Assessment of factors determining water permeability of base layers in pavement structure on traffic zones
Abstract
This article analyses the influence of properties of frost-susceptible layers on water permeability functionality. It is necessary to ensure adequate water permeability of the structural layers and control of groundwater level to prevent or at least reduce the deformation of the road surface. Particularly important factors for proper water permeability are: the particle size distribution, composition of the mineral aggregates mixtures or used soil, their contamination, the degree of saturation and the number of air voids in the layers, the density of the layers. The test for determination of the water permeability coefficient is based on the Darcy law, which states that water permeability (also known as hydraulic permeability) is equal to the pressure variation over a body of a certain length. In geotechnical engineering, the water permeability of the mineral aggregates or soils is determined using a constant headwater permeability apparatus. It is necessary to take into account the fraction of the test object and perform the test at different hydraulic ramps to assess the suitability of the results. An experimental laboratory test plan was developed.
Article in Lithuanian.
Transporto eismo zonų dangos konstrukcijos nesurištojo pagrindo sluoksnio pralaidumą vandeniui lemiančių veiksnių įvertinimas
Santrauka
Šiame straipsnyje analizuojama šalčiui nejautrių, atsparių sluoksnių bei žemės sankasos gruntų savybių įtaka pralaidumo vandeniui funkcionalumui. Siekiant išvengti ar bent sumažinti dangos paviršiaus deformacijas, būtina užtikrinti pakankamą konstrukcijos sluoksnių pralaidumą vandeniui ir gruntinio vandens lygio kontrolę. Itin svarbūs rodikliai tinkamam vandens pralaidumui yra naudojamų mineralinių medžiagų mišinių ar gruntų granuliometrinė sudėtis, jų užterštumas, soties laipsnis ir oro tuštymių kiekis sluoksniuose, sluoksnių tankiai. Pralaidumo vandeniui koeficiento nustatymo bandymas remiasi Darsi (angl. Darcy) dėsniu, kuris teigia, jog pralaidumas vandeniui (taip pat žinomas kaip hidraulinis pralaidumas) yra lygus slėgių pokyčiui per tam tikro ilgio kūną. Tradiciškai geotechninėje inžinerijoje gruntų ir mineralinių medžiagų įsotintos medžiagos pralaidumas vandeniui nustatomas naudojant pastovaus spūdžio pralaidumo vandeniui koeficiento nustatymo įrangą. Bandymo metu nustatomas pratekėjusio vandens kiekis per tam tikrą laiko tarpą. Siekiant įvertinti rezultatų tinkamumą, būtina atsižvelgti į bandomojo objekto frakciją ir atlikti bandymą esant skirtingiems hidrauliniams nuolydžiams. Sudarytas eksperimentinio laboratorinio tyrimo planas.
Reikšminiai žodžiai: apsauginis, šalčiui atsparus sluoksnis, dangos konstrukcija, granuliometrinė sudėtis, hidraulinis nuolydis, pralaidumas vandeniui, pralaidumo vandeniui koeficientas, sutankinimo rodiklis, oro tuštymės.
Keyword : air voids, coefficient of water permeability, compaction rate, frost-susceptible layer, hydraulic slope, particle size distribution, road pavement, water permeability
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
References
Cedergren, H. R. (1974). Drainage of highway and airfield pavements. John Wiley & Sons.
Cedergren, H. R. (1997). Seepage, drainage, and flow nets (Vol. 16). John Wiley & Sons.
Dawson, A. (Ed.). (2008). Water in road structures: movement, drainage and effects (Vol. 5). Springer Science & Business Media. https://doi.org./10.1007/978-1-4020-8562-8
LST CEN ISO/TS 17 892-11:2005/AC:2006. Geotechniniai tyrinėjimai ir bandymai. Laboratoriniai grunto bandymai. 11 dalis. Pralaidumo vandeniui nustatymas veikiant pastoviam ir krintančiam spūdžiui.
LST EN 933-1:2012. Bandymai užpildų geometrinėms savybėms nustatyti. 1 dalis. Granuliometrinės sudėties nustatymas. Sijojimo metodas.
LST EN 1097-6:2013. Bandymai užpildų mechaninėms ir fizikinėms savybėms nustatyti. 6 dalis. Dalelių tankio ir įmirkio nustatymas.
LST EN 13 286-2:2010. Nesurištieji ir hidrauliškai surišti mišiniai. 2 dalis. Bandymo metodai laboratoriniam atskaitos tankiui ir vandens kiekiui nustatyti. Proktoro tankinimas.
Saevarsdottir, T., & Erlingsson, S. (2013). Effect of moisture content on pavement behaviour in a heavy vehicle simulator test. Road Materials and Pavement Design, 14(1), 274-286. https://doi.org./10.1080/14680629.2013.774762
Thompson, M. R., Tutumluer, E., & Bejarano, M. (1998). Granular material and soil moduli: review of the literature. Final report, Center of Execellence for Airport Pavement Research COE Report No. 1. University of Illinois at Urbana-Champaign.
Werkmeister, S. (2003). Permanent deformation behaviour of unbound granular materials in pavement constructions (Doctoral dissertation). Technical University of Dresden in Germany.