Yol yapimi toprak-cakil karisim siniflandirmasi

YOL YAPIMINDA KULLANILAN TOPRAK VE TOPRAK - ÇAKIL KARIŞIMLARININ SINIFLANDIRILMASI (AASHTO M-145)
1 — KONU:

1.1 — Bu metotla topraklar, 7 gruba ayrılır. Sınıflandırmaya esas alınan de neyler, dane boyutu dağılımı, likit limit ve plastik limittir. Her bir gruptaki toprakların değerlendirilmesi "Grup indeks" ile yapılır. Grup indeks, dolgu, taban toprağı, alt temel ve temelde kullanılan malzemelerin fiziksel özelliklerinden çıkarılan ampirik bir formülle hesaplanan bir değerdir.
2 — DENEY METOTLARI:

2.1 — Sınıflandırma, aşağıda verilen standart metotlara göre yapılan deneylerin sonuçlarına dayanır.
İnce ve iri malzemenin elek analizi,
Toprakların mekanik analizleri,
Toprakların likit limitinin tayini,
Toprakların plastik limit ve plastisite indeksinin tayini.

3 — SINIFLANDIRMA :

3.1— Sınıflandırma: Tablo-9'da gösterilen deney limitleri ve grup indeks değerleri kullanılarak yapılır. A - 4, A- 5, A - 6 ve A- 7 toprak grupları için likit_ limit ve plastisite indeksi aralıkları Grafik - 5'de gösterilmiştir.
3.2— Sınıflandırma Metodu :
Eldeki gerekli deney verileri ile Tablo- 9'da soldan sağa doğru ilerleyerek gerçek sınıf bulunur. Deney sonuçları soldan itibaren hangi ilk gruba en uygunsa, gerçek sınıf olarak o grup alınır.
Deney sonuçları tam sayılarla ifade edilmelidir. Grup indeks.değerleri, daima grup sembollerinden sonra parantez içinde gösterilir. : A - 2 - 6 (3), A- 4 (5), A - 6 (12),
A - 7 - 5 (17) gibi...

4 - ÇAKIL, KUM, SİLT VE KİL'İN TANIMLARI:

Bu sınıflandırma düzeni içinde sık sık kullanılan "çakıl", "iri kum", "ince kum", "silt" ve "kil" terimlerinin tanımları aşağıda verilmiştir.
4.1 — Çakıl; 75 mm'lik elekten gecen ve 2,00 mm elek üzerinde kalan malzemedir.
4.2 — İri kum 12.00 mm elekten geçen ve 425 mm elek üzerinde kalan mal
zemedir.
4.3 — İnce kum : 425 mm elekten geçen ve 75 mm elek üzerinde kalan malzemedir.
4.4 — Silt : 75 mm - 2mm'den daha küçük plastisite indeksi 10 veya daha az olan malzemedir.
4.5 — Kil: Boyutu 2mm'den daha küçük ve plastisite indeksi 10'dan daha fazla olan malzemedir.

5 — SINIFLANDIRMADAKİ GRUPLARIN TANIMI:

5.1 — Daneli Malzemeler : 0.076 mm elekten geçen miktarı % 35 veya da
ha av olan malzemelerdir. Daneli malzemelerde, tanecikler arasındaki iç sürtün
me kuvvetleri oldukça fazladır,
5.1.1 — Grup A- 1 : Bu grup, bağlayıcısı olmayan taş parçaları, çakıl, iri kum, ince kum, volkanik cüruf, nonplastik veya az plastik bağlayıcılı toprağın iyi gradasyonlu bir karışımıdır. Bu grup taban toprağı olarak kullanıldığında oldukça iyi stabilite sağlar ve önemsiz sayılabilecek oturmalar gösterir, ayrıca su içeriği değişikliğinden fazla etkilenmezler.
1 — Alt Grup A - 1 - a : İyi gradasyonlu, bağlayıcı ince malzeme ihtiva eden veya etmeyen, büyük kısmı tas parçaları veya çakıl olan malzemedir
2 — Alt Grup A -1 - b : İyi gradasyonlu, bağlayıcı toprak ihtiva eden veya etmeyen, büyük kısmı İri kum olan malzemedir.
5.1.2 — Grup A-3: Bu grubun tipik malzemesi, silt ve kil ihtiva etmeyen veya az miktarda nonplastik silt ihtiva eden ince plaj veya çöl kumudur. Bu grup içinde bozuk gradasyonlu ince kum ve belirli miktarda iri kum ve çakılın bulunduğu nehir birikintilerini de içerir. Bu gurup taban toprağı olarak kullanıldığında, su içeriği değişikliğinden fazla etkilenmez ama trafik yükü altındaki stabilitesi düşüktür.
5.1.3. — Grup A - 2: Bu grup A-1_ve A - 3 gruplarının sınırları arasında olan çeşitli daneli malzemeleri ve A- 4, A-5, A-6 ve A - 7 gruplarının silt ve kil malzemelerini içerir. içerdiği ince malzeme miktarına. plastisitesine veya her ikisine bağlı olarak A -1 veya
A - 3 gruplarının limitlerini aştığı için bu gruplara giremeyen ve içeriğinin %35 veya daha azı 0.075 mm elekten geçen bütün malzemeleri içerir. Bu malzemeler çok ender de olsa, zararlı olabilecek büzülme, genişleme, kapilarite veya elastisite gösterebilirler. Bu grup taban toprağı olarak kullanıldığında, geçirgen olmayan üstyapı buharlaşmayı önlediği zaman yağmur suyu ve kapiler su nedeniyle artan su içeriğinden dolayı taban stabilitesinde düsme görülür. Su içeriğindeki değişikliklerden kolayca etkilenebilen bu grup, düşük su içeriklerinde oldukça yüksek stabilite gösterir. Ancak, kurak iklimlerde su içeriğinin iyice azalmasından dolayı tozlu ve gevşek bir hale gelir.
1 — Alt Grup A - 2 - 4 ve A - 2- 5 : 0.425 mm elekten geçen kısmı A- 4 ve A - 5 guruplarının özelliklerini taşıyan ve 0.075 mm elekten geçen kısmı % 35 veya daha az olan çeşitli daneli malzemeleri içerir, Bu gruplar, silt içeren veya plastisite indeksi A-1 grubunun
limitlerini aşan çakıl iri kum ve silt ihtiva eden A - 3 grubunun limitlerini aşan ince kum malzemelerini kapsar.
2 — Alt Grup A-2-6 ve A-2-7 : A-2-4 ve A-2-5 gruplarında açıklanan malzemelere benzeyen, ancak ince kısmı A-6 ve A -7 gruplarının özelliklerine sahip plastik kil içeren malzemelerdir.
5.2 — Siltli Killi Malzemeler : % 35'ten fazlası 0.075 mm elekten geçen malzemelerdir.
5.2.1 — Grup A - 4 : Bu grubun tipik malzemesi % 35 veya daha fazlası 0. 075 mm elekten geçen nonplastik veya orta derecede plastik siltli topraktır. Bu grup aynı zamanda ince siltli toprak ve % 64 veya daha azı 0,075 mm elek üzerinde kalan kuru ve çakıl karışımlarını da kapsar. Bu gruba giren malzemelerin danecikleri arasındaki iç sürtünme kuvvetleri ve kohozyon düşük olup dona kar şı da oldukça hassastırlar, Ayrıca kapilarit problemi oluştururlar Taban toprağı olarak kullanıldıkları zaman, suyu çok çabuk absorbe ettikleri için stabilitelerinde ani düşüş gösterebilirler. Don olayı sonucunda rijit üstyapılarda çatlaklara düşük tasıma gücünden dolayı da esnek üstyapılarda oturmaya sebep olabilirler.
5.2.2 — Grup A - 5 : Bu grubun tipik malzemesi, A - 4 grubunda açıklanan malzemeye benzer. Fakat bu malzemeler genellikle diyomatik veya mikalı karakterde olup, yüksek likit limit değeri verdiğinden, yüksek derecede elastik olabilirler. Kohezyonsuz olan bu grup malzemelerin tanecikleri arasındaki iç sürtünme kuvvetleri değişiklik gösterebilirler. Dona karşı da hassas olan bu malzemelerin başlıca özellikleri geçirgen olmaları ve elastik deformasyon göstermeleridir.
5.2.3 — Grup A - 6 : Bu grubun tipik malzemesi genellikle, % 35 veya daha fazlası 0.075 mm elek ten gecen plastik killi topraktır. Bu grup aynı zamanda ince killi toprakla % 64 veya daha az miktarı 0.075 mm elek üzerinde kalan kum ve çakıl karışımlarını da içerir. A - 6 grubun özellik ve performans bakımından A - 5 grubuyla büyük benzerlik gösterir fakat A - 6 grubu malzemeler
A - 5 grubu malzemelere göre arazi şartlarına karşı daha hassastır. Örneğin, su içeriğindeki değişiklik ve don gibi olaylar A - 6 grubu malzemeleri çok çabuk etkiler. Düşük su içeriklerinde danecikler arasındaki iç sürtünme kuvvetleri ve kohozyonda düşüktür. Elastisite göstermeyen grup A - 6 malzemeleri, kuru ve yaş halleri arasın da oldukça fazla hacim değişikliği gösterirler. Bu grup taban toprağı olarak kullanıldığında, su emme özelliğinden dolayı çatlaklara veya yüksek dolgularda kaymadan dolayı göçüklere sebep olabilir. Uygun su içeriğinde ve gerekil sıkışma sağlandığında tasıma gücü oldukça iyidir. Deformasyon hızı yavaştır ve de deformasyonun büyük bir bölümü kalıcıdır.
5.2.4 — Grup A - 7 : Bu grubun tipik malzemesi grup A - 6'da açıklanan malzemeye benzemekle beraber, A - 5 grubunun sahip olduğu yüksek likit limit özelliğini gösterir, Yüksek hacim değişikliğine sahip olduğu kadar, elastik de olabilir taban toprağı olarak kullanıldığı zaman, belli su içeriklerinde oluşan ani defermasiyonların çok az bir bölümü geri gelen deformasyondur. Kuru ve yaş halleri arasındaki hacim değişimi oldukça fazla olduğu için üstyapıda çatlaklara sebep olabilir.
A - 7 grubu topraklar, kendi arasında iki alt gruba ayrılır;
PI ≤ LL — 30 ise A — 7 — 5
PI > LL — 30 ise A — 7 — 6 olarak adlandırılır.
1— Alt grup A - 7 - 5 : Bu grup, büyük hacim değişikliklerine sahip olduğu
kadar, yüksek derecede elastik olabilen ve likit limite bağlı olarak orta derecede plastisite indeksleri veren malzemeleri içerir.
2 — Alt grup A -7 - 6 : Büyük hacim değişikliklerine sahip ve likit limite bağlı olarak yüksek plastisite indeksleri veren malzemeleri içerir.
6- GRUP İNDEKS:
6.1 — Grup İndeks Formülünün Dayandığı Esaslar :
Ampirik grup indeks formülü esnek veya rijit üstyapıların toplam kalınlığının bulunmasında kullanılabildiği gibi, killi - granüler ve silt- kil malzemelerin yaklaşık grup değerlendirilmesinde de kullanılır. Bu formülün bulunması aşağıdaki kabullere dayanır:
6.1.1 — A-1 -a, A-1 - b, A-2 - 4, A - 2 - 5 ve A - 3 gruplarına giren malzemeler, taşıyacağı trafiğe uygun belirli bir üstyapı (kaplama, temel ve alt temel) kalınlığı altında drene edilmiş ve sıkıştırılmış ise taban toprağı olarak uygundur veya az miktarda ince malzeme ilavesiyle uygun hale getirilebilir,
6.1.2 — A - 2 - 6, A - 2 - 7 gruplarına giren "killi taneli" ve A - 4, A - 5. A - 6
ve A - 7 gruplarına giren "siltli - killi" malzemeler taban toprağı olarak orta ve zayıf _ karakterlidirler. Bu malzemeler taban toprağı olarak kullanıldığında, iyi bir taban toprağı olan A - 2 – 4 ve A - 2 – 5 İçin verilen üstyapı kalınlığına ilaveten ya bir alt temel veya daha kalın bir temel tabakası gerektirir,
6.1.3 —Toprak, nonplastik ve likit limit değeri saptanamıyorsa Grup indeksi sıfır alınır.
6.1.4 — Genellikle iyi drene edilmiş ve sıkıştırılmış taban malzemesinin taşıma
gücü ile grup indeksi ters_orantılı kabul edilebilir. Grup indeksinin sıfır(0) olması iyi bir taban toprağını 20 olması ise çok kötü bir taban toprağını karakterize eder.
6.2 - Grup İndeksinin Hesaplanması:
Grup indeks aşağıdaki formülden hesaplanır:
Gl = Grup İndeks = (F-35) [0.2+0.005(LL-40)] +0.01(F- 15)(Pl -10)
1 2
F= 0.075 mm elekten geçen kısmın tamsayı olarak yüzdesidir. Bu yüzde, 0.075 mm elekten tamamen geçen malzeme üzerinde bulunan değerdir. Bu değer formülün likit limit kısmında (l) 35'den küçük 75'den büyük alınmaz.
35 ile 75 arasında gerçek değeri, bu değerler dışında ise en yakın limit değer alınır.
Aynı şekil formülün plastik limit kısmında (II) F' değeri 15'den küçük olamaz. F değeri bu iki değer arasında ise gerçek değeri, bu değerler dışında ise en yakın limit değeri alınır.
LL - Likit Limit Değeridir. Bu değer 40’ dan küçük, 60’ dan büyük olamaz. Bu değerler arasında gerçek değeri, dışında ise en yakın limit değeri alınır.
Pl - Plastisite indeksi değeridir. Bu değer 10’dan küçük, 30 dan büyük olamaz. Bu değerler arasında gerçek değeri, değilse en yakın limit değeri alınır.
Formül. 1 'den 20'ye kadar değişen değerler verecektir. Uygulanan kritik değerler, bu sınıflandırma sisteminin kapsadığı deneyleri kullanan çeşitli karayolu organizasyonlarında taban, alt temel ve temel malzemelerinin değerlendirilmesine dayanır.
Grup İndeksinin hesaplanmasına ait örnekler:
1 — 0. 075 mm elekten geçen yüzdesi % 55, likit limit 40 ve plastisite İndeksi 25 olan bir A - 6 malzemesinin grup İndeksi (Gl):
Gl = (55 - 35) [0. 2 + 0. 005(40 - 40)] +0. 01(55 -15) (25 -10)
GI = 4+6
GI = 20
2 — 0. 075 mm elekten geçeni % 60, likit limiti 25 ve plastisite İndeksi 50 olan bir A - 7 malzemesinin grup indeksi:
Gl = (75 – 35) [0. 2 + 0. 005(60 – 40)] + 0. 01 (55 – 15) (30 -10)
GI= 12 + 8
Gl =20
3 — 0. 075 mm elekten geçeni % 60, likit limiti 25 ve plastisite İndeksi 1 olan
A - 4 malzemesinin grup İndeksi:
Gl = (60–35) [0. 2+0. 005(40–40)]+0. 01 (55 -15) (10 -10)
GI = 5
4 — 0. 075 mm elekten geçeni % 30, likit limiti 50 ve Plastisite İndeksi 30 olan A - 2 - 7 malzemesinin grup indeksi:
GI= (35- 35) (0. 2+ 0. 005 (50–40)]+ 0. 01(30- 15) (30–10)
GI=0+3
GI=3
6. 3 — Grup İndeksinin Grafik Yolu İle Saptanması:
Grup İndeksinin grafik yolu ile bulunmasında Grafik - 4 kullanılmaktadır.
Grafikler üzerinde Likit Limit ve Plastisite İndeksine bağlı olarak kısmi grup İndeksleri bulunur, Bu iki değerin toplamından da grup indeks saptanır. Bulunan grup indeks değeri tam sayı olarak verilir.
0. 075 mm'den GEÇEN ve AŞAĞISI
Ve YUKARISI
Grafik eklenecek
O. O75mm den GEÇEN
Grafik - 4
Örnek:
V.
0. 075 mm etekten geçenin yüzdesi % 55, likit limiti (LL)40. plastisite indeksi (Pl) 20 olan A - 6 malzemesinin grup indeksi:
1. Grafikten, 0. 075 mm elekten geçen değer olan % 55 bulunup, bu eksene dik çıkıldığında LL'in 40 olduğu doğruyu kestiği noktanın ordinatı okunur. Bu değer 4 olup, LL'e bağlı kısmı grup indekstir.
2. Grafikten, 0. 0075 mm elekten geçeni gösteren apsisten 55 bulunup (limit değer). dik çıkıldığında düşey eksen Pl'nln 20 olduğu doğru ile kesiştiği nokta okunur. Bu değer 4 olup, PI'ne bağlı kısmı grup indeksidir.
Her İki grafikten bulunan kısmi değerlerin toplamı malzemenin grup indeks değerini verir.
GI = 4 + 4
GI = 8
Tablo - 9 TOPRAK VE TOPRAK - ÇAKIL KARIŞIMLARININ SINIRLANDIRILMASI
(Alt Gruplar Dahil)