Effect of fine particles on some characteristics of granular base courses

Abstract

The paper presents the results of a scientific research program focused on determining the effect of the fine particles content in granular stone materials on particular properties of the unstabilized base course. Grain-size distribution of a granular system was within the defined limits, and the percentage of fine particles (<0.02 mm in diameter) ranged from 0 to 10% by mass. Two types of fine particles were tested, those of stone and clay origin. The specimens were compacted using five energy levels. Used lab. equipment was in compliance with the requirements of German (DIN) and Swiss (SNV) standards.

• - bearing capacity (CBR test0 at optimum moisture content and after one freezing/thawing cycle

• - permeability (coefficient of permeability k).

The obtained results were statistically analyzed and graphically presented. The most important outputs are:

• (a) Bearing capacity

• - within the research limits of 0 to 10% by mass, fine stone particles have positive effect and the bearing capacity increases,

• - fine clay particles content not higher than 5% by mass is acceptable; for higher percentages, the bearing capacity decreases.

• (b) Permeability

• - for fine stone particles content below 5% by mass permeability is still satisfactory; however, even a very small percentage of fine clay particles has an adverse impact on permeability.

The conclusions are related to the tested materials and should be used as starting point for further investigation.

Résumé

Cet article présente les résultats d'un programme de recherche scientifique dont l'objet a consisté à déterminer l'influence des fines dans un matériau granulé sur certaines propriété de la couche portante non liée. La granulométrie des matériaux a été fixée dans les limites prescrites et la part des fines (d'un diamètre de 0,02 mm) a varié entre 0 et 10% en masse. Deux espèces de fines ont été examinées: le filler et l'argile. Les échantillons ont été compactés en cinq degrés. Les appareils utilisés dans les essais en laboratoire sont conformes aux normes allemandes (DIN) et suisses (SNV).

• - la capacité portante de la couche portante, déterminée par l'essai CBR, avec une teneur en eau optimale et après un cycle gel-dégel; Les propriété suivantes ont été étudiées:

• - la perméabilité (coefficient de perméabilité k).

Les résultats obtenus ont été soumis à un dépouillement statistique pour être représentés graphiquement. Les conclusions les plus importantes de ces essais sont les suivantes:

• a) Capacité portante:

• - les fines présentent un effet favorable (dans les limites de la recherche, c'est-à-dire entre 0 et 10% en masse): la capacité portante augmente,

• - la part des particules d'argile est acceptable jusqu'à 5% en masse, la capacité portante va en diminuant avec la croissance du pourcentage.

• b) Perméabilité:

• - si les fines sont d'origine minérale et tant que leur part ne dépasse pas 5% en masse, la perméabilité demeure satisfaisante; les particules d'argile ont un effet trè négatif même si leur proportion est minimale.