Útépítésnél alkalmazott tömörítési eljárások XVIII.

Szakcikkek - 2011-05-14 22:07:28 nyomtatás cikk nyomtatása



Tömörségvizsgálati eljárások I.

A munkaterületen tömörített talaj száraz sűrűségének és így a tömörségi fokának (γd %-ban) kiszámításához a tömörített talajból mintákat kell gyűjteni. Ez a közvetlen és alapvető meghatározó teszt módszer a kiválasztott területről egy bizonyos darabszámú helyről végezhető.
A talaj tömörségi fokának meghatározásához a visszahelyezett és munkaterületen tömörített talajból mintákat kell venni. A megerősítő ellenőrzések minimális számát általában rögzítik a Szerződési Dokumentumok.

Talajtömörség meghatározása

Munkaterületről történő talaj kivételére jónéhány módszer létezik. A német DIN 18125, Bl. 2. a talaj típusának megfelelően különböző alkalmas módszereket kínál. Néhány példa az alábbi táblázatban.



A talajmintákat talajvizsgáló laborba szállítják a következő értékek méréssel vagy számítással történő meghatározásához:
- nedves tömeg w
- száraz tömeg wd
- víz tömege wω = w – wd
- víz tartalom % - ban w
- száraz sűrűség γd
- Proctor sűrűség γPr

Mintavételes vizsgálati módszerek

Laboratóriumi vizsgálatok

A 30-as években olyan laboratóriumi vizsgálati módszereket kerestek, mellyel egy adott építési területen elért tömörségeket kiértékelhették, valamint ezek alapján referencia értékeket hozhattak létre.

Az amerikai R. R. Proctor szoros kapcsolatot fedezett fel a talajba bevitt tömörítő munka és a talaj száraz sűrűsége között. A száraz sűrűség (γd) egy bizonyos térfogatú száraz talajminta tömege. Ezt a száraz állapotot hosszú, kemencében végzett szárítással érhető el. A száraz sűrűség általánosan használt mértékegysége a [t/m3] vagy a [kN/m3]. Behatóbb kutatásokat követően Proctor rájött, hogy egy bizonyos talaj maximális száraz sűrűsége csak az ideális víztartalom mellett érhető el. Ezt a maximálisan elérhető sűrűséget nevezzük Proctor sűrűségnek, az ehhez tartozó víztartalmat pedig optimális víztartalomnak. A víztartalmat a száraz talaj tömegéhez viszonyítva százalékosan adhatjuk meg. A víz tehát fontos szerepet játszik tömörítéskor a kenő hatása által. Túl alacsony víztartalom esetén a kenő hatás csökken, túl magas víztartalomnál pedig nem lehet kiszorítani az adott mennyiségű vizet a talajból.

R. R. Proctor által kifejlesztett vizsgálati módszer általánosan elfogadottá vált az építőiparban, és „Standard Proctor Teszt”-nek hívják. A növekvő talajterhelés értékek szükségessé tették egy módosított Proctor teszt kifejlődését is. Napjaink szerződési feltételeinek szerves részévé váltak ezek a tesztek. A két eljárás közti különbség elsősorban a vizsgálat során alkalmazott nagyobb tömörítő energia alkalmazásában van. A szerződésekben az építkezés követelményeinek megfelelően 95 %–os standard Proctor tömörségtől egészen a 100 %-os módosított Proctor tömörséget is kiköthetnek. Németországban DIN 18127, az Egyesült Államokban AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Official) Standard T-99/T-180 és ASTM, Standard D 698/1557, az Egyesült Királyságban Brit Standard Tömörségi Teszt, BS 1337/1377 szabványként vették át a vizsgálati eljárást.



A standard Proctor vizsgálat lényege, hogy 3 rétegben feltöltenek egy 102 mm átmérőjű Proctor hengernek nevezett acélhengert. A tömörítő hatást a talajrétegekre 300 mm magasságból ráejtett 2,5 kg tömegű kalapács okozza. A módosított Proctor vizsgálat során 5 talajréteget vizsgálunk, 4,5 kg-os kalapáccsal 450 mm ejtési magassággal, így az ütések tömörítési energiája 4,5-szer nagyobb a standard eljáráshoz képest. A kalapács mindkét módszernél rétegenként 25 ütést mér a talajra. Ezt a kísérletet különböző víztartalmak mellett elvégezve, majd megállapítva a vizsgálatokhoz tartozó száraz sűrűséget, megkapjuk a Proctor görbét.





Hasonló eljárást dolgoztak ki a Szovjetunióban is. Azt a nedvességtartalmat, amelynél a talaj legjobban tömöríthető, a szabványos DORNII műszerrel határozzák meg, és itt is optimális talajnedvességnek nevezik.



A nedvességtartalomra vonatkozó, fent közölt értékeket a Szovjetunió mezőgazdasági minisztériuma 1951-ben, az öntözőcsatorna hálózat tervezési normáiban és ideiglenes műszaki előírásaiban közölte.
Szabvány tömörségnek nevezik a száraz talajnak (a szilárd földváznak) térfogatsúlyát (g/cm3), melynek értékét a DORNII-féle szabványtömörítő műszer a talajminta tényleges nedvességtartalmától függően ad meg.

Az ω nedvességtartalomtól függő δsz szabványtömörséget a tömörítendő talajra vonatkozóan, különböző nedvességtartalom esetén DORNII műszerben végzett sorozatos tömörítési kísérletekkel határozták meg. A kapott értéket a δsz =f(ω) függvénykapcsolat szerint grafikonba rakják fel.
Tömörítési foknak nevezik a ténylegesen kapott tömörség δt viszonyát az adott nedvesség mellett a DORNII műszer szerint kapott szabvány tömörségéhez δsz %-ban kifejezve:

ε = δt/ δsz*100%

Az ε relatív tömörség előírt értéke különböző földépítményekre %-ban a lenti táblázatban látható.



Magfúró/kiszúró módszer

Amint a tömörített talajt lesimítják, kb. 50 mm mélységig pl. egy acélvonalzóval, egy gyűrű alakú alaplemezzel (K) egybeépített vezető csövet (F) a földhöz rögzítenek speciális szögek (N) segítségével.



A magfúró henger (cc), egy speciálisan készített, varrat nélküli acélcső belső vágóéllel és pontosan ismert térfogattal, a vágóélekkel lefelé kerül be a vezetőcsőbe. Ezt a hengert függőlegesen az érintetlen talajba nyomják. Ha ez nem lehetséges, akkor a hengert kb. 10 mm-el a felszín alá be kell döngölni. Ezután a hengert óvatosan kiássák egy lapáttal, és ráteszik egy kemény felületre. Mindkét oldalon a talajt gondosan késsel vagy acél vonalzóval szintbe vágják vékony rétegenként, amíg el nem érik a henger alsó és felső oldalát. A henger mindkét végét lezárják számozott műanyag fedelekkel, amik leszigetelve légmentes zárást biztosítanak. A mintákat ezután a talajvizsgáló laborba viszik, és ott lemérik a tömegüket.

Néhány tipikus kezelési vagy számítási hiba, amik a tömörségi fokot befolyásolják:
- a hengernek a földből való helytelen kihúzásának eredményeként a talajminta egy része elveszik;
- a henger alsó és felső felén a minta felszínének szintre vágásakor a minta egy része elveszik;
- a henger földbe történő lehajtásakor a talaj fellazulása/felbomlása;
- rendkívül kemény talajba történő lehajtáskor a henger a döngölő/kiszúró köpennyel együtt szétlapul. A henger térfogata csökken, gyakran anélkül, hogy bárki is észrevenné.

A fent említett hibák bármelyike kisebb száraz sűrűséget, tehát alacsonyabb tömörségi fokot eredményez, összevetve az adott munkahelyen elért aktuális tömörséggel.
Figyelembe véve a fent említett problémákat, magától értetődővé válik, hogy kiemelkedő jelentőségű a minta kiszúrásnak és térfogat meghatározásnak az alapos és technikailag korrekt kezelése.

Aszfalt magminta



Bár a magfúrás nem mindig elvégezhető, mint az izotópos sűrűségmérések, mégis ez a tömörség meghatározásának legpontosabb módja, ellenőrzési célból. Az eljárás általában a szigorúbb tömörítési előírásokkal bíró nagy forgalmú utakra korlátozódik. A magsűrűség általában eltér az izotópos sűrűségmérő műszer mérési eredményeitől. Azonban a két mérés viszonyítható egymáshoz, így az izotópos sűrűség-eredmények egyre nagyobb jelentőséggel bírnak.

Lambert Zoltán diplomaterve alapján
Konzulens: Dr. Balpataki Antal


A Szakcikkek rovat további cikkei:

Útrehabilitáció hidegmaró alkalmazásával IV.
Építőgépeken alkalmazott újszerű vezérlési módok XI.
Útrehabilitáció hidegmaró alkalmazásával III.
Földmunkagépek minőségi vizsgálata I.
Építőgépeken alkalmazott újszerű vezérlési módok X.



A gépnet.hu legfrissebb hírei:

Az SSAB öt új termékcsaládot vezet be az egyedi ügyféligények kielégítésére
Strenx acél: magasság határok nélkül
Melior Laser: beszállítói pozíció új iparágakban
Laser Plus: acél, ami tökéletes simaságot garantál
Ruukki Laser Plus – tökéletes sima felület a lézervágás után



Legolvasottabb a gépneten:

BOSCH DLE 50 digitális lézeres távolságmérő TESZT!
Új anyagtípus: bórral ötvözött acél
Prémium termékek és szolgáltatások prémium vevőknek
Helyszíni cölöpözések II.- Helyszíni cölöpözési technológiák
„Az év gépe 2010” választás nyertesei