Теоретические основы уплотнения грунтов.

Земляное полотно уплотняют для того, чтобы превратить насыпной грунт в плотный и прочный слой с заданными расчетными параметрами. Недостаточно уплотненный грунт стечением времени дает неравномерную осадку, из-за чего на поверхности покрытия возникают неровности, и оно разрушается. Тщательное уплотнение грунта повышает его прочность и водоустойчивость.

Оценкой результата служит требуемая плотность земляного полотна. Под требуемой обычно понимают такую плотность, при которой обеспечивается необходимая сопротивляемость грунта воздействию напряжения от нагрузок и устойчивость его под воздействием природно-климатических факторов в процессе эксплуатации.

p_тр=k p_max,

где p_тр – требуемая плотность грунта;

p_max – максимальная плотность грунта;

k – коэффициент требуемого уплотнения грунта.

Значения требуемого коэффициента уплотнения определяется СНиП 2.05.02-85 и изменяется в пределах от 0,95-1,0, в зависимости от элемента дорожной одежды, дорожно-климатической зоны и типа дорожной одежды.

Максимальная плотность земляного полотна определяется методом стандартного уплотнения на приборе Союздорнии (СНБ 5.01.01-99). Метод заключается в том, что образец грунта уплотняют послойно гирей массой 2,5 кг, падающей с высоты 30 см, в три приема в разъемном цилиндре объемом 1л. Каждый слой грунта уплотняют 40 ударами груза. По результатам испытаний строится график зависимости плотности сухого грунта от влажности. По графику определяют оптимальную плотность и оптимальную влажность.

Под оптимальной влажностью следует понимать влажность, при которой можно достигнуть наибольшей (максимальной) плотности, а следовательно, минимальной пористости грунта при определенной работе уплотняющих механизмов.

Зарубежным аналогом этого метода является метод Проктора, разработанный в США (3 слоя грунта, 25 ударов по каждому слою с высоты 305 мм) и модифицированному методу AASHO (5 слоев грунта, 25 ударов по каждому слою с высоты 457 мм).В отечественном методе грунт уплотняется через штамп, диаметр которого равен внутреннему диаметру цилиндра, а в методах Проктора – через наконечник меньшего диаметра.

В настоящее время при применении высокоэффективных машин для уплотнения грунта его плотность в насыпи получают большей, чем в резерве. При приемке земляных работ необходимо знать коэффициент относительного уплотнения грунта к₁ , представляющий собой отношение плотности сухого грунта в насыпи к плотности сухого грунта в резерве или объема грунта в резерве к объему грунта в насыпи.