skripta MO1

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA STAVEBNÍ
DR. ING. MICHAL VARAUS
POZEMNÍ KOMUNIKACE II
MODUL 1
ZEMINY, ZEMNÍ PRÁCE

STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
Pozemní komunikace II · Modul 1


































© Michal Varaus, Brno 2005
- 2 (31) -

OBSAH
1 Úvod. ..............................................................................................................4
1.1 Cíle........................................................................................................4
1.2 Požadované znalosti..............................................................................4
1.3 Doba potřebná ke studiu .......................................................................4
1.4 Klíčová slova.........................................................................................4
2 Zeminy – klasifikace, zkoušení, zemní práce .............................................5
2.1 Základní rozdělení.................................................................................5
2.2 Zkoušky zemin......................................................................................5
2.2.1 Sítový rozbor a čára zrnitosti ..................................................6
2.2.2 Přímá zkouška míry namrzavosti zemin.................................9
2.2.3 Mez tekutosti, mez plasticity, index plasticity, index
konzistence............................................................................10
2.2.4 Zkouška Proctor standard a Proctor modifikovaný ..............11
2.2.5 Californský index únosnosti (CBR)......................................13
2.3 Klasifikace zemin pro dopravní stavby...............................................14
2.3.1 Úprava zemin........................................................................17
2.4 Zatřídění zemin podle rozpojitelnosti .................................................17
2.5 Kontrola míry zhutnění zemin a sypanin ............................................18
2.5.1 Přímé metody:.......................................................................18
2.5.2 Nepřímé metody : .................................................................20
3 Vodní režim v podloží vozovky .................................................................21
4 Technické geotextilie ..................................................................................22
5 Stroje pro stavbu silnic – základní přehled..............................................23
5.1 Rýpadla ...............................................................................................23
5.2 Nakladače............................................................................................24
5.3 Dozery.................................................................................................25
5.4 Skrejpry...............................................................................................25
5.5 Grejdry ................................................................................................26
5.6 Dampry................................................................................................27
5.7 Zhutňovací stroje.................................................................................27
6 Závěr............................................................................................................30
6.1 Shrnutí.................................................................................................30
6.1.1 Seznam doplňkové studijní literatury ...................................30










- 3 (31) -
Pozemní komunikace II · Modul 1
1 Úvod
1.1 Cíle
Cílem je seznámit Vás se základními druhy zemin, jejich zatříděním pro
potřeby dopravních staveb a základními zkouškami. Dále jsou uvedeny
požadavky při budování zemního tělesa, informace o vodním režimu v podloží,
funkce a druhy geotextilií. Poslední kapitola má poskytnout základní přehled o
strojích, které se používají při stavbě vozovek.
1.2 Požadované znalosti
Pro studium musíte znát inženýrskou geologii, mechaniku zemin. Dále je zapo-
třebí oživit znalosti z fyziky pevných látek a kapalin.
1.3 Doba potřebná ke studiu
Doba potřebná pro nastudování tohoto modulu se odhaduje na cca 8 hodin .
1.4 Klíčová slova
zemina, zatřídění, zkoušky zemin, vodní režim, geotextilie, podloží vozovky,
stroje pro stavbu silnic,

- 4 (31) -

2 Zeminy – klasifikace, zkoušení, zemní práce
2.1 Základní rozdělení
Materiály zemního tělesa jsou horniny a zeminy, jejichž názvosloví a pojme-
nování, geologické zařazení a popis stanoví ČSN 72 1001 “Pomenovanie a opis
hornin v inženierskej geológii”. Většina inženýrských oborů si vytvořila různá
doplnění nebo zjednodušení klasifikace zemin podle charakteristických vlast-
ností, které jsou pro jednotlivé obory důležité.
Pro dopravní stavby vznikla norma ČSN 72 1002 “Klasifikace zemin pro do-
pravní stavby”.
Co je to zemina?
Zemina = sypká nebo slabě zpevněná, snadno rozpojitelná hornina
Rozlišujeme:
• Nesoudržné zeminy (sypké): zrna nejsou vázána žádnými silami (nebo jen
malými), pevnost ve smyku je zajištěna pouze třením mezi jednotlivými
částicemi (zrny).
• Soudržné zeminy: Zdrojem pevnosti ve smyku jsou molekulární a chemic-
ké vazby mezi částečkami zeminy. Jde o zeminy, které jsou schopny plas-
tických deformací. Částice soudržných zemin mohou mít velikost zrn
< 0,002 mm. Nasáváním vody mohou bobtnat a vysoušením se smršťovat.
V suchém stavu jsou křehké, ve vlhkém stavu jsou tvárné a lepivé.
Zeminy vznikly z pevných hornin zvětráváním a rozpadnutím působením vět-
ru, vody a změnami teploty. K tomuto jevu dochází buď na místě nebo je roz-
volněný materiál přemísťován (vodou, větrem, ledovcem) a vznikají nánosy
(spraš, sprašová hlína). Mechanické vlastnosti i chemické složení těchto “náno-
sů” je různorodé.
Mechanická pevnost zemní konstrukce je značně ovlivněna intenzitou hutnění
a vlhkostí zemin a vzhledem ke složitosti těchto vztahů je velmi obtížné ji ur-
čovat analytickou metodou. Teoreticky lze pomocí Boussinesqovy teorie vypo-
čítat napětí, jež vznikají v zemině podloží a porovnat je s dovoleným napětím,
které vyhovuje vnitřní rovnováze.
Je taktéž velmi obtížné stanovit parametry a jejich proměny u všech druhů ze-
min, z nichž se staví silniční těleso, a proto je účelné charakterizovat zeminu
několika základními mechanickými a fyzikálními vlastnostmi zjištěnými po-
měrně snadnými zkouškami.
2.2 Zkoušky zemin
Základní zkoušky, které se provádějí na zeminách při stavbě vozovek :
• granulometrické složení (sítový rozbor) ⇒ zjednodušené hodnocení namr-
zavosti zemin
• mez tekutosti w
l
, mez plasticity w
p
, mez smršťování w
s

- 5 (31) -
Pozemní komunikace II · Modul 1
• index plasticity I
p

• index konzistence I
c
(pro stanovení vodního režimu v podloží)
• Proctorova zkouška
• Zkouška CBR (za optimální vlhkosti)
• Přímá zkouška namrzavosti zemin
• Relativní ulehlost I
d

2.2.1 Sítový rozbor a čára zrnitosti
Zkouškou zrnitosti zemin, jež patří k základním laboratorním zkouškám identi-
fikujícím zeminu, se určuje procentuální hmotnostní množství zrn určitého
rozmezí zkoušené zeminy. Zkouška zrnitosti se provádí ve dvou posloupných
operacích, jednak mechanicky proséváním zeminy (zkouška prosévací nebo
promývací) sadou sít až do nejmenší velikosti síta s otvory 0,063 mm (případně
0,125 mm), jednak kombinovanou metodou hustoměrnou nebo usazovací pro
částice menší než 0,063 mm (příp. 0,125 mm).
Výsledky zkoušky zrnitosti se vynášejí graficky do čáry zrnitosti, která je souč-
tovou čárou hmotnostního podílu dílčích frakcí. Na ose x jsou vyneseny
v logaritmickém měřítku průměry zrn, resp. otvory sít, na ose y v lineárním
měřítku procentuální vyjádření propadů zrn jednotlivými síty.
Prosévací zkouška se provádí na sítech se čtvercovými otvory velikosti 0,063 –
0,125 – 0,250 – 0,500 – 1,000 – 2,000 – 4,000 – 8,000 – 11,200 – 16,000 –
22,400 – 31,500 – 42,000 – 63,000.
Hustoměrná zkouška spočívá v tom, že se zemina rozmíchá ve vodě, vytvoří
se suspenze a potom se určuje její hustota ve stanovených časových interva-
lech. Hustota suspenze se postupně snižuje s rostoucím usazováním zrn a
z toho se odvozuje množství a velikost zrn, jež v jednotlivém okamžiku ještě
nesedimentovaly. Vychází se ze Stokesova principu, ketrý stanovuje usazovací
rychlost kuliček daného průměru.