Proctor või vibrotihendamine
Materjalide ja pinnaste tihendamisel laboris oleme harjunud Proctor-katsega. Ralph Roscoe Proctor (1894-1962) tõestas 1933 , et pinnase konstantsel (kontrollitud) tihendamisel sõltub pinnase kuivtihedus pinnase veesisaldusest. Kontrollitud tihendamise all mõeldakse standardvormis pinnase tihendamist fikseeritud haamrilöökidega (haamri kuju, materjal, kaal ja löökide arv). Testi kasutatakse muuhulgas optimaalse veesisalduse määramiseks, selleks tehakse mitu katset, peale tihendamist lõigatakse vormi pind tasaseks (materjal on seega fikseeritud ruumalaga) ja kaalutakse vorm koos materjaliga. Materjal kuivatatakse ja kaalutakse uuesti. Tulemuseks saamegi kuivtiheduse. Katset korratakse erineva veesisaldusega et leida optimaalne.
Pinnase tihendamisel ehituse käigus kontrollitakse pinnase tihedust (tihendust) ja väljendatakse saavutatut suhtes standardse (Proctori) tihedusega. Aja jooksul on katset täiustatud, esimeseks täiustuseks oli haamri löögi asendamine fikseeritud kõrguselt langetamisega (tulemus sõltus palju inimfaktorist) ning 1958 kehtestati standard modifitseeritud Proctor-tihendamisele (kasutades raskemat haamrit). Tänases standardis on kolm erineva suurusega vormi, kuid neist kasutatakse reeglina vaid kaht väiksemat (100 ja 150 mm diameetriga). USA standardid on seega ASTM D698 / AASHTO T99 standardsele ja ASTM D1557 / AASHTO T180 modifitseeritud Proctor-katsele ja ka vastavad Euroopa standardid, mis erinevad vaid mõõtühikute süsteemis.
Proctor-katse on algselt välja mõeldud ajal, kui jänkid hoogsalt tamme ehitasid et elektrit toota. Tammi tsentris paiknes savipinnasest membraan, mis tuli tihendada nii, et õhku sisse ei jääks. Sihtotstarbelist katset hakati aga oluliselt laialdasemalt kasutama põhjusel, et see katse standardiseeriti ja oli lihtsalt korratav.
Proctor-katse sobib materjalidele, mille terastikuline koostis on lähedane optimaalsele – materjal, mida annab kokku pakkida nii, et õhuvahed täidetakse peenemate osistega. Kuid selgub et katsel on piirid. Ühelt poolt, kuna tihendamine toimub haamriga, siis pehmemad kivimaterjalid purunevad mistõttu võib muutuda materjali terastikuline koostis katse käigus (rohkem kui võimalik ehitusprotsessis), teiselt poolt, paneb piirid anuma suurus. Siit tulenevalt, ei sobi katse kindlasti paekillustikule kõigis selle võimalikes esinemisvormides.
Katse on siiski mõeldud võrdlemaks reaalses ehitusprotsessis toimuvat laboris katsetatuga, mistõttu tuleks võrrelda võrreldavaid – haamriga ehk löökidega tihendamist esineb suhteliselt harva ja reaalselt kasutatakse mitmesuguseid staatilisi koormusi või vibraatorseadmeid. Selleks on olemas ka vibroseade (standard ASTM D7382 aga ka briti standard BS 1377), mida muuhulgas saab kasutada ka välitingimustes. Selle katse jaoks on sobilike materjalide diapasoon oluliselt laiem,
Üks võimalus, kuidas objektil tihendamise kvaliteeti kontrollida, seisneb kontrolltihendamises – iga rulli läbiku järel mõõdetakse deflektomeetri või penetromeetriga ning kui läbiku mõjul materjali kandevõime ei kasva, tuleb maksimaalne tihedus lugeda saavutatuks. Et normitekstides on sätestatud konstruktsioonikihis vajalik tihendustegur, mida üldjuhul väljendatakse siis Proctor-tiheduse suhtes, siis alternatiivsete metoodikate puhul tuleb Proctori asemel võrdluseks võtta teisel viisil saavutatud maksimaalne tulemus.
Analoogselt saab ka laboris vibroseadmega tihendamise järel elastsusmoodulit mõõta, kuid lõpuks on oluline objektil saadavat tulemust hinnata. Laboritingimustes tihendamine on vajalik selleks, et optimaalset niiskust leida, mis tihendamise kvaliteedi suhtes VÕIB määravaks osutuda. Miks “võib” – sest on materjale/pinnaseid, mille maksimaalne tihedus on saavutatav sisuliselt nullniiskusega, need on näiteks väga ühtlaseteralised liivad milles puuduvad peenosised.
Mis aga puutub veeläbilaskvuse mõõtmisesse EVS 901-20 alusel, siis, määrusest 101 on see välja võetud ja on aja küsimus millal ka 106-st. Mis tuleb asemele? Ettepanek on tehtud, et killustiku all kuni 7% peenosist, ülemises meetris kuni 15% peenosist. Mis saab, näitab aeg. Külmakindlusarvutused on niiehknaa ja need määravad ülejäänu. Vesi tuleb aga välja viia killustikus ning seetõttu peaks killustikul ka oma peenosiste piir olema. Kas mõistlikum on killustik mulde servani viia ja võimalik, et aegajalt seda servaosa asendada, või panna pikidreenid, tuleks veel kaaluda.
Tihendamise kontroll objektil
Täna kasutataksetihenduskvaliteedi kontrollimiseks liivadel lihtsat penetromeetrit, kuid kõigil sidumata kihtidel rohkem Inspector-seadmeid. Maanteeameti juhises 2006-41 (tihendamise kontroll) on kirjeldatud protsessi (8 katset ning võrdluseks suhtarv viimase kolme keskmise ja teise katse tulemustest), kuid kas reaalselt järgitakse seda suhtarvu või viimase kolme katse keskmist kandevõime väärtust? Pigem seda viimast, kuigi see ei ole objektiivne sest seadme enda katseseeria käigus tihendatakse materjal rohkem, kui reaalse ehitustehnikaga kontrollitaval kihil. Mida näitab nõutav 170 MPa? Mõnes mõttes küll taset, kuid – see nõue on võrdne 1 klassi maanteel ja külavaheteel eeldusel et mõlemale teele rajatakse asfaltkate.