Способ контроля качества уплотнения крупнообломочного грунта

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ КРУПНООБЛОМОЧНОГО ГРУНТА(71) Заявитель Республиканское дочернее унитарное предприятие Белорусский дорожный научно-исследовательский институт БелдорНИИ(72) Автор Штабинский Владислав Владиславович(73) Патентообладатель Республиканское дочернее унитарное предприятие Белорусский дорожный научно-исследовательский институт БелдорНИИ(57) Способ контроля качества уплотнения крупнообломочного грунта, при котором отбирают из уплотненного слоя крупнообломочного грунта пробу грунта нарушенного сложения и определяют ее массу, измеряют объем лунки, образовавшейся после отбора пробы грунта, рассчитывают плотность грунта в уплотненном слое, высушивают отобранную пробу грунта до постоянной массы, после чего определяют массу сухой пробы грунта, затем рассчитывают влажность грунта в отобранной пробе и плотность сухого грунта в уплотненном слое, разделяют высушенную пробу грунта на мелкозернистую и крупнозернистую фракции, определяют процентное содержание в пробе грунта по массе частиц размером до 5 ммм и зерен крупностью свыше 5 ммк , определяют истинную плотность частицпробы грунта размером до 5 мм, среднюю плотность зеренк пробы( ) грунта крупностью свыше 5 мм, затем определяют остаточную пористостьпор крупнообломочного грунта в уплотненном слое из выражения( мк )пор 1100 ,мкки по результату сравнения полученного значения остаточной пористости крупнообломочного грунта с соответствующим требуемым значением пористости для исследуемого грунта судят о качестве уплотнения крупнообломочного грунта. Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для контроля качества уплотнения крупнообломочных грунтов, гравийных и щебеночных материалов, укладываемых в гидротехнические сооружения, дорожные насыпи и основания дорожной одежды, а также подсыпки и основания под фундаменты зданий и сооружений. 17534 1 2013.10.30 Известен метод оценки качества уплотнения балластной призмы железнодорожного пути с помощью гидрометрического плотномера, при котором отбирают пробу материала,определяют объем образовавшейся после отбора пробы лунки, массу отобранной пробы,рассчитывают плотность балласта в слое балластной призмы, которую сравнивают с требуемой плотностью 1. Однако известный метод пригоден только в тех случаях, когда контролируемый слой полностью состоит из щебня, т.е. мелкозернистая фракция в материале отсутствует. В крупнообломочных грунтах в виде песчано-гравийных смесей, гравийных и щебеночных материалах, применяемых в дорожных конструкциях, весовое содержание мелкозернистой фракции (частицы мельче 5 мм) составляет около 50 . Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ контроля качества уплотнения щебеночных, гравийных и шлаковых оснований и покрытий 2, включающий отбор из уплотненного слоя пробы материала и ее взвешивание, измерение объема образовавшейся после отбора пробы лунки и определение остаточной пористости слоя пор где- плотность материала слоя в сухом состоянии, г/см 3- истинная плотность частиц (зерен) материала слоя, г/см 3, определяемая по ГОСТ 8735-88 3 и ГОСТ 8269.0-97 4. Полученное значение пористости сравнивают с требуемым. Данному способу присуща большая трудоемкость определения истинной плотности зерен щебня (гравия) крупнее 5 мм по ГОСТ 8269.0-97, которое заключается в измельчении их до порошкообразного состояния (размер зерен менее 0,125 мм). При этом получаемое по результатам испытаний значениезавышает фактический показатель остаточной пористости в слое. Задача изобретения - уменьшение трудоемкости и повышение точности способа контроля качества уплотнения крупнообломочных грунтов. Поставленная задача решается таким образом, что в способе контроля качества уплотнения крупнообломочного грунта, при котором отбирают из уплотненного слоя крупнообломочного грунта пробу грунта нарушенного сложения и определяют ее массу,измеряют объем лунки, образовавшейся после отбора пробы грунта, рассчитывают плотность грунта в уплотненном слое, высушивают отобранную пробу грунта до постоянной массы, после чего определяют массу сухой пробы грунта, затем рассчитывают влажность грунта в отобранной пробе и плотность сухого грунта в уплотненном слое , разделяют высушенную пробу грунта на мелкозернистую и крупнозернистую фракции, определяют процентное содержание в пробе грунта по массе частиц размером до 5 мм м и зерен крупностью свыше 5 мм к, определяют истинную плотность частицпробы грунта размером до 5 мм, среднюю плотность зерен к, пробы грунта крупностью свыше 5 мм, затем определяют остаточную пористость поркрупнообломочного грунта в уплотненном слое из выражения(2)100 мкки по результату сравнения полученного значения остаточной пористости крупнообломочного грунта с соответствующим требуемым значением пористости для исследуемого грунта судят о качестве уплотнения крупнообломочного грунта. Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности. Из уплотненного слоя крупнообломочного грунта отбирают пробу грунта нарушенного сложения, взвешиванием определяют ее массу г.в. (г), определяют одним из известных 2 17534 1 2013.10.30 способов объем лунки л (см 3), образовавшейся в слое после отбора пробы, и рассчитывают плотность грунта в контролируемом слое сл (г/см 3) по выражению(3) л Отобранную пробу грунта высушивают до постоянной массы г.с. (г) и определяют влажность грунтапо выражениюг.с. 100.г.в.(4)г.с. Рассчитывают плотность сухого грунта в уплотненном слое(г/см 3) по выражениюсл(5) 10,01 Разделяют высушенную пробу грунта на сите с размером круглых отверстий 5 мм на мелкозернистую и крупнозернистую фракции и определяют их процентное содержание в грунте. Определяют по ГОСТ 8735-88 (п. 8) истинную плотность частиц грунта(г/см 3),прошедших через сито (крупностью до 5 мм). По ГОСТ 8269.0-97 (п. 4.16) определяют среднюю плотность зерен к (г/см 3), оставшихся на сите (крупностью свыше 5 мм). Рассчитывают по выражению (2) значение остаточной пористости грунта в уплотненном слое пор , которое сравнивают с соответствующим значением остаточной пористости для исследуемого грунта, и по результату сравнения судят о качестве уплотнения крупнообломочного грунта в уплотненном слое. Сущность изобретения поясняется на следующем примере. Необходимо на стадии приемочного контроля определить степень уплотнения слоя основания дорожной одежды автомобильной дороги, устроенного из крупнообломочного грунта в виде щебеночногравийно-песчаной смеси. Из углубления (лунки), устроенного в уплотненном слое, отбирают пробу грунта нарушенного сложения, которую помещают в герметичную тару (полиэтиленовый пакет). Отобранную пробу взвешивают на весах. Масса пробы за вычетом массы тары составила г.в.6490 г. С помощью баллонного плотномера определяют объем лунки л 2820 см 3. Рассчитывают плотность грунта в контролируемом слое сл (г/см 3) по выражению (3) сл 64902,30 г см 3 . 2820 Отобранную пробу грунта высушивают до постоянной массы, после чего взвешиванием определяют массу сухого грунта г.с.6150 г. По выражению (4) рассчитывают влажность грунтав отобранной пробе (слое основания) 64906150 1005,5. 6150 По выражению (5) рассчитывают плотность сухого грунта в уплотненном слое(г/см 3) 2,302,18 г см 3. 10,015,5 Рассеивают высушенную пробу грунта на сите с размером круглых отверстий 5 мм. Масса прошедшей через сито мелкозернистой фракции составила 2970 г, масса оставшейся на сите крупнозернистой фракции составила 3180 г. Определяют процентное содержание фракций в грунтем 2970 10048,3 к 3180 10051,7 . 6150 6150 17534 1 2013.10.30 По ГОСТ 8735-88 (п. 8) определяют истинную плотность частиц грунта, прошедших через сито с размером отверстий 5 мм 2,65 г/см 3. По ГОСТ 8269.0-97 (п. 4.16) определяют среднюю плотность зерен, оставшихся на сите к 2,70 г/см 3. По выражению (2) определяют остаточную пористость грунта в контролируемом слое пор 2,18(48,351,7 ) пор 110018,5.2,6548,32,7051,7 Сравнивают полученное значение пористости в контролируемом слое с требуемым по п. 9.3.2.1 ТКП 059-2007, которое для данного материала составляет не более 2018,520,0,значит качество уплотнения контролируемого слоя соответствует требуемому и данный уплотненный слой подлежит приемке. При определении остаточной пористости крупнообломочного грунта в уплотненном слое по предлагаемому способу отпадает необходимость в трудоемком испытании по определению истинной плотности зерен щебня (гравия). Определение средней плотности зерен не связано с большими трудозатратами, так как отпадает необходимость в измельчении зерен щебня и гравия. Определение заключается во взвешивании пробы крупнозернистой фракции на весах. Использование для зерен щебня (гравия) средней плотности взамен истинной плотности теоретически обосновано, так как в реальных условиях крупные частицы в уплотняемом слое практически не дробятся и замкнутые поры в этих частицах не оказывают влияния на контролируемые характеристики и достигаемую степень уплотнения грунта в слое. Таким образом, предлагаемый способ контроля позволяет с высокой точностью и малыми трудозатратами оценить фактическую степень уплотнения крупнообломочного грунта, гравийного или щебеночного материала в уплотненном слое земляного полотна или в конструктивном слое дорожной одежды автомобильных дорог или других сооружений. Источники информации 1. Терехин Л.Н. Уплотнение балластного основания // Бетон и железобетон. - 1992.7-8. - С. 2-4. 2. ТКП 059-2007 (02191) Автомобильные дороги. Правила устройства (п. 9.3.7.2). 3. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний. 4. ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.