Inżynieria Materiałów Drogowych

mgr inż. Dawid Ryś

[e-mail]
GG pokój 55

Zakres ćwiczeń i laboratorium

1.

Badania gruntów

2.

Badania kruszyw

3.

Badania materiałów
związanych spoiwem
hydraulicznym

4.

Badania terenowe nośności i zagęszczenia
gruntów i kruszywa

5.

Badania asfaltu

6.

Badania mieszanek mineralno-asfaltowych

Zasady zaliczenia ćwiczeń i laboratorium

1.

Kolokwium z zakresu ćwiczeń i laboratorium
na koniec semestru

2.

Obecność na zajęciach

3.

Przygotowanie do zajęć

4.

Możliwa wejściówka na zajęciach

5.

Sprawozdania z zajęć
1 na grupę laboratoryjną

Ćwiczenia I

Badania gruntów

Inżynieria Materiałów Drogowych
mgr inż. Dawid Ryś

Analiza sitowa gruntu PN-88-B 04481

PKN-CEN ISO/TS 17892-4

•

Pozostałość wagową ziaren gruntu na
każdym sicie (odsiew) oblicza się ze wzoru:

Z

i

= m

Si

/m

s

Gdzie:
m

Si

– masa suchych ziaren pozostających

na sicie,
m

s

– masa całej suchej próbki wziętej do

analizy.

Następnie sporządza się wykres krzywej
uziarnienia, sumując wartości od dołu
(przesiew).

Wskaźnik różnoziarnistości gruntu

Wskaźnik uziarnienia gruntu (inaczej wskaźnik różnoziarnistosci gruntu) –
określa on niejednorodność uziarnienia i obliczany jest według wzoru:

U=d

60

/d

10

Gdzie:
d

60

– średnica ziaren, których wraz z mniejszymi jest w gruncie 60%,

d

10

– średnica ziaren, których wraz z mniejszymi jest w gruncie 10%.

Jeśli U jest od 1 do 5 grunt jest równoziarnisty (np. piasek plażowy, lessy),
Jeśli U jest od 5 do 15 to grunt różnoziaristy,
Jeśli U>15 to grunt bardzo różnoziarnisty.

Współczynnik filtracji gruntów

Współczynnik filtracji gruntu
charakteryzuje zdolność przesączania
wody w gruncie [m/s]

Współczynnik filtracji można określić na
podstawie:

•

Pomiarów bezpośrednich –
laboratoryjnych i terenowych

•

Wzorów empirycznych

•

Nomogramów

Zadanie 1

Na podstawie krzywych uziarnienia oceń przydatność gruntów do wbudowania w
nasyp drogowy. Określ współczynnik filtracji gruntów.

Badanie wilgotności optymalnej – Proctora

PN-B-04481-1988

• Grunt osiąga max zagęszczenie dla wilgotności

optymalnej. Gdy

wilgotność wzrasta od niskiej wartości

woda pozwala na lepsze

ułożenie ziaren (redukcja tarcia)

• Po przekroczeniu w

opt

ziarna gruntu

są rozpychane przez

wodę, która zajmuje ich miejsce i przeciwdziała ścisłemu
ułożeniu.

1,65

1,7

1,75

1,8

1,85

1,9

1,95

0,0%

2,0%

4,0%

6,0%

8,0%

10,0%

G

ęs

to

ść

o

bj

ęt

o

śc

io

wa

szki

el

et

u

gru

nt

o

we

go

p

d

[

g/

cm

3

]

wilgotność w[%]

Badanie wilgotności optymalnej - Proctora

Gęstość objętościowa gruntu ρ - jest to stosunek masy
próbki gruntu do jej objętości (łącznie z porami):

ρ = m

m

/V [g/cm3]

gdzie:
m

m

-

masa próbki gruntu [g]

V -

objętość próbki [cm

3

]

Gęstość objętościową możemy wyznaczać metoda cylindra
o znanej objętości (np. 500 cm

3

), metoda piasku

kalibrowanego, aparatu membranowego itp.

Badanie wilgotności optymalnej - Proctora

Wilgotność gruntu – nazywamy stosunek masy wody

zawartej w porach gruntu, do masy szkieletu gruntowego,
wyrażony w procentach:

w = m

w

/m

s

∙100% = m

m

-m

s

/m

s

∙100%

gdzie:
m

m

-

masa próbki gruntu wilgotnego, g,

m

s

- masa szkieletu gruntowego

– gruntu wysuszonego do

stałej masy, g,
m

w

- masa wody w porach gruntu, g.

Badanie wilgotności optymalnej - Proctora

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρ

d

–

stosunek masy szkieletu gruntowego w danej próbce do jej
objętości (razem z porami).

ρ

d

= m

s

/V = 100∙ρ/100+w, [g/cm

3

]

gdzie:
m

s

- masa szkieletu gruntowego [g],

w

– wilgotność [%]

V

– objętość próbki

Zadanie

1. Oblicz wilgotność gruntu:
Dane:
masa parowniczki m = 120,0g
masa gruntu mokrego z parowniczką 375,6 g
masa gruntu suchego z parowniczką 360,0 g

2. Oblicz gęstość objętościową szkieletu gruntowego:

Dane:
masa gruntu w cylindrze mm=1985 g
objętość cylindra V = 1,0 dm3
wilgotność gruntu z poprzedniego punktu

Badanie wilgotności optymalnej - Proctora

Badanie Proctora

– metoda normalna

– metoda zmodyfikowana

Metody te różnią się ilością energii stosowanej do
zagęszczenia gruntu na jednostkę objętości.

Wielkość cylindra: - mały 1 dm

3

-

duży 2,2 dm

3

Wpływ energii zagęszczenia na wilgotność

optymalną

Jeżeli EA>EB TO

p

dsA

> p

dsB

i w

optA

< w

optB

p

dsA

p

dsB

w

optA

w

optB

Zadanie 2

Na jednym wykresie zależności pd od w narysuj krzywe Proctora
dla

gliny zwięzłej, piasku gliniastego, piasku, pospółki i żwiru.

5. glina zwięzła

2. pospółka

1. żwir

3. piasek

4. piasek gliniasty

w [%]

pd

Podsumowanie

Wilgotność gruntu

w= m

w

/ m

s

Gęstość pozorna (objętościowa) gruntu

p= m

m

/ V

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego p

ds

p

ds

= 100 p / (100+w)

Wskaźnik zagęszczenia Is

Is=p

d

/p

ds