skripta MO1

Výsledky prosévací a hustoměrné zkoušky jsou vyneseny do grafu – čáry zrni-
tosti (viz výše). Pro další zjištění vlastností zeminy je však nutno provést další
laboratorní zkoušky.









- 6 (31) -

Tabulka 1.1: Označení zrn podle ČSN 72 1001
Velikost zrn
[mm]
Označení
0,002 <
0,002 – 0,063
Jíl
Prach
0,063 – 0,250
0,250 – 1,000
1,000 – 2,000
Písek
Jemný
Střední
Hrubý
2,000 – 8,000
8,000 – 32,000
32,000 – 128,000

Štěrk
Drobný
Střední
Hrubý
128 – 256 Kameny
256 Balvany

Třídění a označování druhu zemin se provádí odlišně pro zeminy s rozhraním
zrna 2,0 mm. Pro názornou klasifikaci zemin o zrnění menším než 2,0 mm je
zvolen rovnostranný trojúhelník, jehož strany jsou určeny k vynášení obsahu
jílovitých zrn (< 0,002 mm), prachovitých zrn (0,002 až 0,063 mm) a písčitých
zrn (0,063 až 2,0 mm). Tíhové procentuální podíly jednotlivých rozmezí zrn se
vynášejí souřadnicemi rovnoběžnými s příslušnými stranami trojúhelníku (vy-
chází z ČSN 72 1001) viz obr.1.1
Název soudržných zemin se doplňuje údajem Atterbergových mezí konzisten-
ce. Pro rozlišení jílovitých zemin od ostatních je především rozhodující index
plasticity. Pokud je I
p
>17 %, jedná se o jíl. Když je I
p
≤ 17 jedná se o hlíny a
dále písky.

Obr. 1.1: Trojúhelníkový diagram

- 7 (31) -
Pozemní komunikace II · Modul 1
Obsahuje li zemina více jak 50 % zrn větších jak 2 mm, mluvíme o štěrku
(podstatné jméno v názvu zeminy).
Obsahuje-li zemina méně jak 50 % zrn větších než 2 mm, tvoří se název zemi-
ny z názvu podílu zrn do 2 mm jako samostatné zeminy a doplní se přívlastkem
se štěrkem, s udáním hodnoty podílu štěrku.
Pokud je podíl zrn menších než 2 mm větší jak 25 % přidá se přídavné jméno,
je-li podíl zrn menších jak 2 mm 25 % a méně, označí se jako příměs.
Bahnitý náplav (0,0002 – 0,002 mm) bývá velmi zvodnělý, často
s organickými zbytky
Jíl ( do 0,002 mm) obsahuje jílové minerály (kaolinit, montmorillonit, illit,
haloysit) a malé částečky křemene, slídy, živce apod. Konzistence jílu může
být tekutá až tuhá. Množství vody, které jíl pojme závisí především na velikosti
zrn.
Slín je vápenito-jílovitá zemina s různým poměrem obou složek.
Hlína je směs jílu, prachu a písku (štěrku) bez vápníku. Podle poměru jednotli-
vých složek bývá nazýván např. písčitá hlína, jílovitý písek, hlinitý písek apod.
Spraš je prachovitá nevrstevnatá zemina vzniklá vyvátím a usazením. Hlavní-
mi částicemi spraše mohou být křemen, opuka, vápenec, živec apod. Spraš
vykazuje velkou stlačitelnost.
Slatina je organogenní zemina, skládající se většinou z organických zbytků
rostlin.
Hnilokal je zbahnělá zemina prachového charakteru tmavé barvy a nízké ob-
jemové hmotnosti, příznačného hnilobného zápachu. Obsahuje rostlinné zbyt-
ky. Konzistence kašovitá až tuhá.
Rašelina je organogenní sediment, vzniklý z odumřelé rostlinné hmoty pod
vodou. Má tmavě hnědou barvu a nízkou objemovou hmotnost.
Ornice (humus) je vrchní vrstva půdy obsahující bakterie, a velký obsah orga-
nických součástí.
Zjednodušeně lze usuzovat na základě zrnitosti na namrzavost zemin. V tomto
případě je uplatňováno tzv. Casagrandeho kritérium: zemina je nenamrzavá
pokud je podíl částic < 0,02 mm < 3 % (viz obr. 1.2).

- 8 (31) -


Obr. 1.2 Namrzavost zemin podle zrnitosti

2.2.2 Přímá zkouška míry namrzavosti zemin
Přímá laboratorní zkouška stanovení míry namrzavosti zemin (ČSN 72 1191)
napodobuje účinek mrazu na vozovku při stálém vodno-tepelném režimu.
Vzorek zeminy se nahutní podle ČSN 72 1015 (Proctor) při optimální vlhkosti
na max. obj. hmotnost. Nahutněný váleček zeminy se vloží do tepelně izolač-
ních prstenců a na horní plochu válečku zeminy se osadí chladicí deska, kterou
se zchlazuje vzorek na –4
o
C. Zespodu se vzorek sytí vodou o teplotě cca +4
o
C.
Voda vzlíná směrem nahoru k nulové izotermě a pokud je zemina namrzavá,
začne se horní část válečku vlivem tvorby ledových čoček uvnitř válečku zve-
dat. Zdvih válečku je měřen snímačem. Míra namrzavosti zemin se určuje vy-
hodnocením parametru β..
β = Δh/ (ΔI
m
)
0,5
Δ h = naměřený zdvih zkoušeného vzorku (mm)
I
m
= index mrazu (
o
C.h)
• Nenamrzavá zemina β< 0,25
• Mírně namrzavá a namrzavá β = 0,25 – 0,5
• Nebezpečně namrzavá zemina β > 0,5






- 9 (31) -
Pozemní komunikace II · Modul 1


Obr.1.3: Tvorbaledových čoček

2.2.3 Mez tekutosti, mez plasticity, index plasticity, index kon-
zistence
Konzistenci zeminy, tedy stav zeminy v závislosti na vlhkosti, vyjadřuje její
odolnost proti deformaci. Podle vlhkosti může být konzistence zeminy :
• Tuhá (pevná, bez smršťování),
• Polotuhá (pevná se smršťováním),
• Plastická,
• Tekutá.
Přechod jednotlivých stavů je spojitý a rozhraní mezi jednotlivými stavy je
vymezeno tzv. Atterbergovými mezemi: mez tekutosti w
l
, mez plasticity
(vláčnosti) w
p
, mez smršťování w
s
.
- 10 (31) -


Obr.1.4: Přístroj pro stanovení meze tekutosti



Obr. 1.5: Atterbergovy meze

• index plasticity :
I
p
= w
l
– w
p
• index konzistence I
c
- na základě kterého je možné stanovit vodní režim
v podloží :
I
c
= w
l
– w / I
p

2.2.4 Zkouška Proctor standard a Proctor modifikovaný
Cílem Proctorovy zkoušky je stanovení tzv. optimální vlhkosti zeminy, při kte-
ré je možné zeminu nahutnit na max. obj. hmotnost. Zemina dovezená do labo-
ratoře se nejdříve vysuší, po vysušení se vzorek rozdělí na několik dílčích
vzorků, z nichž se každý přivlhčí jiným množstvím vody. Tyto se pak zhutní
pomocí pěchu do Proctorova hrnce. Z váhy nahutněné zeminy v hrnci a zná-
mých rozměrů hrnce se vypočítá obj. hmotnost vlhké zeminy, která se na zá-
kladě zjištěné vlhkosti přepočítá na objemovou hmotnost suché zeminy. Ta se
pak vynese do grafu pro jednotlivé vlhkosti dílčích vzorků. Body v grafu se
- 11 (31) -
Pozemní komunikace II · Modul 1
proloží křivka a z vrcholu křivky se odečte hodnota max. objemové hmotnosti
při optimální vlhkosti. Na tuto objemovou hmotnost nebo % podíl je zapotřebí
zhutnit zeminu na stavbě (např. podloží násypu je zapotřebí zhutnit na 92 %
Proctora atd.). Je tedy zapotřebí stanovit okamžitou vlhkost zeminy na stavbě a
tuto buď zvlhčit nebo vysušit pro dosažení vlhkosti optimální, při kterém lze
zeminu nejlépe zhutnit. Rozdíl mezi zkouškou Proctor standard a Proctor mo-
difikovaný je a) v jiné hmotnosti pěchu (modifikovaný má vyšší hmotnost pě-
chu) b) v počtu úderů na vrstvu (standard = 25, modifikovaný = 56) a c)
v počtu hutněných vrstev (standard 3 vrstvy, modifikovaný 5 vrstev). Volba
mezi zkouškou Proctor standard a Proctor modifikovaný závisí na účinnosti
hutnicích mechanismů na stavbě.



Obr. 1.6a: Proctorův pěch

Obr. 1.6b: Graf stanovení optimální vlhkosti zeminy
- 12 (31) -

2.2.5 Californský index únosnosti (CBR)
Srovnává pevnost zkoušené zeminy s pevností vztažného drceného materiálu
(proto se vyjadřuje v %). Zkouška se provádí tak, že ocelový trn o průměru 50
mm se zatlačuje do povrchu zeminy nahutněné v CBR-hrnci (zemina je nahut-
něna při optimální vlhkosti podle výsledku Proctorovy zkoušky) do hloubky
max. 12,7 mm. Hodnota CBR v % je pak poměr síly, kterou je nutno vyvinout
k zatlačení trnu do výše uvedené hloubky k známé síle potřebné k zatlačení
trnu do vztažného materiálu.
CBR = (p / p standard) x 100 (%)

Z hodnoty CBR se často odvozuje modul pružnosti materiálu podloží.
V literatuře lze najít převodní vztah k modulu pružnosti podloží E ≅ 10 x CBR
nebo E = 17,6 x CBR
0,64



Obr. 1.7: Laboratorní zkouška CBR

- 13 (31) -
Pozemní komunikace II · Modul 1

Obr. 1.8: Polní zkouška CBR
2.3 Klasifikace zemin pro dopravní stavby
Dle normy ČSN 72 1002 Klasifikace zemin pro dopravní stavby se dělí zeminy
do 4 skupin s určením do násypu a do 10 skupin podle vhodnosti do podloží.
Zařazení zemin mezi málo vhodné a nevhodné ještě není důvodem k jejímu
vyměnění. Zeminy lze zlepšovat např. hydraulickými pojivy.
Zařazení zeminy do příslušné skupiny záleží na následujících vlastnostech:
• granulometrické složení (obsah jemných částic) → trojúhelníkový diagram
• základní fyzikální vlastnosti - vlhkost, mez tekutosti, plasticity atd.
• technické vlastnosti zemin jako je zhutnitelnost (Proctor), CBR
• namrzavost zemin

Násypy
Zásadně do násypu nesmí být použita zemina jejíž mez tekutosti w
L
> 60 %, nebo
maximální objemová hmotnost ρ
d
1;