Effect of Cement Amount on CBR Values of Different Soil

Abstract

Due to continued growth and rapid development of road construction, identification and recognition of type of soil and soil behaviour in different condition help us to select soil according to specification and engineering characteristic, also if necessary sometimes stabilize the soil and treat undesirable properties of soils by adding materials such as bitumen, lime, cement and etc. If the soil under pavement is not done according to the standards, construction will need more cost and construction time. In this case, a large part of soil should be removed, transported and sometimes deposited. Then purchased sand and gravel is transported to the site and full depth filled and compacted. Stabilization by cement or other treats gives an opportunity to use the existing soil as a base material instead of removing it and purchasing and transporting stabilized materials. In this study soil classification and the relation between soil classification and stabilization method is discussed, cement stabilization with different percentages have been selected for soil treatment based on National Cooperative Highway Research Program (NCHRP). In this study California Bearing Ratio (CBR) will be used to define the strength. Because for flexible pavements, the subgrade is considered an ideal layer to withstand wheel load, and the CBR value is considered a force measuring parameter.  0%, 3%, 7% and 10% cement were added to different soil types to evaluate its effect on CBR values and plasticity properties of treated soil. Results showed that cement addition increased CBR values of different soil types by the rate of 22-69%.

Keywords

• Cement stabilization,California Bearing Ratio,clayey soil

Çimento Miktarının Farklı Toprakların CBR Değerlerine Etkisi

Öz

Yol yapımının sürekli ve hızlı gelişmesi nedeniyle, farklı koşullarda toprak tipinin ve toprak davranışının tanımlanması ve tanınması, şartnamelere ve mühendislik özelliklerine göre toprağı seçmemize, gerektiğinde toprağı iyileştirmeye ve toprakların istenmeyen özelliklerini işlemesine yardımcı olur. Yol kaplaması altındaki toprak standartlara göre yapılmazsa, yapılaşma daha fazla maliyet ve inşaat süresine ihtiyaç duyacaktır. Sağlam toprağın eksikliği bölgedeki toprağın kaldırılmasını taşınmasını ve bazen de depolanmasını gerektirmektedir. Daha sağlam dolgu malzemesinin sahaya taşınması ve arazide sıkıştırılması ek maliyet gerektirmektedir. Çimento veya diğer mineral katkılarla zeminin iyileştirilmesi, mevcut malzemenin yerinde kullanımı açısından destek sağlamaktadır. Bu çalışmada, farklı toprak sınıflandırmasına göre Ulusal Kooperatif Karayolu Araştırma Programına (NCHRP) dayanarak toprak işlemesi için farklı oranlarda çimento stabilizasyonu seçilmiştir. Bu çalışmada, dayanımı tanımlamak için Kaliforniya Taşıma Oranı (CBR) kullanılacaktır. Çünkü esnek yol yabakası için gerekli olan alt katman, tekerlek yüküne dayanacak ideal bir katman ve CBR değeri, bir kuvvet ölçüm parametresi olarak kabul edilir. Çimentonun toprağın CBR değerleri ve plastisite özellikleri üzerindeki etkisini değerlendirmek için farklı toprak türlerine % 0, % 3, % 7 ve % 10 çimento eklenmiştir. Sonuçlar çimento ilavesinin farklı toprak tiplerinde CBR değerlerini % 22-69 oranında arttırdığını göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• Çimento stabilizasyonu,California taşıma oranı,killi toprak

Kaynakça

1. A Kavosi, “Evaluation of soil stabilization using lime in Pars airport”. Tehran-Iran: Amir Kabir Un., 2001
2. N. J. Garber and L. A. Hoel, “Traffic and Highway Engineering”, SI Edition. Cengage Learning, 2014.
3. M. Patel and and H.S. Patel, “A Review on Effects of Stabilizing Agents for Stabilization of Weak Soil”, Civil and Environmental Research, Vol. 12, No 6, 2012
4. U. Singh and R.K. Yadav, “Study of Geotechnical Properties of Cement Stabilized Gravelly Soil”, International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), Vol.5, Issue I, 2017
5. V.O. Okonkwo and N.W., Nwokike, “Soil-Cement Stabilization For Road Pavement Using Soils Obtained From Agu-Awka In Anambra State”, Journal of Multidisciplinary Engineering Science and Technology, Vol.2, Issue 10, 2015
6. S. Mousavi and L.S. Wong, “Performance of Compacted and Stabilized Clay with Cement, Peat Ash and Silica Sand”, Jordan Journal of Civil Engineering, Volume 9, No. 1, 2015
7. E. Udo, C. Kennedy and Assam S., “Comparative Stabilization and Model Prediction of CBR Values of Orukim Residual Soils”, AkwaIbom State, Nigeria, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, Volume 12, Issue 4 Ver. II, 2015, pp. 53-61
8. ASTM-D2487. Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System). Retrieved from http://www.svcp-sa.com/images/STANDARDS%20AND%20QUALITY/STANDARDS%20AND%20QUALITY%201/D%202487%20-%2006%20Soil%20Clasification.pdf, 2006

9. ASTM-D3282. Classification of Soils and Soil-Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes. Retrieved from http://scetcivil.weebly.com/uploads/5/3/9/5/5395830/d_3282_-_93_r04__rdmyodi_.pdf, 2004
10. ASTM-D1557. Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort. ASTM, 100 Barr Harbor Drive,. Retrieved from http://www.ce.sc.edu/deptinfo/members/faculty/ray/web1/Ugrad/ECIV%20330/ASTM/D1557SoilMoistureDensityModified.PDF, 2007