วัสดุที่ไวต่อความชื้นอาจแสดงค่า CBR ลดลงเมื่อเปียกขึ้นหรือแช่น้ำ จึงควรใช้สภาวะทดสอบที่สะท้อนความเสี่ยงของพื้นที่จริง

ความหนาแน่นแห้งและพลังงานบดอัด

การบดอัดมีอิทธิพลต่อโครงสร้างช่องว่างของวัสดุ ความหนาแน่นแห้งที่ต่างกันอาจทำให้ผลการกดทะลุต่างกันได้ จำเป็นต้องระบุว่าเตรียมตัวอย่างให้ได้ความหนาแน่นระดับใด ไม่ควรเปรียบเทียบค่า CBR ของสองแหล่งวัสดุหากเงื่อนไขการบดอัดไม่เท่ากัน

ขนาดคละและปริมาณเม็ดละเอียด

วัสดุที่มีสัดส่วนเม็ดหยาบ เม็ดละเอียด หรือความเป็นพลาสติกต่างกันย่อมให้พฤติกรรมต่างกัน การอ่านผลร่วมกับ Sieve Analysis และ Atterberg Limits ตามความเหมาะสมช่วยให้เข้าใจว่าทำไมค่า CBR จึงแตกต่าง แม้ค่า MDD อาจใกล้เคียงกัน

การเตรียมตัวอย่างและความสม่ำเสมอ

แหล่งวัสดุเดียวกันอาจมีการคละเปลี่ยนตามจุดเก็บ ความชื้นเปลี่ยนระหว่างขนส่ง หรือมีเม็ดหยาบขนาดใหญ่กระจายไม่สม่ำเสมอ ดังนั้น sample representativeness และการควบคุมการเตรียมตัวอย่างมีความสำคัญพอ ๆ กับความแม่นยำของเครื่องกด

ก่อนส่งดินตรวจ CBR ต้องเตรียมข้อมูลอะไรบ้าง?

เพื่อให้ผลการทดสอบตอบโจทย์งานจริง ควรแจ้งห้องปฏิบัติการถึง ประเภทชั้นทางและวัตถุประสงค์ ชนิดและแหล่งวัสดุ ข้อกำหนดมาตรฐานที่ต้องการ เงื่อนไขการบดอัดเป้าหมาย (เช่น อ้างอิง Standard หรือ Modified Proctor) ความชื้นหรือช่วงความชื้นที่จะทดสอบ ความต้องการ Soaked/Unsoaked และจำนวนตัวอย่างที่เหมาะสม

หากยังไม่มีข้อมูล OMC/MDD หรือขนาดคละ อาจต้องจัดแผนทดสอบร่วมกันก่อนเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่งทดสอบ CBR ด้วยสภาวะที่ไม่ตรงกับแบบงาน ผู้สนใจสามารถดูภาพรวม บริการเจาะสำรวจและทดสอบดินของ EXESOIL หรือ ติดต่อทีมงาน พร้อมรายละเอียดโครงการเพื่อกำหนดรายการทดสอบให้เหมาะสม

FAQ: คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ CBR Test

CBR Test กับ Proctor Test คือการทดสอบเดียวกันหรือไม่?

ไม่ใช่ Proctor หาแนวโน้มความหนาแน่นแห้งเมื่อความชื้นเปลี่ยนและให้ค่า OMC/MDD ส่วน CBR วัดดัชนีความต้านทานต่อการกดทะลุของวัสดุที่เตรียมไว้ภายใต้เงื่อนไขทดสอบที่ระบุ ผล Proctor จึงมักใช้ช่วยกำหนดสภาพตัวอย่างสำหรับ CBR

ค่า CBR มากกว่า 100% เป็นไปได้หรือไม่?

เป็นไปได้ในวัสดุที่ให้ความต้านทานมากกว่าค่าอ้างอิงที่ระดับการกดเดียวกัน เนื่องจาก CBR เป็นอัตราส่วน ไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ความแน่นหรือเปอร์เซ็นต์องค์ประกอบของวัสดุ

CBR Test ต้องแช่น้ำทุกครั้งหรือไม่?

ไม่จำเป็นในทุกคำสั่งงาน แต่ต้องระบุสภาวะให้ชัด มาตรฐาน ASTM D1883-21 ให้ความสำคัญกับการแช่ตัวอย่างก่อนกด เว้นแต่มีเงื่อนไขของผู้ว่าจ้างที่กำหนดเป็นอย่างอื่นหรือมีเหตุผลทางเทคนิคที่รองรับการไม่แช่ ผลที่ได้จาก Soaked และ Unsoaked จึงไม่ควรใช้แทนกันโดยไม่ตรวจบริบท

ค่า CBR กับค่า Field Density มีความสัมพันธ์กันอย่างไร?

ความหนาแน่นที่ได้จากการบดอัดส่งผลต่อค่า CBR ได้ แต่เปอร์เซ็นต์การบดอัดไม่ใช่ค่า CBR โดยตรง การทดสอบ Field Density ตรวจสภาพงานบดอัดจริง ส่วน CBR ตรวจความต้านทานต่อการกดทะลุของวัสดุที่สภาวะกำหนด

ใช้ค่า CBR ออกแบบฐานรากอาคารแทน Soil Boring ได้หรือไม่?

ไม่ควรใช้แทนกัน CBR เป็นดัชนีที่นิยมใช้ด้าน pavement และชั้นทาง ในขณะที่การออกแบบฐานรากต้องพิจารณาชั้นดิน แรงเฉือน การทรุดตัว น้ำใต้ดิน และปัจจัยอื่นซึ่งต้องอาศัยการสำรวจและทดสอบที่เหมาะกับโครงการ

ถ้าผล CBR ต่ำกว่าเกณฑ์ควรทำอย่างไร?

ต้องตรวจว่าตัวอย่างและเงื่อนไขการทดสอบตรงกับข้อกำหนดหรือไม่ก่อน จากนั้นจึงพิจารณาแนวทางแก้ไขที่วิศวกรกำหนด เช่น ปรับความชื้นและการบดอัด เปลี่ยนหรือปรับปรุงวัสดุ เพิ่มการระบายน้ำ หรือปรับรายละเอียดชั้นทาง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสาเหตุที่แท้จริง ไม่ใช่สั่งบดอัดเพิ่มอย่างเดียวในทุกกรณี

สรุป: อ่านค่า CBR พร้อมเงื่อนไขจึงใช้ประโยชน์ได้จริง

CBR Test เป็นเครื่องมือสำคัญในการประเมินวัสดุสำหรับงานถนนและชั้นทาง แต่ ค่าที่มีความหมายคือค่า CBR ที่ทราบสภาวะทดสอบครบถ้วน ตั้งแต่ชนิดวัสดุ ขนาดคละ ความชื้น ความหนาแน่น การแช่น้ำ จนถึงวิธีอ่านกราฟและเกณฑ์ของโครงการ การใช้ผลร่วมกับ Proctor, Sieve Analysis และ Field Density ช่วยให้ตัดสินใจได้มีเหตุผลมากขึ้นและลดความเสี่ยงในการตีความข้อมูลแยกส่วน

หากต้องการจัดรายการทดสอบวัสดุสำหรับงานถนน งานถม หรือชั้นรองพื้นทาง สามารถ ติดต่อ Expert Soil Service & Engineering พร้อมข้อมูลแบบหรือ Specification ที่มี เพื่อร่วมกำหนดขอบเขตทดสอบที่เหมาะกับโครงการ

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

• ASTM D1883-21 — California Bearing Ratio (CBR) of Laboratory-Compacted Soils (ข้อมูลชื่อและสถานะมาตรฐาน ควรใช้มาตรฐานฉบับเต็มในการปฏิบัติงานจริง)
• FHWA — Geotechnical Aspects of Pavements, Chapter 5 (การใช้ CBR ในงานออกแบบชั้นทางและข้อพิจารณาการกำหนดสภาพทดสอบ)
• U.S. Navy training reference — Laboratory Soil Tests / CBR calculation example (หลักการพิจารณาผลที่ระดับการกด 0.1 และ 0.2 นิ้ว)

หมายเหตุด้านวิศวกรรม: บทความนี้ให้ข้อมูลเชิงความรู้ ไม่ใช่การรับรองค่าผลทดสอบจริง ไม่ใช่คู่มือทดแทนมาตรฐานฉบับเต็ม และไม่ใช่เกณฑ์ยอมรับงานของโครงการใดโดยเฉพาะ การปฏิบัติงานและการออกแบบต้องยึดมาตรฐานฉบับที่สัญญาระบุและวิศวกรผู้รับผิดชอบ