Volumieke massa

De volumieke massa, ook aangeduid als dichtheid, is de verhouding tussen massa en volume van een materiaal. Beide termen worden veel gebruikt in de wegenbouw, met als eenheid kg/m3. Binnen de geotechniek wordt meestal gebruikgemaakt van de term volumiek gewicht, met als eenheid kN/m3. De samenstelling en korreldichtheid van de materiaalcomponenten en de mate van verdichting bepalen voor een groot deel de droge dichtheid. Op de CE-markering van een licht granulair ophoogmateriaal is de volumieke massa van het onverdichte droge materiaal opgenomen. Deze waarde is een eerste indicatie voor de dichtheid van het materiaal in de wegconstructie.
In tabel 5 is een overzicht opgenomen van de verschillende dichtheden per granulair materiaal.

Voor het ontwerp van wegconstructies met deze materialen moet ook de dichtheid bekend zijn van nat verdicht materiaal en de dichtheid van verdicht materiaal onder water. Deze waarden zijn nodig om in het geotechnisch ontwerp zettingsberekeningen te kunnen uitvoeren. Bij granulaire materialen wordt de verhouding tussen de dichtheid gemeten in situ en de referentiedichtheid gemeten met de proctorproef, aangeduid als de verdichtingsgraad. De dichtheid in situ wordt gemeten door middel van de zandvervangmethode, de grindvervangmethode of de nucleaire methode. Vanwege het grote percentage holle ruimte in lichte ophoogmaterialen worden met de grindvervangmethode de beste meetresultaten behaald.

De nucleaire methode is niet geschikt vanwege het hoge percentage holle ruimte tussen de korrels in lichte ophoogmaterialen.

Een groot nadeel van de proctorproef is de voorgeschreven manier van verdichten met de proctorhamer. Vanwege de lage verbrijzelingsweerstand van lichte granulaire materialen treedt hierbij een aanzienlijke verfijning van het materiaal op. Hierdoor laten de proefresultaten vaak een grote spreiding zien. Hoewel de proctorproef is opgenomen in de Standaard RAW Bepalingen 2015 wordt deze, vanwege de problemen met verbrijzeling, niet vaak uitgevoerd. Meestal wordt proefondervindelijk vastgesteld bij welke laagdikte en met wat voor verdichtingsapparatuur de beste verdichting wordt bereikt zonder het materiaal te verbrijzelen.

Dichtheid nat verdicht
Het vochtgehalte van granulair materiaal boven de grondwaterspiegel in een wegconstructie zal normaal gesproken tussen de 10% en 40% (massapercentage) liggen. De waarde van het vochtgehalte is mede afhankelijk van het absorptievermogen van het materiaal, de afstand tot de grondwaterspiegel en de capillaire opstijging. Verder zal het vochtgehalte variëren door weers- en seizoensinvloeden. De dichtheid nat verdicht wordt bij voorkeur in situ bepaald met de grindvervangmethode, die beschreven is in de Standaard RAW Bepalingen 2015. Dit gebeurt bij een vochtgehalte tussen de 10% en 40% en een verdichtingsgraad tussen de 90% en 100%.

Dichtheid verdicht geheel verzadigd
Licht granulair materiaal dat onder de grondwaterspiegel wordt toegepast, zal op den duur volledig verzadigd raken met water. Hierdoor neemt de dichtheid aanzienlijk toe. De uiteindelijke dichtheid van materiaal onder water is afhankelijk van de verdichtingsgraad, het absorptievermogen van de korrels en de hoeveelheid holle ruimte.

In NEN-EN 13055-2 en NEN-EN 15732 is vastgelegd op welke wijze het absorptievermogen op de korte termijn van een materiaal kan worden bepaald.

Afhankelijk van de korrelopbouw zal het materiaal in de loop der tijd meer water opnemen, doordat moeilijk bereikbare poriën ook verzadigd zullen raken met water. Dit is vooral van belang voor zettingsberekeningen, omdat hierdoor het gewicht van het materiaal toeneemt. Dit effect moet niet onderschat worden: in sommige gevallen kunnen korrels van lichte granulaire materialen zo veel water opnemen dat een gewichtstoename van 70% ten opzichte van de droge dichtheid optreedt.