POSTELJICA

Završni sloj nasipa naziva se posteljica. U useku se međutim taj završni sloj zove podtlo, koje može biti prirodno ili poboljšano. Debljina posteljice se odredjuje u zavisnosti od vrste, odnosno kvaliteta upotrebljenog materijala, karakteristika uredjaja za zbijanje i tehnologije gradjenja. Obično se pod posteljicom podrazumeva završni sloj nasipa debljine 20-50cm ujednačene nosivosti. Preko sloja posteljice gradi se donji noseći sloj kolovozne konstrukcije.Izrada posteljice obuhvata:- Uređenje posteljice puta u proširenju kolovoza, usecima, nasipima i zasecima sa grubim i finim planiranjem i zbijanjem- Sanacije pojedinih manjih nehomogenih mesta- Kvašenje, odnosno prosušivanje materijala uz zbijanje do propisane zbijenostiNosivost kolovoza u znatnoj meri zavisi od posteljice i zato je ona jedan od najvažnijih delova puta. Naročito je važno da ona sama ima dovoljnu i ujednačenu nosivost. Posteljica ima zadatak da:- Prenese opterećenje od kolovozne konstrukcije na dodnji stroj, bez prekoračenja naprezanja i deformacija u kolovoznoj konstrukcij i donjem stroju - zaštiti donji stroj puta od gradjenja donjih nosećih slojeva, - obezbedi odvijanje gradilišnog saobracaja, - omogući kvalitetno ugradjivanje nosećih slojeva, - zastiti konstrukciju od štetnog dejstva mraza, - smanji uticaj heterogenosti materijala donjeg stroja.

Osnovni razlozi zbog kojih se pri izboru i ugrađivanju materijala u završni sloj donjeg stroja-posteljicu mora posvetiti puna pažnja, su ti što geotehničke karakteristike sitnozrnih kohezivnih materijala nisu stalne i menjaju se u zavisnosti od postignutog stepena zbijenosti i vlažnosti pri ugrađivanju, a isto tako i usled oscilacija nivoa podzemnih voda, nedovoljnih ili neodgovarajućih mera za odvodnjavanje, dejstva mržnjenja i odmrzavanja, kapilarnog penjanja vode i dr. Zatim i to što kvalitet i uslovi ugrađivanja u velikoj meri utiču na definitivne karakteristike i na kasnije ponašanje materijala ispod kolovozne konstrukcije, zbog čega se zaštitne mere preduzete u vreme građenja uvek višestruko isplate u kasnijoj eksploataciji, jer se na taj način sprečava oštećenje kolovoza i povećava njegov vek trajanja.

Da bi se ispunili svi gore navedeni zadaci koje jedna valjano projektovana posteljica mora da ostvari primenjuju se sledeći postupci:izrada završnog sloja donjeg stroja od posebno odabranog ili mehanički obrađenog prirodnog materijala, koji je neosetljiv ili manje osetljiv na promene vlažnosti, čime se povećava stepen zaštite kolovozne konstrukcije od uticaja mraza, a osim toga poboljšava se planiranje površine posteljice, gradilišni transport, rad mašina za zbijanje materijala, kao iizrada kolovozne konstrukcije čak i pri nepovoljnim vremenskom prilikama.Izrada završnog sloja obradom ili stabilizacijom sitnozrnog kohezivnog materijala hidrauličkom vezivima, (što podrazumeva kreč, cement, leteći pepeo ili kombinaciju dva veziva), odnosno ogljovodoničnim vezivima ( bitumenske emulzije, hidrofobna sredstva i sl.) Dakle, za izradu posteljice mogu se koristiti prirodni ili poboljsani (stabilizovani) materijali. Njihov kvalitet, kao i kvalitet ugradnje, utiče na debljinu kolovozne konstrukcije. Tako materijali sa Edin<50MN/m2 (CBR<5%) zahtevaju kolovozne konstrukcije znatno veće debljine, a kod ovih materijala prisutne su i teskoće u toku gradjenja zbog osetljivosti na uticaj vode.Nije uvek strogo obavezno graditi završni sloj donjeg stroja. kao na primer u usecima u steni ili na nasipima izgrađenim od kamennog materijala.- U stenovitim usecima moraju se izravnati neravnine uklanjanjem i izravnjanjem delova koji odstupaju od nivelete, uz nasipanje izabranog sitnijeg kamenog materijala dobijenog iskopom iz useka , u sloju debljine 8 do 10cm i njegovo zbijanje. - na nasipima od kamenog materijala završni sloj treba da je od sitnijeg kamenog materijala (maksimalne veličine zrna 60mm, koeficient neravnomernosti U>9, uz odgovarajuće zbijanje i zahtevanu ravnost.

KLASIFIKACIJA I POGODNOST TLA ZA IZRADU POSTELJICE

Klasifikacijom se uporedjuju bitne karakteristične osobine tla sa onim u tipičnim grupama u sistemu što omogućuje da se uzorci tla svrstavaju u iste. Identifikacija je sklop postupaka radi pronalaženja karakterističnih osobina u uzorcima potrebnim da bi se oni rasporedili u klasifikacijske grupe. Klasifikacija tla za izradu posteljice služe kao polazni parametar za pravilan pristup rešavanja zadatka u okviru kolovoznih konstrukcija. Primenjuju se vise prema rezultatima ispitivnja pojedinih karakteristika (najčešće granulometrijskog sastava i granica konsistencije).Postoji više sistema klasifikacije tla medju kojima su najpoznatije:

- Casagrandeova klasifikacija (AC klasifikacija, američka)- Klasifikacija Američkog biroa za reklamacije (United States Bureau of Reclamation USBR)- Klasifikacija laboratorije za ispitivanje puteva (engleska Road Research Laboratorz, RRL klasifikacija)- Klasifikacija Masačusetskog tehnoločkog instituta (Massachusetts institute of Tehnologz, MIT

klasifikacija, američka)- Unificirana klasifikacija tla (Unified Soil Classification, usc klasifikacija, usvojena 1952god.)- Klasifikacioni sistem AASHO (američko udruženje službenika državnih autoputeva).

Prema privremenim tehničkim propisima za zemljane radove u gradjevinarstvu (GN200) svi materijali razvrstani su u sedam kategorija prema njihovim geotehničkim karakteristikama i alatima koji omogućavaju njihov otkop.

U mehanici tla razlikuju se tri glavne vrste tla:- Nevezana (ili nekoherentna), su ona čiji sastojci nisu vezani vezivnim sredstvom. Njihova veličina zrna

je veca ili jednaka 0,002mm. U zavisnosti od veličine zrna ovde spadaju: prašina (0,002-0,06mm), pesak (0,06-2mm), šljunak (2-60mm), drobina (60-200mm), blokovi (200-2000mm)

- Vezana (koherentna). Kod vezanih tla čvrsti sastojci, čija je velicina manj od 0,002mm, su vezani medju sobom kohezijom. Mogu imati nestalne fizičke osobine koje se lako menjaju pod dejstvom vode. Tlo koje sadrži pretežno sastojke veličine 0,002-0,0002mm jeste glina, a ako su ovi sastojci veličine 0,0002-0,00002mm, onda je to koloidna glina.

- Tla organskog porekla (humus, mulj, treset) sastoje se iz velikog dela organskih ili biljnih materijala, sa glinovitim i drugim sastojcima. Vrlo su nepostojani i jako upijaju vodu, tako da su nestabilni i ne mogu služiti kao nosivo tlo ili kao materijal za izradu zemljanih objekata.

Tla se mogu u zavisnosi od načina taloženja grupisati u dve kategorije:- Rezidualna su formirana raspadanjem stena usled atmosferskih uticaja (mehaničkih ili hemijskih) ili vulkanskog dejstva.- Transportovana tla su oni materijali koki su pokrenuti sa njihovog mesta postanka. Transportovanje može nastati od dejstva gravitacije, vetra (glečerska tla), ili čoveka – bilo pojedinačno ili u kombinaciji.

Pedološka klasifikacija tlaPrimenjuje se i pedološka klasifikacija tla koja predstavlja osnovnu klasifikaciju u razmatranju koncepta korisćenja lokalnih materijala u putnom inženjerstvu. Ovom klasifikacijom se tlo identifikuje i klasifikuje po grupama, podgrupama i njihovim kombinacijama na osnovu granulometrijskog sastava koristeci trokomponentalni dijagram sl.1.

Dijagram 1U tabeli 1, na osnovu dijagrama definisane su grupe, odnosno klasifikovano je tlo u zavisnosti od procentualnog učešća peska, prašine i gline.

Klasifikacija UčešćeNaziv tla % peska % prašine % gline

Teška glina 0-35 0-35 65-100Sred. Peskovita glina 17-50 0-25 50-65Sred. Prsinasta gliina 0-25 17-50 50-65Laka peskovita glina 25-50 0-35 30-50Laka prašinasta glina 0-35 25-50 30-50Peskovita glina 50-70 0-20 30-50Prašinasta glina 0-20 50-70 30-50Pesk. Glin. Ilovača 50-80 0-30 20-30Praš. Glin. Ilovača 0-30 50-80 20-30Glinovita ilovača 20-50 20-50 20-30Ilovača 30-50 30-50 0-20Peskovita ilovača 50-80 0-50 0-20Prašinasta ilovača 0-50 50-80 0-20Prašina 0-20 80-100 0-20Pesak 80-100 0-20 0-20

Tabela 1 – primenjena klasifikacija tla

Laboratorijaska klasifikacija

Laboratorijaska klasifikacija tla koja koincidira sa osnovnom podelom tla izvedenom iz definicije o teksturi tla tabela 2. Ova podela zapravo proširuje pedološku grupe na podgrupe (šljunak na krupan, srednji, sitan itd), a sve na osnovu granulometrijskog sastava tla.

Naziv materijala tla Velična zrna, mm (u rasponu)Grupa Podgrupa SRPS AASHTOKomadi, drobine

60.0-100.0 75

Šljunak 2.0-60.0 2.0-75.0Šljunak krupan 20-60.0 25.0-75.0Šljunak srednji 6.0-20.0 9.5-25.0Šljunak sitan 2.0-6.0 2.0-9.5Pesak 0.06-2.0 0.075-2.0Pesak krupan 0.6-2.0 0.425-2.0Pesak sitan 0.2-0.6 0.075-0.425Pesak prašinast 0.06-0.2 *Prašina 0.002-0.06 0.005-0.075Prašina krupna 0.02-0.06 *Prašina srednja 0.006-0.02 *Prašina sitna 0.002-0.006 *Glina 0.0002-0.002 Glina koloidna 0.00002-0.0002

Tabela 2.- laboratorijaska klasifikacija tla

Jedinastvena geomehanička klasifikacije tla USCS Jedinastveni sistem klasifikacije tla USCS (Unified Soil Classification System), se zaasniva na identifikaciji tla u skladu sa njegovim osobinama u pogledu teksture i plastičnosti, razvio je i formulisao dr. Arthut Cassagrande sa Hardvardskog Univerziteta u SAD. 1953 je ozvaničena i postala je sastavni deo brojnnih tehničkih standarda širom sveta. U okviru ove klasifikacije tla se identifikuju opisnim imenom, dok simbol slovo označava njegovu glvnu karakteristiku. U načelu lto je podeljeno u tri osnovne kategorije: krupnozrno tlo (A), sitnozrno tlo (B)i organsko tlo (C). USCS klasifikacija prikazana je u tabeli 3.

Tabela 3. opšta klasifikacija tla prema SRPS U.B1.001/1990

Putno građevinska klasifikacija tla (AASHTO)Prema njoj, tlo se klasifikuje u sedam grupa, a klasifikacije je zasnovana na laboratorijskom određivanjugranulometrijskog sastava, granice tečenja i indeksa platičnosti. kao zajedničko merilo kvaliteta lokalnog tla koristi se tzv. grupnim indeksom tla, naročito za identifikaciju tla posteljice. On se kreće u rasponu od 0 za najbolju do 20 za najslabiju.

U tabeli 4 prikazana je AASHTO klasifikacija tla sa elementima za ocenu kvaliteta tla posteljice kolovoza puteva, a na dojagramu 2 koji sledi dato je područje granica tečenja i indeksa plastičnosti za prašinasto glinovita tla u okviru AASHTO klasifikacije.

Dijagram 2 – dijagram za klasifikaciju kohezionih materijala od A4-A7 (JUS U.B1.002/92)

Tabela 4 – klasifikacija tla i mešavine tla i agregata za puteve (JUS U.B1.002/92)Upotreba različitih vrsta tla sa ocenom donjeg stroja i slojeva kolovozne konstrukcije prema ovoj klasifikaciji i

klassifikacije AASHO prikazana je na dijagramu 3.

Dijagram 3 – odnosi izmedju vrste tla, dinamičkog modula, vrednosti CBR i nosivosti kao i upotreba različitih vrsta tla.

Radi dobijanja uvida u odnos izmedju unificiranog i AASHO sistema, daje se poredjenje u tabeli 5.

Unificirana klasifikacija AASHO klasifikacijaGW, GP, GM A-1-a

SW, SM A-1-bGM,SM A-2-4GM, SM A-2-5GC, SC A-2-6GC,SC A-2-7

SP A-3ML,OL A-4

MH A-5CL A-6

CL,OL A-7-5CH, OH A-7-6

Tabela 5.Za potrebe gradjenja puteva, Cassagrande je dao pribložne vrednosti karakteristika ( ᵧd, CBR, modul reakcije tla K) I ocenio upotrebljivost pojedinih vrsta tla za posteljice, podloge za noseći sloj puteva kao i stepen stišljivosti, bubrenja, osetljivost na dejstvo mraza i drenažne karakteristka tla. Pored toga, dao je preporuku kojom vrstom orudja treba zbijati pojedine vrste tla, a što je prikazano u tabeli 6.

Tabela 6 – ocena pojedinih karakteristka tla i njihova upotrebljivost pri izgradnji puteva (Cassagrande)

Za identifikaciju i klasifikaciju tla odgovarajući standardi usvojeni su u našoj zemlji:- SRPS U.B1.001/1990 – opšta klasifikacija tla- SRPS U.B1.002/1992 – klasifikacija tla i mešavine tla i agregata za puteve sa optimalnom ocenom tla za posteljicu, tabela 8 i slika 3, za brže odredjivanje grupe kohezionih materijala (A4-A7) na osnovu granice tečenja, indeksa plastičnosti i grupnog indeksa.- SRPS U.B1.003/1990 – terenska identifikacija uzoraka tla jednostavnim opitima i to: krupnozrnog tla (razlikuje se golim okom) odredjivanjem granulacije, veličine oblika i tvrdoće zrna, sadržaja CaCo3 i stepena zahvaćenosti raspadanjem, a sitnozrnog tla opitima trešenja, plastičnosti, ocene konzistentnog stanja, opita sjaja, mirisa i boje i suve čvrstoće.- SRPS U.E8.010/1981 – nosivost i ravnost na nivou posteljice u kome su dati uslovi kvaliteta materijala za izradu posteljice kao i kontrola kvaliteta u vreme gradjenja i ugradjenog materijala, odnosno izgradjene posteljice.

Kvalitet i ispitivanja materijala kod izrade posteljice

Od karakteristika materijala za izradu posteljice obično se analiziraju: - Granulometrijski sastav (značajno utiče na mogućnost zbijanja, segregaciju, kompaktnost, a bitni su:

oblik granulometrijske krive, prečnik krupnih zrna, procenat finih čestica),- Vodopropustljivost,- Elastičnost,- Plastičnost (deformisanje materijala bez pojave pucanja),- Čvrstoća (otpornost na smicanje materijala),- Stišljivost (promena zapremine kao posledica istiskivanja poren vode),- Konsolidacija,- Zbijenost,- Skupljanje i bubrenje.

Ukoliko materijal nema potrebne osobine treba da se poboljša odgovarajućim sabijanjem, ili promenama karakteristika materijala (stabilizacija) koje mogu biti:

- Mehaničke (poboljšanje granulometrijskog sastava: dodavanjem drugog materijala, prosejavanjem i odstranjivanjem suvišnih delova osnovnog materijala)

- Hemijske (dodavanjem veziva ili hemijskih sredstava u cilju: povećanja kohezije u materijalu čije je unutrašnje trenje nedovoljno, smanjenja hidrofilnosti u materijalu koji je osetljiv na dejstvo vode, neutralisanja škodljivih čestica gline, povećanjem zbijenosti sitnih čestica disperzivnim dodacima).Za izradu posteljice (završnog sloja donjeg stroja) mogu se upotrebiti sve vrste materijala koji ispunjavaju sledeće uslove:- Maksimalna zapreminska masa u osušenom stanju, određene po standardnom Proktorovom postupku pri optimalnoj vlažnosti sa energijom E=60.00MNm/m3, mora biti jednaka ili veća od ɣd=1.65t/m3 (zapreminska težina min 16.50kN/m3)- Vlažnost na granici tečenja mora biti manja od WL =40.00%- Indeks plastičnosti mora biti manji od Ip=20.00%- Bubrenje posle 4 dana natapanja u vodi po standardnom CBR postupku mora biti manje od 3.00%- Stepen neravnomernosti mora biti veći od 9.00 i da njveće zrno u tom sloju nije veće od 60.00mm (10.00% do 70.00mm)- Vlažnost materijala pri ugrađivanju ne sme varirati za više od ±2.00% od optimalne vlažnosti određene po standardnom Proktorovom postupku- Indeks nosivosti CBR2 mora biti veći od 3.00%- Sadržaj štetnih organskih materijala (SRPS U.B1.024) mora biti manji od 6.00%Izuzetno se dozvoljava i upotreba materijala čije pojedine karakteristike odstupaju od navedenih, ukoliko se njihova pogodnost dokaže posebnim ispitivanjem.Za ocenu kvaliteta izrađenog završnog sloja i posteljice koriste se kriterijumi navedeni u tabeli 4, zavisno od vrste materijala.

Vrsta materijala

Kriterijumi

Stepen zbijenosti

Modul stišljivosti Modul deformabilnosti

Sd MS EV2

[%] N/mm2 N/mm2

Sitnozrni kohezivni materijal i sitnozrni pesak 100.00 20.00 30.00

Mešani kameni i zemljani materijal (glinoviti šljunak, glinovita drobina, lapor, glinoviti škriljci i sl.)

100.00 30.00 45.00

Kameni materijal (kamena drobina, šljunak i sl.)

100.00 40.00 60.00

Tabela 4

Pri kontroli kvaliteta izrade posteljice, kao i pri kontroli donjeg stroja, ispitivanja se obavljaju u serijama, pri čemu je najmanji broj opita u jednoj seriji 5. U jednoj seriji, jedan od 5 ispitanih rezultata može biti manji od minimalnog zahtevanog, s’ tim da po apsolutnoj vrednosti ne odstupa za više od:

- 5.00% pri merenju zapreminskih masa u suvom stanju- 10.00% pri merenju modula stišljivosti MS i modula deformabilnosti EV2

Ako je broj opita u jednoj kontrolnoj seriji manji od 5, potrebno je da sve vrednosti (rezultati) određene ispitivanjem budu veće od minimalne zahtevane.Obim kontrolnih ispitivanja u vreme građenja i minimalni broj potrebnih opita određuju se u zavisnosti od kategorije puta, načina izvršenja radova, vremenskih uslova i mogućnosti za postizanje ravnomernosti u pogledu kvaliteta.Postignuta zbijenost i vlažnost ugrađenog materijala (merenjem zapreminskih masa ili opitima pločom), kontroliše se merenjem zapreminske mase ili opitom pločom, i to:- Tekućim na svakih 50.00m puta- Kontrolnim na svakih 200.00m puta

Nosivost materijala u posteljici određuje se na jedan od sledećih načina:- Merenjem indeksa nosivosti CBR (SRPS U.B1.042)- Merenjem modula reakcije “k”- Merenjem postignute zbijenosti (SRPS U.B1.038)- Merenjem modula stišljivosti MS opitnom pločom (SRPS U.E9.020)- Merenjem modula deformabilnosti EV (SRPS U.B1.046)- Merenjem defleksija deflektometrom

Klasifikacija posteljice je data u tabelama 5. i 6.

CBR (%) Kvalitet posteljiceOd 2.00 do 5.00 Vrlo loša posteljicaOd 5.00 do 8.00 Loša posteljicaOd 8.00 do 20.00 Posteljica srednjeg kvalitetaOd 20.00 do 30.00 Dobra posteljicaOd 30.00 do 100.00 Odlična posteljica

Tabela 5. Klasifikacija posteljice

Indeks nosivost tla

Tip posteljice CBRMinimalna debljina donje podloge[cm]

Slaba Sve posteljice čiji je CBR 2.00% 15.00

Normalna 2.00<CBR<15.00% 8.00

Vrlo čvrsta Sve posteljice čiji je CBR veći od 15.00%

0.00

Tabela 6. Klasifikacija posteljice

Ako je nosivost posteljice slaba tj. CBR<2.00% ili je prisutna velika vlažnost, njeno stanje se mora poboljšati odgovarajućom stabilizacijom ili primenom geotekstila.Povratni modul (resilient modulus) posteljice, određuje se laboratorijski ili empirijski preko odnosa:Modul Modul ϭd - devijator naponaƐr - povratna dilatacija (posle 100 do 200 ponavljanja)CBR - Kalifornijski indeks nosivosti

Ovaj odnos važi za 5.00<CBR<20.00%. Maksimalna vrednost iznosi E=150.00MPa. Orijentaciona vrednost Poasonovog koeficijenta za vezane materijale je 0.45 a za nevezane 0.35.Veza između vertikalne (mikro) dilatacije Ɛe na vrhu posteljice i njenog broja ponavljanja (broja prelaza opterećenja od vozila) N, pre pojave kolotraga na kolovozu glasi:

Tip tlaIndeks plastičnosti[%]

CBR [%]Dubina nivoa podzemne vode ispod razmatranog slojaViše od 60.00cm Manje od 60.00cm

Masne gline

70.00 2.00 1.0060.00 2.00 1.5050.00 2.50 2.0040.00 3.00 2.00

Prašinaste gline 30.00 5.00 3.00

Peskovite gline20.00 6.00 4.0010.00 7.00 5.00

Prašine - 2.00 1.00Pesak (loša granulacija) Ne-plastični 20.00 10.00Pesak (dobra granulacija)

Ne-plastični 40.00 15.00

Tabela 7. Orijentacione vrednosti CBR za zbijena tla pri optimalnoj vlažnosti

Pri izradi idejnih i glavnih projekata puteva IV i V razreda dozvoljeno je da se koriste i procenjene vrednosti indeksa nosivosti CBR2 iz tabele 8., zavisno od vrste materijala (prema klasifikaciji datoj u tehničkom normativu za projektovanje i izvođenje radova na temeljenju građevinskih objekata) i zapreminske mase u suvom stanju. Navedene vrednosti upotrebljavaju se zavisno od hidroloških uslova prema standardu SRPS U.C4.016 i ako je zemljani materijal u završnom sloju donjeg stroja zbijen do dubine od najmanje 50.00cm.Za dimenzionisanje fleksibilnih kolovoznih konstrukcija koristi se indeks nosivosti CBR2 (SRPS U.B1.042) ili modul reakcije K za krute kolovozne konstrukcije. Preporučene vrednosti indeksa nosivosti CBR2 i modula reakcije prema SRPS-u U.E8.010 prikazane su u tabeli 8.

Simboli klasifikacije

Zapreminska masa u suvom stanju ρd

Preporučene vrednostiIndeks nosivosti CBR2 Modul reakcije posteljice k[%] [MN/m3]Hidrološki uslovi Hidrološki uslovi

[t/m3] Povoljni Nepovoljni Povoljni NepovoljniGW 2.00 do 2.25 30.00 30.00 90.00 90.00GP 1.75 do 2.10 20.00 20.00 70.00 70.00GM 2.10 do 2.30 20.00 15.00 70.00 60.00GC 1.90 do 2.25 7.00 5.00 40.00 30.00SW 1.75 do 2.10 15.00 15.00 60.00 60.00SP 1.65 do 1.90 10.00 10.00 50.00 50.00SM 1.90 do 2.15 10.00 7.00 50.00 40.00SC 1.70 do 2.10 5.00 3.00 30.00 20.00ML 1.60 do 1.80 3.00 2.00 20.00 15.00CL 1.60 do 1.80 5.00 3.00 30.00 20.00

Tabela 8.

CBR1 – pri optimalnom stanju vlažnosiCBR2 – posle potpunog zasićenja vodomCBR3 – posle smrzavanja i kravljenja

CBR4 – posle hlađenja i sušenja

U slučaju organskih zemljanih materijala (OL, OH) i zemljanih materijala sa visokom granicom tečenja (MH, CH), mora se obaviti laboratorijsko ispitivanje.Pri izradi idejnih i glavnih projekata auto-puteva i puteva I, II i III razreda indeks nosivosti CBR 2 mora se odrediti ispitivanjem na osnovu laboratorijskog ili terenskog opita nosivosti.Određivanje indeksa nosivosti CBR2 vrši se po standardnom laboratorijskom postupku (SRPS U.B1.042) na pripremljenim uzorcima u laboratoriji posle njihovog natapanja u vodi do zasićenja, u trajanju od 4 dana.Terenski opit CBR1 obavlja se prema standardu SRPS U.B1.042 na nivou posteljice. Indeks nosivosti CBR1 određen na terenu može se smatrati merodavnim za dimenzionisanje ukoliko nosivost zemljanih materijala u vreme geotehničkih ispitivanja odgovara najnepovoljnijoj nosivosti posle izrade kolovozne konstrukcije.Homogenost i ujednačenost kvaliteta posle završnog zbijanja i planiranja posteljice mora se dokazati jednim od sledećih postupaka:- Ispitivanjem nosivosti pomoću kružne ploče precnika 30.00cm (određivanjem modula stisljivosti MS, odnosno modula deformabilnosti EV1 i EV2). Modul stišljivosti određuje se prema standardu SRPS U.B1.046 primenom ploče prečnika 30.00cm.- Ispitivanjem postignutnog stepena zbijenosti i vlažnosti materijala u odnosu na maksimalnu zapreminsku masu i optimalnu vlažnost određenu prema Proktorovom (Proctor) postupku (SRPR U.B1.038).Treba voditi računa da se navedu nedostaci kontrole zbijenosti proverom modula stišljivosti Ms ili na osnovu stepena zbijenosti Sd.Kontrola zbijenosti pomoću modula stišljivosti Ms odredjenog opitom kružnom pločom može se doći do netačnih podataka (daje podatke o stišljivosti veličine sleganja materijala u funkciji promene opterećenja pri vlažnosti u trenutku ispitivanja) ukoliko se ispitivanja vrše na materijalu čija vlažnost odstupa od optimalne za ±2%. Dva dela koja imaju isti modul stišljivosti ne moraju imati i isti odnos zapreminskih karakteristika u materijalu. Pri manjoj vlažnosti od optimalne dobiće se rezultati koji pokazuju da je materijal više zbijen nego što je stvarno.Kontrola zbijenosti pomoću stepena zbijenosti Sd (proverom zapreminskih masa sa porama u odnosu na maksimalnu suvu zapreminsku masu odredjenu po Proktorovom postupku). Ne vodi se računa o procentu zaostalih pora ispunjenih vazduhom. Proktorov postupak daje informaciju o mogućnostima da se ispitani materijal zbija odredjenom energijom u funkciji promene vlažnosti, a ne i da li je on dovoljno zbijen. Postoji mogućnost da se jedan deo proglasi podjednako zbijenim kao i drugi samo zato što je na oba dela postignuta ista suva zapreminska masa sa porama i ako se deo koji ima više pora ispunjenih vazduhom u odnosu na procenat vode može mnogo više da zbija pod istim opterećenjem od dela gde je stepen zasićenja veći uz uslov da je dreniranje materijala onemogućeno ili zbog strukture materijala otežano tako da je zanemarljivo.Zato se predlaže kontrola zbijenosti pomoću prostornih karakteristika odredjivanjem procenta zaostalih pora ispunjenih vazduhom.

U cilju efikasnije i brže kontrole mogu se primeniti i nedestruktivne metode ispitivanja, na primer korisćenjem denzitometara sa radioaktivnim izotopima, s tim da se u svakom slučaju moraju odrediti pouzdane korelacije sa standardnim postupcima.Radi bezbednog odvodnjavanja i drugih funkcija koje ima posteljica, potrebno je obezbediti odgovarajuću ravnost i poprečni pad.Ravnost izrađene posteljice mora biti takva da pri merenjima letvom dužine 4.00m, u bilo kom pravcu, odstupanje ne sme biti veće od 30.00mm u kohezivnom materijalu, odnosno 50.00mm u kamenom materijalu. Ispitivanje ravnosti kao i poprečnog pada posteljice obavlja se na svakih 100.00m.Visina izrađene posteljice u bilo kojoj tački može odstupati od projektovane najviše za ±20.00mm, što se proverava nivelmanskim snimanjem.Poprečni nagib posteljice definisan je projektom. Minimalni poprečni nagib posteljice izrađene u kohezivnom sitnozrnom materijalu je nmin=4.00%. Ako je posteljica izrađena od stabilizovanog materijala nmin=3.00%.Za posteljicu od nekoherentnog i mešanog materijala sa više od 20.00% kamenih materijala zahteva se minimalna vrednost modula stišljivosti MS, dobijena opitnom pločom prečnika 30.00cm prema sledećem:- Za mešane materijale sa 20.00÷35.00% kamenitih materijala MS=30.00MPa- Za mešane materijale sa 35.00÷50.00% kamenitih materijala MS=35.00MPa- Za mešane materijale sa više od 50.00% kamenitih materijala MS=40.00MPa- Za nekoherentne materijale MS=50.00MPa

Navedena ispitivanja se vrše pri optimalnoj vlažnosti ili njoj bliskoj.Obim tekućih kontrolnih ispitivanja:- Ispitivanja zbijenosti ili nosivosti vršiti na svakih 20.00÷25.00m sa dva opita neposrednoj blizini koji daju isti rezultat- CBR opit raditi za svaki usek ili nasip kao i za svaku promenu materijala

CBR2 Ms Ev1Ev2 KpKoherentni Nekoherentni

[%] [MN/m2] [MN/m2] [MN/m2] [MN/m2] [MN/m3]2.00 25.00 6.50 11.00 - 11.203.00 4.00 9.00 15.00 - 18.604.00 6.00 11.00 18.50 - 24.004.50 7.00 12.00 20.00 - 26.005.00 8.00 13.00 22.00 43.00 27.005.60 9.50 14.00 - 45.00 -6.20 11.00 15.00 25.00 - 31.007.00 13.00 16.00 27.50 50.00 34.008.00 15.50 18.00 30.00 0.00 38.009.00 18.00 19.50 33.00 58.00 41.009.60 19.00 20.50 - 60.00 43.0010.00 20.00 21.00 35.00 61.00 44.0012.50 28.00 25.00 42.00 - 52.0013.60 31.00 27.00 45.00 - 55.0015.00 35.00 28.00 - 76.00 58.0016.40 40.00 30.00 - 80.00 62.0020.00 50.00 35.00 - 90.00 71.0024.00 60.00 40.00 - 100.00 81.0028.00 70.00 - - 110.00 91.0032.50 80.00 50.00 - 118.00 -34.00 83.00 51.00 - 120.00 106.0037.50 90.00 - - 126.00 -40.00 - 57.50 - 131.00 120.0043.50 100.00 62.50 - 137.00 -50.00 110.00 68.00 - 147.00 141.00

Tabela 9. Orijentacioni odnosi između različitih pokazatelja nosivosti

CBR2 - laboratorijski Kalifornijski indeks nosivosti (SRPS U.B1.042)Ms - modul stišljivosti (SRPS U.E9.020)Ev1 i Ev2 - modul deformacije (SRPS U.B1.046)Kp - modul reakcije

Standardi za geomehanička ispitivanja koji se primenjuju su:- SRPS U.B1.024 – Određivanje sadržaja sagorljivih i organskih materija tla- SRPS U.B1.038 – Određivanje optimalnog sadržaja vode- SRPS U.B1.042 – Određivanje kalifornijskog indeksa nosivosti (CBR)- SRPS U.B1.046 – Određivanje modula stišljivosti metodom kružne ploče

Ako od momenta izrade posteljice do momenta izrade gornjeg stroja dođe do promene karakteristika ugrađenog materijala, bez obzira na već obavljenu kontrolu posteljice, potrebno je ponovnim ispitivanjem dokazati ispravnost i zahtevani kvalitet posteljice.

IZRADA POSTELJICE OD PRIRODNH MATERIJALA

Od prirodnih materijala za izradu posteljice mogu se koristiti zemljani materijali (gline niske do visoke plastičnosti, prašine, glinoviti pesak i slični materijali), kameni materijali (materijali dobijeni miniranjem, drobine i šljunak) i mešani kameni i zemljani materijali (glinoviti šljunak, glinovite kamene drobine, i trošne stene – škriljci i lapori i slični materijali).Pored izbora što kvalitetnijeg materijala za veću nosivost i stabilnost posteljice neophodna je i optimalna tehnologija rada kao i kvalitet i zbijenost slojeva ispod posteljice. Nasuti materijal za postejice treba isplanirati (najčešće grejderom), uz eventualnu sanaciju pojedinih mesta slabijeg kvaliteta kvalitetnijim materijalom. Ukoliko se koristi kameni materijal za izravnanje treba koristiti sitniji kameni materijal. U pesku, koji je vrlo nehomogen materijal, treba iskop produbiti za 30-50cm i uraditi sloj od homogenog mešanog i kamenog materijala ili od kamenog materijala. Kada je usek u steni treba treba izvršiti poravnanje preostalih vrhova stene. Zatim se pristupa zbijanju pogodnim uredjajima.

Zbijanje (sabijanje) mateijala je ustvari povećanje zapreminske mase odgovarajućim uredjajima. Cilj zbijanja jeste da se spreče kasnija sleganja kolovozne konstrukcije.

Na veličinu zbijenosti materijala utiču:- granulometrijski sastav i oblik zrna,- vlažnost (značajno je da ugradjeni materijal u toku eksploatacije ima približno istu vlaznostkoju je imao

u vreme ugradjivanja),- debljina sloja,zbijenost nižeg sloja,- broj prelaza uredjaja,- vrste valjka i njegova tehnika, odnosno pritisak na cm2 uredjaja za zbijanje.

U toku zbijanja materijala treba obratiti pažnju na:- proširenja puta pri rekonstrukciji,- radove za drenažu, kanalizaciju, različite instalacije,- izradi klinova uz mostove i propuste,- izradu nasipa od peska,

U praksi se zbijanje provodi na sledeća četiri načina:- Pritiskom,- Gnječenjem,- Nabijanjem (velika amplituda - mala frekvencija),- Vibriranjem (mala amplituda – velika frekvencija)Izbor metode zbijanja zavisi od tla i njegovog stanja, a delimično i od uredjaja za zbijanje.Uredjaju za zbijanje dele se na sledeće tri grupe:Uredjaji koji vrše zbijanje pritiskom i gnječenjem (valjak sa glatkim naplatcima i to sa tri točka ili tandem, valjak sa ovčim nogama - jež, pneumatski valjci...)Uredjaji koji vrše zbijanje nabijanjem (eksplozivni nabijači, nabijači na komprimovani vazduh, ploče za nabijanje – primenjuju se samo za manje radive)Uredjaji koji vrše zbijanje vibriranjem (vibracioni valjcim vibracione ploče – za zbijanje rovova).Valjci sa glatkim naplatcima imaju neznatno dubinsko dejstvo. Nisu pogodni za vezana tla.Mala dodirna površina ježeva omogućava intenzivno gnječenje (pritisak na kontaktnoj površini /30-45cm2/ iznosi 10-80 daN/cm2).Pneumatski valjci deluju pritiskom i gnječenjem. Karakterišu ih maksimalna težina, broj točkova, pritisak u gumama, rastojanje izmedju točkova, preklapanje tragova prednjih i zadnjih točkova. Težina i pritisakm u gumama mogu se regulisti u širokim granicama tako da se valjak mpže prilagoditi tlu koje zbija.Značajno je izabrati uredjaj koji će biti koji će biti najpodesniji za odgovarajući materijal kao i broj ekonomičnih prelaza.Izbor uredjaja zavisi od geomehaničkih karakteristika materijala uz uslov da je vlažnost materijala približno jednaka optimalnoj (JUS B.B.038). Zato je potrebno vlaženje obično pomoću cisterne za vodu ili sušenje putem sunca ili vetra uz eventualno riljanje ili usitnjavanje rotofrezom. Za zbijanje mamenih i mešanih materijala koriste se vibrovaljci i teški statični valjci, a za zemljane materijale ježevi, vibro ježevi i valjci sa pneumatskim točkovima ili kombinacija pojedinih uredjaja. Po pravilu zbijanje se vrši od niže ivice prema višoj.Pri izvesnim uslovima (vibracije, vlažnost, temperature) kod pojedinih vsta glina moguca je pojava tiksotropije (glina prelati u plastično stanje i gubi na nosivosti). Zato, a imajući u vidu značaj posteljice koja je izložena i

značajno većim opterećenjima u odnosu na niže slojeve nasipa, kao i promenu geotehničkin karakteristika sitnizrnih kohezivnih materijala u zavisnosti od postignutog stepena zbijenosti i promene vlažnosti usled oscilacija nivoa podzemne vode, uslova odvodnjavanja, kapilarnog penjanja vode, dejstva mraza pri izboru i ugradjivanju materijala i ostalim konstruktivnim uslovima, posteljici se mora posvetiti puna pažnja uz neophodnu kontrolu kvaliteta.Faze kontrole kvaliteta postignutog zbijanjem:

- Izbor postupka zbijanja i kriterijuma za ocenu kvaliteta (zapreminska masa u suvom stanju, deformabilnost podloge i zbijenost sloja)

- Kontrola podloge- Kontrola na početku zbijanja (granulometrijaskog sastava, učešća veziva)- Kontrola u toku zbijanja (vlažnosti, temperature, debljine)- Kontrola posle završenog zbijanja (merenjem deformabilnosti, zbijenosti odnosno gustine)

Kada nosivost posteljice nije uniformna mogu se preduzeti sledeće mere:Poboljšanje homogenosti

- Dodatnim zbijanjem,- Odvodnjavanjem i prosušivanjem vlažnosti mesta,- Zamenom, materijalom dovoljne nosivosti,- Popravkom karakteristika materijala njegovom obradom ili postupkom stabilizacije idrauličkim

vezivima.Prilagodjavanje debljine kolovozne konstrukcije geomehaničkim karakteristikama materijala posteljice podelom na odsečke iste nosivosti na kojima se primenjuju kolovozne konstrukcije odgovarajuće debljine. U takvim slučajevima menja se samo debljina donjeg nosećeg sloja, a debljine gornjeg nosećeg sloja i kolovoznog zastora su nepromenjene na celoj deonici.

POSTELJICA OD STABILIZOVANOG MATERIJALA

Pri izgradnji posteljice, ili već bili kog sloja kolovozne konstrukcije, tlo kao osnovni raspoliživi lokalni materijal predstavlja još uvek najekonomičniji putno-gređevinski materijal. Dovoženje materijala sa strane je, kada se uzmu u obzir potrebne količine, vrlo često ekonomski neopravdano. Zato je od velikog značaja da lokalno tlo zadovaljava uslove kvaliteta, da poseduje dobre geomehaničke karakteristike kako bi moglo da se koristi u gradnji. Ukoliko to nije slučaj i neki od kriterijuma nisu zadovoljeni, pribegava se postupcima stabilizacije tla.

Postupci stabilizacije tla ili agregata uglavnom su definisani kao svaki prirodni ili veštački proces kojim se tlo poboljšava u smislu povećane čvrstoće, otpornosti na deformacije ili pomeranje pod primenjenim opterećenjem. Za poboljšanje posteljice vrlo često se primenjiju postupci stabilizacije tla. Naime, u praktičnom radu vrlo često se pri izradi posteljice susrećemo sa koherentnim, glinovitim i mešovitim materijalima, koji pod delovanjem spoljnih nepovoljnih uticaja, kao što su voda, mraz, menjaju svojstva i postaju nestabilni. Za razliku od njih, kameni, šljunkoviti i šljunkovito peskoviti materijali su, ukoliko su dobro zbijeni, stabilniji i pod spoljnim uticajima ne menjaju svojstva u većoj meri. Postoje dva načina za poboljšanje stabilnosti i nosivosti materijala posteljice, a to su: - delimično ili potpuno uklanjanje slabo nosivog nestabilnog materijala tla i zamena sa kvalitetnim zrnastim materijalom;- postupci stabilizacije materijala, koje možemo razvrstati na:

- tradicionalne metode stabilizacije gde spadaju:mehanička stabilizacijastabilizacija vapnom,stabilizacija cementom,stabilizacija bitumenom,

- savramene metode stabilizacije gde spadaju: proizvodi na bazi sintetičkih polimera

enzimi i biološka sredstva lignini, smole i ostali tipovi sredstava za stabilizaciju.

Tradicionalne metode stabilizacije

Mehanička stabilizacija posteljice

Mehanička stabilizacija primenjuje se kod nekoherentnih, jednozrnastih materijala. Stabilnost nekog materijala je obrnuto proporcionalna sadržaju šupljina te iz toga proizilazi da je materijal jednoličnog granilometrijskog sastava nestabilan, jer i u najgušćem rasporedu zrna takav sastav ima veliki procenat šupljina sa malim unutrašnjim trenjem. Ovaj problem i povećanje stabilnosti i nosivosti tla, rešava se korigovanjem granulometrijskog sastava i mehaničkim zbijanjem materijala.To bi najkraće račeno i bio princip mehaničke stabilizacije Vrši se, dakle, dodavanje sitnijeg ili krupnijeg zrnastog materijala postojećem drugačijih dimenzija, tako da sitnija zrna mogu ispuniti šupljine između krupnijih. Naravno, pre ovoga rade se prethodna ispitivanja, gde se na osnovu postojećeg granulometrijskog sastava određuje optimalni sastav i potrebna količina dodatnog materijala ( koji je krupniji ili sitniji od osnovnog). Optimalni sastav postiže se kontinualnom granulometrijskom krivom, koja se nalazi unutar određenih granica odnosno, zadovoljavanjem Fullerovog zakona koji glasi:

p=100* , pri čemu je:

p - procenat zrna koja prolaze kroz otvor sita određene veličine; d - veličina otvora sita; D - prečnik najvećeg zrna.

Takođe, određuje se i optimalna vlažnost i maksimalna prostorna masa po Proctoru. Nakon ovih ispitivanja i kada se odredi potrebna količina i granulacija potrebnog dodatnog materijala, pristupa se potpunom mešanju osnovnog i dodatog materijala na "licu mesta". Postupak je sledeći: vrši se planiranje osnovnog-postojećeg materijala u određenoj debljini, zatim se nanosi i razastire dodati materijal u sloju jednolične debljine, nakon ovoga sledi mešanje ova dva materijala do adekvatne homogenosti rotofrezerima, određivanje optimalne vlažnosti, a potom zbijanje ovako izmešanih materijala i kontrola kvaliteta. Kontrola kvaliteta posteljice od mehanički stabilizovanog materijala podrazumeva proveru sledećih stavki:

- nosivost ili čvrstoću tla posteljice, zavisno od rešenja kolovozne konstrukcije za lako, srednje, teško i vrlo teško saobraćajno opterećenje, izraženo indeksom nosivosti CBR > 2-10%;

- zbijenost posteljice kolovoza mora da je maksimalne zapreminske mase za dati materijal posteljice, odnosno:kod sitnozrnih koherentnih (0,002-0,00002), stepen zbijenosti treba da je 100% od one dobijene stndardnim laboratorijskim postupkom,kod krupnozrnih nekoherentnih tla (0,06-60,00), zahtevani stepen zbijenosti treba da je > 98% zbijenosti stndardnim laboratorijskim postupkom.

- debljina sloja posteljice treba da je ≥ 30cm i primenljiva je za sve tipove kolovoznih konstrukcija i saobraćajno opterećenje od lakog do vrlo teškog.

Na ovaj način sastav materijala je popravljen i postaje stabilniji, posle zbijanja i gušći, pa se tako konačno dobija mehanički stabilan sastav sa velikim unutrašnjim trenjem i boljom nosivošću. Stabilizacija posteljice krečomOva vrsta stabilizacije najčešće se primenjuje na glinovita, koherentna tla. Naime, ove vrste tla su jako osetljive na promenu vlažnosti i pri porastu vlažnosti naglo gube nosivost i teško se ugrađuju. Takođe, krečom se mogu stabilizovati i mešana nekoherentna tla koja sadrže samo određeni, manji procenat gline. u praksi međutim, ovo se retko primenjuje jer za takve materijale postoje ipak prihvatljiviji i optimalniji načini stabilizacije. Gline se mogu svrstati u tri osnovne grupe: kaoliniti, iliti i montmoriloniti.

S inženjerske tačke gledišta najnepovoljnija svojstva, što podrazumeva plastičnost, bubrenje, imaju montmoriloniti,iza njih iliti, a onda koaliniti. Gline su kristalnog sastava u koji ulaze minerali glina. Minerali glina sastavljeni su od molekularnih listića aluminatnog i silikatnog karaktera koji su složeni i povezani na različite načine, pa otuda i različita svojstva glina. U tom smislu, veze između kristalnih jedinica montmorilonita su slabe

pa voda lako ulazi u strukturu minerala, kao posledica toga dolazi do bubrenja i menjanja ostalih geomehaničkih karakteristika. Dodavanjem kreča tlu, sprečavaju se i ublažavaju pomenuti problemi i u mnogome poboljšavaju fizička i geomehanička svojstva tla, npr:

- sadržaj vode u stabilizovanom tlu se snižava,- menja se, u pozitivnom smislu, granulometrijski sastav koji poprima krupnozrnastiju strukturu,- samnjuje se sklonost ka bubrenju, - indeks plastičnosti se snižava na račun smanjenja granice žitkosti i povećanja granice krutosti,- optimalna vlažnost se povećava,- povećava se čvrstoća na pritisak,- povećava se vodonepropustljivost,- povećava se otpornost na smrzavanje tla, ali nije uvek zadovoljavajuća,- povećava se nosivost izražena indeksom nosivosti CBR.

Mehanizam delovanja i izrada stabilizacije krečomZa stabilizaciju krečom, koji je po hemilkom sastavu kalcijum hidroksid Ca(OH) najvažnije su koloidne čestice tla, čije se naelektrisanje menja dodavanjem kreča. Dolazi do složenih pojava i hemijskih reakcija koje na posletku i dovode do određenih željenih promena u svojstvima tla. Kreč dodat glinovitom tlu reaguje sa mineralima glina tako što najpre dolazi do "katjonske izmene". Naime, koloidna čestica je obložena slojem pozitivnih i slojem negativnih jona koj su u ravnoteži. Ove veze nisu jake i kada koloidna čestica dođe u dodir sa katjonima druge vrste, u ovom slučaju to su Ca+ joni jer se kalcijum hidroksid Ca(OH) razlaže se na Ca+ i OH- jone, dolazi do zamene jona-katjonske izmene. Tom izmenom kalcijum biva uključen u sastav glina i obzirom ba se ovo veoma brzo odigrava gotovo da je istog trenutka vidljivo poboljšanje početne čvrstoće, mogućnosti zbijanja, sanju8je vlažnost. Nakon ove reakcije započinje dugotrajna reakcija kreča sa aktivnim silikatima i mineralima gline, takozvana pucolanska reakcija. Silikati se razgrađuju i nastaje nova krisalna faza, pri čemu nastaju kalcijumovi i silikatni hidrati koji slepljuju zrna tla povećavajući na taj način njegovu čvrstoću. Brand je dao svoje viđenje reakcija koje se dešavaju mešanjem glinovitog tla sa krečom i podelio ih je u četri stadijuma:- Početni stadijum: dodati kreč se razlaže na Ca+ i OH-- jone zbog čega minerali gline menjaju svoj elektrostatički potencijal. Najsitnije čestice tla anglomeriraju, menja se struktura, konzistencija i odnos između vlažnosti i zbijenosti u tlu. - Gel stadijum: ova faza je najvažnija kod stabilizacije tla. Nastaje gel masa od kalcijumsko silikatnih hidrata, koja veže zrna minerala i delimično ispunjava šupljine između njih. Ovo sada smanjuje mogućnist upijanja vode pa samim tim i povećava mogućnost štetnog dejstva vode. Iz gel mase postepeno nastaju mikroskopski kristali koji čine sledeći, neolitski stadijum. - Neolitski stadijum: u ovom stadijumu dolazi do porasta čvrstoće u materijalu u odnosu na gel stadijum. - Karbonatni stadijum: on nastaje delovanjem CO iz vazduha i može se opaziti samo na uzorcima koji su bili u dodiru sa vazduhom.Treba znati da kreč nije samostalno vezivo. Vezivo zapravo nastaje iz produkta reakcije kreča i komponenata tla pri čemu minerološki sastav gline uveliko utiče na jačinu reacije. Zato je veoma važno pre stabilizacije izvršiti laboratorijska ispitivanja pogodnosti tla za stabilizaciju krečom kao i prethodni radni sastav-recepturu.Sva ova ispitivanja i još mnoga druga spadaju u osnovnu proveru, tj. kontrolu kvaliteta izrade stabilizacije krečom. ona bi se mogla podeliti na:- prethodna ispitivanja,- tekuća ispitivanja u toku rada,- kontrolna ispitivanja u toku rada.

Prethodna ispitivanja

Ova ispitivanja podrazumevaju, pre svega, određivanje osnovnih svojstava tla, a tu spada granulometrijski sastav, granice konzistencije, sadržaj organskih materija, proktorov opit...Nakon ovoga pristupa se izradi i ispitivanju mešavina tla sa raznim dodacima kreča. Ta sipitivanja treba da daju vrednosti čvrstoće na pritisak, na

valjkastim uzorcima Ø10cm visine 11,7cm, ili Ø15cm visine 15cm. Prema našem standardu SRPS U.E9.026, za posteljicu, čvrstoća na pritisak treba da iznosi najmanje:

0,4MN/m - nakon 7 dana čuvanja u vlažnom prostoru 0,5MN/m - nakon 28 dana čuvanja u vlažnom prostoru

Na osnovu dobijenih rezultata bira se mašavina za recepturu, koja treba da nam pruži uvid u sledeće podatke: - potrebna količina kreča u procentima u odnosu na suvu masu materijala tla, što treba ba bude 3 do 5%,

u izuzetnim slučajevima do 10% mase suvog tla, odnosno oko 10-15 kg/m- optimakna vlažnost mešavine,- maksimalna prostorna masa po proktoru- čvrstoća na aksijalni pritisak,- otpornost na uticaj mraza.

U okviru prethodnih ispitivanja, radi se još i stabilizacija na probnoj deonici. Ovaj postupak podrazumeva najpre usitnjvanje rotofrezerima do određene debljine sloja zemljanog materijala, veličine površine koja je za to predviđena. Debljina slija odnosno debljina usitnjavanja treba da je takva da se nakon mešanja sa vezivom i zbijanja dobije sloj projektovane debljine. Na usitnjeni zemljani materijal, ručno ili mehaničkim razastiračima, što je preporučljivije zbog boljeg ujednačenijeg doziranja, razastire se recepturom određena količina kreča po jedinici površine. Iza toga pristupa se mešanju kreča i zemljanog materijala rotofrezerima,pri optimalnij vlazi, sve do postizanja adekvatne homogenosti. Sledi proces zbijanjakoji se obavlja ježevima, pneumatskim ili glatkim valjcima, sve do jednolične zbijenosti.

Tekuća ispitivanja

Cilj tekućih ispitivanja je da se kontroliše ispravnost postupka i kvalitet izrade, a obavlja ih u toku rada izvođač. Ova ispitivanja treba da nam daju informacije o sledećim karakteristikama:- nivo zbijenosti na 500m (traži se 100% standardnog Proktora),- indeks CBR na svakih 2000m (za posteljicu treba da iznosi minimum 15%),- granulometrijski sastav najmanje na 3000m ,- vlažnosti,- čvrstoća na pritisak na svakih 1000m ,- debljina stabiliziranog sloja na svakom poprečnom profilu,- ravnost ( traži se 3mm mereno letvom dužine 4 metra).

Kontrolna ispitivanja

Kontrolna ispitivanja obavlja investitor, a cilj im je konačna potvrda postignutog kvaliteta. Obuhvataju uglavnom ista ispitivanja kao i tekuća, ali sa manjom gustinom ispitivanja, odnosno sa manjim brojem uzoraka.

Stabilizacija posteljice cementom

Stabilizacija cementom primenjuje se kod skoro svih vrsta tla. Ipak, najbolji učinak se postiže kod nekoherentnih tla gde spadaju šljunkovita i peskovita tla. Kod koherentnih tla i onih koji su na prelazu između koherentnih i nekoherentnih učinek je nešto slabiji, odnosno,što je tlo sitnozrnije potrebna je veća količina cementa. Glina na primer, traži mnogo cementa pa kod nje postupak i nije ekonomičan.

Vrsta tlaSadržaj cementa

u procentima mase suvog tla

u kg/m za sloj debljine 20 cm

Pesak i prašinasti pesak 6 do 10 22 do 30

Jednozrni pesak 8 do 12 28 do 37

Prašinasto tlo 7 do 12 22 do 37

Glina 10 do 16 34 do 45Tabela 5. Potrebne količine cementa za stabilizaciju pojedinih materijala

Posteljica kolovoza zavisno od tipa kolovozne konstrukcije (lak do vrlo težak saobraćaj), modifikuje se cementom u debljini 15-30cm. Pored efekata u racionalizaciji same kolovozne konstrukcije, posteljica modifikovana cementom ne menja ili malo samo menja svoja svojstva sa promenom vlažnosti, odnosno ne odlaže radove na kolovozu usled padavina i raskvašenja tla, promenom temperature i drugih klimatskih faktora. Zato predstavlja prilično pogodnu i pouzdanu podlogu.Za stabilizaciju materijala cementom koriste se cementi nižih čvrstoća kao što su PC-25 i PC-35. Koločine se usvajaju nakon izvršenih laboratorijskih istraživanja.

Mehanizam delovanja cementne stabilizacije

Kada govorimo o stabilizaciji posteljice cementom, moramo razlikovati delovanje stabilizacije cementom na nekoherentna i koherentna tla.Kod nekoherentnih tla, gde spadaju šljunak i pesak, pri mešanju sa cementom i vodom dolazi do hidratacije cementa. Pri tome se stvaraju kalcijumovi i aluminijumovi hidratati i dolazi do slepljivanja i povezivanja zrnaca. Zbog relativno male količine cementa, koja se kreće od oko 6% do 12% mase suvog tla, odnosno 22 do 37kg/m , obavijanje zrnaca je nepotpuno, tako da sastav ima veliku poroznost. Ipak on je čvrst i stabilan pa mu je znatno poboljšana otpornost na delovanje vlage i mraza. Kod mešavine koherentnog tla i cementa dolazi do hidratacije i pojave vezivanja čestica tla. Dodatkom manje količine cementa u stabilizacijskoj mešavini mogu se stvoriti jezgra, koja međusobno nisu povezana, ali ipak učvršćuju strukturu. Kod većih količina cementa razvija se fini cementni skelet koji prožima materijal i poboljšava mu mehaničke karakteristike. Osim toga javlja se i dodatni stabilizacijski efekat. Naime pri hidrataciji cementa oslobađa se određena količina živog kreča koji zatim stupa u reakciju sa aktivnim silikatima i mineralima gline iz tla i u jednom dužem periodu dodatno povećava čvrstoću materijala.Što se tiče izrade cementne stabilizacije, ona je vrlo slična onoj kod stabilizacije krečom. Potpuno je mehanizovana i radi se na licu mesta i to u četiri faze:- priprema planuma posteljice razlikuje se kod useka i nasipa. Ako se radi o posteljici u useku onda se tlo profiliše i planira prema projektu, a poželjno je još tada ostveriti zahtevanu optimalnu vlažnost. Ako se radi o posteljici u nasipu, onda se po odgovarajućim zahtevima izvede sloj ispod onoga koji treba da bude stabilizovan i na njega nadoveže sloj tla u debljini koja će nakon stabilizovanja odgovarati projektovanoj debljini sloja.- razastiranje cementa vrši se u potrebnoj količini na jedinicu površine, a pomuću samohodnih ili vučenih mehaničkih razastirača.- sitnjenje tla i mešanje sa cementom je jako važna faza u izradi cementne stabilizacije. Potrebno je da rotofrezer, koji inače obavlja ove dve operacije, pređe onoliko puta površinu sve dok se tlo propisno ne usitni a cement jednolično ne pomeša sa tlom. U procesu mešanja nekada je potrebno dodati određenu količinu vode radi pravilnog zbijanja.- valjanje se obavlja glatkim, vibracionim ili valjcima sa gumenim točkovima. Nakon završenog valjanja sloj od stabilizovanog materijala treba kvasiti još neki period kako bi se izbegao gubitak vlage, a sloj mogao nesmetano da razvije propisanu čvrstoću. Posle sedam dana, obično, smatra se da je posteljica dobro nosiva i sposobna za gradilišni promet i izgradnju kolovozne konstrukcije.

Izrada cementne stabilizacije i kontrola kvaliteta

Kao i kod stabilizacije krečom, i stabilizacija tla u posteljici cementom podleže uobičajenom sistemu kontrole kvaliteta.Sprovode se:- prethodna ispitivanja,

- tekuća ispitivanja,- kontrolna ispitivanja.

Prethodna ispitivanjaDa bi proces stabilizacije bio uspešan i izveden u najkraćem roku i uz najmanji utrošak materijala potrebno je pre početka proizvodnje stabilizacijske mašavine izvršiti određena laboratorijska ispitivanja koja će pružiti uvid u pogodnost sastavnih materijala, (što podrazumeva osnovni materijal, vezivo, vodu), za upotrebu.Pogodnost osnovnog materijala određuje se na osnovu geomehaničkih karakteristika kao što su:- granulometrijski sastav,- sadržaj organskih i štetnih materija,- kalifornijski indeks nosivosti CBR,- granice konzistencije,- prirodna vlaga,- optimalna vlažnost i maksimalna prostorna masa po Proktoru.Na isti način ispituje se kvalitet i pogodnost za upotrebu cementa.Nakon ovoga izrađuje se prthodni radni sastav-receptura, kojom se utvrđuje učešće u masenim postocima svih sastavnih materijala. Mešavine tla sa određenim dodacima cementa ispituju se u pogledu čvrstoće i otpornosti prema vodi i smrzavanju , na temelju čega se i određuje receptura. Potrebna koločina cementa dosta varira u zavisnosti od vrste tla i vrste cementa. Ona se određuje tako da bude minimalno potrebna da se zadovolje traženi zahtevi i to ne samo zbog ekonomičnosti, već i zbog opasnosti da ne dođe do pojave pukotina.Recepturom se određuje:- procenat cementa u odnosu na suvu masu materijala,- minimalna čvrstoća koja treba da iznisi: 1,4MN/m - nakon 7 dana

1,75MN/m - nakon 28 dana, - optimalna vlažnost mešavine tlo-cement po standardnom proktorovom opitu,- maksimalna suva prostorna masa po Proktoru,- da li je stabilizovani materijal otporan prema vodi i eventualno prema smrzavanju.

Tekuća ispitivanja

Tekuća ispitivanja obuhvataju:- ispitivanje indeksa nosivosti CBR na svakih 2000m ,- ispitivanje granulimetrijskog sastava najmanje na svakih 3000m , kao i pri svakoj uočljivoj promeni svojstava zemljanog materijala,- stalnu kontrolu usitnjenosti zemljanog materijala, - ispitivanje osnovnih parametara kvaliteta veziva,- ispitivanje procenta zbijenosti na svakih 500 m , koji mora da iznosi 100%,- ispitivanje pritisne čvrstoće na svakih 1000m ,- stalna kontrola nosivosti, tačnosti profila i debljine sloja- ispitivanje vlažnosti zemljanog materijala najmanje jednom u toku dana.

Kontrolna ispitivanja

Kontrolna ispitivanja obuhvataju:- kontrola ravnosti letvom dužine 4m, pri čemu odstupanje ne sme biti veće od 3cm,- tačnost profila i debljine na svakih 4000m ,- ispitivanje kalifornijskog indeksa nosivosti CBR na svakih 4000m , pri čemu CBR treba da iznosi najmanje 20%,- ispitivanje čvrstoće na pritisak na svakih 4000m , ( kod posteljice koja je u zoni smrzavanja ispituje se i pad čvrstoće na pritisak na uzorcima izloženim odgovarajućem broju ciklusa smrzavanja i odmrzavanja , pri čemu ne sme biti veći od 20%.

Savremene metode stabilizacije

Broj savremenih materijala koji mogu da se koriste za stabilizaciju posteljice raste iz godine u godinu. I ne samo da se pojavljuju novi materijali, već su i proizvođači nekih tradicilonalnih sredstava za stabilizaciju, npr. proizvođači cementa, radi unapređenja delovanja cementa kao stabilizacijskog sredstva, razvili određene proizvode u obliku aditiva, koji u znatnoj meri poboljšavaju karakteristike tako stabiliziovanog tla u odnosu na klasično korišćena sredstva. Broj na tržištu dostupnih proizvoda ove vrste se povećava, ali obzirom da se ona tek od skora primenjuju nema mnogo dokaza o dugoročnosti, odnosno delovanja tih savramenih sredstava za stabilizaciju na duži vremenski period.Jedinstvena podela savremenih materijala koji se mogu primenjivati u postupcima stabilizacije posteljice, slabe nosivosti i nepovoljnih karakteristika, do danas ne postoji. Ona koja se za sada čini najpogodnija je podela u nekoliko osnovnih grupa gde spadaju proizvodi na bazi sintetičkih polimera, proizvodi na bazi enzima, jonski proizvodi, lignini, proizvodi na bazi smola i ostali.

Proizvodi na bazi sintetičkih polimera

Na tržištu je danas dostupan veliki broj sredstava na bazi sintetičkih polimera. Dostupni su uglavnom u obliku emulzija ili u praškastom obliku. Ako se nalaze u obliku emulzija primena im je vrlo jednostavna. Polimerna emulzija uobičajeno sadrži 40-50% polimera i 1-2% emulgatora rastopljenih u vodi. Koda se nalaze u praškastom obliku polimeri su obično pomešani sa nekim drugim materijalima kao što su kreč ili leteći pepeo, tako da polimeri obavijaju čestice tih materijala.Polimeri u tlu mogu delovati na više načina. Na primer akril polimeri pri sušenju očvršćuju i razvijaju hemijsku vezu koja slepljuje zrna. Neki od polimernih materijala deluju i kao enzimi o kojima će kasnije biti reči.Najveći broj proizvoda na bazi polimera namenjenih stabilizaciji posteljice su vinil acetati ili akril kopolimeri. Od proizvoda na bazi polimera poznatiji su: Aerosprey 70 A, Earthbound, PolyPavement, PX-300, Soil Sement i TerraBound.

Proizvodi na bazi enzima

Osnovnu strukturu enzima čine proteini koji biološki gledano deluju kao katalizatori. Za stabilizaciju posteljice sredstvima na bazi enzima pogodna su tla sa udelom prašinastih čestica, čestica gline i organskog materijala više od 20%.Enzimi koji se dodaju u tlo ostaju stalno reaktivni. Deluju tako da u tlu sintetizuju određene grupe hemijskih komponenata i njihovo delovanje ograničavaju na određene veze u materijama sa kojima reaguju. Delovanje enzima raspršenih po tlu može biti raznovrsno. Reakcija koju izazivaju može dovesti do razbijanja veza između kristalnih jedinica minerala gline, katjonskom izmenom ili spajanjem katjona sa ostalim spojevima, uz pomoć organskih molekla. Razbijanjem veza između kristalnih jedinica minerala gline smanjuje se njihova veličina čime se olakšava njihovo povezivanje sa organskim materijama. Ako se koriste sredstva za stabilizaciju na bazi enzima, posebnu pažnju treba posvetiti zbijanju, kojim se omogućuje gusto slaganje čestica i započinjaje procesa povezivanja. Enzimi zahtevaju određeni period nege, minimum 72h, što može nekad da predstavlja otežavajuću okolnost u njihovoj primeni, ovo se posebno odnosi na područja sa vlažnom klimom.Od proizvoda na bazi enzima poznatiji su: BIo cat 300-1, Perma-Zyme 11X, Terrazyme, UBIX No.0010, Endirazyme i brojni drugi.

Jonski proizvodi

Sredstva za stabilizaciju na bazi jona, koja sadrže elektrolite, utiču na osnovnu prirodu minerela gline. Kada je u tlu sadržaj vlage normalan, elektroliti se prenose osmozom. Oni otpuštaju apsorbovanu vodu pretvarajući se pritom u gustu suvu masu. Prema informacijama koje daju proizvođači, sredstva na bazi jona su delotvornija ako je sadržaj finih čestica najmanje 35% mase suvog tla i ako postoji određeni udeo minerela glina u sastavu sitnih čestica.Obradu sa jonskim sredstvima za stabilizaciju treba obaviti kada je tlo u stanju najpovoljnije vlažnosti ili blizu potpunog zasićenja. Ako se postupak stabilizacije sprovodi na maloj dubini, moguće je dobiti vrlo glatku površinu po kojoj odvijanje gradilišnog saobraćaja nije preporučljivo. Prema nekim stranim autorima, obrada tla sredstvima za stabilizaciju na bazi jona može se izvršiti i duboko ispod površine tla injektiranjem. Nakon ovakve

stabilizacije, a zatim adekvatnog zbijanja, ciklusi sušenja i vlaženja i smrzavanja i odmrzavanja nemaju nikakvog uticaja na obrađeni materijal.Najveći broj proizvoda koji se ubrajaju u ovu grupu proizvode se na bazi sulfoniranih ugljovodonika. Kako su se u postupcima stabilizacije tla pokazali kao veoma uspešni, u daljem će uslediti kratki opis delovanja ovih proizvoda. Sam naziv opisuje glavni aktivni sastojak ovih proizvoda. Sulfatni naftni proizvodi, u osnovi su proizvodi koji deluju na površini. Glavni reagens su dvodelni molekuli. Jedan deo molekula apsorbuje se na površini čestica gline, smanjujući im kapacitet jonske zamene. Usled ove transformacije minerala gline onemogućena im je apsorpcija vode, odnosno gline se iz hidrofilnih pretvaraju u hidrofobne. Druga komponenta deluje kao ulje koje omogućuje bolju pokretljivost čestica pa time i omogućuje postizanje boljih rezultata zbijanja uz primenu manje energije. Upotrebom ovih materijala za stabilizaciju postiže se veća gustina u suvom stanju za određenu energiju zbijanja u poređeju sa prirodnim tlom. Sulfatni naftni proizvodi su prema tome proizvodi koji omogućuju lakše zbijanje, a nisu vezivo. Promene karakteristika materijala su očigledne:

- tlu se smanjuje indeks plastičnosti i optimalna vlažnost,- smanjuje se bubrenje i skupljanje, - povećava maksimalna suva prostorna masa,- povećava čvrstoća na pritisak, - povećava sa kalifornijski indeks nosivosti CBR,- povećava se krutost, - smanjuje vodonepropustljivost,- tretirano tlo postaje manje osetljivo na promene vlažnosti.U ovu grupu ubrajamo sledeće proizvode: Conaid, CBR-Plus, Consolid, Condor, ISS2500, RRP 235, Pennzsupress i još mnogi drugi.

Lignini i proizvodi na bazi smola

Lignin je prirodni polimer, bitan sastojak drva. Sulfatni lignin koji se koristi pri stabilizacijama dobija se pri preradi drveta prilikom proizvodnje celuloze. Proizvodi na bazi lignina pokazali su se kao dobra sredstva za kratkotrajno povećanje nosivosti. Istraživanja su pokazala da se dodatkom od 5% lignosulfata osigurava vodonepropusnost u prašinastim peskovima. Grupa sredstava za stabilizaciju na bazi smola obuhvata širok raspon proizvoda. Deo tih sredstava su prirodni proizvodi, što znači da su biodegradibilni i kao takavi imaju prilično kratkotrajan učinak. Sa druge strane, proizvodi na bazi uljanih smola, koji kao nerazgradivi imaju trajniji učinak, pripadaju u, za okolinu, niskorizične proizvode.Mehanizam delovanja koji karakteriše ovu grupu proizvoda sastoji se u oblaganju i povezivanju sitnih čestica tla. Neke od smola na bazi kojih su spravljeni ovi proizvodi pri tome mogu stvarati hidrofobnu površinu nakon obavijanja sitnih čestica. Kao i kod lignina i ovi proizvodi su kratkotrajnog dejstva pa se kao takvi ne preporučuju za primenu stabilizacije posteljice, već samo kada se žele privremeni učinci.Ostali proizvodi Grupu ostalih proizvoda predstavljaju sredstva koja se sastoje od kombinacije barem dvaju različitih sastojaka od kojih se svaki za sebe može svrstati u neku od navedenih grupa proizvoda, ali se u proizvodu u kojem se pojavljuje u kombinaciji ni jednom ne može dati atribut prioritetnoga, kao ni ona koja se ne mogu svrstati ni u jednu od prethodno pobrojanih grupa.Primena savremenih materijala za stabilizaciju posteljice u hrvatskoj

U našoj zemlji i okolnim zemljama, savremena sredstva za stabilizaciju tek od skoro su prisutna na tržištu. Iz tih razloga, nema mnogo dokaza o duogročnijem delovanju istih. Najviše istraživanja na tu temu rađeno je u Hrvatskoj. U proteklom desetogodišnjem periodu napravljeno je nekoliko probnih polja radi promocije ili dokazivanja upotrebljivosti takvih proizvoda. Najprimeljivaniji proizvod je GeoCrete, međutim i on je primenjen tek na nekoliko gradilišta.

GeoCrete je materijal koji se pri postupku stabilizacije tla uptrebljava kao dodatak cementu, pri čemu se nakon mešanja postojećeg tla sa stabilizacijskom mešavinom stvaraju, prema navodima proizvođača, elastični nosivi slojevi visoke čvrstoće. Priemnjije se kod temeljnih i nosivih slojeva puteva svih kategorija.

Po svom sastavu GeoCrete, beli praškasti materijal, je kombinacija alkalnih i alkalno zemljanih teretnog materijala, čvrstoću na savijanje, otpornost tla na dejstvo mraza, aprimenom elemenata. Ona potpomaže proces hidratacije cementa i sprečava delovanje fulvinskih i karbonskih kiselina. Usled hidratacije cementa dolazi do

strukturne promene i mineralizacija tla zbog čega se znatno povećavaju statički i dinamički modul elastičnosti, čvrstoća usled pritiska, odnosno dodatkom ovog materijala moguće je stabilizovati i tla sa većim udelom organskih materija. povrh svega, upotrebom GeoCreta potpomaže se imobilizacija štetnih materija koje negativno utiču na okolinu. Tu pre svega spadaju teški metali kao i neke organske supstance koje primenom ovog materijala bivaju "ugrađene" u nove kristalne strukture u tlu.

Primena GeoCrete u Hrvatskoj

Radi dokazivanja učinkovitosti analize dejstva cementa sa dodatkom GeoCrete u Hrvatskoj je u proleće 2006. godine, izrađeno probno polje površine 75m , sa desne strane na trasi budućeg paralelnog puta.

Probno polje izrađeno je u zemljanom materijalu sa visokim udelom organskih materija oko 15,6%, prirodna vlažnost tla iznosila je 33,4%, granica tečenja materijala tla iznosila je 86 98%, grnica krutosti 29, 89%, indeks plastičnosti tla u području probnog polja iznosio je 57,09%, laboratorijski izmerena vrednosti CBR-a bila je 6,2%, dok ispitivanje modula stišljivosti metodom kružne ploče nije davalo merljive rezultate.

Sloj od cementom stabilizovanog zemljanog materijala uz dodatak GeoCreta na probnom polju na deonici državnog puta D-41 Vrbovec- Gradec, ugrađivalo je preduzeće STRABAG d.o.o. postupkom mešanja na licu mesta uz primenu predviđene mehanizacije za takvu tehnologiju. Na navedenu površinu jednolično je razastrto 200kg GeoCreta dok je cement CEM II/B (V-LL) 32,5 R, proizvođača Holcim d.o.o., doziran u koločini od 60 kg/m Razastiranje cementa izvršeno je cisternom za razastiranje cementa sa dozatorom, dok je za mešanje tla i cementa upotrebljena mešalica Wirtgen-recicler WR 2000, a do dubine od 30cm. Umešavanje tla i mešavine cementa sa dodatkom GeoCreta sprovedeno je bez dodatka vode, a uz broj prelaza potreban da se zemljani materijal potpuno usitni. Sloj je zbijen valjanjem statičkim valjkom i negovan površinskim vlaženjem vodom.

Terenska ispitivanja

Terenskim ispitivanjem bilo je predviđeno samo ispitivanje modula stišljivosti metodom kružne ploče prema hrvatskoj normi HRN U.B1.046. Pre dodatka mešavine cementa i GeoCreta ispitivanje modula stišljivosti metodom kružne ploče nije dalo merljive rezultate.

Ispitivanje modula stišljivosti Ms metodom kružne ploče 24h nakon ugrađivanja sloja sa dodatkom mešavine cementa i GeoCreta sprovedeno je na dve lokacije. Na prvoj lokaciji, na stacionaži 18+385 km, dobijena je vrednost modula stišljivosti Ms=46,1 MN/m , dok je na drugoj lokaciji, na stacionaži 18+405 km, modul stišljivosti iznosio Ms=166,7MN/ m . Na žalost ispitivanje modula stišljivosti nisu sprovedena u kasnijem razdoblju, tako da eventualni prirast vrednosti nije poznat. Međutim, i ova ispitivanja sprovedena 24h nakon ugradnje sloja pokazala su znatno povećanje modula stišljivosti, tako da je njegova vrednost od nemerljive porasla na vrednost koja je veća od minimalno tražene vrednosti za posteljjcu od zemljanog materijala, a koja prema opštim tehničkim uslovima za radove na putevima iznosi 30 MN/m .

Laboratorijska ispitivanja

Opseg prediđenih laboratorijskih ispitivanja bio je znatno širi od terenskih. Predviđao je određivanje vlažnosti materijala tla određivan prema hrvatskoj normi HRN U.B1.012, granulometrijskog sastava prema HRN U.B1.018, gustoće, sadržaj sagorljivih i organskih materija prema HRN U.B1.014, optimalni sadržaj vode standardnim Proktorovim postupkom prema HRN U.B1.038, konzistenciju tla, čvrstoću na pritisak nakon sedam dana prema HRN U.B1.030., bubrenje prema HRN U.B1.042., zatim CBR na prirodnom tlu sa i bez dodatka mešavine cementa i GeoCreta. Pregled rezultata sprovedenih laboratorijskih ispitivanja dat je u tablici 10.

Mesto uzimanja uzorka:Probno polje

bez dodatakasa dodatkom cementa i GeoCreta

Prirodna vlažnost, % 33,4 20,0

St. Proctornajpovoljnija vlaga, %suva prostorna masa, Mg/m

27,2 23,9

1,403 1,599

Konzistencija tlagranica tečenja, %granica krutosti, %indeks plastičnosti, %

86,98 30,67

29,89 16,88

57,09 13,79

Granulometrijski sastav

koeficient nejednakosti U% čestica manjih od 0,02mmjpromer najvećeg zrna, mm

113,86 45,77

86,91 16,434,0 2,0

Bubrenje, % 1,7 0

CBR, % 6,2 75

Suva prostorna masa, Mg/m 1,410 1,644

Organske materije, mase % 15,6 -

Gustina tla, Mg/m 2,492 2,642

Čvrstoća na pritisak nakon 7 dana (MN/m ) namerljivo 0,3

Suva prostorna masa, Mg/m 1,388 1,620

tabela 10.

Analiza rezultata ispitivanja

Na slici 3 dat je grafički prikaz granulometrijskog sastava uzoraka pre i posle dodatka mešavine cementa i GeoCreta. Pre dodatke stabilizacijske mešavine uzorak je predstavljao mešavinu zrna od 0 mm do 4mm sa koeficientom nejednakosti U=113,86, dok je nakon stabilizacije uzorak predstavljao mešavinu zrna od 0 do 2,0 mmsa koeficientom nejednakosti U=45,77.

Na slici 4 dat je grafički prikaz odnosa vlažnosti i suve prostorne mase pri zbijanju određen standardnim Proktorovim postupkom, pre i posle stabilizacije. Ovo poboljšanje odnosa je direktna posledica radikalne promene granulimetrijskog sastava. Optimalna vlaga prirodnog tla iznosila je W =27,2%. a nakon dodatka stabilizacijske mešavine smanjila se na 23,9%. Najveća suva prostorna masa se pritom sa 1.403 Mg/m povećala na 1,599 Mg/m . Stabilizacijom osnovnog materijala poboljšana je postojanost materijala na vodu. Parametri

nosivosti pre stabilizacije bili su nemerljivi do veoma loši. Nakon dodatka stabilizacijske mešavine, laboratorijski i terenski parametri nosivosti su porasli do vrednosti koje se inače postižu upotrebom bitno kvalitetnijih materijala.

Nakon izvršenih laboratorijskih ispitivanja čije su uporedne vrednosti date u tabeli 10, može se sa sigurnošću doći do zaključka da je materijal koji je bio neupotrebljiv za temeljno tlo, dodatkom cementa i GeoCreta dobio karakteristike koje zadovoljavaju kriterijume za posteljice od zemljanih materijala.

Klasifikacijska geomehanička ispitivanja pokazala su da osnovni materijal pripada visokoplasričnm glinama sa udelom zrnastih organskih materija i gustoćom od 2,492 Mg/m . Sabilizovani materijal možemo svrstati u niskoplastične gline bez organskih primesa, uz porast gustoće materijala na 2,642 Mg/m .

Zanimljivo bi bilo da je paralelno sa ovim načinom stabilizacije sprovedena stabilizacija sa nekim drugim tradicionalnim sredstvom, na primer samo sa cementom ili krečom. Na taj način bi se najbolje moglo videti koliki je zapravo veći doprinos i učinak savremenih metoda od tradicionalnih metoda stabilizacije. Na žalost, ne samo to već nije bilo moguće sprovestini ispitivanja u nekom daljem razdoblju jer je vrlo kratko nakon izrade probnog polja ono i uništeno.

Budući da se probna deonica radila bez laboratorijski dobijenog prethodnog radnog sastava, izostala je informacija o najpovoljnijem doziranju pojedinih komponenata mešavine, što je veoma bitno pri ekonomskoj analizi ovog tipa mešavine.

PowerCem

PowerCem je praškasta supstanca koja se koristi u različite svhe, ali pre svega kao dodatak (aditiv) cementu, mada se u nekim slučajevima koristi i samostalno. On nije toksičan ni štetan po okolinu.Sastoji se od zemnoalkalnih metalnih oksida, odabranih i specijalno dizajniranih sintetičkih zeolita, prirodnih zeolita i kompleksnig aktivatora. Njeno dejstvo zasnovano je na fizičko hemijskim procesima i ima osobine katalizatora, jonskog izmenjivača, neutralizatora, absorbera. PowerCem je materijal koji omogućava primenu cementa u oblastim agde se cement do sada nije značajnije ili nije ni malo koristio. Ima široku primenu za poboljšanje karakteristika građevinskih materijala i vrlo uspešno koristi se za stabilizaciju posteljice i omogućava značajne uštede kod izgradnje posteljice od koherentnih materijala u smislu osetnog smanjenja debljine posteljice, kao što je to prikazano u tabeli 7.

Parametri

Konvencionalno rašenje PowerCem i cement korišćen sa in situ materijalom kao osnovom

Betonska osnova Bitumenska osnova

Debljina posteljice(mm) 750 750 250

Dubina osnove (mm) 250 400 235Ukupna debljina (mm) 1000 1150 485

Koeficient redukcije 1000/485=2,06 1150/485=2,37

Tabela7. Prikaz smanjenja debljine posteljice primenom PowerCem-a

Npr. Za osovinsko opterećenje od 80 kN i loš osnovni materijal na terenu sa CBR-om od 2% uz primenu PowerCem-a, u zavisnosti od lokalnih uslova, smanjuju se troškovi izgradnje za oko 40% a troškovi održavanja za 80%.

Zaključak Pri izgradnji puteva vrlo često je nemoguće izbeći deonice na kojima temeljno tlo ili tlo posteljice ne

mogu da zadovolje minimalne zahteve kvaliteta koje projekat ili neki opšte važeći propisi zahtevaju. U takvim slučajevima stabilizacija tla igra ogromnu ulogu, gledano sa više aspekata. u današnje vreme ogromni učinci u smislu poboljšanja nosivosti primenom konvencionalnih metoda bivaju još i veći primenom savremenih sredstava stabilizacije. U svetu se sve češće primenjuju nekonvencionalni materijali koji se primenjuju samostalno ili u kombinaciji sa nekim od klasičnih materijala kao što su kreč illi cement, koji u znatnoj meri pospešuju njihovo delovanje. Ova sretstva se upotrebljavaju pri poboljšavanju karakteristika slabo nosivog tla posteljice, ali jednako tako i kao sredstva koja omogućuju upotrebu materijala lošijih karakteristika pri izgradnji gornjih nosećih slojeva kolovozne konstrukcije.

Na žalost u našoj zemlji i nekim zemljama u okruženju, kao što su sve bivše zemlje SFRJ izuzev Slovenije, ova sredstva za sada još nisu u upotrebi (zbog cene ili nekog drugog razloga), ali tamo gde su upotrebljena pokazala su da svojom učinkovitošću opravdavaju nešto višu cenu od cene koštanja konvencionalnih sredstava. Ova sredstava su se pokazala pogodnim za primenu kod tla vrlo loših geomehaničkih karakteristika, zaglinjenim materijalima , organskim tlima i kod svih ostalih tla osetljivih na dejstvo vode.

Ako se uporede cene pojedinih klasičnih materijala koji se rade za poboljšanje karakteristika slabo nosivih tla, koje se kreću oko 110-150 $/t za cement, 130-180 $/t za kreč, 30-60 $/t za leteći pepeo, 300-400 $/t za bitumen, sa cenema ovih nekonvencionalnih materijala koje se kreću od 600-900 $/t, uočljivo je da je njihova cena bitno veća od cene konvencionalnih materijala. Međutim pri analizama svakako treba uzeti u obzir činjenicu da je količina ovih novih materijala koja je potrebna da se postigne isti stabilizacijski efekat kao upotrebom konvencionalnih materijala višestruko manji.