Плотность скелета грунта или значение Evd, измеренные на объекте, сами по себе не показывают, достаточно ли уплотнен слой; для этого нужен лабораторный эталон для того же материала. Ниже мы рассказываем об испытаниях по Проктору, определении влажности и CBR, которые мы проводим в нашей грунтовой лаборатории, о сопутствующих классификационных испытаниях и о том, как доставить нам пробу.

Почему полевому результату нужен лабораторный эталон

Плотность скелета, достаточная для глинистой насыпи, может быть значительно ниже той, которой способен достичь песчано-гравийный грунт. Поэтому плотность скелета грунта на месте делят на лабораторную максимальную плотность скелета того же материала и выражают как коэффициент уплотнения (%). Требуемый коэффициент уплотнения и диапазон влажности на каждом объекте берутся из проектной спецификации. Полевые и лабораторные работы затем выполняются в следующем порядке:

До начала земляных работ представительную пробу из карьера, выемки или штабеля испытывают для классификации, по Проктору и, при необходимости, на CBR. Если материал соответствует спецификации, его результат по Проктору становится эталоном для контроля на объекте.
Каждый слой испытывают методом песчаного конуса (ASTM D1556/D1556M-24, TS 13872:2019+T1:2026) для определения плотности скелета грунта и влажности на месте, что дает коэффициент уплотнения.
Если это предусмотрено, Evd (динамический модуль деформации) измеряют прибором LWD по ASTM E2835-21(2026). LWD измеряет жесткость и не заменяет критерий по плотности.

Испытание по Проктору: максимальная плотность скелета грунта и оптимальная влажность

Мы проводим испытание на уплотнение по Проктору по TS EN 13286-2:2013. Материал готовят при нескольких значениях влажности, и каждую порцию уплотняют в стандартной форме заданной трамбовкой с установленным числом ударов. Пик кривой «плотность скелета — влажность» дает максимальную плотность скелета грунта, а влажность, соответствующая пику, является оптимальной влажностью.

Стандарт предусматривает два режима уплотнения: стандартный и модифицированный Проктор. Модифицированное испытание выполняется с большей энергией и на том же материале дает более высокую максимальную плотность скелета и более низкую оптимальную влажность. Какой метод применяется, указывает спецификация, и полевые результаты нужно сравнивать с эталоном, полученным тем же методом.

Распространенная ошибка на Кипре — использовать на протяжении всего объекта один результат по Проктору, полученный в начале работ, хотя материал карьера меняется. Мергелистые, глинистые и известняковые материалы меняются на коротких расстояниях, и устаревший эталон дает вводящий в заблуждение коэффициент уплотнения.

Влажность: почему плохо и переувлажнение, и пересушивание

Мы определяем влажность по TS EN ISO 17892-1:2014+A1:2022 высушиванием пробы в сушильном шкафу до постоянной массы и применяем тот же метод к материалу из лунок песчаного конуса.

Слишком сухой материал: трение между частицами остается высоким, каток не может их сблизить, и требуемая плотность не достигается. Глинистые насыпи, уплотненные при влажности ниже оптимальной, при последующем увлажнении могут набухать или давать осадку.
Слишком влажный материал: вода заполняет поры, и часть работы уплотнения уходит на поровую воду. Слой пружинит и образует колею под катком, а плотность скелета остается низкой.

Кипрским летом жара и ветер быстро высушивают только что отсыпанный слой; вода, разбрызганная только по поверхности, оставляет низ слоя сухим, поэтому ее необходимо перемешивать с материалом. Зимой после дождей влажность глинистых насыпей может оказаться значительно выше оптимальной. Поэтому большинство спецификаций также устанавливают диапазон влажности относительно оптимальной.

Испытание CBR: с водонасыщением, без водонасыщения и набухание

Мы проводим испытание на калифорнийское число несущей способности (CBR) по TS EN 13286-47:2021. Образец уплотняют в форме CBR при влажности и плотности, требуемых спецификацией, обычно на основе результата по Проктору. Стандартный плунжер вдавливают с постоянной скоростью, и усилие при заданных глубинах внедрения, выраженное в процентах от стандартного эталонного усилия, дает CBR.

CBR без водонасыщения: испытание сразу после уплотнения; показывает несущую способность материала в уложенном состоянии.
CBR с водонасыщением: образец погружают в воду под пригрузом, имитирующим вышележащие слои, а затем испытывают. Продолжительность водонасыщения задает спецификация, часто четыре дня; она моделирует более неблагоприятное состояние влажного сезона.
Набухание: увеличение высоты образца при водонасыщении, выражаемое в процентах. Для распространенных на Кипре набухающих глин оно может быть не менее важно, чем сам CBR.

CBR является исходным показателем прочности земляного полотна при проектировании дорожной одежды и критерием пригодности материалов подстилающего слоя. Минимальное значение CBR и допустимое набухание берутся из проектной спецификации.

Классификационные испытания в дополнение к Проктору и CBR

Гранулометрический состав ситовым методом по TS EN ISO 17892-4:2016, показывающий содержание гравия, песка и мелких частиц.
Пределы Аттерберга по TS EN ISO 17892-12:2018+A2:2022: предел текучести, предел пластичности и число пластичности, характеризующие реакцию мелких частиц на воду.
Классификация грунта по TS EN ISO 14688-2:2018 на основе этих результатов, при необходимости для глин дополненная линейной усадкой по BS 1377-2:2022.

Высокопластичная глина может дать приемлемую максимальную плотность скелета и при этом показать низкий CBR с водонасыщением и большое набухание. Классификация выявляет такие материалы до начала работ.

Сколько пробы нужно, как ее упаковать и сколько времени занимают испытания

Количество зависит от испытаний и от максимального размера частиц. Приведенные ниже значения ориентировочные; точное количество мы подтверждаем при подготовке коммерческого предложения.

Испытания	Глина, пылеватый грунт и песок	Гравелистые и зернистые материалы
Только влажность	Около 1 kg	2–3 kg
Ситовый анализ и пределы Аттерберга	3–5 kg	10–15 kg
Проктор	15–20 kg	30–40 kg
Проктор, CBR и классификация вместе	30–40 kg	50–70 kg

Используйте прочные плотные мешки и надежно их завязывайте. Для определения естественной влажности используйте герметичный пакет или контейнер, выпустив из него воздух, храните его вдали от солнца и доставьте в тот же день.
Отбирайте пробу из штабеля в нескольких точках, а не с подсохшей поверхностной корки, и не удаляйте из нее крупные частицы.
Не смешивайте материалы из разных источников, с разных глубин или из разных слоев.
Наклейте этикетку снаружи мешка и вложите вторую этикетку внутрь в пластиковом конверте: номер пробы, источник или место отбора, глубина, дата отбора, краткое описание и требуемые испытания.

Сроки зависят от вида испытания; график мы подтверждаем вместе с коммерческим предложением. Для определения влажности требуется высушивание в сушильном шкафу, поэтому результаты обычно готовы в срок от 6 до 48 часов. Испытание по Проктору занимает несколько рабочих дней, поскольку несколько точек уплотняются и высушиваются отдельно. CBR с водонасыщением добавляет период водонасыщения и обычно занимает больше всего времени. Если доставить пробу до начала отсыпки, контроль на объекте не придется начинать без эталона.

Часто задаваемые вопросы

Достаточно ли одного испытания по Проктору на материал?

Для материала из одного источника со стабильными свойствами это возможно. Новое испытание необходимо, когда разработка карьера переходит на другой горизонт, когда поступает материал другого цвета или текстуры или когда результаты на объекте неожиданно дают большой разброс.

Коэффициент уплотнения получился выше 100%. Это хорошо?

Обычно это означает, что эталон по Проктору не соответствует материалу на объекте; реже уплотнение на объекте превысило энергию лабораторного метода. В таком случае мы, как правило, рекомендуем новое испытание по Проктору на материале с этого участка.

Какой CBR заказывать: с водонасыщением или без?

Это зависит от проектной спецификации и проектировщика. Для оценки земляного полотна и подстилающего слоя обычно требуются CBR с водонасыщением и набухание, а CBR без водонасыщения показывает состояние в период строительства. Направьте нам спецификацию, и мы согласуем с Вами программу испытаний.

Состав наших работ по испытаниям по Проктору, CBR и классификационным испытаниям смотрите на странице лабораторные испытания грунтов и свяжитесь с нами, чтобы организовать доставку проб или их отбор на объекте.