pg 1

Varianta ocolitoare Urziceni gigel barcuta

Borderou

1.MEMORIU TEHNIC JUSTIFICATIV 2.CALCULUL ELEMENTELOR GEOMETRICE IN PLANUL DE SITUATIE(ALINIAMENTE SI CURBE)3.CALCULUL ELEMENTELOR GEOMETRICE IN PROFILULUL LONGITUDINAL Principiu Foaie pichetaj Calculul racordarilor verticale4.PROFILUL TRANSVERSAL Prezentare Profile caracteristice Dimensionarea structurii rutiere5.DETALII DE EXECUTIE Detaliu trasare doua curbe successive Detaliu trasarea giratie Amenajarea in spatiu a doua curbe successive Calculul scurgerii apelor de suprafata si a depozitelor de descarcare(podete) Schema tehnologica pentru asternerea straturilor asfaltice

1


INTRODUCERE

Drumul este o fasie lunga si ingusta de teren, relativ subtire, destinata exclusive circulatiei, atat a persoanelor cat si a unor mijloace de transport.Astazi drumurile sunt aproape exclusive folosite sa permita circulatia automobilelor si a altor mijloace de transport cu roti.In present unul dintre indicia de dezvoltare a oricarei tari se considera lungimea totala a cailor de comunicatie terestre. Principiul proiectarii drumurilor consta in doua aspect tehnice , si anume:proiectarea geometrica a drumului si proiectarea infrastructurii-suprastructurii acestuia.in afara de aceste doua aspect tehnice de proiectare, mai sunt si cele de mediu ,cele de planificare si cele juridice. Lucrarea de fata isi propune sa prezinte un studio asupra unei variante ocolitoare a Urziceniului tinand cont de cele doua aspecte tehnice prezentate mai sus ,continand o parte teoretica si o parte practica ,lucrerea fiind structurata cu piese scrise si piese desenate. In cadrul pieselor scrise , Memoriul ethnic jmustificativ se ocupa cu definirea elementelor proprii traseului studiat cuprinzand informatii legate de stabilirea traseului drumului in plan ,date privind profilul longitudinal,profilul transversal,amenajarea intersectiei,colectarea si evacuarea apelor,dimensionarea sistemului rutier.

2


1.MEMORIU TEHNIC JUSTIFIVCATIV

DATE GENERALE

AMPLASAMENTUL

Judeţul Ialomiţa este aşezat în S-E Munteniei, la întorsura Dunării; străbătut de drumul care leagă Bucureştii cu portul Constanţa. Este un judeţ de stepă. Înfăţişarea pământului. Cea mai mare parte a judeţului este un câmp înalt şi uscat, Bărăganul propriu-zis, cuprins între Dunăre şi Ialomiţa, adică încadrat între zone joase şi umede (lunci şi bălţi). Judeţul cuprinde totuşi şi o parte a câmpiei de pe stânga Ialomiţei. Câmpul Bărăganului propriu-zis este, în general, foarte neted ; totuşi, către Dunăre, el coboară în mai multe trepte (terase) şi este tăiat de câteva văi scurte, care înlesnesc coborârea spre baltă ; spre râul Ialomiţa e neregulat, vălurat şi mai înalt, din cauza dunelor pe care le-a construit aici Crivăţul, din aluviunile nisipoase ale râului vecin.

Climă şi ape. Clima este de tip pontic, adică foarte secetoasă (sub 500 mm precipitaţiuni anual) şi cu contraste puternice de temperaturi între iarnă şi vară (26°-27°). Crivăţul, vântul dominant în tot anul, îngrămădeşte iarna zăpada în troiene, care de multe ori opresc circulaţia trenurilor. Apele mari sunt numai cele care vin de departe (Ialomiţa şi Dunărea cu bălţile ei, Iezerul, Călăraşi, Boianul). Văile scurte,

3


afluente Ialomiţei pe stânga, se termină în mici limane, unele din ele sărate (Amara, Fundata). În câmpia înaltă apa se găseşte la mare adâncime (20- 30 m). Drumuri. Judeţul este străbătut de o reţea de drumuri în lungime totală de 1.793 km 441 m, repartizată astfel: Drumuri naţionale. 204 km 375 m, din care o reţea pietruită de 120 km 749 m este întreţinută de Direcţiunea Generală a Drumurilor, iar comunele urbane 7 km şi 375 m. (pavaţi şi pietruiţi). Drumuri judeţene 696 km 766 m din care o reţea pietruită de 177 km 627 m este întreţinută de administraţia judeţului, iar 3 km 1820 m de comunele urbane. Drumuri comunale 892 km, 300 m. Lungimea podurilor este de 982,80 metri repartizată astfel: podur i naţionale –207,70 m, judeţene – 596,15 m şi comunale 178,95 m. Prin judeţ trec drumuri naţionale, legând următoarele localităţi: -Bucureşti – Urziceni - Buzău ; Urziceni – Slobozia – Hârşova.Prezentarea zonării şi microzonării seismice a judeţului IalomiţaÎn conformitate cu Normativul P100/2006, care zonează din punct de vedere seismic teritoriul României, judeţul Ialomiţa este localizat într-o zonă caracterizată printr-o valoare de varf a acceleraţiei terenului pentru proiectare ag=0,20g şi o perioada de colţ Tc=1,0 sec. Analiza riscului seismic stabileşte că există probabilitatea de 90% ca în regiunea seismică Vrancea să se producă un cutremur de pământ cu magnitudinea maxima de cel puţin M = 7,5 grade pe scara Richter, în perioada anilor 1999 – 2011. Mişcarea seismică poate fi însoţită de apariţia unor fluidizări, tasări, falieri, surpări, alunecări de teren (locale) datorită apelor subterane, a infiltraţiilor din apele meteorice de suprafaţă, care modifică capacitatea de rezistenţă, de forfecare a rocilor şi stivelor de depuneri sedimentare. Distanţa faţă de zona epicentrală Vrancea este de 140 km.

ELEMENTELE DRUMULUI ÎN PLAN

Traseul drumului reprezintă o succesiune de aliniamente - porţiuni

rectilinii - racordate între ele prin curbe (arc de cerc, arce de curbă progresivă

sau combinaţii ale acestora) - porţiuni curbilinii .

Problema principală care se pune la proiectare este determinarea

elementelor geometrice astfel încât să asigure o circulaţie sigură şi comodă, De-alungul traseului sunt curbe cu raze cuprinse intre 125-2200 metri,viteza de proiectare a traseului fiind de 50 km/h.

4


PROFILUL LONGITUDINAL

Din punct de vedere al profilului longitudinal,drumul urmareste panta terenului natural prezentand declivitati reduse.racordarile verticale se realizeaza cu raze de 550 respectiv 600 metri. Profilul longitudinal se desenează la scară deformată. Scara pe orizontală (scara distanţelor) este aceeaşi cu scara planului de situaţie iar scara pe verticală (scara cotelor) este de 10 ori mai mare. Linia terenului rezultă în concordanţă cu geometrizarea axei zero în planul de situaţie.

PROFIL TRANSVERSAL Profilul transversal al drumului are latimea partii carosabile egala cu 7 metrei si acostamentele de 1.50 metri.in aliniament profilul transversal al drumului se executa in forma de acoperis cu doua pante egale , cu panta de inclinare de 2,5%.Sistemul natural de scurgere va fi realizat prin executia de podete.pentru colectarea si indepartarea apelor pluviale de pe suprafata drumului si a versantilor s-a prevazut executarea de rigole cu sectiune trapezoidala din beton de ciment clasa C12/15 cu grosimea de 10 cm. Profilele transversal surprind toate punctele caracteristice ale traseului drumului: modificări ale înclinării terenului natural, modificări ale declivităţii drumului, podeţeProfilele transversale cuprind: elementelenecesare execuţiei infrastructurii drumului: dimensiuni, cote, pante, date privind amenajarea virajelor, elemente caracteristice lucrărilor de artă şi dispozitivelor pentru scurgerea apelor; elemente de suprastructură: lăţimea şi grosimea structurii rutiere, dimensiunea benzilor de încadrare, pantele transversale.

Sistemul rutier

Pentru proiectarea şi verificarea drumurilor din punct de vedere al clasei tehnice, capacităţii de circulaţie şi al capacităţii portante a complexului rutier este necesară echivalarea vehiculelor fizice estimate că vor circula pe sectorul de drum în cauză, în vehicule etalon de calcul.Pentru dimensionarea sistemului rutier s-a admis în mod convencţional un vehicul greu etalon.Valorile parametrului de calcul pentru echivalarea vehiculelor reale în osii standard de 115 kN depinde de tipul de osii reale.

Propunere sistem rutier nou

5


Denumirea materialelor din strat Grosimea stratului (cm)

Beton asfaltic in strat de uzura 4

Beton asfaltic in strat de legatura 6

Mixtura asfaltica pentru strat de baza 8

Piatra sparta 25

Balast 30

Intersectii

La amenajarea intersecţiilor se urmăreşte soluţionarea următoarelor probleme: asigurarea trecerii succesive a curenţilor de circulaţie de pe drumurile care pătrund în intersecţie cu anumite viteze, în condiţii maxime de siguranţă şi confort; - asigurarea benzilor de circulaţie pentru debitele şi direcţiile necesare de deplasare; - reducerea la minimum a manevrelor de conducere a autovehiculelor şi a timpului de traversare în intersecţie; - adoptarea unei soluţii simple de intersecţie care să fie posibilă de a fi completată şi dezvoltată odată cu creşterea traficului. O bună intersecţie trebuie sa îndeplinească următoarele condiţii: - să asigure o cât mai bună vizibilitate conducătorilor vehiculelor; - să asigure trecerea nestânjenită a curenţilor de circulaţie; - să prezinte un aspect estetic reuşit; - să fie economică. Pentru proiectarea elementelor geometrice ale intersecţiei se vor lua în considerare următoarele aspecte: - analiza curenţilor de circulaţie, a vitezelor de circulaţie; - fixarea amplasamentului şi a formei insulei de dirijare a circulaţiei; - fixarea lungimii benzilor de circulaţie pe care se face trierea şi stocarea vehiculelor care necesită schimbarea direcţiei; - stabilirea numărului şi a lăţimii benzilor corespunzător capacităţii necesare de circulaţie.

6


PODETE

Podetele au rol si de emisari pentru sistemul de colectare si evacuare a apelor

pluviale din zona drumului.

S-au adoptat podete casetate din elemente prefabricate din beton armat cu

deschiderea de 2.00m, pe fundatie din beton simplu monolit. Racordarea la

terasamente a fost asigurata in functie de configuratia terenului prin adoptarea unor

aripi prefabriate din beton armat pe fundatie din beton simplu in partea dinspre aval si

prin camere de cadere in partea dinspre amonte.

2. ELEMENTELE DRUMULUI ÎN PLAN

La elaborarea proiectului unei căi de comunicaţii rutiere, soluţia

concepută este reprezentată grafic în proiecţie ortogonală pe un plan orizontal, pe

un plan vertical paralel cu axul căii şi pe un plan vertical perpendicular pe axul

căii.

Reprezentările grafice obţinute din proiecţia ortogonală pe cele trei

planuri poartă denumirea de plan de situaţie, profil longitudinal şi profil

transversal al căii de comunicaţii.

Elementele caracteristice ale căii de comunicaţie rutiere care apar în

reprezentarea ei proiectivă pe cele trei planuri sunt: traseul drumului, profilul

longitudinal şi profilul transversal.

Traseul drumului în plan reprezintă proiecţia pe un plan orizontal a axei

drumului.

Axa drumului este locul geometric al punctelor de pe partea carosabilă

egal depărtate de marginile căii (exceptând supralărgirile).

Traseul drumului reprezintă o succesiune de aliniamente - porţiuni

rectilinii - racordate între ele prin curbe (arc de cerc, arce de curbă progresivă

sau combinaţii ale acestora) - porţiuni curbilinii.

7


Problema principală care se pune la proiectare este determinarea

elementelor geometrice astfel încât să asigure o circulaţie sigură şi comodă, cu viteza cerută prin condiţiile de proiectare, la care să se obţină un traseu cu

lungime cât mai mică, iar lucrările pentru realizarea căii să fie cât mai reduse ca

volum şi ca preţ de cost.

Determinarea elementelor geometrice ale traseului se face pe baza

vitezei de proiectare şi a condiţiilor tehnice naturale şi economice.

În general pe drumuri se preferă un traseu uşor sinuos deoarece:

- aliniamentele lungi sunt monotone şi produc somnolenţă

- în timpul nopţii farurile din sens opus stânjenesc

- se încadrează mai bine în peisaj şi relief

Lungimea aliniamentelor (L) ca şi cea a curbelor (C) trebuie să fie mai

mare decât spaţiul parcurs de vehicul în 5 secunde; aceasta corespunde unei

valori convenţionale L 1,4V, C 1,4V (în care L şi C sunt exprimate în metri

iar V în Km/h).

De asemenea lungimea aliniamentelor se limitează la cca 3 - 4 km din

condiţii estetice şi de siguranţă.

Traseul drumului în plan

Axa drumului rezultă prin studiu pe planul de situaţie cu metoda axei

zero. Planul de situaţie este planul ce conţine curbele de nivel (curbe ce unesc

8


punctele de egală cotă) şi traseul drumului.

Axa zero este un traseu sinuos, informativ, ce se desfăşoară cu

declivitate constantă pe sectoare de o anumită lungime (pas de proiectare) la

suprafaţa terenului, cu lucrări minime de terasament şi artă .

Axa zero se geometrizează (traseul sinuos se înlocuieşte prin

aliniamente şi curbe) şi astfel rezultă axa drumului.

Planul de situaţie cu axa zero şi geometrizarea traseului

Lungimea aliniamentelor, frecvenţa curbelor şi mărimea razelor depind

de relieful regiunii, de viteza de proiectare, de condiţiile geologice, hidrologice şi

de alte condiţii naturale şi locale care determină existenţa unor puncte obligate

sau evitarea unor sectoare necorespunzătoare şi deci fac necesară frângerea

aliniamentelor şi racordarea lor prin curbe.

Din puncte de vedere al dezavantajului traseului în curbă trebuie

precizat faptul că pentru a se asigura circulaţia autovehiculelor în curbă cu viteza

de proiectare, în afară de faptul că se caută folosirea unor curbe cu raze

cât mai mari, se adoptă o serie de măsuri, ca:

- introducerea unor curbe progresive între aliniamente şi arcul de cerc

- supraînălţarea căii în curbă

9


- supralărgirea căii în curbă

- asigurarea vizibilităţii în curbă prin îndepărtarea obstacolelor din

partea interioară a curbei

RACORDAREA ALINIAMENTELOR CU ARCE DE CERC

Aliniamentele se racordează între ele, cel mai frecvent, prin curbe arc

de cerc, a căror rază trebuie să fie mai mare sau egală cu raza minimă.

Elementele curbelor circulare

Curbele folosite pentru racordarea aliniamentelor traseului se definesc

prin elementele lor caracteristice. Elementele pricipale care definesc curbele

arc de cerc sunt următoarele:

- unghiul la vârf, U (în grade centesimale sau sexagesimale)

- mărimea razei arcului de cerc, R (în m)

- mărimea tangentei, T (în m)

- lungimea arcului de cerc, C (în m)

- mărimea bisectoarei, B (în m)

Calculul acestor elemente va fi prezentat în continuare.

Unghiul la vârf este unghiul interior pe care îl fac cele două aliniamente

succesive ce urmează să fie racordate. Valoarea unghiului la vârf se stabileşte

prin metoda grafo-analitică, în felul următor: a) unghiul la vârf, U, > 100g (90o),

10


Determinarea mărimii unghiului U > 100g (90o). Metoda grafo-analitică

În acest caz se prelungeşte unul din cele două aliniamente şi se consideră câte un segment de mărime "a" (de regulă egal cu 50 m) atât pe prelungirea aliniamentului cât şi pe celălalt aliniament, care determină punctele m şi n. Se formează un triunghi isoscel cu c unghiul dintre laturile "a" (c = 200g - U). Se măsoară latura "b" şi se determină unghiul c:

pentru a = 50 m⇒

Unghiul la vârf, U se calulează în funcţie dec în grade, minute şi secunde:

U = 200g -c [g, c, cc]b) unghiul la vârf, U, 100g (90o)

11


Determinarea mărimii unghiului U 100g (90o). Metoda grafo-analitică

În acest caz procedura este asemănătoare, dar segmentele de mărime

"a" se consideră chiar pe cele două aliniamente. Din triunghiul isoscel care s-a

creat rezultă direct unghiul U la vârf:

Raza curbei circulare se alege mai mare decât raza minimă admisă,

funcţie de viteza de proiectare şi de condiţiile de confort la parcurgerea curbei.

Valoarea razei unei curbe arc de cerc se dă în metri.

Având cunoscute unghiul la vârf, U şi raza, R se pot calcula celelalte

elemente ale arcului de cerc.

Mărimea tangentei este mărimea segmentului TiV, cuprinsă între vârful

de unghi şi punctul teoretic de tangenţă. Ea se determină din

triunghiul TiVO:

Elementele curbei arc de cerc

12


Lungimea curbei arc de cerc se calculează cu formula:

şi reprezintă lungimea curbei cuprinsă între punctul teoretic de tangenţă la

intrarea în curbă, Ti şi punctul teoretic de tangenţă la ieşirea din curbă, Te .

Mărimea bisectoarei este mărimea segmentului VB, cuprins între vârful de

unghi şi punctul teoretic de bisectoare (figura 2.5) şi se obţine din triunghiul

OTiV:

Valorile mărimii tangentei, mărimii bisectoarei şi lungimii arcului de cerc se dau în metri şi se rotunjesc la centimetru.

Trasarea curbelor circulare

Cele trei puncte care definesc arcul de cerc Ti, B, Te nu sunt suficiente

pentru a materializa curba circulară pe teren. Prin urmare, trebuie determinat

un număr de puncte pentru trasarea fiecărei jumătăţi de arc de cerc.

Distanţa între două puncte succesive folosite pentru trasarea unei curbe

circulare trebuie să fie suficient de mică astfel încât diferenţa între lungimea

arcului „a" şi lungimea corzii „c" subîntinse, să nu depăşească o anumită

toleranţă,.

13


Stabilirea numărului de puncte necesar trasării arcului de cerc

Se consideră două aliniamente racordate print-un arc de cerc . Se doreşte stabilirea numărului de puncte necesar trasării arcului de cerc

(Ti Te). Pe arcul de cerc se ia punctul M care determină arcul TiM = a, al cărui

unghi la centru este.

Separat s-a desenat sectorul de cerc TiMO luat în discuţie. S-a notat cu

c, coarda subîntinsă de arcul a. Dacă se duce înălţimea în triunghiul isoscel

TiMO atunci putem scrie:

în care R este raza curbei arc de cerc.

Conform desenului şi a celor specificate mai sus rezultă următoarele:

14


Din dezvoltarea în serie Taylor a sinusului:

reţinem doar primii doi termeni.

În practică se consideră:

15


Se calculează numărul de puncte, n, situate pe jumătatea virajului arc

de cerc astfel:

în care C este lungimea arcului de cerc care racordeaza două aliniamente succesive R - raza cercului care racordează două aliniamente succesive Trasarea arcului de cerc pe planul de situaţie se face prin puncte, recurgând la diverse metode de pichetare care vor fi prezentate în continuare. Trebuie specificat faptul că în metodele de trasare, punctele se numesc picheţi care practic de materializează şi pe teren.

a) metoda coordonatelor rectangulare (coordonatelor pe tangentă) Un punct oarecare M de pe curbă este definit prin cele două coordonate măsurate faţă de axele de referinţă care trec prin punctele de tangenţă. În acest caz se aleg valorile absciselor x pentru diverse puncte şi se calculează valorile ordonatelor y.

Metoda se utilizează la trasarea pe teren plan şi cu vizibilitate bună pe direcţiile aliniamentelor din vârful de unghi. Nu se recomandă folosirea ei în cazul curbelor de rază mare şi a unghiului la vârf U mic, deoarece pot conduce la ordonate mari ceea ce implică erori de perpendicularitate.

16


Metoda coordonatelor rectangulare

b) metoda coordonatelor polare Considerând Ti sau Te ca origine şi aliniamentul TiV sau TeV ca dreaptă orientată, un punct M de pe curbă poate fi definit prin raza polară r şi unghiul polarϕ. Punctele Ti şi M de pe arcul de cerc ce urmează a fi trasat determină coarda TiM = r. Arcul TiM subîntinde unghiul la centru. Unghiul la centruc (subîntins de arcul de cerc C) va fi împărţit într-un număr egal de unghiuri:

unde n este numărul de puncte, exprimat în valori absolute, situate pe jumătate din arcul de cerc, determinat anterior.

17


Metoda coordonatelor polare

Unghiul polarϕ se calculează în funcţie de unghiul astfel:

Valoarea unghiulϕ corespunzătoare primului punct de pe arcul de cerc se numeşte unghi periferic. Raza polară r se calculează în funcţie de raza arcului de cerc şi de unghiul polarϕ din triunghiul OTiM:

c) metoda coordonatelor pe coardă Metoda utilizează un sistem de coordonate cu originea în B' având axa absciselor pe coarda TiTe şi axa ordonatelor pe bisectoarea unghiului U.Un punct oarecare A de pe curbă este determinat de xA şi y'A (xA se alege şi y'A rezultă):

Dacă se consideră tangenta la curbă în B avem:

18


Metoda ordonatelor pe coardă

Metoda se utilizează la trasarea arcului de cerc când vârful V este inaccesibil sau foarte îndepărtat, când nu este vizibil din Ti sau Te, când curba este lungă şi când spaţiul dintre arcul de cerc şi axa absciselor este lipsit de obstacole.

d) metoda tangentelor succesive Metoda se foloseşte fie la trasarea curbelor care se desfăşoară în spaţii înguste sau lipsite de vizibilitate (în localităţi printre clădiri, în tuneluri în curbă), fie la retrasarea curbelor în săpături sau umpluturi mari. În toate aceste cazuri trasarea trebuie făcută din aproape în aproape. Metoda constă în împărţirea curbei care urmează să fie trasată într-un număr de curbe auxiliare de mărime egală (unghiuri la centru egale). În acest scop se determină un număr de vârfuri ajutătoare V', V" etc., astfel încât vizele să fie posibile de la un vârf ajutător la următorul. Dintr-un vârf ajutător se fixează două puncte pe curbă (bisectoarea şi punctul de tangenţă următor) precum şi vârful ajutător următor. Se consideră fracţiuni din unghiul la centru (de exempluc/8) şi se calculează TiV'=C2V', C2V"=BV".

19


Metoda tangentelor succesive

Problema se reduce la trasarea unor curbe de lungime mai mică ale

căror elemente principale sunt:

20


ELEMENTE GEOMETRICE IN PLAN

CURBA 1 CURBA 2 CURBA 3

U1= 180015'20'' U4= 178019'5'' U3= 168013'5''R1= 5500m R4= 2000m R3= 350mT1= 8,890m T4= 34,5930m T3= 36.3895mC1= 177,70m C4= 63.180m C3= 72.509mB1= 0,716m B4= 0.24958m B3= 1.8861m

CURBA 5 CURBA 6 CURBA 7

U5= 176016'50'' U6= 159010'7'' U7= 163017'7''R5= 750m R6= 150m R7= 120mT5= 38,225m T6= 21.0212m T7= 22.150mC5= 76.44m C6= 2.781m C7= 43.98mB5= 0.975m B6= 57.334m B7= 1.6266m

CURBA9 CURBA 10CURBA

11

U9= 168036'91'' U10= 16607'21'' U11= 15502'0''R9= 115m R10= 115m R11= 150mT9= 11.728m T10= 13.4076m T11= 32.9796mC9= 23.3629m C10= 26.694m C11= 64.926mB9= 0.5958m B10= 0.7789m B11= 3.582m

21


RACORDAREA ALINIAMENTELOR CU ARCE DE CURBĂ PROGRESIVĂ

În curbele cu raze mici, pentru a asigura confortul şi siguranţa circulaţiei

în condiţiile vitezei de proiectare date, se execută unele amenajări, printre care şi

racordările progresive.

Necesitatea introducerii curbelor progresive

Presupunând un traseu curb ,la intrarea în curba circulară

autovehiculul este supus acţiunii forţei centrifuge, dirijată spre exteriorul

curbei, de valoare:

unde m este masa autovehiculului (kg)

P - greutatea autovehiculului (kgf) g

- acceleraţia gravitaţională (m/s2)

v - viteza cu care circulă autovehiculul (m/s)

R - raza curbei arc de cerc (m)

Autovehicul parcurgând un traseu curba

Forţa centrifugă este direct proporţională cu pătratul vitezei şi masa

autovehiculului şi invers proporţională cu raza, R a curbei parcurse.

În dreptul punctelor de tangenţă Ti, Te apare o creştere bruscă a curburii

de la valoarea zero din aliniament la valoarea 1/R din curbă. Această

variaţie a curburii şi deci a forţei centrifuge, implică o tendinţă de deplasare

22


transversală a autovehiculului însoţită de un şoc lateral, care creşte cu

sporirea vitezei de circulaţie şi cu scăderea valorii razei de racordare.

Pentru asigurarea unei treceri line, fără şocuri a autovehiculului de pe

aliniament pe curba principală arc de cerc este necesară introducerea unor curbe de

tranziţie (progresive) care au proprietatea că raza de curbură (sau curbura) are

valoare variabilă de la (respectiv 0) în punctul de tangenţă cu aliniamentul la valoarea

R (respectiv 1/R) în punctul de tangenţă cu arcul de cerc, forţa centrifugă care

acţionează asupra autovehiculului nu mai apare brusc ci treptat pe lungimea

curbei prograsive astfel că nu se mai manifestă acel şoc lateral brusc.

Introducerea curbei progresive este posibilă dacă se asigură o deplasare a

arcului de cerc, spre interiorul curbei, denumită „strămutarea tangentei".

Necesitatea introducerii curbelor progresive

Introducerea curbelor progresive trebuie să satisfacă două criterii:

a) criteriul geometric care se referă la condiţiile:

23


- curba progresivă să fie tangentă la aliniament în punctele Oi, Oe, unde raza de

curbură este ; - raza de curbură descreşte treptat pe lungimea arcului de curbă progresivă până în punctul Si, Se de tangenţă cu arcul de cerc unde = R;

- în punctul comun cu virajul arc de cerc, S i, Se, curba progresivă admite

tangentă comună cu arcul iar razele sunt egale.

b) criteriul mecanic se referă la condiţia:

- acceleraţia normală variază proporţional cu timpul, t:

Procedee pentru introducerea curbelor progresive. În ipoteza

realizării unei racordări simetrice (centrul de curbură al virajului arc de cerc se află

pe bisectoarea unghiului „U") există două procedee pentru introducerea

curbelor progresive:

a) se păstrează centrul de curbură O, introducând un viraj arc de cerc de rază R în locul celui teoretic de rază R+

Păstrarea centrului cercului O, în vederea introducerii curbei progresive

b) se păstrează valoarea razei R, dar se deplasează centrul de curbură O pe direcţia bisectoarei cu cantitatea

24


Lungimea de racordare progresiva ce corespunde lungimii minime a arcului de

clotoida care urmeaza a fi folosit la racordarea arcului de cerc cu aliniamentele se

poate determina prin mai multe criterii :

- criteriul empiric, conform caruia autovehiculele trebuie sa parcurga arcul de

clotoida in minim 2 secunde :

L – lungimea arcului de clotoida, in m;

V – viteza de proiectare, in Km/h.

- criteriul variatiei acceleratiei normale, care impune aparitia progresiva a

acesteia (respective a fortei centrifuge), proportional cu timpul, la parcurgerea

arcului de clotoida, cu viteza constanta.Lungimea arcului de clotoida ce

rezulta din aceasta conditie, duce la un grad sporit de siguranta a circulatiei

vehiculelor si la un confort bun al calatorilor.

R – raza curbei arc de cerc, in m;

j – coeficient al variatiei acceleratiei normale avand semnificatie de coeficient de

confort;

j = 0.5 … 0.6 m/s3 pentru drumuri obisnuite;

j = 0.3 … 0.4 m/s3 pentru autostrazi.

- criteriul lumgimii rampei de suprainaltare , corespunzator caruia pe

lungimea arcului de clotoida se amenajeaza rampa suprainaltarii (trecerea de la

profilul transversal astfel incat suprafata caii sa se realizeze fara discontinuitati si

pentru marirea sigurantei si confortului, este necesar ca marginea exterioara a caii

sa aiba o anumita declivitate, ir), in raport cu declivitatea I din axul caii.

25


B – latimea caii, in m;

ps – panta de suprainaltare in profilul transversal, in %.

Ir – declivitatea marginii exterioare a caii pe rampa de suprainaltare; ir = 1,5%

pentru viteze de proiectare V ≤ 60 km/h.

- criteriul confortului optic, conform caruia pentru a asigura trecerea lina de la

aliniament pe arcul de cerc printr-o curba perceptibila, care sa elimine efectul de

frantura, si pentru a se inscrie armonios in peisaj, este necesar ca arcul de clotoida

sa realizeze o schimbare de directie mai mare de 3o.

Concluzii :

- pentru razele mici ale virajului arc de cerc, lungimea mininma a arcului de

clotoida este dictate de criteriul variatiei acceleratiei normale;

- pentru raze mari determinanate sunt criteriile confortului optic si al rampei

suprainaltarii.

Tipuri de racordări cu clotoida

Tipurile caracteristice de racordări cu clotoida sunt urmîtoarele:

a) racordarea a două aliniamente cu arce de clotoidă între care există un

viraj central arc de cerc.

Acest tip de racordare se foloseşte atunci când raza virajului arc de cerc

este cuprinsă între raza minimă şi raza curentă.

Se cunosc următoarele elemente:

- vârful de unghi, V;

- unghiul la vârf, U (în grade centesimale, de exemplu);

- unghiul la centru,c (în grade centesimale, de exemplu);

- raza virajului arc de cerc, R (m);

26


- unghiul care subîntinde virajul arc de cerc,'c (în grade centesimale,

de exemplu).

Racordare cu arce de clotoidă şi arc de cerc central

Virajul arc de cerc poate exista dacă este îndeplinită următoarea

condiţie:

unde C' este lungimea virajului arc de cerc, (m);

V este viteza de proiectare, km/h. Se calculează lungimea minimă necesară arcului de clotoidă

Conform proprietăţii de omotetie avem:

Cu raportul s1/1 cunoscut, se intră în Anexa II reţinându-se valoarea mai mare, imediat următoare, pentru care se citeşte variabila ajutătoare, t.

Pentru valoarea citită a variabilei ajutătoare, t se determină toate

27


elementele clotoidei de bază. Pentru a avea în final elementele clotoidei reale, se

calculează modulul clotoidei reale astfel:

Din înmulţirea elementelor clotodei de bază cu modulul clotoidei reale

rezultă elementele clotoidei reale.

Poziţia punctului de intrare în arcul de clotoidă, Oi faţă de vârful de

unghi, V se calculează după cum urmează:

Elementele principale ale arcului de cerc central sunt următoarele:

b) racordarea a două aliniamente numai cu arce de clotoidă .

Acest tip de racordare se foloseşte atunci când raza cercului osculator

este cuprinsă între raza curentă şi raza recomandabilă.

28


Racordare numai cu două arce de clotoidă

În această situaţie virajul arc de cerc, C' nu mai poate exista deoarece:

şi se transformă într-un cerc osculator care există numai în punctul Si Se.

Pentru o racordare simetrică cu două arce de clotoidă se calculează unghiul0 în funcţie de unghiul la vârf, V:

Cu valoarea unghiului0 calculată cu relaţia se intră în Anexa 1 şi

se determină prin interpolare liniară toate elementele clotoidei de bază.

Modulul clotoidei reale se calculează cu relaţia iar elementele clotoidei reale

rezultă din înmulţirea elementelor clotoidei de bază cu modulul clotoidei reale.

Pentru o racordare nesimetrică se vor calcula elementele celor două

clotoide distincte. Între variabilele independente ale acestor clotoide şi unghiul

la vârf al aliniamentelor trebuie să existe relaţia:

c) racordarea în boltă numai cu arce de clotoidă

Racordarea în boltă numai cu arce de clotoidă este racordarea a două

aliniamente paralele atunci când direcţia de mers se schimbă cu 200g. Elementele care conduc la definirea clotoidei reale sunt:

unde D este distanţa dintre aliniamentele paralele

Cu valoarea0 se intră în Anexa 1 de unde rezultă elementele clotoidei de bază. Modulul clotoidei reale se calculează astfel:

29


Racordare în boltă numai cu arce de clotoidă

Elementele arcelor de cerc din intersectia in giratie

Curba 1

R=16.6666U=90

c =1800-900=900

T=16.666*tg(90/2)=16.666B=R*(1/(cos 90/2-1))B=6.903c= *40.23* c /1800

c=26.166n=(c/2*R/10)+1n=(26.166/2*5*26.166)+1n=8.85=9 picheti = c /4n 1=90/4*8.85=20 32’32’’ 2=(90/4*8.85)*2=50 5’5’’ 3=(90/4*8.85)*3=70 37’37’’ 4=(90/4*8.85)*4=100 10’10’’

30


5=(90/4*8.85)*5=120 42’42’’ 6=(90/4*8.85)*6=150 15’15’’ 7=(90/4*8.85)*7=170 47’47’’ 8=(90/4*8.85)*8=200 20’20’’ 9=(90/4*8.85)*9=220 52’52’’ r=2R*sin

r1=2*16.666*sin 20 32’32’’=1.478r2=2*16.666*sin 50 5’5’’=2.954r3=2*16.666*sin 70 37’37’’=4.424r4=2*16.666*sin 100 10’10’’=5.885r5=2*16.666*sin 120 42’42’’=7.334r6=2*16.666*sin 150 15’15’’=8.770r7=2*16.666*sin 170 47’47’’=10.187r8=2*16.666*sin 200 20’20’’=11.585r9=2*16.666*sin 220 52’52’’=12.960

x=r*cos

x1=r1*cos 1=1.478*cos20 32’32’’=1.477x2=r1*cos 2=2.954*cos50 5’5’’=2.942x3=r3*cos 3=4.424*cos70 37’37’’=4.384x4=r4*cos 4=5.885*cos100 10’10’’=5.792x5=r5*cos 5=7.334*cos120 42’42’’=7.155x6=r6*cos 6=8.770*cos150 15’15’’=8.461x7=r7*cos 7=10.187*cos170 47’47’’=9.700x8=r8*cos 8=11.585*cos200 20’20’’=10.863x9=r9*cos 9=12.960*cos220 52’52’’=11.779

y= r*sin

y1=r1*sin 1=1.478*cos20 32’32’’=0.065y2=r2*sin 2=2.954*cos50 5’5’’=0.261y3=r3*sin 3=4.424*cos70 37’37’’=0.587y4=r4*sin 4=5.885*cos100 10’10’’=1.039y5=r5*sin 5=7.334*cos120 42’42’’’=1.614y6=r6*sin 6=8.770*cos150 15’15’’=2.307y7=r7*sin 7=10.187*cos170 47’47’’=3.113

31


y8=r8*sin 8=11.585*cos200 20’20’’=4.026y9=r9*sin 9=12.960*cos220 52’52’’=5.039

c= *R /90c1=( *R1* 1)/90=(3.14*90*20 32’32’’)/90=8.105c2=( *R2* 1)/90=(3.14*90*50 5’5’’)/90=16.21c3=( *R3* 1)/90=(3.14*90*70 37’37’’)/90=24.215c4=( *R4* 1)/90=(3.14*90*100 10’10’’)/90=32.42c5=( *R5* 1)/90=(3.14*90*120 42’42’’)/90=40.425c6=( *R6* 1)/90=(3.14*90*150 15’15’’)/90=48.530c7=( *R7* 1)/90=(3.14*90*170 47’47’’)/90=56.635c8=( *R8* 1)/90=(3.14*90*200 20’20’’)/90=64.740c9=( *R9* 1)/90=(3.14*90*220 52’52’’)/90=72.845curba 2

R=40.238U=90

c =1800-900=900

T=16.666*tg(90/2)=16.666B=R*(1/(cos 90/2-1))B=16.662c= *16.666* c /1800

c=63.171n=(c/2*R/10)+1n=(26.166/2*5*26.166)+1n=8.85=9 picheti = c /4n 1=(90/4*8.85=20 32’32’’ 2=(90/4*8.85)*2=50 5’5’’ 3=(90/4*8.85)*3=70 37’37’’ 4=(90/4*8.85)*4=100 10’10’’ 5=(90/4*8.85)*5=120 42’42’’ 6=(90/4*8.85)*6=150 15’15’’

32


7=(90/4*8.85)*7=170 47’47’’ 8=(90/4*8.85)*8=200 20’20’’ 9=(90/4*8.85)*9=220 52’52’’ r=2R*sin

r1=2*40.238*sin 20 32’32’’=3.569r2=2*40.238*sin 50 5’5’’=7.132r3=2*40.238*sin 70 37’37’’=10.680r4=2*40.238*sin 100 10’10’’=14.208r5=2*40.238*sin 120 42’42’’=17.708r6=2*40.238*sin 150 15’15’’=21.172r7=2*40.238*sin 170 47’47’’=24.595r8=2*40.238*sin 200 20’20’’=27.970r9=2*40.238*sin 220 52’52’’=31.290

x=r*cos

x1=r1*cos 1=1.478*cos20 32’32’’=3.566x2=r1*cos 2=2.954*cos50 5’5’’=7.104x3=r3*cos 3=4.424*cos70 37’37’’=10.586x4=r4*cos 4=5.885*cos100 10’10’’=13.985x5=r5*cos 5=7.334*cos120 42’42’’=17.274x6=r6*cos 6=8.770*cos150 15’15’’=20.426x7=r7*cos 7=10.187*cos170 47’47’’=23.418x8=r8*cos 8=11.585*cos200 20’20’’=26.266x9=r9*cos 9=12.960*cos220 52’52’’=28.827

y= r*sin

y1=r1*sin 1=1.478*cos20 32’32’’=0.158y2=r2*sin 2=2.954*cos50 5’5’’=0.632y3=r3*sin 3=4.424*cos70 37’37’’=1.41y4=r4*sin 4=5.885*cos100 10’10’’=2.50y5=r5*sin 5=7.334*cos120 42’42’’’=3.896y6=r6*sin 6=8.770*cos150 15’15’’=5.570y7=r7*sin 7=10.187*cos170 47’47’’=7.517y8=r8*sin 8=11.585*cos200 20’20’’=9.721y9=r9*sin 9=12.960*cos220 52’52’’=11.77

33


c= *R /90c1=( *R1* 1)/90=(3.14*90*20 32’32’’)/90=8.105c2=( *R2* 1)/90=(3.14*90*50 5’5’’)/90=16.21c3=( *R3* 1)/90=(3.14*90*70 37’37’’)/90=24.215c4=( *R4* 1)/90=(3.14*90*100 10’10’’)/90=32.42c5=( *R5* 1)/90=(3.14*90*120 42’42’’)/90=40.425c6=( *R6* 1)/90=(3.14*90*150 15’15’’)/90=48.530c7=( *R7* 1)/90=(3.14*90*170 47’47’’)/90=56.635c8=( *R8* 1)/90=(3.14*90*200 20’20’’)/90=64.740c9=( *R9* 1)/90=(3.14*90*220 52’52’’)/90=72.845

Calculul elementelor curbelor progressive

- Calculul curbei C8

Vp=50 km

U=135.59

R=85m

Lnec=55 m

Calculul elementelor de bază ale clotoidei

Calculul elementelor de bază ale clotoidei s-a facut utilizând „Clotoida – Tabele

de trasare” de ing.Guţu H. Victor.

Pentru raportul:

t = 0.569.

Prin interpolare se obţin elementele principale ale clotoidei de bază

corespunzătoare punctului final al clotoidei:

= 0.021609 = 6g85c4657cc

= 20g59c1302cc

= 86g26c3077cc s1 = 0.804393

34


x1 = 0.796013 x1’ = 0.400804

y1 = 0.086104 n1 = 0.824887

r1 = 0.800658

Modulul clotoidei reale este: A = m

Elementele clotoidei reale corespunzătoare punctului final rezultă înmulţind

elementele clotoidei de bază cu modulul clotoidei:

= 1.478 m s0 = L =55.00 m

x0 = 54.425 m x0’ = 27.404 m

y0 = 5.887 m n0 = 56.400 m

r0 = 54.743 m = R = 85.00 m

originea arcului de clotoida (Oi respectiv Oe) se gaseste fata de varful V1 la

distanta :

pozitia punctelor de tangenta (Ti si Te) ale arcului de cerc de raza R’ = R+Δ

cu aliniamentele, fata de varful V1 este :

Virajul arc de cerc, cuprins intre punctele H si H’ este caracterizat de

urmatoarele elemente principale:

U1’ = U1 + = 131.9803 + 2 x 20.596130 = 173.1725604G

U1’ = - 173.1725604 = 26.8274396G

- U1 = - 131.9803 = 68.0197G

Marimea tangentei, masurata pe tangenta comuna clotoidei si virajului arc de

cerc in punctul H, rezulta :

Marimea bisectoarei fata de varful V1’ este :

35


Marimea bisectoarei fata de varful V1 este :

Lungimea arcului de cerc HH’ este :

A= 68.3725 R= 85

Punctult r1 r φ x1 x

H 0.485 0.6842 46.78046 4.9893 0.6821 46.63688

c 0.38 0.5439 37.1878 3.1448 0.5363 36.66817

b 0.25 0.3535 24.16968 1.3262 0.3534 24.16284

a 0.005 0.0071 0.485445 0.0005 0.0071 0.485445

y1 y s1 s ρ1 ρ gamma

0.0536 3.664766 0.6797 46.47279 1.458 99.68711 90.0144

0.0258 1.764011 0.5347 36.55878 1.8608 127.2275 93.7086

0.0074 0.505957 0.348 23.79363 2.8284 193.3848 97.3474

5.9E-08 4.03E-06 0.0667 4.560446 141.421 9669.307 99.9989

36


φgrad

r x y x' y' c

11.19375 33.0016 6.4974 6.4040 57.83 2.5900 3.2410

22.3875 64.7476 59.86 14.9650 83.4 11.9400 9.7500

33.58125 94.0302 78.31 51.9900 95.6 22.4400 16.2600

44.775 119.735 85.05 84.3420 108.88 37.6900 22.7600

Calculul curbei C7

Calculul elementelor de bază ale clotoidei

Calculul elementelor de bază ale clotoidei s-a facut utilizând „Clotoida – Tabele

de trasare” de ing.Guţu H. Victor.

Pentru raportul: , rezultă parametrul t = 0.433.

Prin interpolare se obţin elementele principale ale clotoidei de bază

corespunzătoare punctului final al clotoidei:

= 0.009557 = 3g97c7686cc

= 11g93c6498cc

= 92g04c1187cc s1 = 0.612362

x1 = 0.610212 x1’ = 0.305825

y1 = 0.038182 n1 = 0.617457

r1 = 0.611407

37


Modulul clotoidei reale este: A = m

Elementele clotoidei reale corespunzătoare punctului final rezultă înmulţind

elementele clotoidei de bază cu modulul clotoidei:

= 0.468 m s0 = L =30.00 m

x0 = 29.893 m x0’ = 14.982 m

y0 = 1.870 m n0 = 30.248 m

r0 = 29.951 m = R = 80.00 m

originea arcului de clotoida (Oi respectiv Oe) se gaseste fata de varful V1 la

distanta :

pozitia punctelor de tangenta (Ti si Te) ale arcului de cerc de raza R’ = R+Δ

cu aliniamentele, fata de varful V1 este :

Calculul elementelor de bază ale arcului de cerc central

Virajul arc de cerc, cuprins intre punctele H si H’ este caracterizat de

urmatoarele elemente principale:

U1’ = U1 + = 161.3345 + 2 x 11.936498 = 185.207496G

U1’ = - 185.207496 = 14.792504G

- U1 = - 161.3345 = 38.6655G

Marimea tangentei, masurata pe tangenta comuna clotoidei si virajului arc de

cerc in punctul H, rezulta :

Marimea bisectoarei fata de varful V1’ este :

38


Marimea bisectoarei fata de varful V1 este :

Lungimea arcului de cerc HH’ este :

A= 48.9 R= 120

Punctul t r1 r φ x1 x

H 0.555 0.7842 38.34738 5.322 0.6921 33.84369

c 0.42 0.628 30.7092 3.876 0.598 29.2422

b 0.21 0.37 18.093 1.5678 0.389 19.0221

a 0.01 0.02 0.978 0.02 0.09 4.401

y1 y s1 s ρ1 ρ gamma

0.06 2.934 0.698 34.1322 1.49 72.861 89.544

0.033 1.6137 0.5789 28.30821 1.893 92.5677 92.75

0.012 0.5868 0.366 17.8974 2.8284 138.3088 96.82

0.000087 0.004254 0.077 3.7653 31.421 1536.487 98.579

φgrad

r x y x' y' c

15.25625 35.076 7.4500 7.5430 61.79 4.7650 4.8650

30.5125 67.796 60.456 17.7650 79.645 13.8760 8.2350

45.76875 99.82 73.876 49.4500 101.44 27.3680 17.6743

61.025 121.65 90.456 95.4000 128.88 41.5300 27.5689

39


3. DRUMUL ÎN PROFIL LONGITUDINAL

ELEMENTELE DRUMULUI ÎN PROFIL LONGITUDINAL

Profilul longitudinal este proiecţia desfăşurată pe un plan vertical lateral a intersecţiei

suprafeţei drumului cu o suprafaţă cilindrică verticală, având ca directoare axul drumului.

În urma acestei intersecţii rezultă două linii: linia terenului sau linia neagră din proiecţia

intersecţiei cu suprafaţa terenului şi linia proiectului sau linia roşie din proiecţia intersecţiei cu

suprafaţa proiectată.

Elementele profilului longitudinal

Profilul longitudinal se desenează la scară deformată. Scara pe orizontală (scara

distanţelor) este aceeaşi cu scara planului de situaţie iar scara pe verticală (scara cotelor) este de

10 ori mai mare.

Linia terenului rezultă în concordanţă cu geometrizarea axei zero în planul de situaţie.

Fată de această linie se fixează linia proiectului (linia roşie) care trebuie să respecte anumite

criterii. Linia proiectului este formată din porţiuni drepte, numite declivităţi şi proţiuni curbe,

numite racordări verticale.

Prin declivitate, notată cu "i" se înţelege tangenta unghiului, format de linia roşie cu

40


orizontala. Declivitatea se exprimă în procente. Ea poate fi pozitivă sau negativă. Declivitatea

pozitivă se numeşte rampă iar cea negativă se numeşte pantă. Declivitatea cu valoare zero se

numeşte palier.

Intersecţia a două declivitaţi se notează cu o verticală şi un cerc şi formează punctele de

schimbare a declivităţii. În dreptul punctelor de schimbare a declivităţii se introduc racordări

verticale de regulă arc de cerc cu raze foarte mari. Din punct de vedere al centrului de curbură

aceste racordări verticale pot fi concave, atunci când centrul de curbură se găseşte deasupra

nivelului liniei roşii (la traversarea văilor) şi convexe, atunci când centrul de curbură se găseşte

sub nivelul liniei roşii (la traversarea crestelor).

Distanţa dintre două puncte de schimbare a declivităţii se numeşte pas de proiectare.

Fiecare pichet de pe traseu, din planul de situaţie, se caracterizează prin două cote: cota

terenului şi cota proiectului. Diferenţa dintre cota de proiect şi cota de teren se numeşte cotă de

execuţie.

Atunci când cota proiectului este deasupra cotei terenului, cota de execuţie este

pozitivă şi vorbim despre o umplutură sau rambleu. Atunci când cota proiectului este sub cota

terenului, cota de execuţie este negativă şi vorbim despre o săpătură sau debleu.

Profilul longitudinal ne dă indicaţii asupra volumelor de săpătură şi umplutură (volume

de terasament) pe care le avem de-a lungul traseului. Cu cât geometrizarea axei zero în plan a

fost mai bine realizată, cu atât volumele de terasamente necesare vor fi mai mici.

CRITERII DE FIXARE A LINIEI ROŞII

Fixarea liniei roşii este foarte importantă din punct de vedere al costului lucrării şi al

circulaţiei vehiculelor în condiţii de siguranţă şi confort. Criteriile de fixare ale liniei roşii sunt

criterii tehnice şi criterii economice. A. Criteriile tehnice se referă la declivităţi, pas de

proiectare, condiţii locale.

Declivităţi. Valoarea declivităţilor folosite pentru linia roşie se limitează superior, la o

valoarea maximă, imax şi inferior, la o valoarea minimă, imin.

41


Stabilirea declivităţii maxime se face în funcţie de viteza de proiectare, care depinde la

rândul ei de relief. Ideal ar fi să se proiecteze linia roşie cu valori ale declivităţii cât mai mici pe

lungimi cât mai mari. Acest principiu este legat de consumul de carburant al autovehiculului

care va fi cu atât mai mare cu cât declivitatea este mai mare. În cazul curbelor principale ale

serpentinelor, declivitatea maximă admisă este de 3,5 %.

Declivitatea maximă admisă în cazul serpentinelor

Declivitatea minimă folosită pentru linia roşie este de 0,5%, pentru drumuri şi 0,2%

pentru străzi, ceea ce asigură scurgerea apelor din precipitaţii. Nu se recomandă folosirea

palierului.

Pasul de proiectare. Există prevăzută în norme o anumită lungime minimă a pasului de

proiectare, funcţie de viteza de proiectare. Această distanţă minimă se stabileşte din condiţia ca

cele două tangente ale curbelor de racordare verticală să nu se suprapună.

Pasul de proiectare pentru străzi poate fi redus cu până la 50 % faţă de valorile din tabel

în cazul în care terenul este plat, dacă unghiul format de declivităţile adiacente are tangenta

trigonometrică 0,4% .. 0,5 %, precum şi în cazul ranforsărilor sau al cotelor obligate pentru

racordarea la construcţiile din zonă.

Odihne. Este indicat ca la anumite distanţe să se intercaleze zone de odihnă (porţiuni cu

declivitate mică) care îmbunătăţesc condiţiile de circulaţie.

Conform STAS 863, pe sectoarele de drum cu rampe prelungite, a căror medie

ponderată este mai mare sau cel puţin egală cu 5 %, după fiecare diferenţă de nivel de 75 ... 90

m, se introduc odihne de minimum 100 m lungime (măsurată între punctele de tangenţă ale

42


racordărilor verticale) pe care declivităţile nu trebuie să depăşească 2 %.

Suprapunerea efectelor. Amenajările făcute în plan sau spaţiu au anumite efecte asupra

liniei roşii şi a vehiculului:

-în curbele cu rază mică, declivitatea pe banda interioară este mai

mare decât declivitatae stabilită în axă;

-marginea exterioară a drumului, în curbe, se supraînalţă şi din

această cauză va avea o declivitate sporită cu 0,5 - 1 % (declivitatea

rampei supraînălţării se adaugă declivităţii drumului în axă);

-în curbele cu raze mici, declivitatea liniei roşii se compune cu panta

transversală a căii în curbă iar rezultanta acestora poate să tragă

vehiculul spre interiorul curbei, trecând de pe o bandă pe cealaltă.

Pentru a se evita aceste trei suprapuneri, declivitatea maximă în curbe va fi:

unde R este raza curbei,in metri.

De asemenea, în cazul în care o racordare verticală se suprapune peste o curbă în

plan orizontal, punctul de schimbare a declivităţii va trebui să fie în dreptul punctului de

bisectoarea al curbei din plan.

Condiţii locale. Acest criteriu se referă la punctele de cotă obligate care trebuie

respectate atunci când se aşează linia roşie.

a) tipul pământului din zona drumului (pământuri sensibile la apă, care îşi pierd

proprietăţile mecanice în prezenţa apei) şi prezenţa apelor care stagnează în această zonă sau a

apelor freatice (foarte aproape de suprafaţa terenului) determină cotele obligate ale liniei roşii.

Astfel, pentru ca astfel de pământuri să nu influenţeze suprastructura drumului, linia roşie se va

fixa deasupra terenului cu:

- 50 ... 80 cm în cazul pământurilor de tip nisipos, alcătuite din

balast, prund de râu;

- 80 ... 150 cm în cazul pământurilor de tip prăfos;-150.. 250cm pamant de tip argilos.

b) la traversări de râuri, cota căii la podurile definitive reprezintă punctul

43


de cotă obligată :

unde: NAE este nivelul apelor extraordinare, care se determină pentru o

anumită probabilitate;

hl - înălţimea liberă sub pod;

hg - înălţimea grinzii;

hc - grosimea căii pe pod

.

Cota obligată la traversări de râuri

c) în cazul intersecţiilor cu alte căi de comunicaţii se impun cote obligate pentru linia roşie.

Când intersecţiile sunt la acelaşi nivel, se va impune noii linii roşii, cota căii de

comunicaţii existentă.

Când intersecţiile sunt denivelate cota liniei roşii se stabileşte în funcţie de gabaritul de

liberă trecere:

- pentru pasaj denivelat superior, drumul se află deasupra căii de comunicaţii existente;

- pentru pasaj denivelat inferior, drumul se află sub calea de comunicaţie existentă.

d) pentru străzi, linia roşie a acestora dictează cota zero a clădirilor, care se obţine prin

sistematizare verticală.

e) la aşezarea liniei roşii în cazul drumurilor care se dezvoltă de-a lungul văilor (drumuri de

coastă) va trebui respectată o anumită înălţime de asigurare peste 0,50 m deasupra nivelului apelor

extraordinare, NAE.

44


f) la traversarea viroagelor, torenţilor şi văilor seci trebuie să se asigure diferenţe în ax

(cote de execuţie) care să permită adoptarea proiectelor tip de podeţe pentru scurgerea apelor.

B. Criterii economice se referă la compensarea terasamentelor. Linia roşie trebuie

astfel aşezată încât să rezulte lucrări minime de săpătură şi umplutură (de terasament) şi să fie

asigurată compensarea lor pe distanţe scurte (materialul rezultat din săpătură - debleu - să fie

folosit, pe cât posibil în întregime, în lucrările de umplutură - rambleu -).

Egalitatea suprafeţelor de săpătură şi umplutură se face în profil longitudinal, luându-

se în considerare şi situaţia din profil transversal, care este diferită de la profil la profil. Astfel,

pentru aceeaşi cotă de execuţie (valoareaH ) linia roşie se va ridica cu 15 cm pentru a micşora

suprafeţele de săpătură şi mări suprafeţele de umplutură, deoarece suprafaţa profilului

transversal în săpătură este mai mare decât cea a profilului în umplutură.

Ridicarea liniei roşii cu 15 cm pentru aceeaşi cotă de execuţie rambleu-debleu

Atunci când, în anumite situaţii, aşezarea liniei roşii conduce la cote de execuţie mai

mari de 4,00 m, sunt necesare lucrări de sprijinire. Când diferenţele în ax sunt mai mari de

7,00 m este necesar să se restudieze traseul drumului în plan de situaţie sau, dacă situaţia o

impune şi se justifică din punct de vedere economic, se vor executa viaducte sau tuneluri (de

exemplu în cazul autostrăzilor).

PICHETAREA TRASEULUI

45


Pichetarea traseului este o etapă intermediară între traseul drumului în plan de situaţie şi

profilul longitudinal. Este necesară pentru trasarea liniei terenului în plan longitudinal.

Această etapă constă în fixarea pe planul de situaţie a picheţilor pe axul drumului. Picheţii

reprezintă:

- punctele de început şi de sfârşit ale traseului;

- punctele de intersecţie ale curbelor de nivel cu axul drumului ;

- punctele de tangenţă şi de bisectoare ale curbelor de racordare în plan;

- punctele necesare trasării curbelor de racordare în plan.

Distanţa minimă între doi picheţi consecutivi pe axul drumului trebuie să

fie de cel mult 30,00 m. În caz contrar se prevăd picheţi intermediari.

Având picheţii astfel stabiliţi, se întocmeşte un tabel care poartă denumirea de foaie de

pichetaj (carnet de pichetaj, atunci când conţine mai multe foi) şi care conţine toate datele

necesare reprezentării liniei terenului în profil longitudinal.

Pichetarea traseului

Se poziţionează rigla pe planul de situaţie cu originea în A. Se citesc

valorile din dreptul picheţilor aflaţi pe aliniament. Distanţa între picheţi se obţine

făcând diferenţa între două citiri succesive. Distanţa între picheţii aflaţi

pe curbă se cunoaşte din tabelul de trasare al curbei.

Poziţia kilometrică a fiecărui pichet în parte se obţine prin adunarea la

46


poziţia kilometrică anterioară, a distanţelor parţiale dintre picheţi. Diferenţa între ultima

valoare obţinută pe coloana "poziţia kilometrică" şi prima valoare de pe aceeaşi coloană

reprezintă lungimea traseului de la punctul de plecare, A la punctul de sosire, B.

Cotele de teren, în cazul picheţilor care se găsesc pe o curbă de nivel, se obţin prin

citirea cotei curbei de nivel respective, pe planul de situaţie. În cazul picheţilor care se găsesc

între două curbe de nivel, pe planul de situaţie, cota de teren va fi obţinută prin interpolare

liniară, pe linia de cea mai mare pantă.

Foaia sau carnetul de pichetaj conţine elementele de bază pentru redactarea profilului

longitudinal. FOAIE DE PICHETAJ

Distanta Pozitia Cote

Nrintre picheti kilometrica teren Traseu

A 0 0+0.00 1 30 30 123.15 2 30 60 123.21 3 18.6 78.6 123.09 Aliniament 1=90 m 4 11.4 90 122.97 5 30 120 122.99 6 30 150 123.05

Ti1 30 180 123.17 U1= 180015'20''

a 30 210 123.23 R1= 5500m

b 30 240 123.1 T1= 8,890m

B1 30 270 123.06 C1= 177,70m

b' 30 300 123.1 B1= 0,716m a' 30 330 122.87 Te1 30 360 122.6

7 30 390 122.26 Aliniament 2=90 m 8 30 420 122.18 9 30 450 122.01

Ti2 30 480 121.99 U4= 178019'5''c 30 510 122.09 R4= 2000m

B2 30 540 122.02 T4= 34,5930mc' 30 570 121.95 C4= 63.180m

47


Te2 30 600 121.78 B4= 0.24958m10 30 630 121.79 11 30 660 121.86 Aliniament 3=120 m 12 30 690 121.73 13 30 720 123.73

Ti3 30 750 121.68

d 30 780 121.29 U3= 168013'5''

e 30 810 122.41 R3= 350m

B3 30 840 123.06 T3= 36.3895m

e' 30 870 122.84 C3= 72.509m

d' 30 900 122.7 B3= 1.8861m Te3 30 930 122.61

14 30 960 122.03 Aliniament 4=60 m 15 30 990 122.07

Ti4 30 1020 122.15

f 30 1050 122.18 U4= 175050'7''

g 30 1080 122.13 R4= 600m

B4 30 1110 122.27 T4= 23.574

g' 30 1140 122.09 C4= 47.123m

f' 30 1170 122.21 B4= 0.46290m Te4 30 1200 122.37

16 30 1230 122.3 Aliniament 5=30m Te5 30 1260 122.36

h 30 1290 122.36 U5= 174016'50''i 30 1320 122.36 R5= 750m

B5 30 1350 122.48 T5= 38,225mi' 30 1380 122.56 C5= 76.44m

h' 30 1410 122.65 B5= 0.975m Ti5 30 1440 122.81

18 14.1 1454.1 122.81 19 15.9 1470 122.95 20 30 1500 122.92 21 30 1530 122.3 22 30 1560 121.34 23 30 1590 118.49 24 32.29 1622.29 117.77 Aliniament6=1500m 25 32.29 1654.58 118.13

48


26 19.41 1673.99 120.64 27 19.41 1693.4 120.43 28 19.41 1712.81 120.39 29 19.41 1732.22 120.35 30 32.29 1764.51 120.32 31 32.29 1796.8 120.32 32 30 1826.8 120.28 33 30 1856.8 120.28

CALCULUL LINIEI ROŞII

Având linia terenului raportată pe baza foii sau carnetului de pichetaj, linia roşie sau

linia proiectului se aşează conform criteriile prevăzute în subcapitolul.

Calculul liniei roşii presupune determinarea valorii declivităţilor, a cotelor proiect şi a

cotelor de execuţie pentru toţi picheţii stabiliţi pe traseul drumului.

Calculul declivităţilor

Se consideră pasul de proiectare cuprins intre picheţii A şi B. Pichetul A are cota proiect

cunoscută (punct de cotă obligată): CPA. În pichetul B cota proiect este necunoscută, dar se

poate determina, prin citire pe planşa profilului longitudinal, faţă de planul de referinţă PR.

Astfel obţinem o cotă proiect aproximativă în pichetul B.

Calculul liniei roşii

Declivitatea se calculează în funcţie de diferenţaH dintre cotele proiect şi distanţa între

49


picheţi LA-B obţinută prin diferenţa între poziţiile kilometrice ale picheţilor:

Valoarea rezultată a declivităţii se rotunjeşte la a doua zecimală.

Calculul cotelor proiect. Fie un pichet M intermediar între A şi B. Cota sa proiect se

determină în funcţie de declivitatea i, de cota proiect a pichetului de început CPA şi de distanţa

între picheţi LA-M:

Dacă declivitatea i este o pantă, atunci avem:

Distanţa LA-M se obţine prin diferenţa poziţiilor kilometrice ale celor doi picheţi.

Calculul cotelor de execuţie. Cunoscând cele două cote ce caracterizează un pichet de pe

traseu, CPA şi CTA se poate calcula diferenţa în ax sau cota de execuţie:

RACORDAREA DECLIVITĂŢILOR

Pentru a se asigura continuitatea circulaţiei precum şi vizibilitatea în profil

longitudinal, declivităţile trebuie racordate prin curbe de racordare verticală. Racodarea a două

declivităţi succesive prin curbe verticale se face atunci cănd diferenţa algebrică dintre ele, în

valoare absolută (tangenta trigonometrică, m), este mai mare decât 0.5%.

Pentru fiecare racordare verticală se calculează elementele sale principale: tangenta T

şi bisectoarea, B. Lungimea curbei de racordare verticală nu se mai calculează, ea

considerându-se egală cu lungimea traseului în plan orizontal.

Se presupune o racordare de tip convex între două declivităţi:

50


Cele două declivităţi considerate în figura de mai sus sunt determinate de unghiurile1

şi2:

i1 tg1 () ; i2 tg 2 ()

Declivitatea i1 este o rampă (+) iar declivitatea i2 este o pantă (-).

Elementele racordării verticale

Mărimea tangentei T rezultă în funcţie de unghiul la centru, (1 +2):

Dacă declivităţile se exprimă procentual, avem:

T=R m / 200

Cunoscând lungimea tangentei se poate determina bisectoarea B

T 2 R 2 ( R B) 2

B= T 2 /2R

Calculul razei minime în cazul racordării convexe. Se face ţinând seama de condiţiile de

asigurare a vizibilităţii (conducătorul autovehiculului aflat pe declivitate trebuie să observe la

timp un obstacol situat pe partea carosabilă a celeilalte declivităţi pentru a putea stopa la timp

51


în faţa lui), în două ipoteze de calcul:

1)vehiculul şi ostacolul sunt situate pe curba de racordare verticală:

Calculul razei minime pentru racordarea convexă:

vehiculul şi ostacolul sunt situate pe curba de racordare verticală

În figura de mai sus s-a notat cu k înălţimea ochiului conducătorului autovehiculului

(A), ce are valoarea 1,20-1,40 m şi cu h înălţimea obstacolului (B), ce are valoare 0,10-0,20m

Raza vizuală din A este tangentă în C la suprafaţa căii şi întâlneşte obstacolul din B la

distanţa AB egală cu distanţa de vizibilitate, E:

În cele două triunghiuri dreptunghice care se formează, cu raza R a racordării verticale se

poate scrie:

; Prin neglijarea termenilor k2 şi h2 care sunt mici în raport cu ceilalţi, se obţine:

52


Astfel, rezultă expresia razei minime de racordare circulară convexă în cazul în care

vehiculul şi obstacolul sunt situate pe curba de racordare:

2o) vehiculul şi ostacolul sunt situate în afara curbei de racordare verticală:

Raza vizuală AB este orizontală şi tangentă la suprafaţa căii în punctul C:

Calculul razei minime în cazul racordării concave. Se face în condiţii impuse de

asigurarea vizibilităţii la circulaţia pe timp de noapte, limitarea valorii acceleraţiei normale

(realizarea confortului circulaţiei la parcurgerea curbei de racordare) şi asigurarea lungimii

minime a racordării.

53


1)condiţia de confort la parcurgerea curbei: se adoptă o valoare redusă pentru acceleraţia

normală care ia naştere la parcurgerea curbei de racordare verticală

Calculul razei minime pentru racordarea concavă:

condiţia de confort la parcurgerea curbei

Acceleraţia normală este:

2o) asigurarea vizibilităţii pe timp de noapte: se pune condiţia ca, în timpul nopţii,

distanţa de iluminare a farurilor unui autovehicul ce parcurge curba de racordare verticală să fie

mai mare decât distanţa de frânare.Pentru calcul se consideră înălţimea farului h1 = 0,75 m,

înălţimea obiectului h = 0, unghiul sub care bat farurile, = 1o iar distanţa de frânare mai mică decât

lungimea de racordare.

3o) asigurarea lungimii mininime de racordare: se pune condiţia ca lungimea tangentei

de racordare (în m) să fie:

54


Calculul racordarilor verticale

Racordare concava km 176+680.885 m%=9.578Tmin=m*R/20025=9.578*R/200R=25*200/9.578=523.13 550 m

T=m*R/200T=9.578*550/200T=26,28 30m

B=T2/2R=302/2*550mB=0.818m

Racordare convexa km 176+887.705

m%=8.537Tmin=m*R/20025=8.537*R/200R=25*200/8.537=585.66 600 m

T=m*R/200T=8.537*600/200T=25.61 30m

B=T2/2R=302/2*600mB=0.7m

55


4.PROFIL TRANSVERSAL

ELEMENTELE DRUMULUI ÎN PROFIL TRANSVERSAL.

TIPURI DE PROFILE TRANSVERSALE PENTRU DRUMURI

Profilul transversal este proiecţia pe un plan vertical frontal a intersecţiei suprafeţei

drumului cu un plan vertical normal pe axa sa.

Profilele transversale se execută în toţi picheţii stabiliţi în foaia sau carnetul de pichetaj

şi nu trebuie să depăşească distanţa de 50 de m între ele, în funcţie de relief. Profilele

transversale trebuie să surprindă toate punctele caracteristice ale traseului drumului: modificări

ale înclinării terenului natural, modificări ale declivităţii drumului, podeţe, ziduri de sprijin.

Reprezentarea unui profil transversal începe prin desenarea axei sale. Apoi, după

efectuarea unui nivelment transversal se obţine linia terenului. Conform „Legii drumului" se

adoptă lăţimea drumului în aliniament, se calculează apoi lăţimea drumului în curbă iar după

poziţia în plan longitudinal va rezulta tipul de profil transversal.

Fiecare profil transversal se caracterizează prin poziţie kilometrică şi număr de ordine.

Profilele transversale cuprind:

-elementele necesare execuţiei infrastructurii drumului: dimensiuni,cote, pante, date

privind amenajarea virajelor,elemente caracteristice lucrărilor de artă şi dispozitivelor

pentru scurgerea apelor;

-elemente de suprastructură: lăţimea şi grosimea structurii rutiere, dimensiunea benzilor

de încadrare, pantele transversale.

Scopul realizării profilelor transversale este acela de a prezenta situaţia reală, pichet cu

pichet, în sens transversal drumului şi de a putea calcula volumul de terasamente şi suprafeţele

de taluzat şi de a stabili eventualele exproprieri.

Elementele profilului transversal sunt:

-partea carosabilă sau calea: partea centrală special amenajată pentru circulaţia

56


vehiculelor. Se caracterizează prin lăţime şi pantă transversală (dinspre ax spre acostament) în

aliniament şi curbă, mod de alcătuire şi dimensiunile structurii rutiere. Valoarea pantei

transversale depinde de tipul de îmbrăcăminte (1,5 ... 3 %)

-acostamentele: două fâşii de teren, amenajate sau nu, de o parte şi de alta a părţii

carosabile. Au rol de protecţie a căii, înlesnesc scurgerea apelor datorită pantelor transversale

mai mari decât cele de pe carosabil, asigură circulaţia pietonilor, servesc pentru depozitarea

materialelor necesare întreţinerii drumului, pentru amplasarea unor lucrări accesorii şi pentru

staţionarea vehiculelor în pană. Când au lăţime suficientă pot fi folosite pentru lărgirea

ulterioară a căii. Panta transversală depinde de modul de alcătuire şi consolidare (4 ... 6 %). Fâşia

din acostament care limitează partea carosabilă şi este consolidată se numeşte bandă de încadrare

şi are lăţimea cuprinsă între 0.25 m şi 0.75 m în funcţie de tipul drumului

-plaforma: partea carosabilă + acostamentele

-taluzurile: porţiuni înclinate, de o parte şi de alta a platformei drumului care fac

legătura cu terenul natural şi limitează lateral lucrările de terasamente; punctul dinspre

platformă, în cazul rambleului (marginea superioară, în general) se numeşte creasta taluzului

iar cel care se găseşte pe terenul natural, în cazul rambleului (marginea inferioară, în general)

se numeşte piciorul taluzului. Taluzul se caracterizează prin înclinare, indicată printr-un raport

care exprimă valoarea tangentei trigonometrice a unghiului format de taluz cu orizontala (de

exemplu: 2:3, 1:3, 1:1, 3:1). Valoarea înclinării se stabileşte în funcţie de tipul pământului din

terasament şi de înălţimea taluzului;

-dispozitivul de scurgere a apelor: poate fi şanţ (trapezoidal) sau rigolă (triunghiulară)

(figura 4.2, 4.3, 4.4), în funcţie de formă, dimensiuni şi de capacitatea de preluare a apelor de

suprafaţă. Are rolul de a îndepărta de pe partea carosabilă apele provenite din precipitaţii atunci

când drumul este în debleu. Atât şanţul cât şi rigola au taluzuri cu diferite înclinări (1:1, 1:1.5,

1:2, 1:3), valoarea mai mică fiind folosită spre drum. Adâncimea variază între 0,15 m şi 0,30 m în

cazul rigolei şi 0,30 m şi 0,50 m în cazul şanţului, în funcţie de debitul de apă care trebuie

evacuat. În general rigola se preferă în regiunile accidentate, datorită pantelor mari de scurgere,

în ciuda secţiunii reduse;

57


-ampriza: zona cuprinsă între piciorul taluzului stânga şi piciorul taluzului dreapta (în

cazul rambleului) sau zona cuprinsă între creasta taluzului stânga şi creasta taluzului dreapta

(în cazul debleului). Variază ca lăţime în funcţie de înălţimea rambleului respectiv adâncimea

debleului (figura 4.1, 4.2, 4.3). În anumite cazuri se pot prevedea şanţuri de gardă (pentru

apărarea piciorului taluzului de rambleu sau a taluzurilor de debleu de apele ce se scurgde pe

coastă, mai ales la ramblee mici şi atunci ampriza va fi delimitată de muchiile exterioare ale

acestor şanţuri;

-zona drumului: zonă alcătuită din ampriză şi două zone de siguranţă, laterale (stânga,

dreapta), cu lăţimea cuprinsă între 1 şi 5 m. Zonele de siguranţă servesc la eventuala lărgire a

platformei drumului, la depozitarea de materiale necesare întreţinerii curente, amplasarea

instalaţiilor de semnalizare, pentru plantaţii, pentru circulaţia pietonilor sau pentru alte

scopuri legate de exploatarea drumului.

După poziţia platformei drumului în raport cu linia terenului se deosebesc următoarele

tipuri de profile transversale:

a) profile transversale în rambleu (umplutură): platforma se găseşte deasupra

terenului natural cu minim 0,50 m de la marginea platformei pentru a se evita executarea

şanţurilor.

Când terenul natural prezintă o înclinare mai mare de 1:5 se execută trepte de înfrăţire cu

lăţimea de minim 1,00 m şi înclinarea de 2% spre vale.

Când înălţimea rambleului este mai mare de 4,00 m se amenajează la fiecare diferenţă

de nivel de circa 2 m o banchetă numită bermă de cel puţin 0,50 m lăţime care să permită

frângerea înclinării taluzului precum şi circulaţia lucrătorilor care se ocupă cu întreţinerea

taluzului.

Când rambleul este foarte înalt, pe baza unui studiu tehnico-economic, se înlocuieşte prin

viaduct.

Umplutura se realizează cu pământ bun provenit din lucrări de săpătură, camere sau gropi

de împrumut, după anumite reguli tehnice.

b) profile transversale în debleu (săpătură): platforma se găseşte sub nivelul terenului

58


natural.

În acest caz se execută dispozitive de colectare şi evacuare a apelor de suprafaţă (şanţuri,

rigole).

Când săpătura este adâncă, pe baza unui studiu tehnico-economic, se înlocuieşte prin

tunel. Pământul din săpătură va fi transportat în depozite.

PC = parte carosabila; a = acostament; Zs = zona de siguranta

Elementele profilului transversal în rambleu

Elementele profilului transversal în debleu

c) profile transversale mixte:drumul se găseşte parţial în rambleu, parţial în debleu.

59


Sunt profile specifice drumurilor de coastă şi reunesc elementele caracteristice profielor

de rambleu respectiv de debleu.

Avantajele executării drumurilor în rambleu:

-construcţie şi întreţinere mai puţin costisitoare rezultată din lipsa şanţurilor; apa din

şanţuri poate umezi corpul şoselei şi pământul din patul drumului, reducând capacitatea portantă a

acestuia;

-eliminarea apelor de suprafaţă este mai eficientă datorită expunerii mai bune soarelui şi

vântului, drumul fiind uscat aproape în permanenţă;

-pământul din rambleu are caracteristici controlate;

-înzăpezirea este mai grea;

-ampriza drumului este mai mică.

PC = parte carosabila

a = acostament

r = rigola

b = bancheta

Zs = zona de siguranta

Elementele profilului transversal mixt

Sant dreptunghiular

60


Sant sau rigola triunghiulara

Dispozitive de scurgere a apelor

Şanţuri de gardă

Pentru înălţimi mari, atât de rambleu cât şi de debleu, se vor calcula lucrări de

sprijinire. Lăţimea platformei drumului rezultă din însumarea lăţimii părţii carosabile şi a celor

două acostamente. Ea se măsoară:

-între muchiile superioare ale taluzelor de rambleu sau ale şanţurilor

ori rigolelor, în cazul în care pe platformă nu sunt parapete;

-între feţele interioare ale liselor sau glisierelor, în cazul în care pe platformă sunt

parapete

Lăţimea platformei este prevăzută în standardele în vigoare şi se consideră astfel:

1) pentru drumurile publice, în funcţie de:

-intensitatea circulaţiei care determină clasa tehnică a drumului;

-relieful terenului la autostrăzi;

-funcţionalitatea drumului care determină încadrarea în categoriile drumurilor publice.

2) pentru drumurile de exploatare, în funcţie de:

-cantitatea de produse care se transportă anual;

-suprafaţa de pădure care se exploatează;

-întreţinerea şi exploatarea canalelor de irigaţie sau a altor obiective;

61


-gabaritele vehiculelor care circulă pe drum;

-funcţionalitatea drumului care determină încadrarea în categoriile drumurilor de

exploatare.

DIMENSIONAREA SISTEMULUI RUTIER

Metoda analitica de dimensionare a straturilor structurii rutiere este conform

‘‘Normativului pentru dimensionarea straturilor bituminoase a sistemelor rutiere suple si

semirigide (metoda analitica)’’ indicativ PD 177-2001.

a)Principii de dimensionare

Alegerea structurii rutiere se face pe baza următorilor parametri:

Capacitatea portantă la nivelul pământului de fundare, exprimată prin

coeficientul CBR sau Me, respectiv modulul de deformaţie;

Numărul de treceri ale sarcinii caracteristice exprimate în osii standard de 115

kN;

Perioada de perspectivă va fi de 15 ani pentru structurile rutiere suple si

semirigide;

Metoda analitică de dimensionare se bazează pe stabilirea unei alcătuiri a sistemului

rutier, în conformitate cu prevederile prescripţiilor tehnice în vigoare şi verificarea stării de

solicitare a acestuia sub acţiunea traficului de calcul, astfel încât să se indeplinească

următoarele criterii de dimensionare:

Deformaţia specifică de întindere să fie mai mică decât deformaţia specifică admisibilă,

la baza straturilor bituminoase;

Tensiunea de intindere sa fie mai mica decit tensiunea de intindere admisibila, la baza

straturilor din agregate naturale stabilizate cu lianti hidraulici si/sau puzzolanici (pentru sisteme

rutiere semirigide);

Deformatia specifica de compresiune sa ramana inferioara deformatiei specifice

admisibile, la nivelul patului drumului.

62


Etapele de dimensionare a sistemului rutier

Dimensionarea sistemului rutier comporta urmatoarele etape:

Stabilirea traficului de calcul. Acesta se bazeaza pe un studiu amanuntit de trafic si

furnizeaza volumul de trafic estimat pentru perioada de perspectiva. Traficul este exprimat in

osii standard de 115 kN, vehicul etalon cu urmatoarele caracteristi :

Sarcina pe rotile duble : 57.5 kN;

Presiunea de contact : 0.625 Mpa;

Raza suprafetei circulare echivalente suprafetei de contact pneu-carosabil : 0.171 m.

Evaluarea capacitatii portante la nivelul patului drumului. Caracteristicile de

deformabilitate ale pamantului de fundare se stabilesc in functie de tipul pamantului, de tipul

climateric al zonei in care este situat drumul si de regimul hidrologic al complexului rutier.

Alcatuirea sistemului rutier. Varianta de alcatuire a sistemului rutier nerigid (suplu) este

conforma cu prevederile cuprinse in norme si sunt in functie de clasa tehnica a drumului.

Sistemul rutier propus comporta o imbracaminte bituminoasa in doua straturi pe strat de baza

din mixturi asfaltice si straturi de fundatie alcatuite din agregate naturale.

Verificarea sistemului rutier la solicitarea osiei standard. Sistemul rutier supus analizei

este caracterizat prin grosimea fiecarui strat rutier si prin caracteristicile de deformabilitate ale

materialelor din straturile rutiere si ale pamintului de fundare (modulul de elasticitate dinamic,

E, in MPa si coeficientul lui Poisson, ). Verificarea sistemului rutier la solicitarea osiei

standard comporta calculul deformatiilor specifice si al tensiunilor in punctele critice ale

complexului rutier, caracterizate printr-o stare de solicitare maxima. Calculele se efectueaza cu

programul ALIZE.

Verificarea comportarii sub trafic a sistemului rutier. Aceasta verificare are drept scop

compararea valorilor calculate ale deformatiilor si tensiunilor specifice cu cele admisibile,

stabilite pe baza proprietatilor de comportare a materialelor. Se considera ca un sistem rutier

poate prelua solicitarile traficului corespunzator perioadei de perspectiva daca sunt respectate

concomitent urmatoarele criterii:

63


Criteriul deformatiei specifice de intindere admisibila la baza straturilor bituminoase,

este respectat daca rata de degradare prin oboseala (RDO) are o valoare mai mica sau egala cu

RDO admisibil:

RDO≤RDOadm

RDO NC/Nadm

unde : Nc - traficul de calcul, in milioane osii standard de 115 kN (m.o.s.);

Nadm - numar de solicitari admisibil, in milioane osii standard de 115 kN, care

poate fi preluat de straturile bituminoase, corespunzator starii de deformatie la baza

acestora.

Pentru drumuri si strazi cu NC Nadm = 4.27x108 x r -3.97 (m.o.s.)

unde: r – deformatie specifica de intindere la baza straturilor bituminoase.

Criteriul deformatiei specifice verticale admisibile la nivelul pamantului de fundare, este

respectat daca:z ≤z adm

unde : z – deformatia specifica verticala de compresiune la nivelul pamantului de

fundare, calculata cu programul ALIZE;

z adm – deformatia specifica verticala admisibila la nivelul pamantului de fundare.

Pentru drumuri si strazi cu NC z adm = 329 x Nc-0.27 (microdef.)

Dimensionarea structurii rutiere:

Date generale:

Tronsonul de drum este situat intr-o regiune de tip climatic I, in care sursele de agregate

naturale de balastiera sunt la distante relativ reduse de traseul drumului.

Conform STAS 1709 regimul hidrologic este 2b - conditii hidrologice „ favorabile”.

Pamantul de fundare este de tipul P5.

Stabilirea traficului de calcul:

Traficul estimat care ar putea fi preluat de catre tronsonul de drum la nivelul

anului 2011, are urmatoarea componenta:

Autocamioane si derivate cu 2 osii : 150;

64


Autocamioane si derivate cu 3 osii : 50;

Autocamioane si derivate cu peste 3 osii : 40;

Autobuze : 50 ;

Remorci : 40.

Traficul de calcul (Nc) se exprima in milioane de osii standard de 115 kN si se

calculeaza cu relatia:

(m.o.s.)

unde:

365 – numarul de zile calendaristice dintr-un an;

pp - perioada de perspectiva, in ani, pp =15 ani;

Crt – coeficientul de repartitie transvesala, pe benzi de circulatie, Crt = 0.50 pentru

drumuri cu doua benzi de circulatie;

nkl – intensitatea medie zilnica anuala a vehiculelor din grupa k, conform rezultatelor

recensamintului general de circulatie;

pkR – coeficientul de evolutie al vehiculelor din grupa k, corespunzator anului de dare in

exploatare a drumului, anul R, stabilit prin interpolare

pkF - coeficientul de evolutie al vehiculelor din grupa k, corespunzator sfarsitului

perioadei de perspectiva luata in consideratie, anul F, stabilit prin interpolare;

fek– coeficientul de echivalare al vehiculelor din grupa k in osii standard de 115kN.

Pentru perioada de perspectivă de 15 ani, 2011 – 2026, volumul de trafic de calcul a fost

determinat în conformitate cu prevederile Normativului pentru dimensionarea sistemelor rutiere

suple şi semirigide, indicativ PD 177, folosind următorii coeficienţi de evoluţie a traficului :

65


Anul 2011

Tip vehicule Vehicule etalon Coeficient echivalent

115 o.s.

Numar

Autocamioane si

derivate cu 2 osii

430 0.3 129

Autocamioane si

derivate cu 3 osii

295 1.02 301

Remorci 180 0.06 11

Autobuze 140 0.64 90

Autoturisme 1300 - -

Total osii 115 kN 531

Anul 2026

Tip vehicule Vehicule etalon Coeficient echivalent

115 o.s.

Numar

Autocamioane si

derivate cu 2 osii

516 0.3 155

Autocamioane si

derivate cu 3 osii

325 1.02 332

Remorci 234 0.06 15

Autobuze 224 0.64 144

Autoturisme 1950 - -

Total osii 115 kN 646

Nc = 365 x 10-6 x 15 x 0.5 x (531+646)/2 = 1.61 m.o.s.

Stabilirea capacitatii portante la nivelul patului drumului

66


Pamantul de fundare: P5 ; Tip climatic I;

Regimul hidrologic 2b; Ep = 65 Mpa, = 0.30

Unde: Ep – modul de elasticitate dinamic al pamantului de fundare;

coeficientul lui Poisson.

Alegerea alcatuirii sistemului rutier suplu (nerigid)

Sistemul rutier propus comporta o imbracaminte bituminoasa in doua straturi pe straturi

de baza si de fundatie alcatuite din agregate naturale.

Grosimile straturilor rutiere si valorile de calcul ale modulilor de elasticitate

dinamici si ale coeficientilor lui Poisson sunt stabilite pentru perioada de perspectiva de minim

15 ani.

Denumirea materialelor din strat Grosimea stratului (cm) E (Mpa)

Beton asfaltic in strat de uzura 4 3600 0.35

Mixtura asfaltica pentru strat de baza 6 5000 0.35

Piatra sparta amestec optimal 15 500 0.27

Balast amestec optimal 15 300 0.27

Balast 15 300 0.27

Indicele de degradare ID=16.80 %

Edeg=E(1-I0)

E1ef=3600(1-0.168)=3496 Mpa

E2ef=5000(1-0.168)=4160 Mpa

Verificarea sistemului rutier la solicitarea osiei standard

Analiza sistemului rutier la solicitarea osiei standard implica calculul

deformatiilor specifice si al tensiunilor specifice in punctele critice ale sistemului rutier,

caracterizat printr-o stare de solicitare maxima.Rezultatele acestui calcul prin introducerea

datelor in programul ALIZE sunt prezentate in tabelul urmator:

67


Criteriul Valoarea

(microdef.)

Deformatia specifica de intindere la baza straturilor

bituminoase, r

209

Deformatia specifica verticala de compresiune la nivelul

patului drumului, z

549

Verificarea comportarii sub trafic a sistemelor rutiere

Verificarea comportarii sub trafic a sistemului rutier are drept scop compararea valorilor

calculate ale deformatiilor si tensiunilor specifice cu cele admisibile, stabilite pe baza

proprietatilor de comportare a materialelor.

Note de calcul:

Nc = 365 x 10-6 x 15 x 0.5 x (531+646)/2 = 1.61 m.o.s.

Nadm = 4.27 x 108 x r -3.97 = 4.27 x 108 x 209-3.97 = 0.263 (m.o.s.)

RDO≤RDOadm=1.00

RDO=NC/Nadm=6.12 1.00 Nu se verificaGrosime mai mare a straturilor bituminoase

z adm =329 x Nc-0.27 = 329 x 1.62-0.27 = 319.08 (microdef.)

z z adm 549 microdef. 319.08 microdef. Nu se verificaGrosime mai mare a

straturilor de fundatii din balast.

Propunere sistem rutier nou:

Denumirea materialelor din strat Grosimea stratului (cm) E (Mpa)

Beton asfaltic in strat de uzura 4 3600 0.35

Beton asfaltic in strat de legatura 6 3000 0.35

Mixtura asfaltica pentru strat de baza 8 5000 0.35

Piatra sparta 25 500 0.27

Balast 30 300 0.27

68


Em mix asfale=(Σ(E11/3*hi)/Σhi)3

Em mix asfale=[(3601/3*4+30001/3*6+50001/3*8)/(4+6+8)]3= 4082 MPa

Criteriul Valoarea

(microdef.)

Deformatia specifica de intindere la baza straturilor

bituminoase, r

129

Deformatia specifica verticala de compresiune la nivelul

patului drumului, z

281

r=129 microdef

Nadm = 4.27 x 108 x r -3.97 = 4.27 x 108 x 129-3.97 1.75 (m.o.s.)

RDO≤RDOadm

RDO=NC/Nadm=0.92 1.00 se verifica

z adm =329 x Nc-0.27 = 329 x 1.62-0.27 = 319.08 (microdef.)

z z adm 281 microdef. 319.08 microdef se verifica

In concluzie, structura rutiera propusa verifica criteriile prevazute in normativul de

dimensionare PD 177 – 2001 si poate prelua volumele de trafic de calcul pe perioada de

perspectiva de 15 ani.

Verificarea structurii rutiere la actiunea fenomenului de inghet -

dezghet

Valoarea indicelui de inghet se determina functie de tipul sistemului rutier si de clasa de

trafic de dimensionare, stabilite conform reglementarilor in vigoare, pe baza izoliniilor din harta

de zonare a teritoriului Romaniei pentru zona geografica in care este in care este amplasat

drumul:

Media critica a valorilor indicelui de inghet este: la drumurile cu sisteme rutiere

suple pentru clasale de trafic mediu, usor si foarte usor.

Note de calcul:

69


Tipul de pamint: P5

Tip climateric: I

Structura sistem rutier:

Det

erminare coeficient de echivalare:

Beton asfaltic BA 16 →

Binder de criblura BAD 25 →

Mixtura asfaltica AB 2 →

Piatra sparta amestec optimal →

Balast amestec optimal →

Grosimea echivalenta a structurii rutiere:

Grosimea echivalenta a sistemului rutier He, se calculeaza cu relatia:

He = hi . Cti [cm]h = grosimea stratului rutier luat in calcul, in centimetri;

Ct = coeficientul de echivalare a capacitatii de transmitere a caldurii specifice

fiecarui material din alcatuirea stratului rutier luat in calcul, conform

tabelului 3, STAS 1709/1-90.

n = numarul de straturi din materiale rezistente la inghet-dezghet

Calculul sporului adincimii de inghet:

Z = Hsr - He [cm]

HSR = Σ hi [cm]

70

SISTEM RUTIER

4 cm Beton asfaltic BA 16

6 cm Binder de criblura BAD 25

8 cm Mixtura asfaltica AB 2

25 cm Piatra sparta amestec optimal

30 cm Balast amestec optimal


HSR = 72 cm

Hsr = grosimea sistemului rutier alcatuit din straturi de materiale rezistente la inghet

[cm]

He = grosimea echivalenta de calcul la inghet a sistemului rutier [cm]

Stabilirea adincimii de inghet in pamintul de fundare:

Zcr = Z + Z

=72+24.50=96.50 cm

Z = adancimea de inghet in pamantul de fundatie - se stabileste conform STAS

1709

Gradul de asigurare la patrunderea inghetului:

K – reprezinta raportul dintre grosimea echivalenta a sistemului rutier He si

adancimea de inghet intre complexul rutier Zcr

Daca K > K lim → sistemul este aparat impotriva fenomenului de inghet

K lim =0.45 5

K > K lim se verifica

Se considera ca o structura rutiera este rezistenta la inghet-dezghet daca gradul

de asigurare la patrunderea inghetului in complexul rutier „K” are cel putin valoarea din

tabelul 4 pag. 6 STAS 1709/2-90 .

SUPRAÎNĂLŢAREA CĂII ÎN CURBĂ

71


Amenajarea supraînălţării căii în curbă se realizează în curbele cu raze mici, pentru a

asigura confortul şi siguranţa circulaţiei în condiţiile vitezei de proiectare date.

Combaterea derapajului

Combaterea derapajului numai prin efectul frecării transversale

Asupra vehiculului ce traversează un traseu curb acţionează forţa centrifugă, Fc, forţa de

frecare Ff şi greutatea sa.

Combaterea derapajului prin acţiunea frecării

În acest caz suprafaţa căii este orizontală; acest caz se întâlneşte când se face trecerea de

la deverul pozitiv la cel negativ (deverul pozitiv este panta suprafeţei carosabile înclinate spre

interiorul curbei). Condiţia de prevenire a derapajului este:

La limita avem:

unde P este greutatea autovehiculului;

R - raza curbei traversată de autovehicul;

v - viteza autovehiculului;

f - coeficientul de frecare transversală.

În aliniament frecarea transversală nu este mobilizată. Într-o curbă cu raza foarte mare,

pentru o anumită viteză, forţa centrifugă este mai mică şi se mobilizează un anumit coeficient

de frecare cu o valoare care să împiedice deraparea. În schimb, dacă pentru aceeaşi viteză,raza

este foarte mică, forţa centrifugă rezultă mare iar coeficientul de frecare transversal mobilizat

72


trebuie să aibă o altă valoare astfel încât să nu se producă derapajul.

Valoarea coeficientului de frecare, f mai depinde de:

- starea suprafeţei căii: f are valoare mică când suprafaţa căii este netedă;

- starea pneurilor: f creşte cu descreşterea presiunii în pneu; - climă: f scade atunci când

suprafaţa căii este udă.

În cazul drumurilor uscate coeficientul de frecare, f are valoare 0,30.

Din punct de vedere al condiţiilor de confort, s-a constatat că nu trebuie luată în calcul

valoarea maximă a coeficientului de frecare f, ci o valoare mai mică, notată cu ϕ, ceea ce

înseamnă o mobilizare parţială a frecării.

Din cercetările efectuate s-a ajuns la concluzia că o valoare ϕ de 0,10 face ca trecerea

prin curbă să nu fie resimţită. Atunci când ϕ este 0,15, circulaţia în curbă se resimte slab, în

timp ce pentru ϕ = 0,20 şocul lateral creşte iar călătorii au o senzaţie neplăcută. Pentru o valoare

maximă ϕ de 0,30 circulaţia în curbă pare periculoasă, ameninţând cu răsturnarea

autovehiculului.

Considerând valorile ϕ de mai sus se constată că nu este raţional să se conteze numai pe

frecare în combaterea derapajului deoarece rezultă fie raze prea mari sau viteze prea mici, când

frecarea mobilizată este mică sau circulaţia este lipsită de siguranţă atunci când se admite

frecarea maximă.

Combaterea derapajului numai prin supraînălţarea căii

Forţele ce acţionează asupra vehiculului care străbate o curbă sunt forţa centrifugă (Fc)

şi greutatea sa (P).în cazul în care se neglijează efectul frecării între pneuri şi partea carosabilă

73


Combaterea derapajului prin supraînălţare

Rezultanta dintre P şi Fc trebuie să fie normală pe suprafaţa căii pentru a asigura

stabilitatea autovehiculului

În acest caz panta supraînălţării ajunge exagerat de mare. De exemplu pentru o viteză de

50km/h şi o rază de 100 m supraînălţarea p devine 20%.

Raze caracteristice

Razele caracteristice se referă la razele curbelor ce urmează a fi folosite pentru

racordarea aliniamentelor în plan, raze ce depind de relieful străbătut de traseul drumului şi de

viteza de proiectare. În funcţie de forma profilului transversal al căii în curbă se face o

clasificare a razelor şi deci a curbelor pentru o anumită viteză de proiectare şi anumite condiţii

de confort.

Relaţia de bază în stabilirea razelor caracteristice. Pe baza ei se realizează următoarea

clasificare a razelor curbelor:

- raze minime - raze curente

74


- raze recomandabile

Raza minimă este raza pentru care în anumite condiţii date, folosim panta de

supraînălţare maximă admisă:

Sub valoarea razei minime nu se poate coborî, în condiţii date.

Raza curentă este raza pentru care în anumite condiţii date, folosim panta din

aliniament, dever pozitiv:

Toate curbele care au raza curpinsă între Rmin şi Rc formează categoria razelor

minime. Pentru această categorie drumul prezintă o secţiune transversală supraînălţată.

Circulaţia se face numai pe dever pozitiv.

Raza recomandabilă este raza pentru care în anumite condiţii date, folosim panta din

aliniament, dever negativ:

Toate curbele care au raza curpinsă între Rc şi Rr formează categoria razelor curente.

Pentru aceasta categorie drumul prezintă o secţiune transversală convertită. Circulaţia se face

numai pe dever pozitiv. Toate curbele care au raza mai mare decât raza recomandabilă fac parte

din categoria razelor recomandabile şi păstrează ca secţiune transversală forma de acoperiş.

Autovehiculul circulă în condiţii bune de confort atât pe deverul pozitiv cât şi pe deverul

negativ, în funcţie de sensul de circulaţie. Razele, din punct de vedere al valorii lor, se rotunjesc în

plus la multiplu de 5 m până la 80,00 m apoi se rotunjesc în plus la multiplu de 10 m până la

400,00 - 500,00 m, după care se rotunjesc în plus la multiplu de 50 m.

Supraînălţarea căii în curbă

75


În aliniament calea prezintă un profil transversal cu două pante transversale, pa(%) în

formă de acoperiş. În funcţie de tipul de îmbrăcăminte rutieră, panta din aliniament, pa poate

varia. Forma pe care o capătă secţiunea transversală a căii se numeşte bombament.

În curbă autovehiculul este supus acţiunii forţei centrifuge care tinde să-l deplaseze

lateral, spre exteriorul curbei, apărând fenomenul de derapaj. Derapajul reprezintă deplasarea

laterală a autovehiculului care parcurge cu viteză mare o curbă de rază prea mică. Pentru a

împiedica derapajul autovehiculului în curbă, bombamentul se converteşte de la profilul de tip

acoperiş la profilul de tip streaşină cu o singură înclinare spre interiorul curbei şi având panta

transversală egală cu panta din aliniament, pa. Atunci când, din cauza unor valori prea mici ale

razelor curbelor, convertirea nu este suficientă pentru combaterea derapajului, se face şi

supraînălţarea căii prin sporirea pantei transversale de la pa la ps.

Această procedură se numeşte amenajare în spaţiu a curbei.

Convertirea reprezintă transformarea profilului cu două pante într-un profil cu pantă

unică, egală cu cea din aliniament. Supraînălţarea reprezintă creşterea treptată a profilului

convertit până la valoarea pantei maxime din viraj.

Lungimea pe care se efectuează convertirea şi supraînălţarea se numeşte rampă de

racordare, lungimea pe care se face trecerea de la profilul convertit la cel supraînălţat se numeşte

rampă de supraînălţare iar operaţia de trecere de la profilul acoperiş la cel streaşină supraînălţat se

numeşte operaţie de supraînălţare. Marginea exterioară a drumului devine o suprafaţă riglată.

marginea din ax marginea din

stanga exterioară drum dreapta interioara

Profil de aliniament, de tip acoperiş

Profil de curbă convertit, de tip streaşină

MODALITǍŢI DE OBŢINERE A PROFILULUI

SUPRAÎNǍLŢAT:

76


a) Profil de curbă supraînălţat, de tip

streaşină

b) Profil de curbă supraînălţat, de tip

streaşină

c) Profil de curbă supraînălţat, de tip

streaşină

Bombamentul căii în aliniament şi în curbă

Supraînălţarea se poate realiza în raport cu diverse puncte:

a) se menţine nemodificată cota în axul drumului

b) se menţine nemodificată cota la marginea din dreapta c) se menţine nemodificată cota

la marginea din stanga

În figura s-au făcut următoarele notaţii:

hc - înălţime convertită

hs - înălţime supraînălţată, margine exterioară hi - înălţime supraînălţată, margine interioară

Aceste înălţimi se calculează după cum urmează:

pentru cazul a)

pentru cazul a)

pentru cazul b)

pentru cazul c)

Partea din exteriorul curbei care ar favoriza derapajul reprezintă deverul negativ iar

77


partea din interiorul curbei care se opune derapajului reprezintă deverul pozitiv.

SUPRALĂRGIREA CĂII ÎN CURBĂ

Supralărgirea căii în curbă se realizează pentru a se asigura aceleaşi condiţii de

circulaţie autovehiculelor în curbă ca şi în aliniament. Amenajarea supralărgirii rezultă din

modul în care un vehicul se înscrie în curbă. Valorile supralărgirilor sunt date în standardele şi

normativele în vigoare, în funcţie de lăţimea căii în curbă şi lăţimea căii în aliniament.

În general, lăţimea căii în aliniament este prevăzută în standarde dar, în anumite cazuri,

pentru autovehiculele speciale, ea se calculează.

Lăţimea căii în aliniament

Se consideră un drum cu două benzi de circulaţie pe care circulă două vehicule cu

gabarit diferit, b1 şi b2, cu acceaşi viteză (viteza de proiectare, V), distanţa dintre roţile

autovehiculelor fiind d1 şi d2 .Se notează cu B lăţimea părţii carosabile.

Pentru o circulaţie în condiţii de siguranţă, conducătorul auto trebuie să păstreze

anumite spaţii de siguranţă, s1 şi s'1 şi o anumită distanţă între ele, s2. Spaţiile de siguranţă sunt

determinate empiric, funcţie de viteza de proiectare, V:

În aceste condiţii, lăţimea căii rezultă:

78



Lăţimea căii în curbă

Se consideră un autovehicul ce are de parcurs un aliniament urmat de

un traseu curba.Se aproximează vehiculul cu un dreptunghi de dimensiuni (b x B/2) în

alinaiment. Dacă lăţimea B se păstrează şi în curbă atunci autovehiculul ajuns în curbă va avea

un colţ din dreptunghi care va trece pe sensul opus de mers.

Urmare a acestei constatări se impune realizarea unei supralărgiri în curbă.

Aliniament Curba

curbă

colţ ce trece

pe banda

cealaltă

79



Calculul supralărgirii

În timpul mişcării în curbă, roţile autovehiculului descriu arce de raze diferite: roata

interioară din spate descrie curba cu raza cea mai mică (Ri) iar roata exterioară din faţă descrie

curba cu raza cea mai mare. Punctul A descrie curba cu raza Re şi determină supralărgirea.

Spaţiile de siguranţă în curbă rămân aceleaşi ca şi cele din aliniament (s1, s1', s2).

Supralărgirea rezultă ca diferenţă între lăţimea părţii carosabile în curbă, Bc şi lăţimea

părţii carosabile în aliniament, B. Pentru un drum cu două benzi de circulaţie supralărgirea căii

este egală cu dublul supralărgirii pentru banda interioară.

Din figura rezultă următoarele relaţii:

80


unde R este raza curbei, unde l este distanţa dintre osia motoare şi marginea din faţă a

caroseriei,b - lăţimea autovehiculului;d - distanţa între roţi.

Supralărgirea totală în cazul unui drum cu două benzi de circulaţie, va fi:

Supralărgirea se dă de regulă spre interiorul curbei. Pentru un drum cu două benzi de

circulaţie se poate stabili o relaţie simplificată, neglijând spaţiile de siguranţă, s1 şi s2 (mici în raport cu R).

Metodă simplificată pentru determinarea supralărgirii - drum cu două benzi

Pentru valori R intermediare supralărgirea rezultă prin interpolare liniară.

VIZIBILITATEA ÎN PLAN

Studiul vizibilităţii în plan este important pentru evitarea accidentelor de circulaţie, în

diferite condiţii.

81


Se consideră două vehicule care circulă pe aceeaşi bandă de circulaţie cu vitezele

vA şi vB. Autovehiculul din punctul B circulă neregulamentar. Conducătorii auto ai celor

două vehicule trebuie să se vadă de la o distanţă minimă (distanţa de vizibilitate, pe coardă)

necesară evitării ciocnirii. Din figura rezultă distanţa de vizibilitate, E:

Distanţa de vizibilitate în curbă

Se face următoarea aproximaţie: distanţa AB, pe coardă, de la care trebuie să se vadă

conducătorii autovehiculelor este egală cu lungimea parcursă pe curbă, E.

Spaţiul parcurs în 2,5 s cu viteza vB este:

Distanţa necesară reducerii vitezei de la vA la vA" este:

Spaţiul parcurs în 2,5 s cu o viteză medie este:

82


Rezultă viteza vA"

Înlocuind expresia vA" obţinem:

Pentru vA = vB = V/3,6 distanţa de vizibilitate devine:

E≅ 2V 30,7⋅ ( f 'i)

CALCULUL AMENAJARII IN SPATIU

CURBA 1

Rmin = V2

→ ps = V2

13ps(K+g) 13*R(K+g)

pa - panta profilului in aliniament

ps - panta profilului suprainaltat

ps = 502

= 5.30%13*120*(20+10)

Latimea partii carosabile : L = 7,00m

Suprainaltarea rezulta din STAS 863-85 :

sl=f(R)→sl=0.35m →slt=2*sl=0.7 m

83


hax=B*pa/2=(7*0.025)/2 = 0.0875 m =8,75cmhc=B*pa=7*0.025 = 0.175 m = 17,5 cm

hs1= B*(pa+ps)/2 =7*(0.025 + 0.053)/2 =0.273 m = 27.30 cm

hs2=B*(ps-pa)/2 = 7*(0.053-0.025)/2 = 0.098 m = 9.80 cm

hs'2=hs2+slt*ps=0.098 + 0.7*0.033 =1.616 m = 16.16 cm

CURBA 2

Rmin = V2 → ps = V2 13ps(K+g) 13*R(K+g)

ps = 402 = 6.53%

13*55*(20+10)Ps =6%Latimea partii carosabile : L = 7,00m

Suprainaltarea rezulta din STAS 863-85 :

sl=f(R)→sl=0.725m →slt=2*sl=1.45 m

hax=B*pa/2=(7*0.025)/2 = 0.0875 m =8,75cmhc=B*pa=7*0.025 = 0.175 m = 17,5 cm

hs2= B*(pa+ps)/2 = 7*(0.025 + 0.060)/2 =0.2975 m = 29,75 cm

hs'2=hs2+ps*sl = 0,2975 + 0,06*2,00 = 0,4175 m = 41,75 cm

hs1=B*(ps-pa)/2 = 7*(0.060-0.025)/2 = 0.1225 m = 12,25 cm

hs'1=hs1+ps*sl = 0,1225 + 0,060*1.45= 0,156 m = 15.6 cm

84


COLECTAREA ŞI EVACUAREA APELOR DE SUPRAFAŢĂ

Colectarea şi evacuarea apelor de suprafaţă din zona drumului se realizează prin

proiectarea şi executarea de dispozitive de colectare şi evacuare a apelor sub forma de rigole

sau şanţuri trapezoidale. Forma şi dimensiunile dispozitivelor de colectare şi evacuare a apelor

de suprafaţa se stabilesc în urma calculului de dimensionare.

Sant cu sectiune trapezoidala

Dimensionarea dispozitivelor de colectare şi evacuare a apelor de suprafaţa

Pentru dimensionare sunt necesare doua categorii de calcule:calcul hidrologic, în urma

căruia rezultă debitul hidrologic;calcul hidraulic, în urma căruia rezultă debitul hidraulic;

Calculul hidrologic

Constă în determinarea cantitaţii apelor de suprafată colectată în bazinul de recepţie

aferent fiecărui dispozitiv în parte în funcţie de debitul maxim dat de apele de ploaie.În calculul

hidrologic ploile sunt caracterizate prin:

-durata - timpul de la incepere până la încetarea ploii, t = 15min;

-intensitate - grosimea stratului de apă căzută în unitatea de timp pe o suprafata de 1

85


mp, ic=122 l/s ha;

-frecvenţa ploii, f = 1 / 5;

-Suprafaţa bazinului de recepţie aferent rigolei se determină din planul de

situaţie. Pentru cazul de faţă:

Debitul hidrologic se calculează cu relaţia:

Qhg = m x S x ic x F

în care:

m = coeficient de reducere care ţine seama de capacitatea de înmagazinare pe şanţuri şi

canale; pentru t < 40min rezultă m = 0.8;

S = suprafaţa bazinului de recepţie;

ic = intensitatea de calcul, ic=122 l/s ha;

F = coeficient de scurgere; F = 0.50

Pentru datele de temă, debitul hidrologic are următoarea valoare:

Calculul hidraulic

Calculul hidraulic constă în determinarea capacităţii de scurgere a dispozitivelor de

colectare şi evacuare a apelor din precipitaţii care depind de forma şi mărimea secţiunii

transversale, de panta longitudinala, de rugozitatea fundului şi a pereţilor. Secţiunea

transversală trebuie să fie capabilă să evacueze întreaga cantitate de apa colectată în bazinul de

recepţie aferent:

Qhc > Qhg

Debitul hidraulic de calculează cu relaţia:

Qhc =

= secţiunea efectivă de scurgere, în mp;

P=perimetrul udat al sectiunii in m

V = viteza medie admisibilă în sectiune, în m/s.

R = raza hidraulică cu următoarea relaţie şi valoare:

R = / P

86


C = coeficient de viteză funcţie de rugozitate şi raza hidraulică;

C =

în care:

N = coeficient de rugozitate al secţiunii;

n=0.16 pentru pereţi din beton nesclivisit;

i = panta hidraulică a şanţului, i=0.035

Qhc = =0.08 x 2.05 = 0.164 m3/s = 164 l/s

Conditie pentru verificare: Qhc > Qhg

S=4.419 ha

Qhg = 0.8 x 4.419 x122 x 0.5

Qhg = 215.64 l/s

b=0.5 m (latime sant la fund)

ho=0.4 m (adancimea posibila a curentului de apa)

m1=0.66 (corespunzatoare scurgerii uniforme)

m2=1

1.544 m

R=0.103/1.544=0.066 m

87


C =

C=53.61035.0066.061.53V

V=2.576 m/s

Q=0.103 2.576=0.265 m3/s

Verificare:

Qhc > Qhg

215.64l/s ≤ 265 l/s Se verifica

CAP. 1 PODETE

Podetele au rol si de emisari pentru sistemul de colectare si evacuare a apelor

pluviale din zona drumului.

S-au adoptat podete casetate din elemente prefabricate din beton armat cu

deschiderea de 2.00m, pe fundatie din beton simplu monolit. Racordarea la

terasamente a fost asigurata in functie de configuratia terenului prin adoptarea unor

aripi prefabriate din beton armat pe fundatie din beton simplu in partea dinspre aval si

prin camere de cadere in partea dinspre amonte.

Pentru verificarea stabilitatii podetelor s-a facut un calcul de verificare a presiunii

pe talpa fundatiei.

Calculul ariei transversale:

Aria transverasala de beron:

88


Aria transverasala a fundatiei:

Aria transversala a drenului:

89


Aria transversal a beton de panta:

90


Calculul greutatii pamantului de deasupra podetului

N = 7 → n = numarul de prefabricate

l = 8.00 m → l = platforma drumului

h = 1.10 m → h = înaltimea de pamant

Calculul presiunilor pe talpa fundatie

→

→ S – suprafata fundatiei

= 7.059 m

Verificari

91


p_conv

92


Schema tehnologica

Tehnologia lucrarilor reprezinta schema logica in care se inlantuie operatii

specializate pentru realizarea unui obiectiv.Prin ea se stabileste ordinea prin care

intra in actiune diversele utilaje de constructii specializate pe tipuri de lucrari.Prin

lucrari de terasamente intelegem totalitatea operatiilor de sapatura si umplutura pe

directia axului drumului in vederea realizarii corpului sau.Ciclul de lucru este

sapatura – transport – umplutura, lucrarile desfasurandu-se pe operatii specifice cu

utilaje de constructii specializate.

Lucrarile de terasamente sunt precedate intotdeauna de o serie de lucrari

pregatitoare pentru asigurarea unei executii corecte, continue si cu productivitate

sporita.Cele mai importante lucrari pregatitoare sunt : verificarea si restabilirea

traseului, defrisarea zonei de arbusti si tufisuri, doborarea arborilor si scoaterea

radacinilor, asanarea zonei, extragerea brazdelor si decaparea pamantului vegetal,

pichetarea profilelor transversale, amenajarea drumurilor de acces.

Pentru a usura circulatia vehiculelor de transport si lucrul masinilor care

executa terasamentele, suprafata ce reprezinta ampriza drumului, a gropilor de

imprumut si a depozitelor, a drumurilor de acces se curate de arbusti si tufisuri,

inlesnind astfel si uscarea acestor suprafete.Aceasta operatie se poate executa

manual, daca volumul de lucrari este mic sau terenul foarte accidentat.In celelate

cazuri se folosesc masini speciale, numite taietoare de tufisuri.

Pamantul vegetal contine un procent ridicat de particule fine si vegetale,

ceea ce il face puternic compresibil si deci mai putin recomandabil la executarea

terasamentelor.El este indepartat de pe ampriza, urmand sa fie folosit la

93


imbracarea taluzurilor in vederea brazduirii sau insamantarii lor.Pamantul vegetal

se decapeaza pe o grosime de 10 … 30 cm cu lama buldozerului sau a

autogrederului si se depoziteaza in afara amprizei drumului, pentru a fi folosit la

imbracarea taluzurilor, la punerea in valoare si ameliorarea unor terenuri slab

productive sau neprodustive.

Pentru realizarea corecta a lucrarilor de terasamente si pentru a inlesni

controlul executiei, este necesar ca inainte de inceperea lucrarilor de terasamente

sa fie pichetate profilele transversale de pe traseu, precum si lucrarile de arta

aferente.Operatia de pichetare are la baza elementele ce rezulta din planul de

situatie, profilul transversal tip, profilul longitudinal, profile transversale curente,

precum si reperele de la ax si de nivel restabilite pe teren.

In aliniament pichetii se amplaseaza la distante de 20 … 50 m, dupa gradul

de denivelare a terenului, iar in curbe la distante de 5 … 10m.Metoda cea mai

simpla de pichetare a profilului transversal consta in materializarea pe tern cu

tarusi simpli de lemn a marginilor amprizei si cu ajutorul sabloanelor care dau si

inclinarea taluzurilor si nivelul platformei.

Pamantul necesar executarii rambleului este adus cu mijloace de transport la

frontul de lucru al umpluturilor.Executia rambleului impune o atentie deosebita nu

numai pentru calitatea pamantului pus in opera, dar si pentru modul de executie.

Rambleele se executa in straturi avand inclinarea de 4% de la axa drumului

spre taluzuri si a caror grosime prescrisa variaza cu posibilitatile utilajului de

compactare, natura pamantului si utilajele cu care se transporta pamantul.

Pamantul transportat se descarca pe ampriza, se imprastie mecanizat in

straturi uniforme cu grosime prescrisa, cu inclinare de 4% spre taluz pentru

scurgerea apelor,

94


si se compacteaza fiecare strat.Operatiile se repeat pana se ating cotele prevazute

in proiect.Pentru circulatia autovehiculelor si a utilajelor terasiere este necesar ca

pe taluzurile rambleelor sa se prevada rampe de acces cu o declivitate de cel mult

10% care dupa terminarea lucrarilor se desfiinteaza.

Pamanturile cu care se executa umpluturile trebuie sa fie corespunzatoare

lucrarilor de teresamente.Practic, umpluturile se executa din orice tip de pamant,

cu execeptia malurilor, a turbelor, a argilelor umede sau inghetate, a pamanturilor

cu ghips sau sarate.Este obligatoriu ca pamturile folosite sa aiba umiditatea optima

de compactare, indicele de consistenta sa fie mai mare de 0.5, marginile dinspre

taluz alre straturilor sa se realizeze din pamanturi mai permeabile pentru a permite

eliminarea umiditatii din corpul drumului.

In cazul extinderii lucrarilor de terasamente la modernizarea drumului

existent, umpluturile se vor realize simetric fata de axa, pastrandu-se platforma la

acelasi nivel.Umpluturile se realizeaza in straturi orizontale, iar pentru infratirea

acestora cu umplutura existenta, se vor executa trepte de infratire pe taluzul initial.

SCHEMA TEHNOLOGICA PENTRU ASTERNEREA STRATURILOR ASFALTICE

95


EXECUTIA STARTURILOR DE FUNDATII

96

PREGATIREA SUPORTULUI


97

Date post:	22-Dec-2015
Category:	Documents
Upload:	cristian-radu-resteanu
View:	247 times
Download:	22 times

pg 1

Documents