CAPITOLUL 16 ÎMBRĂCĂMINŢI RUTIERE RIGIDE 16.1. Generalităţi Sistemele rutiere care au în compunerea lor unul sau mai multe straturi rigide (din macadam cimentat sau din beton de ciment) se numesc sisteme rutiere rigide. Deoarece aceste straturi rigide pot prelua eforturi de încovoiere repartizarea solicitărilor din trafic se realizează pe o suprafaţă mult mai mare, ca în cazul sistemelor rutiere suple, rezultând şi deformaţii mult mai mici. Datorită acestui fapt durata de exploatare a îmbrăcăminţilor rutiere realizate cu straturi rigide este de 20-40 ani. Tipurile de îmbrăcăminţi rutiere rigide, realizate în mod obişnuit în ţara noastră până acum, au fost: - macadamul cimentat; - dale din beton de ciment. 16.2. Macadamul cimentat Macadamul cimentat este o îmbrăcăminte rigidă de tip uşor (semipermanentă) care se realizează în mod similar macadamului simplu,
Transcript
CAPITOLUL 16
ÎMBRĂCĂMINŢI RUTIERE RIGIDE
16.1. GeneralităţiSistemele rutiere care au în compunerea lor unul sau mai multe
straturi rigide (din macadam cimentat sau din beton de ciment) se numesc sisteme rutiere rigide. Deoarece aceste straturi rigide pot prelua eforturi de încovoiere repartizarea solicitărilor din trafic se realizează pe o suprafaţă mult mai mare, ca în cazul sistemelor rutiere suple, rezultând şi deformaţii mult mai mici.
Datorită acestui fapt durata de exploatare a îmbrăcăminţilor rutiere realizate cu straturi rigide este de 20-40 ani.
Tipurile de îmbrăcăminţi rutiere rigide, realizate în mod obişnuit în ţara noastră până acum, au fost:
- macadamul cimentat;- dale din beton de ciment.
16.2. Macadamul cimentatMacadamul cimentat este o îmbrăcăminte rigidă de tip uşor
(semipermanentă) care se realizează în mod similar macadamului simplu, cu deosebirea că materialul de agregaţie este înlocuit cu mortar de ciment.
Grosimea acestui tip de imbrăcăminte este de 10 - 12 cm, cu profil transversal în formă de acoperiş cu două pante transversale de 2,5 - 3 % în aliniament.
Stratul de macadam cimentat poate servi ca: - strat de rulare; - strat portant; - strat de fundaţie.
Procedeele prin care se poate realiza macadamul cimentat sunt: - penetrare de sus, pe cale uscatä sau umedă; - penetrare de la mijloc (metoda sandvici).
Procedeul penetrării de sus, pe cale uscată sau umedă, se compune din: - aşternerea şi cilindrarea pietrei de rezistenţă (sortul 40-63) şi apoi răspândirea pe suprafaţă în mod uniform a mortarului de ciment (uscat sau umed) cu dozajul de 500- 800 Kg ciment la 1 m3 nisip; - când mortarul a fost aşternut uscat urmeaazä o stropire cu apă după care, în ambele cazuri, se trece la cilindrarea cu un compactor cu tamburi netezi de 100-120 kN pentru pătrunderea mortarului printre pietre; - urmează răspândirea unui nou strat de mortar mai fluid peste care se aşterne piatra de acoperire (split sort 16- 25) în cantitate de 10-15 Kg/m2 şi se cilindrează până la încleştarea pietrelor; - se îndepărtează eventualele excese de mortar de pe suprafaţă.
Timp de 7 zile de la execuţie suprafaţa macadamului se menţine umedă şi se protejează. Darea în circulaţie se face după trei săptămâni de la execuţie după ce, în prealabil, s-a realizat colmatarea rosturilor longitudinale şi transversale.
Se prevăd rosturi longitudinale de lucru pentru fiecare bandă de circulaţie şi rosturi transversale la circa 12 m.
Metoda sandvici sau penetrarea de la mijloc se realizează astfel: - se aşterne stratul de piatră de rezistenţă (sort 40-63) în
grosime de 6-7 cm şi se cilindrează uşor;- se răspâdeşte pe suprafaţă un mortar de ciment (800 Kg
ciment la 1m3 nisip);- se aşterne imediat un al doilea strat de piatră spartă, în
grosime de 6-7 cm udată, în prealabil, în afara platformei;- se realizeazä o cilindrare puternică cu un compactor cu
tamburi netezi de 60-80 kN până când mortarul apare la suprafaţă şi toate golurile sunt închise şi umplute.
Execuţia macadamului cimentat se recomandă să se facă între longrine metalice, în două etape, pentru fiecare bandă de circulaţie.
Deoarece macadamul cimentat necesită un consum ridicat de materiale, manoperă şi utilaje, el se fo1oseşte numai în cazul regiunilor ce dispun de piatră locală şi se desfăşoară într-o regiune climaterică cu multă umiditate.
16.3. Imbrăcăminţi rutiere din beton de cimentAceste îmbrăcăminţi se realizează, pe toată lăţimea părţii
carosabile, sub forma unor dale din beton de ciment.Dala din beton de ciment se realizează, în funcţie de
intensitatea traficului, dintr-un singur strat sau din două straturi; stratul superior poartă denumirea de strat de uzură iar cel inferior de strat de rezistenţă.
Grosimea minimă a stratului de uzură este de 6 cm iar grosimea totală a îmbrăcămintei din beton de ciment este cuprinsă între 14-30 cm.
16.3.1. Avantajele şi dezavantajele îmbrăcăminţilor din beton de ciment
Pentru alegerea tipului de îmbrăcăminte rigidă la construcţia sau modernizarea unui drum sunt necesare o serie de calcule complexe, tehnice şi economice, care sä justifice avantajele acestor tipuri de îmbrăcăminţi faţă de îmbrăcăminţi1e rutiere suple fără a omite şi dezavantajele îmbrăcăminţilor rigide.
Avantajele pe care îmbrăcăminţile rigide le prezintă faţă de alte îmbrăcăminţi rutiere sunt:
- prezintă rezistenţe mecanice mari care permit îmbrăcăminteisuportarea unui trafic intens şi greu;- au o rezistenţă sporită la uzură (sub 0,1 mm/an) şi se comportă bine în regiuni cu climat umed asigurând o viabilitate de 35 - 40 ani;- au o rugozitate ridicată care este practic insensibilă la umezirea suprafeţei de rulare;- culoarea deschisă a îmbrăcămintei prezintă o bună vizibilitate asigurând siguranţa circulaţiei în condiţii nefavorabile (noapte, ploaie, ceaţă, etc.). Dimpotrivă, pentru evitarea orbirii conducătorilor autovehiculelor în regiunile însorite, se recomandă închiderea culorii îmbrăcămintei prin introducerea, în ciment, a unor procente de pigmenţi metalici de culoare închisă;- suprafaţa lor este practic insensibilă la acţiunea temperaturilor ridicate;- sunt rezistente la acţiunea carburanţilor şi lubrefianţilor utilizaţi la autovehicole;- permit utilizarea la maximum a materialelor locale;- sunt avantajoase din punct de vedere energetic având un consum specific de energie cu 50-90% mai mic faţă de îmbrăcăminţile bituminoase;- prezintă un volum redus de lucrări de întreţinere care au costuri mici;- execuţia îmbrăcăminţilor se poate realiza şi pe timp umed cu temperaturi de + 3 - + 5 0C ceea ce pre1ungeşte sezonul de lucru faţă de cel al îmbrăcăminţilor bituminoase;- cheltuielile totale de execuLie, raportate la perioada de
exploatare sunt mult reduse faţă de cele de la îmbrăcăminţilor bituminoase în cazul unui trafic intens şi greu.Dezavantajele pe care le prezintă îmbrăcăminţile rutiere rigide
faţă de cele bituminoase sunt:- existenţa rosturilor (longitudinale şi transversale) care
complică execuţia îmbrăcămintei şi deranjează circulaţia, constituind totodată şi punctele vulnerabile ale îmbrăcămintei de la care începe degradarea ei;
- darea în circulaţie se face după circa trei săptămâni, când betonul atestă rezistenţe mecanice corespunzătoare;- datorită rigidităţii dalelor, în cazul unor tasări inegale ale
straturilor de fundaţie, dalele fisurează şi crapă;- posibilităţile de ranforsare a îmbrăcăminţilor rutiere rigide solicită tehnologii complexe de execuţie;- întreţinerea acestor tipuri de îmbrăcăminţi pe timp de iarnă
este anevoioasă, dat fiind că nu se recomandă utilizarea fondanţilor chimici la combaterea poleiului şi la deszăpezire.
16.3.2. Condiţii tehnice16.3.2.1. Elemente geometriceGrosimea îmbrăcămintei este cea rezultată din calculul de
dimensionare, dar cel puţin 18 cm în cazul drumurilor publice, fără includerea completărilor pentru preluarea denivelărilor. Atunci când îmbrăcămintea se execută în două straturi, grosimea stratului de uzură este de 6 cm.
Abaterea maximă admisă la grosimea totală proiectată a îmbrăcămintei este de: - 10-15 cm la drumuri noi şi modernizări;
- 10-50 cm la ranforsarea îmbrăcăminţilor existente. Lăţimea de turnare a benzii de beton este de 2,5-8,5 m iar abaterea maximă admisibilă este de:
+ 15 mm la drumuri noi, modernizări şi ranforsări de îmbrăcăminţi bituminoase;
+ 5 mm la ranforsarea îmbrăcăminţilor vechi din beton de ciment.
In profil transversal, pentru drumuri în aliniament, îmbrăcămintea se realizează :
- cu două pante în formă de acoperiş la drumuri de clasă tehnică II-V, străzi de categoria I - II, drumuri de exploatare de categoria I, piste şi căi de rulare aeroportuare;- cu pantă mică la calea unidirecţională a autostrăzilor, străzi cu zonă verde mediană sau cu platformă axială pentru tramvai, străzi de categoria IV, drumuri de exploatare de categoria IV şi
III, platforme de orice fel.Panta transversalä a îmbrăcămintei din beton de ciment este de:- 2% pentru drumuri în aliniament şi în curbe fără supraînă1ţări, precum şi la străzi;- 1,5 - 2,5 % pentru ranforsarea sistemelor rutiere nerigide cu îmbrăcăminţi din beton de ciment;- 1,5 - 2 % pentru piste şi căi de rulare aeroportuare. Abaterile maxime admise sunt de:a) în profil transversal
± 0,4% pentru panta transversală la drumuri şi străzi. In cazul îmbrăcăminţilor pentru piste, căi de rulare, bretele de legătură şi platforme aeroportuare nu se admit nici un fel de abateri;
b) în profil longitudinal, abaterile maxime admise la cotele îmbrăcămintei în axa benzii faţă de cotele din proiect sunt de:
± 10 mm, la autostrăzi, piste, căi de rulare şi platforme aeroportuare, drumuri de clasă tehnică II, străzi de categoria I şi II;
± 20 mm, la drumuri de clasă tehnică III - V. străzi de categoria III şi drumuri de exploatare de categoria I;
± 30 mm, la străzi de categoria IV, drumuri de exploatare de categoria II şi III, locuri de staţionare, alei carosabile şi platforme de parcare, portuare şi industriale.
Declivitatea maximă admisă în profil longitudinal la îmbrăcăminţile din beton de ciment este de 7 %.
Atât în sens transversal cât şi longitudinal denivelările admise ale suprafeţei îmbrăcămintei, măsurate sub dreptarul de 3,00 m lungime, pe fiecare bandă de beton sau bandă de circulaţie sunt de:
- 4 mm, în cazul îmbrăcăminţilor la drumuri cu viteza de proiectare mai mare de 100 Km/h;
- 5 mm, în cazul îmbrăcăminţilor la drumuri cu viteza de proiectare cuprinsă între 50 şi 100 Km/h ;
- 6 mm, în cazul îmbrăcăminţilor la drumuri cu viteza de proiectare sub 50 Km/h.
Distanţa minimă admisă între cele mai mari denivelări admise, măsurată în sens longitudinal, pe axa benzii din beton, este de 20 mm.
Denivelările admise între cele două benzi adiacente, la rostul longitudinal de contact, sunt de 2 mm în cazul drumurilor cu două pante transversale şi pistelor aeroportuare.
Între muchiile dalelor învecinate ale rosturilor transversale se admit denivelări admisibile de:
- 0 mm, la rosturile de contracţie a îmbrăcămintei ce se execută pentru lucrări de drumuri şi piste aeroportuare proiectate pentru o viteză de proiectare peste 100 Km/h:- 2 mm, la rosturile de contracţie a îmbrăcămintei ce se execută pentru lucrări de drumuri avînd viteza de proiectare sub 100 Km/h:- 2 mm, la rosturile de lucru pentru drumuri şi piste aeroportuare, indiferent de viteza de proiectare.
16.3.2.2. ImbrăcăminteaClasa de beton rutier utilizat la realizarea îmbrăcămintei este
reprezentată în tabelul 16.1. Valoarea minimă a rugozităţii suprafeţei îmbrăcămintei, determinată prin metoda înălţimii de nisip (H.S.), înainte de darea acesteia în circulaţie, trebuie să fie de 0.6 mm iar în cazul declivităţilor mai mari de 6%, în curbe cu raze sub 125 m şi în intersecţii, de 0.8 mm.
In cazul unor defecţiuni ale suprafeţei îmbrăcămintei, înainte de darea în circulaţie a drumului, procentul maxim admis de dale fisurate reparate, raportate la numărul total al dalelor executate, este de:
1 %, la autostrăzi, piste, căi de rulare şi platforme aeroportuare, drumuri de clasă tehnică I – III, străzi de categoria I - III şi drumuri de exploatare de categoria I ;
2% la drumuri de clasă tehnică IV şi V, străzi de categoria IV, drumuri de exploatare de categoria II şi III, platforme industriale, de parcare şi portuare, locuri de staţionare şi alei carosabile.
Se consideră fisuri, deschiderile sub 3 mm lăţime constatate la suprafaţa dalelor pe vreme răcoroasă sau umedă, iar prin crapături se înţeleg deschiderile peste 3 mm constatate în aceleaşi condiţii. Pe suprafaţa îmbrăcăminţii noi nu se admit crăpături înainte de darea în circulaţie.
16.3.2.3. Compoziţia betonuluiCompoziţia betonului trebuie stabilită în laborator de
specialitate, pe bază de încercări preliminare, astfel încât să asigure obţinerea tuturor caracteristicilor cerute betonului rutier în stare proaspătă şi întărită.
In cazul îmbrăcăminţi1or ce se execută într-un singur strat se utilizează agregate 0 - 25 mm, limitele de granulozitate ale agregatului total fiind prezentate în graficul din figura 16.1., sau 0 - 40 mm, conform graficului din figura 16.2., iar când îmbrăcăminţi1e se execută în două straturi se utilizează agregate cu dimensiunile între 0 - 25 mm în cazul stratului de uzură şi 0 – 31,5 mm (40 mm) în cazul stratului de rezistenţă.
Când unul din sorturile de agregate (nisip 3 – 7, pietriş 7 - 16, sau criblură 8 - 16) 1ipseşte se poate realiza un beton cu granulozitate
Tabelul 16.1.
DENUMIREA LUCRĂRILOR
Clasa de trafic
Traficfoarte greu
Trafic greu Trafic mediu Trafic uşor
Numărul straturilor de îmbrăcăminte
Un stratUzură sau
un stratRezistenţă
Uzură sau un strat
RezistenţăUzură sau
un stratRezistenţă
Clasa betonului1. Drumuri publice de interes republican (naţionale, autostrăzi), de interes local (judeţene, comunale inclusiv străzi cu două sau mai multe benzi de circulaţie).
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 4,0(BcR 3,5)
BcR 4,0 BcR 3,5
2. Ranforsarea sistemelor rutiere existente la drumuri şi autostrăzi.
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 4,0(BcR 3,5)
BcR 4,0 BcR 3,5
3. Drumuri de exploatare.
- cu două benzi de circulaţie
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 5,0(BcR 4,5)
BcR 4,0(BcR 3,5)
BcR 4,0 BcR 3,5
- cu o bandă de circulaţie
- - - - - BcR 3,5 -
4. Drumuri şi platforme industriale. BcR 4,5 BcR 4,5 BcR 4,0 BcR 4,0 BcR 3,5 BcR 3,5 -5. Străzi cu o bandă de circulaţie şi alei carosabile.
- - - - - BcR 3,5 -
6. Locuri de staţionare, platforme de - - - - - BcR 3,5 -
parcare şi portuare7. Pieţe căi de rulare şi platforme pentru aeroporturi :
- internaţionale şi interne
BcR 5,0 (BcR 4,0) pentru stratul de uzură
- de lucru BcR 4,5 (BcR 4,0) pentru stratul de uzură sau un strat BcR 4,0 (BcR 3,5) pentru stratul de rezistenţă
Tabelul 16.1. (continuare)
NOTE : 1. Cu avizul beneficiarului se pot utiliza şi clasele de betoane a căror valoare este indicată
în paranteză.2. Betoanele de clasă BcR 5,0 se realizează cu ciment tip CD-40 sau tip P 45.3. Betoanele de clasă BcR 4,5 se realizează cu ciment tip CD cu ciment tip P 45 sau P 40.4. Betoanele de clasă BcR 3,5 se realizează cu ciment tip P 40.5. Se pot utiliza şi alte tipuri de cimenturi numai cu avizul unui institut de cercetări de
specialitate, cu acordul beneficiarului.
discontinuă, având limitele granulometrice conform figurilor 16.3. şi 16.4. Acest tip de beton nu se va utiliza la autostrăzi, drumuri publice cu trafic foarte greu, piste, căi de rulare şi platforme de aerodromuri. Betonul din stratul de uzură al îmbrăcămintei din beton de ciment se realizează cu nisip natural şi criblură. Betoanele din stratul de uzură pentru locurile staţionare, platforme de parcare auto industriale şi portuare, străzi şi drumuri de exploatare cu o bandă de circulaţie precum şi alei carosabile, se pot prepara cu pietriş sau piatră spartă (split).
Fig. 16.1. Limitele de granulozitate ale agregatului total (agregate 0…25 mm).
Betonul din stratul de rezistenţă al îmbrăcăminţilor pentru drumuri şi străzi cu trafic greu, mediu sau uşor şi piste aeroportuare, pentru traficul local se realizează cu nisip natural de râu şi pietriş sau piatră spartă (split).
Se poate folosi ca material de adaos şi cenuşă de termocentrală în cazul stratului de rezistenţă realizat cu betoane de clasă BcR 4,0 şi BcR 3.5.
Pentru locurile de staţionare, platforme de parcare şi supralărgiri în curbe se poate folosi betonul rutier fluidificat cu aditiv FLUBET.
Fig. 16.2. Limitele de granulozitate ale agregatului total (agregate 0…25 mm).
Betoanele rutiere puse în opera cu ajutorul utilajelor cu cofraje
fixe longrine metalice) trebuie să aibă compoziţia prezentată în tabelul 16.2.
Caracteristicile betonului proaspăt trebuie să îndeplinească condiţiile prezentate în tabelul 16.3. iar cele ale betonului întărit condiţiile prezentate în tabelul 16.4.
Clasele de betoane rutiere, notarea lor şi valorile rezistenţelor caracteristice la încovoiere sunt prezentate în tabelul 16.5.
În cazul determinării rezistenţei la încovoiere pe prisma de 100x100x550 mm rezistenţa caracteristică la încovoiere va trebui să aibă cel puţin valorile indicate în tabelul 16.5.
Când determinarea rezistenţei la compresiune se face pe fragmente de prisme cu latura secţiunii de 150 mm sau pe carote, aceste valori au un caracter informativ.
Rezistenţa caracteristică la încovoiere (R k,înc.) determinată la 28 zile pe prisme de 150x150x600 mm, conform prescripţiilor tehnice în vigoare, MPa
3,5 4,0 4,5 5,0
Rezistenţa medie la compresiune (Rc) determinată la 28 zile pe cuburi cu latura de 141 mm, fragmentate de prisme cu latura secţiunii de 150 mm sau carote, MPa
30 35 40 45
Gradul de gelivitate al betonului G 100 G 100 G 100 G 100
Tabelul 16.5.Clasele de betoane rutiere
(notare, valori caracteristice)
Clasa de beton rutier Rk înc.150, MPa Rk
înc.100, MPaBc R 3,5 3,5 4,2Bc R 4,0 4,0 4,8Bc R 4,5 4,5 5,4Bc R 5,0 5,0 6,0
16.3.2.4. Materiale componenteMaterialele current folosite la realizarea îmbrăcăminţilor din
beton de ciment sunt:a) aggregate naturale: de balastieră şi de carieră;b) cenuşă de termocentrală ;c) cimenturi ;d) apă ;e) aditivi ;f) materiale diverse :
- oţel beton, fibre de oţel, fibre din mase plastice, masticuri bituminoase pentru rosturi, etc.
a) Agregate naturaleLa confecţionarea betoanelor rutiere se utilizează, în funcţie de
clasa tehnică a drumului, clasa betonului şi considerente economice, în stratul de uzură al îmbrăcămintei din beton de ciment - nisipuri şi cribluri - iar în stratul de rezistenţă se utilizează nisip, pietriş sau piatră spartă.
Nisipul pentru prepararea betoanelor rutiere trebuie să îndeplinească condiţiile prezentate în tabelul 16.6.
Tabelul 16.6.Condiţiile de admisibilitate pentru nisip
Caracteristica Condiţii de admisibilitate
Sort0-3; 3-7; 0-7
Granulozitate Să se înscrie între curbele din figura 16.5.
Echivalent de nisip (EN), min. 85
Impurităţi
- corpuri străine NU se admit- mică liberä , %, max. 1
- cărbune, %, max. 0,5- humus (culoarea soluţiei de
hidroxid de sodiu)Incoloră sau slab gălbuie
- su1faţi (exprimaţi în SO3), %, max. 1
Pietrişul utilizat la prepararea betoanelor rutiere trebuie să îndeplinească condiţiile prezentate în tabelul 16.7.
Rocile utilizate pentru obţinerea agregatelor naturale sfărâmate artificial trebuie să se încadreze în clasa B (STAS 667-90) ceea ce impune ca ele să îndeplinească condiţiile din tabelul 16.8.
Criblura utilizată la prepararea betonului din stratul de uzură trebuie să îndeplinească condiţiile din tabelul 16.9. iar piatra spartă pe cele prezentate în tabelul 16.10.
b) Cenuşa de termocentrală , folosită ca adaos în stratul de rezistenţă, are activitate subnormată şi trebuie să îndeplinească condiţiile prevăzute în tabelul 16.11.
Fig.16.5. Zona granulometrică a nisipului pentru betoane rutiere.
Tabelul 16.7.Condiţiile de admisibilitate pentru pietriş
CaracteristicaStratul
Uzură sau un singur strat RezistenţaCondiţii de admisibilitate
SortGrad de spargere, %,
min.Forma granulelor
Valori medii : b/a min. 0,66Valori medii : c/a, min 0,33
Conţinut de granule plate şi aciculare, %, max. 25
Conţinut de impurităţi :Corpuri străine Nu se admit
Parte levigabilă, %, max. 0,3 cu condiţia ca în agregatul total să nu depăşească 1%Sulfaţi NU se admit
Rezistenţa la strivire a agregatelor în stare saturată, %, min.
60
Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ, % max. 10
Uzură cu maşina tip Los Angeles (LA), %, max. 25 35
Notă : Pentru locuri de staţionare, platforme de parcare şi portuare şi străzi cu o bandă de circulaţie, precum şi alei carosabile, pietrişul pentru stratul de uzură poate îndeplini condiţiile de admisibilitate prevăzute pentru stratul de rezistenţă.
Tabelul 16.8.
Caracteristicile fizico-mecanice ale rocii de provenienţă
Caracteristica Condiţii de admisibilitate
Porozitatea aparentă la presiune normală, %, max. 5
Rezistenţa la compresiune, in stare uscatA, N/mm2 min.150
Uzura cu maşina tip Los Angeles, %, max. 18
Coeficientul de calitate, % min.10
Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ:- coeficient de gelivitate (g25), %, max. 3- sensibilitate la îngheţ (gL25), %, max. 25
Tabelul 16.9.Condiţiile de admisibilitate pentru criblură
Caracteristica Condiţii de admisibilitateSort 8-16 16-25
Conţinut de granule:- care rămân pe ciurul superior (dmax), %, max. 5 5
- care trece prin ciurul inferior (dmin), % max. 10 10Coeficient de formă, %, max. 25 25
Conţinut de impurităţi:- corpuri străine Nu se admit
- conţinut de fracţiuni sub 0,09 mm, % max. 1,00 1,00- argilă Nu se admite
Tabelul 16.10.Condiţiile de admisibilitate pentru piatra spartă
Caracteristica Condiţii de admisibilitatea
Sort 25-40Conţinut de granule:
- care rămân pe ciurul superior (dmax), %, max. 5
- care trece prin ciurul inferior (dmin), % max. 10Coeficient de formă, %, max. 25
Conţinut de impurităţi:- corpuri străine Nu se admit
- conţinut de fracţiuni sub 0,09 mm, % max. 0,30
Tabelul 16.11.Caracteristicile fizico-mecanice ale cenuşii de termocentrală
Caracteristica Condiţii de admisibilitate
aUmiditate %, max. 1
Rest pe sita cu ţesătură de sârmă 02, %, max. 20Pierdere la calcinare, %, max. 5
Suma oxizilor de siliciu, aluminiu şi fier (SiO2+Al2O3+Fe2O3), %, min.
70
Oxid de magneziu (MgO), %, max. 5Trioxid de sulf (SO3), %, max. 3Alcalii solubile în apă, %, max. 1
c) CimenturiCaracteristicile principale pe care trebuie să le îndeplinească
cimenturile rutiere sunt: rezistenţă mare la întindere şi contracţie redusă. Acest lucru se poate asigura suficient numai prin alegerea unui tip de ciment rutier, cu rezistenţe mecanice medii şi priză lentă.
Cimenturile curent folosite la prepararea betoanelor de ciment în ţara noastră sunt: cimentul Portland P 40, P 45 şi cimentul pentru drumuri CD 40. Rezistenţele mecanice ale acestor tipuri de ciment sunt prezentate în tabelul 16.12.
d) ApaApa care se utilizează la prepararea betoanelor de ciment pentru
îmbrăcăminţi rutiere trebuie să fie corespunzătoare din punct de vedere calitativ.
Tabelul 16.12.Rezistenţe mecanice ale cimenturilor rutiere
Simbolul cimentului
Denumirea încercării
Valorile minime ale rezistenţelor mecanice N/mm2 determinate pe mortare plastice la :
2 zile 7 zile 28 zile
P 40Întindere prin
încovoiere 3,0 - 6,0Compresiune 17,0 - 40,0
P 45Întindere prin
încovoiere 3,5 - 6,5Compresiune 20,0 - 45,0
CD 40Întindere prin
încovoiere 3,5 5,0 6,5Compresiune 15,0 26,0 40,0
Tabelul 16.13.
Caracteristicile chimice ale apei
Caracteristica Condiţii de
admisibilitate
Concentraţia ionilor de hidrogen (pH) 5-10
Conţinutul total de săruri (reziduu uscat la 105 5C), mg/dm3 2000
Sulfaţi (SO42-) mg/dm3, max. 2000
Cloruri (Cl-), mg/dm3, max. 500
Carbonaţi (CO32-) şi bicarbonaţi (CO3H-), mg/dm3, max. 1000
Magneziu, (Mg2+), mg/dm3, max. 500
Alcalii, exprimate sub forma Na2O(Na2O+0,658 K2O), mg/dm3,
max.
600
Substanţe organice, mg KmgO4/dm3, max. 500
Pierderea de calcinare (PC) a substanţelor insolubile, mg/dm3, max. 800
In mod curent se foloseşte apa potabilă provenită din reţeaua de alimentare cu apă, la care nu mai este necesară verificarea caracteristicilor acesteia.
Când apa provine de la alte surse (izvoare, râuri, lacuri, etc.) aceasta trebuie să îndep1inească următoarele condiţii:
- să fie limpede şi să nu conţină suspensii organice sau anorganice (mâl, argilă, etc.);
- să nu aibă gust şi miros pronunţat;
- să corespundă, din punct de vedere al caracteristicilor chimice, condiţiilor prezentate în tabelul 16. 13.
e) AditiviAditivii sunt substanţe care, adăugate în cantităţi mici în
compoziţia betoanelor, pot influenţa în mod favorabil unele caracteristici ale betonului proaspăt sau întărit, cu precădere lucrabilitatea şi rezistenţele mecanice în condiţii de exploatare, precum şi procesele de priză şi întărire.
Aditivii cei mai utilizaţi sunt adaosurile tensioactive: plastifianţii şi antrenorii de aer.
Plastifianţii sunt substanţe care, prin absorbire la suprafaţa particolelor solide, micşorează tensiunea superficială, determinând fenomene ca: dispersarea, hidratarea cimentului şi formarea structurii de rezistenţă.
Rolul lor este de a îmbunătăţi lucrabilitatea betonului proaspăt, permiţând o reducere a conţinutului de apă, respectiv a raportului apă/ciment la aceiaşi consistenţă a betonului.
Denumiţi în aceste condiţii şi reductori de apă, ei conduc la micşorarea contracţiilor şi la îmbunătăţirea rezistenţelor mecanice ale betonului, în special a rezistenţei la ingheţ-dezgheţ repetat. Utilizarea lor este raţională când folosirea lor conduce la o reducere de eel puţin 30% a cantităţii de apă fără afectarea rezistenţelor mecanice.
Plastifianţii cei mai utilizaţi în tehnica rutieră sunt cei produşi pe bază de lignosulfonaţi, dozajul folosit fiind de 0,5% din masa cimentului.
Superplastifianţii, adaosuri tensioactive de mare eficienţă, se utilizează în cantităţi de 1 - 3% din masa cimentului şi au efecte imediate asupra caracteristicilor reologice, a procesului de priză şi formării structurii de rezistenţă.
Utilizarea superplastifianţi1or conduce la:- creşterea 1ucrabi1ităţii betoanelor de 3 - 5 ori la ace1aşi factorapă/ciment;- sporuri de rezistenţă 30 - 140% (la o zi) şi de 20 - 60% (la 28
zile) datorită reducerii conţinutului de apă, la lucrabilitate şi dozaje de ciment egale;
- creşterea rezistenţei la gelivitate până la 300 cicluri de îngheţ-dezgheţ alternativ, datorită reducerii apei de amestecare (A/C = 0,35);
- scăderea dozajului de ciment cu 10 - 30% la rezistenţe şi lucrabilităţi egale;
- obtinerea de betoane de mare rezistenţă în condiţii eficiente.În ţara noastră se utilizează aditivul de tip superplastifiant
FLUBET -obţinut prin sulfonarea uleiului naftalinic - 50, condensarea ulterioară cu aldehida formică şi neutralizarea cu hidroxid de sodiu sau de calciu. Condiţiile tehnice pentru acest aditiv sunt prezentate în tabelul 16.4.
Tabelul 16.14.Condiţiile de admisibilitate ale
aditivului FLUBET
CaracteristicaFLUBET- Sodiu
FLUBET- Calciu
AspectSoluţie limpede de
culoare brun-roşcatăDensitate la 200C, g/cm3 1,13 - 1,16
Conţinutul în sulfat de sodiu (Na2SO4), %, max. 5 -
Conţinut în ioni de sulfat (SO42) în soluţie, %, max -
0,1
Dozajul de FLUBET, în litri din greutatea cimentului, este de 2% pentru cimenturile P 45, P 40 şi CD 40 şi de 1,5% pentru ciment Pa 35.
Antrenorii de aer sunt substanţe tensioactive care, introduse în proporţii mici, formează şi antrenează în masa betonului un mare număr de microbule de aer cu dimensiuni cuprinse între 20 - 60 m distribuite uniform la distanţe de 0,1-0,2 mm. Ei permit îmbunătăţirea 1ucrabi1ităţii betonului proaspăt şi măresc rezistenţa betonului la îngheţ-dezgheţ dar prezintă şi dezavantajul reducerii cu 10% a rezistenţelor mecanice ale betonului.
Volumul de aer antrenat în beton se recomandă sä fie între 3 - 5%.
Caracteristicile aditivului mixt (plastifiant şi antrenor de aer) DISAM -“A”, produs la noi în ţară prin combinarea lignosulfonatului de calciu (plastifiant) cu alchil-aril-sulfonat de sodiu (antrenor de aer), sunt prezentate în tabelul 16.15.
Tabelul 16.15.Caracteristicile fizico-chimice ale aditivului DISAN - “A”
(substanţă uscată la 105 + 50C)Caracteristica Limite admise
Aspect Praf de culoare
cafeniu - închisConţinutul de substanţă uscată, %, min. 92
Substanţe insolubile în apă, %, max. 2Substanţe reducătoare, %, max 5,5
La prepararea betoanelor rutiere aditivul de tip DISAN - “A” se fo1oseşte sub formă de soluţie având o concentraţie de 10% substanţă uscată în unităţi de masă.
Pe lângă plastifianţi şi antrenori de aer se mai folosesc şi aditivi-acceleratori de priză şi întărire care modifică viteza de hidratare şi hidroliză a componenţilor mineralogici ai cimentului. Cel mai cunoscut şi cel mai des întrebuinţat accelerator este clorura de calciu (CaCL2) care se fo1oseşte în proporţie de maximum 2-3% din masa cimentului.
Deoarece în cazul unor dozaje mai mari de 3 % creşte foarte mult contracţia precum şi datorită faptului că acest aditiv provoacă corodarea oţelului beton se recomandă evitarea utilizării lui la betoanele rutiere. Utilizarea acestui aditiv se va face cu precauţie şi numai în cazul execuţiei îmbrăcămintei rutiere din beton de ciment pe timp friguros sau pentru darea în exploatare rapidă a unor sectoare de drum.
f) Materiale diverseMateriale diverse includ acele materiale care se folosesc la:- asigurarea rosturilor de contact longitudinale contra
denivelări1or sub acţiunea traficului;- amenajarea rosturilor de dilataţie;- colmatarea rosturilor.Otelul beton folosit ca ancore la rosturile de contact
longitudinale este de tipul OB 37 cu diametrul de 10 mm. La rosturile de dilataţie amenajate se fo1oseşte oţel beton tip OB 37 cu diametrul de 6 mm pentru armătura de pozare şi OB 37 cu diametrul de 18-20 mm pentru gujoane.
Masticurile bituminoase pentru colmatarea rosturilor pot avea următoarele alcătuiri:
a) Bitum D8O/120……………………………………40 %Deşeuri de cauciuc………………………………….8 %Fibre textile…………………………………………4 %Praf de azbest……………………………………...18 %
b) Bitum D 8O/120………………………………..30-35 %DANUVAL tip I cu inserţie textilă sort B……....8-10 %Filer…………………………………………….57-60 %
DANUVAL tip I se obţine prin procedeul de măcinare în trepte a cauciucului natural (nevulcanizat) cu inserţie textilă rezultat ca deşeu din materia primă necesară fabricării anvelopelor. Ca aspect se prezintă ca o vată în care fibra textilă fin tocată este amestecată cu granule de cauciuc cu diametrul maxim de 2,5 mm şi pudră de talc.
Caracteristicile fizico-mecanice ale masticului preparat cu DANUVAL trebuie să corespundă celor indicate în tabelul 16.16.
Tabelul 16.16Condiţiile tehnice ale masticului bituminos cu DANUVAL
Caracteristica U.M. Limite admise
Punct de înmuiere (lB.) 0C min. 85 Densitate specificá g/cm3 1.65-1,75
Fluaj 750; 600; 5 ore mm max. 5Stabilitate la temperatura de
200Cbile Cel puţin două bile din trei să nu
prezinte fisuri
În afară de aceste două tipuri de mastic bituminos se mai foloseşte şi ASROBIT - un mastic bituminos fibros, plastifiant, ale cărui caracteristici sunt prezentate în tabelul 16.17.
Tabelul 16.17.Caracteristicile tehnice ale masticului
bituminos ASROBIT
Caracteristica U.M. Limite admise
Aspect negru omogen aderent
Penetraţie cu con de 150 g; 5 sec.; 25 0C mmA1 : 15-17A2: 17-19
A3 : 18 - 20Fluaj 450C ; 800C; 5 ore mm 0
Densitate specifică g/cm3 1,12 - 1,15
La rosturile executate prin tăiere în betonul întărit, respectiv rosturi de contracţie sau de contact, colmatarea se poate face şi cu un şnur de cauciuc ce are secţiune dreptunghiulară cu dirnensiuni de 6 x 10 mm.
Fluidul de protecţie P 45 este folosit în faza a doua la protejarea betonului proaspăt turnat, caracteristicile sale fiind
prezentate în tabelul 16.18.
Tabelul 16.18.Condiţiile tehnice pentru fluidul de protecţie P 45
Caracteristica U.M.Condiţiile de admisibilitate
Aspect Lichid omogen, maroniu deschis
Densitate g/cm3 0,7-1,2Vâscozitate Engler la 20 C E max.10
Vâscozitate la 25 C (cupa vâscozimetrică cu duza de 3 mm) sec. max.80
Vâscozitate cinematică la 50C cSt max. 26Punct de inflamabilitate C min. 30Timp de uscare la 25 C ore max. 3
Reziduu la evaporare % 43 ± 3
16.3.3. Prepararea şi transportul betonuluiPrepararea betonului se recomandă a se face în insta1aţii de
betoane cu amestecare forţată prevăzute cu sisteme automate sau semiautomate de dozare pentru toţi componenţii betonului. Productivitatea staţiei de betoane trebuie să fie cel puţin egală cu cea a utilajului de punere în operă a betonului pentru a se evita staţionarea acestuia.
Dozarea agregatelor, a cimentului şi a cenuşii de termocentrală se face gravimetric iar a apei şi a soluţiei de aditivi se face volumetric cu dozatoare automate sau cu cântare.
Abaterile admise la dozarea materialelor componente ale betonului sunt de:
- ± 3% pentru fiecare sort în parte şi ± 2% pentru întreaga cantitate de agregate;
- ± 2% pentru ciment, apă şi aditivi;- ± 3% pentru cenuşă de termocentrală.Malaxarea trebuie să continue cel puţin 60 sec. de la
introducerea ultimului component.Transportul betonului se face cu autobasculante cu benă, etanşă
şi curată, protejat de condiţiile atmosferice defavorabile (ploi, vânt, arşiţă) care pot să modifice caracteristicile sale.
Durata de transport a betonului, considerată din momentul terminării încărcării autobasculantei şi sfârşitul descărcării acesteia la punctul de lucru, nu poate depăşi valorile din tabelul 16.19. decât dacă se utilizează aditivi întârzietori de priză.
Tabelul 16.19.Durata de transport a betonului
Temperatura betonului 0C Durata maximă de transport , minute
15 < t 30 45t 15 60
Intervalul de timp de la prepararea betonului pentru stratul de rezistenţă şi până la completa finisare a suprafeţei stratului de uzură nu trebuie să depăşească timpul de începere a prizei betonului.
16.3.4.Execuţia îmbrăcămintei din beton de cimentBetonul de ciment se pune în opera pe platforma pregătită
anterior, între longrine metalice aşezate, la cota prevăzută, pe benzi din mortar de ciment. Această operaţie se execută mecanizat, cu ajutorul repartizatoarelor şi vibrofinisoarelor.
Execuţia îmbrăcămintei se face în unul sau două straturi, conform proiectului, funcţie de utilajul care asigură compactarea prin vibrare a betonului şi de grosimea acestuia de balast sau piatră spartă se acoperă cu un strat de nisip de râu în grosime de 2 cm, după compactare, iar pe suprafaţa sa se aşează o foaie de hârtie rezistenţa (Kraft) sau polietilenă.
Când stratul superior al fundaţiei este alcătuit din materiale stabilizate cu lianţi, mixturi asfaltice sau beton de ciment, nu este necesară acoperirea sa cu hârtie Kraft sau folie de polietilenă. În acest caz aceste straturi vor fi reparate înainte de aşternerea betonului.
Aşternerea betonului se va face numai cu repartizoarele mecanice, cu excepţia unor suprafeţe reduse la care utilizarea acestora nu este justificată din punct de vedere tehnico-economic (supralărgiri în curbe, curbe cu raze mici, declivităţi peste posibilităţile de lucru ale utilajului de repartizare, platforme şi locuri de staţionare pe suprafeţe mici şi izolate) la care aşternerea se face manual.
Finisarea suprafeţei se recomandă a se face cu ajutorul vibrofinisoarelor prevăzute cu grinzi finisoare ; în cazul când vibrofinisoarele nu au asemenea dispozitive, finisarea suprafeţei se face cu ajutorul unui rulou metalic de 3-4 m lungime, confecţionat din ţeavă cu Ø = 250 mm, având greutatea de 150-200 Kg.
Suprafaţa finisată a betonului se striază mecanic sau manual cu dispozitive speciale, imediat după terminarea finisării.
Protejarea betonului proaspăt turnat în îmbrăcămintea rutieră se face în două faze şi anume :
a) în prima fază, care se consideră de la terminarea strierii şi până la începerea prizei betonului, protejarea se efectuează prin acoperişuri de protecţie fixe sau mobile ;
b) în faza a doua betonul se protejează prin aplicarea de pelicule de protecţie (fluid de protecţie P 45, polisol, sau alte produse chimice similare).
Execuţia îmbrăcăminţilor din beton de ciment se face în intervalul de temperaturi atmosferice de +5 ÷ + 35 ºC ; temperatura betonului la punerea în operă trebuind să nu depăşească + 30 ºC .
Darea în circulaţie a îmbrăcăminţilor din beton de ciment se face diferenţiat, în funcţie de temperatura atmosferică, aşa cum este prezentată în tabelul 16.20.
Tabelul 16.20Termene pentru darea în circulaţie a îmbrăcăminţilor din beton de ciment
Termene orientative, zileTemperatura atmosferică medie la punctul de lucru,
ºC +5 +10 +15 +20 +25
Betoane obişnuite cu ciment CD 40, sau betoane cu adaosuri (cenuşă de centrală termoelectrică sau zgură)
25 19 16 14 12
Betoane obişnuite cu ciment P 45 sau P 40 18 15 13 11 10
În anumite situaţii excepţionale, în intervalul 0 ÷ 5 ºC lucrările se pot executa numai cu avizul beneficiarului şi luarea măsurilor speciale prescrise în ceea ce priveşte prepararea, aşternerea şi protecţia betoanelor conform prevederilor tehnice. Nu se admite execuţia îmbrăcăminţilor la temperaturi negative.
16.3.5. Executarea rosturilor la îmbrăcămintea din beton de ciment
Îmbrăcămintea din beton de ciment se execută cu rosturi longitudinale şi transversale în scopul evitării apariţiei fisurilor şi crăpăturilor datorate variaţiilor de temperatură şi umiditate, tasărilor inegale şi pentru necesităţi de construcţie.
Rosturile longitudinale, care trebuie să se execute în linie continuă, fără frânturi, pot fi de :
- contact (de construcţie) ;- dilataţie ;- contracţie.Rosturile de contact se realizează între benzile de beton pe toată
grosimea îmbrăcămintei.Rosturile de dilataţie se execută numai în cazul în care
îmbrăcămintea este mai lată de 100 m (cazul platformelor) la aproximativ jumătate din lăţime în locul unui rost de contact.
Rosturile de contracţie se execută în axa benzii de beton când aceasta are o lăţime mai mare de 5 m.
Rosturile de contracţie se execută în axa benzii de beton când aceasta are o lăţime mai mare de 5 m.
Rosturile transversale, la rândul lor, pot fi de :- contact (de construcţie) ;- dilataţie ;- contracţie.Rosturile de contact se realizează pe toată lăţimea şi grosimea
îmbrăcămintei şi separă betoane de vârstă diferită.Rosturile de dilataţie se execută perpendicular pe axa benzii de
beton, pe toată lăţimea şi grosimea îmbrăcămintei la distanţe de circa 100 m precum şi :
- la capetele tablierelor sau plăcilor viaductelor, podurilor, podeţelor, etc. ;
- la capetele curbelor, având raze sub 3,00 m, în punctul de tangenţă ;
- în punctele de schimbare a declivităţilor în care proiectul nu prevede racordări convexe.
Rosturile de contracţie se execută la distanţe între 4-6 m, perpendicular pe axa drumului, în linie continuă pe toată lungimea îmbrăcămintei sau cu o înclinare de 1/6, faţă de axa acesteia, aşa cum se observă din figura 16.6.
Realizarea rosturilor de contact se face prin aplicarea pe suprafaţa laterală a dalelor, turnate anterior, a unei pelicule de bitum sau prin stropirea cu emulsie bituminoasă.
În cazul drumurilor de clasă tehnică I şi II, a străzilor de categoria I şi II, precum şi la pistele şi platformele aeroportuare, partea superioară a rosturilor de contact (transversale şi longitudinale) pe o
adâncime de 30 mm din grosimea dalei, se taie ulterior pe o lăţime de 8-10 mm, pentru a se permite o uşoară introducere a produsului de colmatare aşa cum se prezintă în figura 16.7.
Dealungul rosturilor de contact longitudinale, îmbrăcămintea se armează cu ancore de oţel-beton OB 37 (ø = 10 mm ; L = 100 cm) aşezate la jumătatea grosimii dalei la distanţe de 1,00 m, aşa cum se observă în figura 16.8.
La platformele cu panta transversală sub 2 % armarea nu este necesară.
Fig. 16.6. Amplasarea în plan a rosturilor de contracţie.
Fig. 16.7. Amenajarea rosturilor de contact transversale la :a) îmbrăcăminte rutieră într-un strat ;b) îmbrăcăminte rutieră în două straturi.Rosturile de dilataţie se realizează prin introducerea unei
scânduri din lemn de brad (păstrată în prealabil timp de 24 ore în apă) de 20-25 cm grosime, la partea inferioară a îmbrăcămintei până la 30 mm de la suprafaţa dalei în cazul îmbrăcăminţilor care se execută într-un singur strat sau până la nivelul superior al stratului de rezistenţă în
cazul îmbrăcăminţilor care se execută în două straturi. Scândura rămâne definitiv în îmbrăcămintea rutieră.
Fig. 16.8. Amenajarea rosturilor de contact longitudinale :a) îmbrăcăminte într-un singur strat ;b) îmbrăcăminte în două straturi.
Betonul existent deasupra scândurii este ulterior îndepărtat prin executarea a două tăieturi paralel, distanţate la 20-25 mm între ele până la nivelul superior al scândurii aşa cum se observă în figura 16.9.
Rosturile de contracţie se realizează pe adâncimea de 1/4 - 1/5 din grosimea dalei la îmbrăcăminţile executate într-un strat aşa cum este prezentat în fig. 16.10. (a,b) sau pe 1/3 – 1/4 din grosimea totală a dalei la îmbrăcăminţile executate în două straturi – figura 16.11. (a,b) cu ajutorul maşinii de tăiere echipată cu două discuri diamantate concentrice alăturate, de diametre diferite (fig.16.10.a şi fig.16.11.a) sau cu un singur disc având grosimea de 8 mm (fig.16.10.b şi 16.11.b).
O altă soluţie constructivă privind amenajarea rosturilor de contracţie, atunci când se folosesc maşini pentru tăierea rosturilor, care permite utilizarea eficientă a materialelor pentru colmatarea rosturilor este prezentată în figura 16.12.
Fig. 16.9. Amenajarea rosturilor de dilataţie :a) îmbrăcăminte într-un singur strat ;b) îmbrăcăminte în două straturi.
Fig. 16.10. Amenajarea rosturilor de contracţie în cazul îmbrăcămintei rutiere într-un singur strat.
Fig.16.11. Amenajarea rosturilor de contracţie în cazul execuţiei îmbrăcămintei rutiere în două straturi.
Fig.16.12. Amenajarea rostului de contracţie în cazul colmatării cu materiale elastice şi mastic :a) colmatare cu mastic bituminos ; b) colmatare cu materiale elastice şi mastic.
Tăierea betonului întărit se execută imediat ce betonul permite, într-un interval de timp de 6-24 ore la punerea în operă a betonului conform tabelului 16.21.
Tabelul 16.21Intervalul optim de timp pentru tăierea betonului
Golul rezultat la partea superioară a rosturilor se umple (colmatează) până la suprafaţa îmbrăcămintei cu un produs de colmatare astfel :
- în cazul rosturilor longitudinale de contact sau a rosturilor transversale de dilataţie, umplerea golurilor se face cu ANROBIT sau cu mastic bituminos ;
- în cazul rosturilor transversale de contact sau a rosturilor de contracţie (transversale şi longitudinale) umplerea golurilor se face fie cu ASROBIT fie cu produse prefabricate din neopren sau cauciuc şi mastic bituminos, fie numai cu produse prefabricate din neopren sau cauciuc, fie cu mastic bituminos. Se va căuta să se evite colmatarea în exces a rosturilor.
În figura 16.13. sunt prezentate diferite produse prefabricate din cauciuc şi neopren pentru umplerea rosturilor. Pentru transmiterea, în bune condiţii, a eforturilor dintr-o dală în alta în cazul solicitărilor la încovoiere, provocate de încărcările verticale din trafic, se impune realizarea rosturilor amenajate. O astfel de amenajare, atât a rosturilor de dilataţie cât şi a celor de contracţie, cu gujoane sau armături, este prezentată în figura 16.14.
Fig. 16.13. Produse prefabricate pentru umplerea rosturilor
16.3.6. Recepţia îmbrăcăminţilor din beton de cimentÎnainte de darea în exploatare a drumului trebuie reparate toate
defecţiunile apărute la suprafaţa îmbrăcămintei.Pentru asigurarea durabilităţii în exploatare la îmbrăcăminţile
din beton de ciment se interzice utilizarea clorurii de sodiu (sare gemă industrială) pe timp de iarnă, pentru combaterea derapajului, timp de cinci ani de la data execuţiei acestora.
La îmbrăcăminţile din beton de ciment recepţia se efectuează în trei etape : pe fază, preliminară şi finală. Recepţia pe fază se face în timpul şi după pregătirea platformei; recepţia preliminară se efectuează când toate lucrările sunt terminate şi la cel puţin o lună de la darea în circulaţie, iar recepţia finală se efectuează după expirarea perioadei de garanţie.
Fig. 16.14. Amenajarea rosturilor de dilataţie cu gujoane
16.3.7. Îmbrăcăminţi din beton de ciment cu armătură continuă
În ultimul timp s-a observat, în mai multe tări, tendinţa de a se aplica soluţia armării îmbrăcăminţilor din beton de ciment în scopul reducerii deschiderii fisurilor, a eliminării rosturilor din îmbrăcăminte şi de economisire a materialelor prin reducerea grosimii dalei.
Cea mai răspândită soluţie este îmbrăcămintea din beton cu armătură continuă. Caracteristica principală a acestui tip de îmbrăcăminte o constituie absenţa totală a rosturilor transversale, care se execută doar la întreruperea lucrului sau cu rol de rost de dilataţie în dreptul lucrărilor de artă. Concluziile rezultate în urma analizării comportării acestui tip de îmbrăcăminte sunt :
- procentul optim de armare longitudinală pentru diferite tipuri de armătură(reţea de bare, plasă sudată, etc.) este de 0,3 - 0,7 % ;
- se poate utiliza cu succes metoda cofrajelor glisante la execuţia îmbrăcămintei ;
- fisurile transversale care apar în sezonul rece au deschiderea sub 0,5 mm (circa 4 pe o distanţă de 1 m) şi nu permit infiltrarea apei în dala de beton ;
- prezintă o bună autoprotecţie împotriva coroziunii metalului
prin formarea şi depunerea pe armătură a unor cantităţi de hidroxid de calciu liber provenit din hidratarea cimentului ;
- la aceeaşi capacitate portantă, betonul armat cu armătură continuă conduce la economii de 220-225 % faţă de soluţia clasică ;
- se obţin importante economii de ciment fără a se modifica caracteristicile fizico-mecanice şi geometrice ale betonului obişnuit.
Procentul de armătură longitudinală se determină conform criteriului de calcul bazat pe faptul că armătura poate prelua eforturi unitare de întindere care să nu depăşească 75 % din valoarea limitei de elasticitate σel considerându-se că în beton apare o fisură înaintea atingerii acestei limite.
Rezultă astfel :
Aat 0,75 σel ≥ Ab Rt + n Aat Rt (16.1.)Unde :- Aat - suprafaţa armăturii în secţiunea transversală [cm2] ;- σel - limita de elasticitate convenţională a oţelului [daN/cm2] ;- Ab - suprafaţa secţiunii transversale a dalei din beton de
ciment [cm2] ;- Rt - rezistenţa la întindere a betonului [daN/cm2] ;- N - coeficientul de echivalenţă, care reprezintă raportul
modulilor de elasticitate ai oţelului şi betonului (n = Eat/Eb).Procentul de armare longitudinală rezultă :
(%) (16.2.)
Armătura transversală are numai un rol constructiv, ea susţinând ermătura longitudinală la jumătatea grosimii dalei.
Distanţa medie între două fisuri se determină cu relaţia :
[m] (16.3.)
iar deschiderea medie a unei fisuri cu relaţia :
[mm] (16.4)
în care :- ф - diametrul barei armăturii longitudinale [mm] ;- τad - efortul unitar de aderenţă între oţel şi beton, [dan/cm2];- λf - distanţa medie între două fisuri vecine [m];- Δt - diferenţa de temperatură între temperatura la betonare
şi temperatura minimă la mijlocul stratului [ºC] ;- α - coeficientul de dilataţie termică al betonului
[mm/mmºC] ;- - coeficientul de contracţie liniară al betonului [mm] ;- lf - deschiderea unei fisuri, în medie, [mm].
Pentru transmiterea la teren a eforturilor orizontale provenite din trafic şi din contracţie şi temperatură, la capetele tronsoanelor de îmbrăcăminte cu lungimi de 300-500 m se realizează culei de ancore (figura 16.15.a) iar trecerea de la îmbrăcămintea armată continuu la îmbrăcămintea clasică din beton de ciment se face prin intermediul unei dale de tranziţie (figura 16.15.b.).
Îmbrăcăminţile din beton armat continuu se utilizează în special la autostrăzi, aerodromuri şi drumuri cu trafic intens.
Fig. 16.15. Detaliu de construcţie a îmbrăcămintei din beton de ciment armată continuu ; a) racordarea cu dală de tranziţie ; b) culee de ancoraj
16.3.8. Îmbrăcăminţi din beton armat precomprimatAvantajele precomprimării şi postcomprimării secţiunilor din
beton supuse la încovoiere, datorate preluării solicitărilor de întindere atât de rezistenţa la întindere a betonului cât şi de compresiunea
produsă prin pretensionarea armăturii, au făcut ca acest procedeu să se aplice şi la îmbrăcăminţile rutiere.
Avantajele care rezultă prin folosirea acestor îmbrăcăminţi sunt :
- o utilizare mai bună a secţiunii de beton ce conduce la reducerea cu 30-40 % a grosimii faţă de îmbrăcăminţile clasice din beton de ciment ;
- se pot utiliza betoane de mărci reduse deoarece micşorarea rezistenţei la întindere este compensată de precomprimare ;
- reducerea grosimii duce la diminuarea valorii eforturilor din temperatură şi din construcţia betonului ;
- îmbrăcăminţile prezintă o mai mare flexibilitate ceea ce le asigură o adaptare mai uşoară la mişcările terenului de fundaţie sau la tasările terasamentelor;
- micşorarea numărului de rosturi care elimină posibilităţile de infiltrare a apei în straturile de fundaţie şi în patul drumului.
Ca dezavantaje ale îmbrăcăminţilor din beton de ciment precomprimat putem menţiona :
- pierderea precomprimării în timp, în special la precomprimarea cu prese, ceea ce duce la necesitatea recomprimării după un interval scurt de timp (2-3 ani) ;
- creşterea preţului de cost ;- dificultatea realizării precomprimării datorită dimensiunii
îmbrăcăminţilor din beton de ciment ;După modul de execuţie îmbrăcăminţile din beton de ciment se
clasifică în :- îmbrăcăminţi din dale prefabricate şi precomprimate ;- îmbrăcăminţi din dale prefabricate dar precomprimate după
montarea lor pe poziţii ;- îmbrăcăminţi din dale turnate pe loc şi precomprimate.În funcţie de modul de realizare a precomprimării se disting
două sisteme :a) sistemul fix în care se realizează culei fixe de
greutate, la distanţe variind între 500-1000 m, între care se realizează precomprimarea dalelor cu ajutorul preselor plate dispuse în rosturi active aflate la distanţe cuprinse între 150-200 m (fig.16.16.a). În acest sistem după execuţie , dalele din beton au o
poziţie fixă faţă de fundaţie;b) sistemul mobil în care dalele, dispuse de asemenea
între culei fixe, au atât între ele cât şi între ele şi culei rosturi elastice , amplasate la distanţe cuprinse între 70-150 m, care le permit deformarea datorită variaţiilor climaterice (figura 16.16.b). În acest sistem numai zona centrală a dalelor rămâne fixă în raport cu fundaţia .
La sistemul fix precomprimarea se face din exterior cu ajutorul preselor plate dispuse în rosturile active (figura 16.17.a) sau cu ajutorul penelor (figura 16.17.b). La sistemul mobil precomprimarea poate fi:
internă după întărirea betonului, când cablurile sau corzile (pozate în tecile montate în dale la turnarea betonului) sunt tensionate cu prese şi injectate cu mortar de ciment.
Fig. 16.16. Realizarea precomprimării îmbrăcăminţilor din beton de ciment: a) sistemul fix; b) sistemul mobil; 1 – culee fixă; 2 – dală din beton;3 – rost activ; 4 – rost elastic; 5 – zonă fixă a dalei
După direcţia precomprimării se disting următoarele tipuri:- cu precomprimare longitudinală (figura 16.18.a);- cu precomprimare în diagonală (figura 16. 18.b);- cu precomprimare pe contur (figura 16. 18 .c)- cu precomprimare cu cabluri marginale ancorate evazat la marginile dalei (figura 16.18. d).
externă realizată cu dispozitive elastice care asigură exercitarea eforturilor asupra extremităţi1or dalelor învecinate cu rostul. In acest caz rostul este denumit elastic.
Fig. 16.17. Rosturi active: 1 - dală; 2 - subdala; 3 - bloc cu două prese; 4 - suprafeţe de glisare; 5 - pene prefabricate din beton; 6 -cabluri
Cel mai utilizat rost elastic este rostul pneumatic în care azotul are o presiune de 30 - 35 atmosfere asigurând avantajul controlului forţei de precomprimare (figura 16.19).
Principalele caracteristici ale diferitelor tipuri de îmbrăcăminte precomprimată din beton de ciment sunt prezentate în tabelul 16.22.
Fig. 16.18. Sisteme mobile de precomprimare internă: 1 - dală; 2 -rost liber; 3 - cabluri; 4 - dispozitiv de tensionare.
Fig. 16.19. Rost pneumatic: 1 - dală; 2 -subdală din beton; 3 - camera de neopren; 4 - profiluri metalice tip U; 5 - mastic
bituminos; 6 - placă metalică Costul ridicat al armăturii
precum şi complexitatea tehnologiei de execuţie face ca îmbrăcăminţile prefabricate din beton de ciment să se execute doar la autostrăzi şi aerodromuri.
16.3.9. Îmbrăcăminţi prefabricate din beton de cimentPână în momentul de faţă dimensiunile şi respectiv masa mare
a dalelor de beton cât şi pozarea greoaie a acestora, care duce la denivelări de peste 2 mm, limitează realizarea îmbrăcăminţilor prefabricate din elemente mari din beton de ciment.
Prefabricatele din beton de ciment se folosesc, în rnomentul de faţă, în special la realizarea drumurilor provizorii de şantier sau de acces în incinte industriale, agricole sau forestiere, la construcţia aleilor, trotuarelor, etc.
Avantajele tehnico-economice asigurate de prefabricare sunt:- perfecţionarea metodelor de organizare şi execuţie a lucrărilor;- alegerea unor secţiuni economice;- posibilitatea efectuării unui control riguros asupra ca1ităţii betonului;- demontarea uşoară a elementelor prefabricate şi reutilizarea lor;- reducerea duratei de execuţie a lucrării;
- atât turnarea elementelor prefabricate cât şi montarea lor se poate face tot timpul anului.
Ca formă elementele prefabricate pot fi: hexagonale, pătrate dreptunghiulare şi trapezoidale. Forma se alege astfel încât să prezinte o dimensiune cât mai redusă a rosturilor şi mărimi cât mai mici ale momentelor încovoietoare care apar sub încărcări. Din acest motiv cele mai avantajoase au rezultat dalele hexagonale şi pătrate.
Elementele prefabricate mari sub formă de dale se armează atât la partea superioară cât şi la partea inferioarä, cu plase de sârmă (5 - 12 Kg/m2 de îmbrăcăminte).
Dalele se aşează pe un strat de nisip sau balast mărunt, cu grosime cuprinsă între 10 - 20 cm, în prealabil bine compactat.
Tabelul 16.22.Caracteristicile îmbrăcăminţilor
din beton de ciment precomprimatCaracteristica U.M. Modul de realizare a precomprimării
a) sistemulfix
b) sistemul mobil
cu vabluri cu corziMarca betonului DaN/cm2 250-300 350-400 350-400Grosimea dalei cm 12-15 10-15 10-15Lungimea dalei m 90-100
70-150100-150 30-50
Distanţa între culei m 350-500 - 500-1500Kg/m2 0,5-0,6
(0,8-1,0)2,0-3,5 1,5-2,5
Fig. 16.20. Pavaj din elemente din beton de ciment vibropresat:1 - element prefabricat; 2 - strat de nisip; 3 - pământ compactat.
În ultimul timp a căpătat o extindere deosebită utilizarea elementelor prefabricate din beton de ciment cu dimensiuni reduse.
Ele se realizează din beton de ciment simplu, în diferite forme, care se îmbină realizând un pavaj cu denivelări reduse (sub 3 mm).
Pozarea elementelor se face pe un strat de nisip de 3 - 5 cm aşternut peste pământu1 compactat în prealabil (fig. 16.20.).
Pentru micşorarea efortului fizic al muncitorilor şi pentru mărirea productivităţii muncii s-au conceput diferite dispozitive mecanice care permit prinderea, ridicarea şi transportul până la locul de punere în operă, a unei porţiuni de pavaj gata realizat.
Elementele prefabricate de mici dimensiuni se utilizează în
special la realizarea trotuarelor, aleilor şi a îmbrăcămintei între şi lângă şinele de tramvai şi cele de cale ferată.
ANEXA I
ANEXA II
ANEXA III
B I B L I O G R A F I E
1. Atanasiu D., Mătăsaru T., Craus I.; Căi de comunicaţii; Editura didactică şi pedagogicä; Bucureşti; 1960
2. Beuran M.; Proiectarea şi construcţia drumurilor - Partea I; Institutul politehnic Cluj-Napoca; 1979
20. Siliianov G.; Stroitelstvo na avtomobilni pîţişcea; Tehnica; Sofia; 1980
21. Ştefănescu-Goangă A.; Încercările mortarului, betonului şi materialelor componente; Editura tehnică; Bucureşti; 1983.
22. Zarojanu H. Drumuri. Suprastructura; Institutul politehnic Iaşi; 1974.
23. x x x Instrucţiuni tehnice privind realizarea de straturi rutiere din pământuri stabilizate cu produse chimice. I.C.P.T.Tc. (Proiect) , 1979.
24. x x x Instrucţiuni provizorii privind folosirea substanţelor chimice de tip “R” si” DT” la stabilizarea pământurilor. I.C.P.T.Tc. -ICECHIM - CCF (Proiect); 1979.
25.x x x Instrucţiuni tehnice departamentale de proiectare şi execuţie a straturilor rutiere din agregate naturale stabilizate cu 1ianţi puzzolanici. CD 127-85.
26. x x x Instrucţiuni tehnice pentru execuţia lucrărilor de reparare a drumurilor cu beton rutier fluidificat cu aditiv Flubet; CD 146-84.
27.x x x Instrucţiuni tehnice departamentale pentru
dimensionarea ranforsărilor cu strat din agregate naturale stabilizate cu lianţi puzzolanici ale sistemelor rutiere nerigide; CD 152-85.
28. x x x Normativ departamental pentru proiectarea autostrăzi1or extraurbane; PD 162-83.
29. x x x Normativ pentru amenajarea la ace1aşi nivel a intersecţiilor drumurilor publice în afara 1oca1ităţi1or; CD 173-86.
30. x x x Instrucţiuni tehnice departamentale pentru dimensionarea sistemelor rutiere rigide şi nerigide; PD 177-76.
31. x x x United Nation Development Programme – Economic Commision for Europe: Trans-European North-South Motorway Project (TEM); Pavements; 1986.
32. x x x Colecţia standarde de drumuri , 1965 – 1993 .
CUPRINS
PREFAŢĂ……………………………………………………………...4
CAPITOLUL 1CAPACITATEA DE CIRCULAŢIE ADRUMURILOR……………………………………………………….
1. 1. Generalităţi…………………………………………… 1.1.1. Capacitatea de circulaţie în condiţii ideale de
trafic şi elemente geometrice………………….
1.2.Capacitatea practică 1.2.1. Nivelul de serviciu……………………………..
1.2.2. Calculul capacităţii de circulaţie a drumurilor cu două benzi de circulaţie………………………
1.2.3. Calculul capacităţii de circulaţie a drumurilor cu mai multe benzi de circulaţie…………………..
CAPITOLUL 2AUTOSTRĂZI………………………………………………………..
2.1. Definiţie………………………………………………….2.1.1. Traseul în plan…………………………………
2.1.1.1.Amenajarea în plan a curbelor…….. 2.1.1.2.Amenajarea în spaţiu……………….. 2.1.1.3.Vizibilitatea în plan…………………
2.1.2. Profilul longitudinal 2.1.2.1. Linia roşie la autostrăzi……………..
2.1.2.2. Vizibilitatea în profilul longitudinal... 2.1.2.3. Asigurarea confortului optic…………
3. 1. Generalităţi……………………………………………3. 1.2. Elemente de amenajare a intersecţiilor……..
3. 1.2.2. Secţiuni de triere a circulaţiei…….3.1.2.3. Benzi suplimentare pentru virare la
stânga sau la dreapta………………….. 3. 1.2.4.Insule destinate separării şi dirijării
curenţilor de circulaţie……………… 3.1.2.5. Piste pentru bicic1işti…………………
3.2. Intersecţii la ace1aşi nivel………………………………..3.2.1. Condiţii tehnice…………………………………3.2.2. Tipuri de intersecţii……………………………..
3.3.Intersecţii la niveluri diferite……………………………… 3.3.1 Condiţii tehnico-economice…………………….
3.3.3. Tipuri de intersecţii denivelate…………………..3.4. Dirijarea circulaţiei în intersecţii…………………………
CAPITOL 4SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR……………………………….
4.1. Generalităţi……………………………………………….4.1.1. Corpul şi patul şose1ei………………………….4.1.2. Tipuri caracteristice de sisteme rutiere…………
4.2. Materiale rutiere…………………………………………..4.2.1. Materialele pietroase …………………………..4.2.2. Principalele roci folosite la construcţia
drumurilor……………………………………..4.3. Materiale pietroase debitate de balastiere……………….
4.3.1. Determinări asupra agregatelor naturale……….4.3.2. Incercări specifice agregatelor de balastieră……4.3.3. Condiţii de calitate pentru agregatele de
balastieră………………………………………..4.4. Materialele pietroase debitate de cariere…………………..
4.4.1. Încercări specifice agregatelor de carieră………..4.4.2. Condiţii de calitate pentru agregatele de carieră..
4.5. Curăţirea agregatelor naturale…………………………….4.5.1. Organizarea depozitelor………………………….4.5.2. Măsuri de protecţia muncii……………………….
16.3.3.Prepararea şi transportul betonului16.3.4.Execuţia îmbrăcămintei din beton de ciment . . . 16.3.5.Executarea rosturilor la îmbrăcămintea din betonde ciment16.3.6.Recepţia îmbrăcăminţilor din beton de ciment . . 16.3.7.Îmbrăcăminţi din beton de ciment cu armăturăcontinuă16.3.8.Îmbrăcăminţi din beton armat precomprimat . . .
16.3.9.Îmbrăcăminţi prefabricate din beton de ciment . ANEXA I
