1. Fundatii rutiere: tipuri. Fundatii din agregate naturale.Tipuri de fundaţii

În funcţie de materialele utilizate la alcătuirea lor se disting următoarele tipuri de fundaţii:

- din agregate naturale (nisip, balast, piatră spartă);- din împietruiri existente;- din beton de ciment;- din materiale stabilizate.

Fundaţii din agregate naturale.

a) Fundaţii din nisip. Se realizează în grosime maximă de 15 cm înainte de compactare iar grosimea minimă a stratului realizat este de 15 cm. Se recomandă compactarea prin vibrare a nisipului.

b) Fundaţii din balast sau balast amestec optimal. Grosimea minimă necesară, în acest caz, este de 15 cm după compactare iar cea maximă de 30 cm. Grosimea materialului aşternut, înainte de compactare, poate depăşi 15 cm în cazul utilizării unor utilaje de compactare ale căror caracteristici tehnice indică grosimi de compactare mari.

c) Fundaţii din piatră spartă.1) Fundaţii din piatră spartă mare (rassel). Sunt alcătuite

dintr-un strat inferior de balast, de minimum 10 cm grosime şi un strat superior din piatră spartă mare sort 63-90 de minimum 12 cm grosime.

Realizarea acestui tip de fundaţie necesită:- aşternerea şi compactarea stratului de balast;- aşternerea şi compactarea la uscat a pietrei sparte. Până la

încleştarea pietrei sparte, compactarea se face cu compactoare cu rulouri netede de 6t, după care operaţia se continuă cu compactoare cu pneuri sau vibratoare de 10-14 t;

- împănarea cu split sort 16-25 a suprafeţei stratului de piatră spartă şi compactarea ei;

- umplerea prin înnoroire a golurilor rămase după împănare cu savură 0-8 sau nisip.

Până la aşternerea stratului imediat superior, stratul de fundaţie din piatră spartă se acoperă cu un material de protecţie (nisip grăunţos sau savură). Atunci când stratul superior este din macadam sau din beton de ciment, nu se mai face umplerea golurilor şi protecţia stratului de fundaţie din piatră spartă mare.

2) Fundaţii din piatră spartă amestec optimal. Au aceiaşi alcătuire ca şi fundaţiile din piatră spartă mare.

Realizarea lor comportă:

1

- stabilirea proporţiilor de amestec ale diferitelor sorturi de piatră spartă pentru realizarea compoziţiei granulometrice a amestecului optimal şi a umidităţii optime de compactare determinată prin încercarea Proctor modificată;

- realizarea amestecului într-o instalaţie de nisip stabilizat prevăzută cu predozatoare cu patru compartimente;

- aşternerea materialului cu un repartizator-finisor de asfalt şi eventuala completare a cantităţii de apă corespunzătoare umidităţii optime de compactare;

- compactarea stratului cu compactoare cu pneuri sau vibratoare.

3) Fundaţii din blocaj de piatră brută. Aceste fundaţii cuprind:

- un strat inferior din nisip sau balast de minimum 10 cm grosime după compactare;

- un strat mijlociu realizat din piatră brută în grosime de 14-18 cm. Pietrele se aşază manual pe un strat de nisip în grosime de 5 cm, aşternut peste stratul inferior, cu baza mare în jos fiind dispuse cât mai strâns unele lângă altele, cu rosturile pe cât posibil ţesute şi cu latura mare perpendiculară pe axa drumului.

Golurile dintre pietre se împănează cu alicărie (spărturi) din piatră spartă sort 40-63 cilindrată până la fixare (Fig.7.1).

Pe suprafaţa acestui strat se aşterne apoi un strat de nisip grăunţos care se întinde cu periile pentru a pătrunde în golurile dintre pietre şi a le umple. Se reia cilindrarea până la fixarea definitivă a pietrelor. Atunci când stratul de fundaţie se execută peste un strat izolant din geotextil, în vederea evitării degradării acestuia în timpul execuţiei stratului de fundaţie imediat superior, se iau următoarele măsuri:

Fig. 7.1. Fundaţie din blocaj - grosimea înainte de compactare a stratului de fundaţie imediat superior, din agregate naturale, trebuie să fie de minimum

15 cm;- descărcarea din autocamioane a agregatelor naturale se va

face prin basculare, de preferinţă în mers, iar împrăştierea şi nivelarea acestora cu autogredelor sau buldozerul, a căror lamă nu trebuie să acţioneze direct pe geotextil;

- se interzice circulaţia pe suprafaţa geotextilului a utilajelor prevăzute cu şenile;

- în cazul în care stratul de fundaţie imediat superior este alcătuit din piatră spartă, intre acest strat şi geotextil, se impune un strat de protecţie alcătuit din nisip sau cenuşă de termocentrală în grosime de 7 cm.

Fundaţii din împietruiri existente.

2

În scopul utilizării lor ca fundaţii, împietruirile vor fi mai întâi sacrificate pe o grosime de cel puţin 5 cm, atunci când se completează cu material nou, pentru a se asigura legătura cu materialul existent.

Grosimea materialului de completare nu poate fi mai mică decât grosimea maximă a pietrei folosite iar sacrificarea împietruirii existente se va face pe o grosime care să depăşească cu cel puţin 5 cm adâncimea denivelărilor şi gropilor existente.

Modul de utilizare al împietruirilor existente se stabileşte în funcţie de lăţimea şi grosimea acestora precum şi în funcţie de calitatea materialelor componente, astfel:

- în cazul în care împietruirea nu se întinde pe toată lăţimea patului drumului iar grosimea ei este mai mică de 10 cm, nu se va lua în considerare la alcătuirea sistemului rutier, dar se va sacrifica şi reprofila;

- în cazul în care împietruirea se întinde pe toată lăţimea patului drumului iar grosimea ei este de minimum 10 cm se va lua în considerare la dimensionarea sistemului rutier;

- în cazul în care împietruirea nu se întinde pe toată lăţimea patului drumului, dar are o grosime mai mare de 10 cm, se va sacrifica, reprofila şi compacta alcătuind stratul de fundaţie care va fi luat în considerare la dimensionarea sistemului rutier cu grosimea rezultată după reprofilare;

- împietruirea poate constitui un strat de fundaţie numai dacă este alcătuită ca atare sau în adaos cu alte agregate naturale din materiale care îndeplinesc condiţiile tehnice cerute.

Grosimea reală a împietruirii existente ca şi calitatea materialului din alcătuirea sa se stabileşte prin sondaje şi prin recoltări de probe analizate ulterior în laborator.

Fundaţii din beton de ciment.

Acest tip de fundaţii se utilizează la pavaje din piatră naturală şi la îmbrăcăminţi bituminoase executate în oraşe. Ele se execută în grosime minimă de 12 cm iar în cazul drumurilor cu trafic foarte greu pot ajunge la grosimi de 25-30 cm.

Betonul de ciment utilizat trebuie să aibă marca B 200 şi se prepară cu agregate naturale de balastieră.

Execuţia fundaţiei necesită următoarele operaţii:- amenajarea stratului suport;- stabilirea compoziţiei betonului;- prepararea şi transportul betonului;- aşternerea betonului între longrine metalice sau între cofraje

de alt tip şi compactarea lui.

3

Pentru mărirea rugozităţii suprafeţei stratului de beton, când acesta va fi acoperit cu o îmbrăcăminte bituminoasă, se utilizează la compactarea betonului proaspăt rulouri cu proeminenţe sau se execută un clutaj cu criblură.

Stratul de beton va fi prevăzut cu rosturi de dilataţie şi de lucru pe toată grosimea stratului, stabilite în funcţie de condiţiile locale la distanţe de maximum 40 m.

Evitarea transmiterii fisurilor la suprafaţa îmbrăcămintei bituminoase, datorită rosturilor din fundaţia de beton, se face prin ungerea suprafeţei betonului, de o parte şi de alta a rostului pe o lăţime de 20-30 cm, cu pastă de var sau prin armarea îmbrăcămintei bituminoase cu plase (din metal, sticlă, mase plastice, etc.) (Fig.7.2.).

Atunci când fundaţia este utilizată la un pavaj din piatră naturală se renunţă la rosturile transversale de contracţie.

Tratarea ulterioară a betonului de ciment din stratul de fundaţie constă în acoperirea sa în primele 24 ore după turnare şi protejarea ulterioară a sa cu un strat de nisip menţinut umed timp de 5 zile sau cu o peliculă de emulsie bituminoasă.

După obţinerea rezistenţelor prescrise pentru beton fundaţia se poate acoperi cu îmbrăcămintea prevăzută.

2. Suprastructura drumurilor: generalitati; corpul si patul soselei; complexul rutier, tipuri caracteristici de structuri rutiere. Principii de alcatuire a straturilor.

Generalităţi.Suprastructura cuprinde ansamblul de lucrări necesare

amenajării drumului în scopul desfăşurării circulaţiei în condiţii depline de confort şi siguranţă pe orice vreme.

Lucrările de suprastructură se referă în principal la platforma drumului (Fig. 4.1) prin care se înţelege suprafaţa care cuprinde partea carosabilă şi acostamentele.

În legătură cu folosirea noţiunii de drum şi şosea, în ţara noastră, se cuvin făcute următoarele menţiuni:

- drum provine de la grecescul - dromos - înţelegându-se prin acesta o cale de circulaţie indiferent de gradul ei de amenajare şi consolidare;

- şosea derivă de la cuvântul francez - chausée - care exprimă noţiunea de drum amenajat şi consolidat.

Corpul şi patul şoselei.

4

Partea carosabilă alcătuită din straturi pe toată lăţimea părţii carosabile poartă denumirea de corpul şoselei. El se aşează pe o suprafaţă amenajată, denumită pat, suprafaţa ce delimitează infrastructura de suprastructura drumului.

Partea carosabilă se consolidează lateral, de o parte şi de alta, cu câte o bandă de încadrare cu lăţimea de 0,25 - 0,75 m.

Benzile de încadrare protejează atât acostamentele cât şi marginile părţii carosabile. Prevăzute cu consolidări uşoare ele asigură o trecere gradată între rezistenţa părţii carosabile şi a acostamentelor de pământ.

Corpul şoselei, alcătuit din straturi de diferite materiale, are rolul de a suporta solicitările produse de circulaţie şi de a le transmite terenului de fundaţie astfel ca la nivelul patului să nu fie depăşită capacitatea portantă a pământului.

Deoarece terenul de fundaţie constituie suportul sistemului rutier şi influenţează structura acestuia prin caracteristicile sale geotehnice sezoniere şi variaţiile sezoniere ale comportării sale, în calculele de dimensionare ale sistemelor rutiere se ia în considerare şi zona activă din terasament, zonă până la care se resimte influenţa sarcinilor transmise de vehicule.

Adâncimea până la care coboară zona activă este funcţie de greutatea vehiculelor şi natura pământului şi are valori cuprinse între 0,50 - 1,20 m (Fig. 4.5). Sistemul rutier împreună cu zona activă formează complexul rutier. Realizarea corpului şoselei din straturi suprapuse constituie unul din principiile sistemului roman de construcţie a drumurilor. Complexul rutier

- un strat de nisip în grosime de 20-30 cm aşternut direct pe terenul natural;

- peste stratul de nisip se aşezau manual lespezi de piatră, în mai multe rânduri, uneori legate între el cu mortar argilos, numit statumen ce avea o grosime de 20-40 cm;

- deasupra urma un strat de piatră spartă mare, bine împănată, numit rudus cu o grosime de 30-40 cm;

- pe acest strat se realiza altul din piatră spartă măruntă, legată cu mortar de var, numit nucleus în grosime de 20-40 cm;

- drumurile magistrale romane aveau un strat de uzură alcătuit din lespezi cioplite regulat, cu rosturile umplute cu mertar de var, numit suma crustă sau pavimentum, în grosime de circa 30 cm.

5

modificările cerute de tehnica rutieră, stă la baza alcătuirii drumurilor moderne, a căror sistem rutier cuprinde: îmbrăcămintea, stratul de bază, fundaţia şi substratul.

Fig.4.7 Sistem rutier modern

4.1.2. Tipuri caracteristice de sisteme rutiere.

Diversele tipuri de sisteme rutiere se obţin prin combinarea straturilor din diferite materiale, alese în mod judicios, căutându-se pe cât posibil folosirea în alcătuirea lor a materialelor locale pe scară cât mai mare.

Pentru traficul modern se pot adopta în principiu următoarele tipuri de sisteme rutiere (Fig. 4.8):

- nerigide, cu straturile realizate din materiale granulare, cu sau fără lianţi plastici (Fig. 4.8.a);

- rigide, care au în alcătuirea lor unul sau mai multe straturi aglomerate cu liant hidraulic - semirigide sau mixte, alcătuite în general din pavaje de piatră

Principii de alcătuire a straturilor rutiere.

6

Straturile rutiere se alcătuiesc pe baza a două principii: principiul macadamului sau al împănării şi principiului betonului sau al amestecurilor compacte.

Straturile alcătuite pe principiul macadamului au o structură deschisă şi se execută din sorturi de piatră monogranulară aşternută în reprize şi cilindrată puternic. Rezistenţa acestor straturi este dată numai de frecarea internă a materialului.

Din această categorie fac parte: - macadamurile simple şi tratate;- anrobatele deschise;- tratamentele bituminoase de suprafaţă.Sub acţiunea circulaţiei, datorită fenomenului de sfărâmare a

granulelor, aceste straturi se închid iar curba granulometrică a materialului devine continuă.

Straturile alcătuite pe principiul betonului au o alcătuire din materiale cu granulozitate întinsă ceea ce face ca structura lor să fie compactă, închisă şi cu un volum minim de goluri. La aceste straturi coeziunea joacă un rol important iar frecarea internă asigură preluarea eforturilor interne.

Din această categorie fac parte:- pământurile stabilizate;- anrobatele compacte;- betoanele şi mortarele (de ciment şi asfaltice).Aceste straturi sunt aglomerate cu: argilă, ciment, bitum sau

gudron, având caracteristici bune de rezistenţă şi sunt realizate la un preţ de cost redus, în cazul utilizării materialelor locale. În mod obişnuit straturile de suprafaţă ale sistemului rutier se realizează pe principiul betonului.

7

3. Fundatii din impietruiri existente si beton de ciment.Fundaţii din împietruiri existente.

În scopul utilizării lor ca fundaţii, împietruirile vor fi mai întâi sacrificate pe o grosime de cel puţin 5 cm, atunci când se completează cu material nou, pentru a se asigura legătura cu materialul existent.

Grosimea materialului de completare nu poate fi mai mică decât grosimea maximă a pietrei folosite iar sacrificarea împietruirii existente se va face pe o grosime care să depăşească cu cel puţin 5 cm adâncimea denivelărilor şi gropilor existente.

Modul de utilizare al împietruirilor existente se stabileşte în funcţie de lăţimea şi grosimea acestora precum şi în funcţie de calitatea materialelor componente, astfel:

- în cazul în care împietruirea nu se întinde pe toată lăţimea patului drumului iar grosimea ei este mai mică de 10 cm, nu se va lua în considerare la alcătuirea sistemului rutier, dar se va sacrifica şi reprofila;

- în cazul în care împietruirea se întinde pe toată lăţimea patului drumului iar grosimea ei este de minimum 10 cm se va lua în considerare la dimensionarea sistemului rutier;

- în cazul în care împietruirea nu se întinde pe toată lăţimea patului drumului, dar are o grosime mai mare de 10 cm, se va sacrifica, reprofila şi compacta alcătuind stratul de fundaţie care va fi luat în considerare la dimensionarea sistemului rutier cu grosimea rezultată după reprofilare;

- împietruirea poate constitui un strat de fundaţie numai dacă este alcătuită ca atare sau în adaos cu alte agregate naturale din materiale care îndeplinesc condiţiile tehnice cerute.

8

Grosimea reală a împietruirii existente ca şi calitatea materialului din alcătuirea sa se stabileşte prin sondaje şi prin recoltări de probe analizate ulterior în laborator.

Fundaţii din beton de ciment.

Acest tip de fundaţii se utilizează la pavaje din piatră naturală şi la îmbrăcăminţi bituminoase executate în oraşe. Ele se execută în grosime minimă de 12 cm iar în cazul drumurilor cu trafic foarte greu pot ajunge la grosimi de 25-30 cm.

Betonul de ciment utilizat trebuie să aibă marca B 200 şi se prepară cu agregate naturale de balastieră.

Execuţia fundaţiei necesită următoarele operaţii:- amenajarea stratului suport;- stabilirea compoziţiei betonului;- prepararea şi transportul betonului;- aşternerea betonului între longrine metalice sau între cofraje

de alt tip şi compactarea lui.Pentru mărirea rugozităţii suprafeţei stratului de beton, când

acesta va fi acoperit cu o îmbrăcăminte bituminoasă, se utilizează la compactarea betonului proaspăt rulouri cu proeminenţe sau se execută un clutaj cu criblură.

Stratul de beton va fi prevăzut cu rosturi de dilataţie şi de lucru pe toată grosimea stratului, stabilite în funcţie de condiţiile locale la distanţe de maximum 40 m.

Evitarea transmiterii fisurilor la suprafaţa îmbrăcămintei bituminoase, datorită rosturilor din fundaţia de beton, se face prin ungerea suprafeţei betonului, de o parte şi de alta a rostului pe o lăţime de 20-30 cm, cu pastă de var sau prin armarea îmbrăcămintei bituminoase cu plase (din metal, sticlă, mase plastice, etc.) (Fig.7.2.).

Atunci când fundaţia este utilizată la un pavaj din piatră naturală se renunţă la rosturile transversale de contracţie.

Tratarea ulterioară a betonului de ciment din stratul de fundaţie constă în acoperirea sa în primele 24 ore după turnare şi protejarea ulterioară a sa cu un strat de nisip menţinut umed timp de 5 zile sau cu o peliculă de emulsie bituminoasă.

După obţinerea rezistenţelor prescrise pentru beton fundaţia se poate acoperi cu îmbrăcămintea prevăzută.

9

4. Fundatii din pamanturi stabilizate. Tipuri de stabilizari, domenii de utilizare, avantaje.

Generalităţi.

Stabilizarea, în scopuri rutiere, a pământurilor şi altor materiale reprezintă modificarea ireversibilă, pe cale artificială, a proprietăţilor lor fizico-mecanice iar în unele cazuri şi a celor chimice în scopul ameliorării acestora.

Straturile rutiere realizate din astfel de materiale prezintă caracteristici fizico-mecanice stabile, rezistând în bune condiţii traficului şi factorilor climatici şi hidrogeologici.

Stabilizarea pământurilor se poate realiza prin:- stabilizarea mecanică bazată în special pe îmbunătăţirea

compoziţiei granulometrice a unui material existent prin adăugarea, în anumite proporţii, de materiale de aport şi realizarea unei compactări puternice a amestecului. Obţinerea unor rezistenţe mecanice sporite se bazează îndeosebi pe mărirea unghiului de frecare internă;

10

- stabilizarea cu lianţi (neorganici sau organici) care se bazează fie pe acţiunea de aglomerare a acestora ce duce la creşterea coeziunii cât şi pe impermeabilizarea realizată;

- stabilizarea cu substanţe chimice care se bazează pe interacţiunile fizico-chimice dintre produsul utilizat şi pământ şi pe transformările care decurg din proprietăţile substanţelor folosite. În ultimul caz acţiunea acestor substanţe conduce la obţinerea unei coeziuni ridicate (substanţe coezifere) sau la obţinerea unui grad ridicat de impermeabilitate (substanţe hidrofobante).

Metodele de stabilizare indicate mai sus se utilizează astăzi în următoarele cazuri ale construcţiilor rutiere:

- la ameliorarea caracteristicilor fizico-mecanice ale pământurilor din straturile superioare ale terasamentelor şi din patul drumului;

- la realizarea substraturilor hidro şi termoizolatoare;- la executarea straturilor de fundaţie în cadrul sistemelor

rutiere grele;- la executarea straturilor de bază în cadrul sistemelor rutiere

mijlocii;- la executarea straturilor portante ale îmbrăcăminţilor rutiere

provizorii, etc.Extinderea folosirii pământurilor stabilizate în toate aceste

domenii ale construcţiilor rutiere se datoreşte avantajelor tehnico=economice pe care le prezintă faţă de materialele pietroase pe balastieră şi de carieră.

Aceste avantaje sunt:- folosirea pe scara largă a materialelor locale cum sunt:

pământurile de pe platforma şi de pe zona drumului, materialul existent în împietruirea drumului, balasturile sau nisipurile de orice calitate din balastierele de râu sau de mal întâlnite de-a lungul traseului, agregatele de carieră de calitate inferioară, deşeurile de carieră, etc.;

- utilizarea diferitelor tipuri de lianţi, a subproduselor şi a reziduurilor industriale;

- reducerea importantă a volumului transportului de materiale de masă pe calea ferată şi auto (85-95 %);

- posibilitatea mecanizării complexe a tuturor operaţiilor de execuţie şi a aplicării metodelor raţionale de organizare;

- obţinerea unei productivităţi ridicate prin folosirea unor utilaje specifice;

- reducerea substanţială a preţului de cost pe kilometrul de drum ca urmare a celor enumerate mai sus.

11

5. Fundatii din pamant stabilizate mecanic.Fundaţii din pământ stabilizat mecanic.

Stabilizarea mecanică a pământurilor poate fi realizată în următoarele forme:

a) pământuri compactate la umiditate optimă;

12

b) pamânturi ameliorate;c) betoane argiloase.a) Pământuri compactate la umiditate optimă. Aceasta

reprezintă cea mai simplă formă prin care se poate stabiliza mecanic un strat de pământ şi constă în compactarea puternică a pământului adus la umiditatea optimă de compactare.

În urma compactării se obţine o valoare maximă a densităţii aparente în stare uscată ce duce la o porozitate minimă. Pământul îşi măreşte gradul de impermeabilitate care duce la creşterea stabilităţii lui la acţiunea apei şi la sporirea capacităţii portante.

Stratul de fundaţie trebuie compactat la o presiune mai mare decât aceea pe care o va suporta în perioada de exploatare, sub acţiunea solicitărilor din trafic, pentru ca deformaţiile să fie reversibile.

La compactare se folosesc următoarele utilaje:- compactori cu proeminenţe pe tambur (picior de oaie)

pentru pământuri argiloase tari, cu coeziune mare;- compactori cu pneuri,pentru pământurile argiloase coezive

cu umiditate ridicată;- utilaje de compactare prin vibrare (plăci şi rulouri

vibratoare), pentru pământuri sau materiale necoezive sărace în părţi fine.

b) Pământuri ameliorate. Pentru realizarea unei bune compactări a pământului este necesar ca acesta să aibă o curbă granulometrică continuă.

Ameliorarea se referă la îmbunătăţirea granulozităţii pământului cu ajutorul unor adaosuri în aşa fel încât amestecul rezultat să fie cât mai compact şi cu goluri cât mai mici.

Îmbunătăţirea granulometrică asigură fie creşterea unghiului de frecare internă, fie creşterea coeziuniii, după scopul urmărit.

În mod obişnuit îmbunătăţirea granulozităţii unui pământ se face cu ajutorul unui material de aport cu caracteristici deosebite de al primului. În cazul unui pământ argilos materialul de aport trebuie să fie un nisip sau balast care să poată degresa argila.

Când pământul este nisipos, lipsit de coeziune, materialul de aport trebuie să fie bogat în elemente fine, argiloase sau prăfoase.

Adaosul de materiale fine trebuie să fie astfel ales ca amestecul să aibă un indice de plasticitate - IP - cuprins între 6 şi 8 % iar echivalentul de nisip - EN - să fie mai mare de 30 %.

Tehnologia de execuţie a unui strat de pământ stabilizat mecanic, care se realizează cu terasamente noi, constă în următoarele:

- aşternerea în grosime uniformă pe patul drumului a materialelor componente;

13

- amestecarea materialelor componente până la completa lor omogenizare cu freze rutiere, cu autogredere sau cu grape cu discuri însoţită de plug; concomitent se face un control permanent al umidităţii şi corectarea acesteia până la realizarea umidităţii optime de compactare;

- nivelarea stratului în lung şi reprofilarea transversală cu autogrederul şi rectificarea manuală la şablon;

- compactarea stratului cu compactorul cu pneuri şi compactorul cu rulouri netede (simplu sau vibrator) pentru realizarea unei portanţe uniforme a stratului. În cazul realizării straturilor în grosime mai mare de 10 cm este obligatorie utilizarea compactorului vibrator cu rulouri netede.

Stabilizarea mecanică a straturilor rutiere ce se realizează pe drumuri cu împietruiri existente constă în:

- sacrificarea împietruirii existente pe adâncimea prevăzută sau pe minimum 5 cm;

- deplasarea cu lama grederului sau a autogrederului a materialului rezultat din sacrificare, pe acostamentele drumului, în cordoane;

- îndepărtarea materialelor rezultate din sacrificare care sunt necorespunzătoare;

- executarea patului drumului şi verificarea concomitentă a stabilităţii corpului drumului cu un compactor cu tambure netede de 10 t prin 2-3 treceri în acelaşi loc, cu o viteză minimă de cilindrare.

14

6. Amestecuri optimale. Betoane argiloase. Betoane argiloase. Ele reprezintă amestecuri confecţionate după principiul betonului la care liantul este constituit de argila coloidală ( fracţiunea sub 0,2 µ).

În cadrul betoanelor argiloase se disting:1) amestecurile optimale;2) betoanele argiloase propriu-zise.1) Amestecurile optimale reprezintă o formă rudimentară a

betoanelor argiloase numindu-se şi amestecuri compacte.Ele se pot obţine, respectându-se anumite reguli fixe, din

două sau mai multe pământuri cu caracteristici diferite.Gradul ridicat de compactare care se obţine la amestecul

rezultat asigură acestuia o capacitate portantă şi o stabilitate satisfăcătoare.

S-a constatat că amestecul cel mai compact se obţine atunci când golurile dintre granulele unui sort sunt umplute cu granule de 16 ori mai mici ca cele ale sortului iniţial iar proporţia de granule din sortul fin, care trebuie să umple golurile sortului imediat superior, numita indice granulometric trebuie să fie de circa 70 % în greutate.

În funcţie de poziţia stratului stabilizat, în cadrul sistemului rutier, valorile acestui indice sunt cuprinse între 0,60 şi 0,80 pentru straturile inferioare ale fundaţiei şi între 0,65 şi 0,75 pentru straturile superioare ale fundaţiei.

Stabilirea proporţiilor în care trebuie realizat amestecul, din aceste materiale, pentru a se încadra într-un anumit tip de amestec optimal se poate face prin metode analitice, grafo-analitice şi grafice.

Metoda FERET sau a coordonatelor triunghiulare este o metodă grafo-analitică. Astfel pe cele trei laturi ale unui triunghi echilateral se reprezintă, în sens invers acelor unui ceasornic, procentele de la 1 la 100 pentru cele trei fracţiuni granulometrice principale, se determină cele trei coordonate ale punctului care defineşte materialul respectiv.

a) Compoziţia granulometrică trebuie să fie continuă şi se stabileşte pe baza unor reguli bine determinate.

Pentru realizarea granulozităţii continue se pot folosi:- formula lui Füller:

15

- formula lui Bolomey: Trasarea curbelor granulometrice ce rezultă din aplicarea

acestei formule delimitează fusul granulometric în care trebuie să se încadreze curbele granulometrice ale amestecurilor realizate.

Dimensiunea maximă a granulelor agregatelor utilizate în straturile superioare se recomandă a fi 25-31,5 mm (excepţional 40-50 mm) iar în straturile inferioare 50-60 mm (excepţional 70-100 mm).

Faţă de grosimea h, a stratului ce se realizează, dimensiunea maximă a granulelor nu trebuie să depăşească 1/2 - în cazul stratului superior şi 2/3 - în cazul stratului inferior.

Conţinutul de părţi fine (sub 0,075 mm), care este dictat de considerentul realizării unei bune compactări a amestecului cât şi de necesitatea obţinerii unei coeziuni datorate, în special, argilei coloidale, trebuie să aibă valori cuprinse între 5-12 % - la straturile de fundaţie, valori sub 12 % - la straturile de bază iar în cazul straturilor de îmbrăcăminte poate ajunge la valori de 25-35 %.

b) Caracteristicile mortarului argilos sunt determinate pentru comportarea betonului argilos în regim de umiditate. Interesează:

- limita superioară de plasticitate: WL, ce reprezintă umiditatea care corespunde trecerii pământului din stare plastică în stare curgătoare, pentru mortarul argilos nu trebuie să depăşească 25 %;- indicele de plasticitate: IP, care arată intervalul de umiditate în care pământul se află în stare plastică, se recomandă să prezinte următoarele valori:

4-6 % - pentru regiuni cu umiditate mare;6-8 % - pentru regiuni cu umiditate mijlocie;8-12 % - pentru regiuni uscate.

Întrucât determinările pentru Ip<6 % sunt imprecise se recomandă stabilirea echivalentului de nisip EN printr-o încercare mult mai exactă şi mai expeditivă.

Pentru asigurarea unor bune condiţii de circulaţie pe îmbrăcămintea realizată din beton argilos se impune să nu fie depăşită atât limita de contracţie - WS cât şi limita de frământare - WP.

c) Gradul de compactare, care să asigure rezistenţa şi stabilitatea straturilor rutiere, trebuie să fie de cel puţin 85 % Proctor modificat - pentru straturile inferioare ale fundaţiilor şi de cel puţin 95 % Proctor modificat în cadrul straturilor superioare ale fundaţiilor.

În majoritatea cazurilor umiditatea optimă de compactare este, în general, apropiată de limita inferioară de plasticitate.

16

d) Capacitatea portantă se exprimă prin: modulul de elasticitate, modulul de deformaţie sau indicele de capacitate portantă CBR.

Capacitatea portantă depinde de mărimea unghiului de frecare internă şi a coeziunii. Sporirea capacităţii portante se poate face prin adăugarea de agregate de concasare, care duc la creşterea unghiului de frecare internă sau prin sporirea fracţiunii sub 0,075 mm în limitele prescrise (această fracţiune nu trebuie să depăşească 1/2 din totalul mortarului argilos - la straturile de fundaţie şi 2/3 - la straturile de bază).

7. Fundatii din pamanturi stabilizate cu ciment.Stabilizarea cu ciment.

Amestecarea pământurilor şi a diferitelor materiale, cu anumite cantităţi de ciment şi apă, urmată de compactarea energică a acestor amestecuri conduce la îmbunătăţirea proprietăţilor fizico-mecanice şi chimice.

Datorită creşterii însemnate a coeziunii, micşorării sensibilităţii pământurilor plastice faţă de apă şi a obţinerii unor caracteristici mecanice cu valori ridicate aceste amestecuri se pot utiliza la realizarea unor straturi rutiere rezistente la acţiunea factorilor climatici şi a traficului.

Materialele stabilizate cu ciment se pot folosi la:- execuţia straturilor de fundaţie şi a straturilor de bază din

alcătuirea sistemelor rutiere nerigide şi rigide;- lărgirea fundaţiilor existente;- realizarea straturilor portante la drumuri cu trafic redus;- ameliorarea capacităţii portante a straturilor superioare din

terasamente;- execuţia platformelor şi a locurilor de parcare;

17

- consolidarea benzilor de staţionare, a benzilor de încadrare şi a acostamentelor.

Datorită prezenţei unui număr mare de fisuri comportarea straturilor, realizate din materiale stabilizate cu ciment, se asimilează cu cea a straturilor nerigide.

Acest tip de stabilizare se poate aplica unei game largi de materiale: pământuri din platforma drumurilor sau din zone apropiate, împietriri existente, agregate naturale (de balastieră şi de carieră), deşeuri de carieră, etc.

Stabilizarea cu ciment constituie o soluţie justificată, din punct de vedere tehnic şi economic, când materialele utilizate îndeplinesc o serie de condiţii.

a) Condiţii tehnice pentru materialele componente.1. Compoziţia granulometrică. Curbele granulometrice ale

pământurilor (coezive şi necoezive) şi ale materialelor din împietruirile existente trebuie să se încadreze în zona corespunzătoare.

Toate materialele ce urmează a fi stabilizate cu ciment trebuie să aibă o granulozitate continuă iar valoarea coeficientului de neuniformitate (U) să fie mai mare de 8 %.

Când această condiţie nu este îndeplinită se va recurge la ameliorarea granulometrică a materialului făcând excepţie doar materialele utilizate la straturile inferioare de fundaţie.

2. Plasticitatea mortarului argilos. Condiţiile care se impun sunt următoarele:

- limita superioară de plasticitate - WL nu trebuie să depăşească 40 %;

- indicele de plasticitate - IP va avea valori diferenţiate în funcţie de utilajul folosit şi anume:

- 8 % (excepţional 12 %) când se folosesc utilaje agricole sau autogredere;- 12 % (excepţional 15 %) în cazul utilizării frezelor rutiere;- 22 % (excepţional 25 %) când se folosesc combine rutiere.

3. Conţinutul de substanţe străine. Conţinutul de substanţe organice şi humus poate fi de cel mult 2 % iar în cazul tratării în prealabil a materialului cu clorură de calciu (1-2 %) de cel mult 4 %.

Pământurile trebuie să prezinte o reacţie bazică (pH>6); în cazul pământurilor cu reacţie acidă se va recurge la tratarea, prealabilă stabilizării cu ciment, cu 2-4 % var sub formă de

18

praf de var nestins. Această tratare se recomandă şi în cazul pământurilor cu conţinut foarte ridicat de argilă.

4. Cimenturile utilizate vor fi, în general, cimenturi de tip portland cu adaosuri şi ciment pentru drumuri. La stabilirea pământurilor cu un conţinut în sulfaţi şi sulfuri, ce depăşesc limita admisă, se recomandă utilizarea cimenturilor cu adaos de zgură granulată de furnal.

Folosirea cimenturilor cu adaos (10-12 %) de cenuşă de termocentrală este indicată la stabilizarea nisipurilor fine, monogranulare.

b) Stabilirea dozajului optim de ciment se efectuează în laborator pe baza caracteristicilor fizico-mecanice ale căror valori se determină pe epruvete.

În scopul stabilirii compoziţiei optime a amestecurilor valoarea informativă a dozajelor de ciment şi a adaosurilor de corecţie este prezentată, în funcţie de tipul stratului şi granulozitatea agregatelor naturale sau a pământurilor.

Epruvetele au formă cilindrică cu dimensiunile (diametrul şi înălţimea), în funcţie de dimensiunea maximă a granulelor din amestec.

Epruvetele se confecţionează, prin compactarea materialului cu o presă (mecanică, hidraulică) sau cu o sonetă manuală, la umiditatea optimă a amestecului pământ-ciment la un grad de compactare de cel puţin 95 % Proctor modificat.

Atât pentru determinarea compoziţiei optime cât şi pentru controlul calităţii este necesară cunoaşterea comportării materialelor stabilizate la acţiunea agenţilor atmosferici.

În acest scop, înainte de încercare, epruvetele se păstrează în următoarele condiţii şi intervale de timp:

- în atmosferă umedă: 7, 14 şi 21 zile;- în atmosferă umedă 7 zile şi în imersiune totală alte 7 zile;- în atmosferă umedă 7 zile după care urmează 14 cicluri de saturare-uscare, fiecare ciclu fiind compus dintr-o perioadă de uscare în etuvă la +71 C de 18 ore şi imersare în apă la 25 C timp de 5 ore;- în atmosferă umedă 7 zile şi un număr de 14 cicluri de îngheţ-dezgheţ, fiecare ciclu fiind compus dintr-o perioadă de îngheţ la -5 C timp de 16 ore şi 8 ore de păstrare la +25 C.

Pentru stabilirea dozajului optim de ciment se utilizează următoarele criterii:

- criteriul rezistenţei la compresiune a epruvetelor, păstrate 7 zile în atmosferă umedă, determinată la o viteză de

19

încercare de 5 mm/minut. Se recomandă ca valorile să nu depăşească 25 dan/cm2 pentru a nu se fisura puternic stratul din material stabilizat;

- criteriul stabilităţii la apă constă în determinarea scăderii rezistenţei la compresiune, a umflării volumice şi a absorbţiei de apă a epruvetelor păstrate timp de 7 zile în atmosferă umedă şi 7 zile imersate în apă;

- criteriul comportării la cicluri de saturare-uscare şi îngheţ-dezgheţ bazat pe determinarea pierderii de masă (%) a epruvetelor după cele 14 cicluri de saturare-uscare sau de îngheţ-dezgheţ.

Valorile admise pentru caracteristicile fizico-mecanice ale amestecurilor de agregate naturale (pământuri), apă şi adaosuri sunt prezentate în tabelul 7.4.

Ca dozaj optim de ciment se adoptă valoarea maximă obţinută din cele trei criterii. Pe şantier se sporeşte dozajul de ciment, stabilit în laborator, cu 0,5-2 %, în funcţie de metoda de execuţie, pentru a compensa pierderile de ciment care apar în mod inerent la realizarea straturilor din materiale stabilizate.

În afară de aceste caracteristici se mai determină şi rezistenţa la întindere prin compresiune pe generatoare.

Valoarea acestei rezistenţe este de aproximativ 1/7,5 - 1/10 din valoarea rezistenţei la compresiune. Cu valorile rezistenţei la compresiune şi rezistenţei la întindere se poate aprecia calitatea materialelor stabilizate cu ciment prin determinarea, analitică sau grafică, a mărimii unghiului de frecare internă ( ) şi a valorii coeziunii (C).

Determinarea analitică a acestor două caracteristici se face, pe baza proprietăţilor cercului lui Mohr

20

Fig.7.8.Determinarea grafică a valorii unghiului de frecare internă şi a coeziunii

c) Realizarea straturilor din pământ stabilizat cu ciment.

Amestecarea materialelor se poate realiza direct pe platforma drumului (pe loc şi în mişcare) sau în staţii fixe.

În cazul amestecării pe loc utilajele acţionează asupra materialelor aşternute şi nivelate pe platformă, fără a le ridica sau deplasa. Acţiunea utilajelor asupra materialelor de pe platforma drumului, la amestecarea în mişcare, constă în ridicarea materialelor strânse în prealabil sub forma unui cordon în axa drumului si amestecarea lor într-un malaxor.

Aceste două metode se recomandă în cazul pământurilor coezive sau foarte coezive şi a împietruirilor existente.

Când materialele ce urmează a fi stabilizate se află în depozite se recurge la metoda amestecării în staţii fixe. Malaxarea componenţilor se realizează în betoniere cu amestec forţat, instalaţii INS - 60, etc.

Tratarea cu var a pământurilor coezive se efectuează prin amestecarea pe loc iar introducerea cimentului trebuie făcută după cel puţin 24 ore de la introducerea varului.

Compactarea straturilor rutiere stabilizate cu ciment, care nu trebuie să depăşească cu mai mult de o oră începerea prizei cimentului, se realizează cu compactoare cu pneuri, compactoare cu tambure netede şi compactoare vibratoare.

Gradul de compactare al straturilor stabilizate cu ciment trebuie să fie de:

21

- minimum 100 % în cel puţin 95 % din numărul punctelor de măsurare şi minimum 98 % în toate punctele de măsurare pentru drumurile de clasă tehnică I-III;

- minimum 98 % în cel puţin 95 % din numărul punctelor de măsurare şi de minimum 95 % în toate punctele de măsurare pentru drumurile de clasă tehnică IV-V, platforme, locuri de parcare, consolidarea benzilor de staţionare, a benzilor de încadrare şi a acostamentelor.

Straturile de formă trebuie să aibă un grad de compactare de minimum 98 % în cel puţin 95 % din numărul punctelor de măsurare şi de minimum 95 % în toate punctele de măsurare.

Densitatea în stare uscată maximă şi umiditatea optimă de compactare, ce reprezintă caracteristicile de compactare, se determină prin încercarea Proctor modificată. Aceste caracteristici, pentru straturile de formă, de fundaţie şi de bază, trebuie să fie corespunzătoare domeniului umed al curbei Proctor.

8. Fundatii stabilizate cu var.Stabilizarea cu varAdăugarea de var se utilizează în scopul uscării pământurilor

supraumezite, pentru degresarea pământurilor argiloase şi la neutralizarea pământurilor acide.

Între var şi particulele argiloase bogate în săruri de sodiu are loc un schimb ionic, ionii de sodiu şi de hidrogen din argilă fiind înlocuiţi, datorită unui fenomen preferenţial, cu ioni de calciu.

Înlocuirea face ca argila să devină mai puţin sensibilă la apă, absorbţia de apă şi fenomenul de umflare-contracţie reducându-se foarte mult. Flocularea, care apare în urma schimbului de ioni,

22

produce glomerularea argilei coloidale ceea ce măreşte lucrabilitatea pământului chiar dacă, iniţial, indicele de plasticitate are valori ridicate.

Varul micşorează indicele de plasticitate al pământurilor foarte plastice şi îl măreşte puţin la pământurile cu plasticitate redusă contribuind astfel la îmbunătăţirea compactării lor.

Spre deosebire de ciment, care este un liant cu priză rapidă (max. 10 ore), varul este un liant cu priză foarte lentă.

Proprietăţile de liant ale varului se datorează formării, după amestecarea lui cu pământul, de hidroxid de calciu cristalin, carbonat de calciu, silicaţi şi aluminaţi de calciu ce prezintă proprietăţi de cimentare şi al căror efect creşte în timp.

Structura de cristalizare obţinută asigură proprietăţi mecanice ridicate pământurilor amestecate cu var.

Amestecarea cu var produce şi modificarea reacţiei pământurilor prin mărirea valorii Ph-ului datorită creşterii concentraţiei ionilor de hidrogen: un procent de circa 2 % var măreşte Ph-ul de la 7-8 la 12. Aceasta justifică utilizarea varului la neutralizarea, prin tratare prealabilă, a acidităţii pământurilor ce urmează a fi stabilizate cu ciment.

Stabilizarea cu var se utilizează la:- realizarea rambleurilor, pentru asigurarea umidităţii optime

de compactare, când pământul este supraumezit sau se lucrează în anotimpuri cu umiditate ridicată;

- sporirea capacităţii portante şi reducerea sensibilităţii faţă de apă a stratului de formă;

- realizarea straturilor de fundaţie;- executarea de straturi suport la drumuri cu trafic redus.a) Condiţii tehnice pentru materiale.1. Compoziţia granulometrică a materialelor ce se

utilizează este indicată în figura 7.9.Se recomandă ca, la materialele care urmează să fie

stabilizate cu var, fracţiunea sub 0,06 mm să aibă valoarea de cel puţin 30 % iar în cazul unui conţinut cuprins între 20 şi 30 % sunt necesare încercări pentru stabilirea eficacităţii operaţiei.

2. Liantul se poate utiliza sub următoarele forme:- var bulgări;- praf de var: nehidratat şi hidratat;- pastă de var;- lapte de var.

b) Dozajul optim de var se poate determina prin două metode: clasică şi simplificată.

23

Metoda clasică de determinare a dozajului optim de var utilizează criteriul rezistenţei la compresiune şi criteriul stabilităţii la apă, similare celor utilizate la stabilizarea cu ciment.

Dozajul se va stabili diferenţiat în funcţie de tipul pământului şi de umiditatea sa naturală.

În metoda simplificată dozajul optim de var se stabileşte cu ajutorul unei abace Pentru utilizarea ei este necesară:

- stabilirea umidităţii optime de compactare Proctor modificat a materialului ce urmează a fi stabilizat;

- stabilirea umidităţii suplimentare Wsupl ce reprezintă diferenţa dintre umiditatea naturală efectivă Wef şi umiditatea optimă de compactare necesară Wopt: Wsupl= Wef - Wopt

- stabilirea conţinutului de fracţiuni sub 0,063 mm din curba granulometrică a materialului.

Această metodă permite stabilirea dozajului de var nestins şi a adaosului de var stins; dozarea combinată realizând îmbinarea avantajelor utilizării celor două tipuri de var.

Dozajele de var se vor alege, în funcţie de scopul urmărit, astfel:

- 2-5 % (din masa pământului uscat) în scopul reducerii plasticităţii pământului şi realizarea unei bune lucrabilităţi, operaţie ce poartă denumirea de tratare cu var.

Valoarea dozajului şi tipul de var se vor alege, în funcţie de tipul de pământ şi de umiditatea sa.

Dozajul de var bulgări şi var nehidratat măcinat poate fi mărit, faţă de cel prevăzut în acest tabel, în cazul tratării unor pământuri cu umiditate naturală mai mare decât umiditatea optimă de compactare Wopt + (10...15 %), contându-se pe o reducere a umidităţii de 1...2 % pentru fiecare procent suplimentar de var bulgări sau var nehidratat măcinat utilizat;

- 5-10 % în scopul măririi coeziunii care conduce la creşterea rezistenţelor mecanice, aceasta reprezentând stabilizarea cu var propriu-zisă.

c) Realizarea straturilor din pământ stabilizat cu var.Se utilizează aceleaşi metode ca în cazul stabilizării cu ciment

recomandându-se împrăştierea mecanică a varului pentru evitarea influenţei dăunătoare asupra sănătăţii celor ce-l manipulează.

La execuţia stratului de formă din pământuri coezive tratate cu var se utilizează metoda amestecului pe loc ce cuprinde următoarele operaţii:

- scarificarea sau aşternerea pământului şi răspândirea varului;

24

- realizarea amestecului de pământ şi var prin treceri succesive ale utilajelor specifice (autogreder, grapă polidisc, etc.). Amestecarea se continuă până la obţinerea unui amestec omogen dintre var şi pământ şi a unui grad de fărâmiţare de minimum 70 %. În cazul utilizării varului bulgări amestecarea se continuă până la stingerea totală a varului;

- adăugarea eventuală a apei necesare obţinerii umidităţii optime de compactare (Proctor modificat);

- compactarea stratului cu un atelier de compactare (compactor cu pneuri+compactor vibrator, etc.) în intervalul de timp de 8...28 ore de la terminarea operaţiei de amestecare.

Compactarea se va continua până la realizarea în cel puţin 95 % din punctele de măsurare a unui grad de compactare de minimum 98 % din densitatea în stare uscată maximă determinată prin încercarea Proctor modificată şi de minimum 95 % în toate punctele de măsurare.

Execuţia straturilor din pământuri coezive tratate cu var nu se va efectua în perioada cu precipitaţii şi cu temperaturi negative. În cazul unor ploi accidentale amestecarea pământului cu varul trebuie întreruptă iar startul necompactat trebuie protejat contra pătrunderii apei (prin acoperirea cu foi de polietilenă sau prin compactarea stratului la suprafaţă);

- protejarea împotriva uscării, fie prin execuţia imediată a stratului următor fie prin menţinerea stratului în stare umedă (udare cu apă sau stropire cu emulsie bituminoasă).

Grosimea stratului din materiale stabilizate cu var se stabileşte prin calcul, grosimea minimă constructivă fiind de 10 cm.

25

9. Fundatii din agregate naturale stabilizate cu cenusa de termocentrala.

Stabilizarea cu cenuşă de termocentrală.Cenuşa de termocentrală (cenuşă volantă sau zburătoare)

reprezintă un deşeu industrial ce rezultă în urma arderii cărbunilor energetici, sub formă pulverulentă, în cuptoarele centralelor termoelectrice la temperaturi de 1200-1500 C.

Cenuşa de termocentrală, zgura granulată de furnal înalt şi tuful vulcanic măcinat fac parte din categoria lianţilor puzzolanici -materiale care în amestec cu un activator capătă proprietăţi hidraulice.

Cenuşa se captează, pe cale uscată, în separatoare pneumatice şi electrofiltre fiind ulterior depozitată în silozuri.

Cenuşa este un material pulverulent cu elemente foarte fine (între 3 şi 100 microni) având o suprafaţă specifică cuprinsă între 2000-4000 cm2/g.

Domeniul de aplicare al stabilizării cu cenuşă de termocentrală îl constituie straturile de fundaţie la drumuri publice, drumuri de exploatare, tehnologice, platforme de staţionare-parcare şi straturile de bază pentru ranforsarea sistemelor rutiere nerigide.

a. Condiţii tehnice pentru materiale.1. Compoziţia granulometrică.Cenuşa de termocentrală se poate folosi la stabilizarea:- agregatelor naturale neprelucrate (balast, nisip, pietriş);- produselor de carieră prelucrate;- deşeurilor de carieră.

2. Cenuşa de termocentrală captată uscat are proprietăţi puzzolanice dacă îndeplineşte condiţiile prezentate în tabelul 7.9.

Tabelul 7.9.Caracteristicile cenuşii de termocentrală

26

Nr.crt.

Caracteristica Valori

1. Umiditate, % max 1

2. Rest pe sita cu ţesătură de sârmă 02, % max. 10

3. Substanţe combustibile, % max. 3

4. Suma oxizilor de siliciu, aluminiu şi fier (SiO2+Al2O3+Fe2O3), %

70

5. Oxid de magneziu (MgO), % max. 4

6. Trioxid de sulf (SO3), % max 3

7. Oxid de sodiu (Na2O), % max. 1

8. Oxid de potasiu (K2O), % max 2,4

9. Oxid de calciu (CaO), % min. 5

10. Reziduu insolubil, % max. 90

3. Adaosuri.Ca activatori pot fi utilizaţi: varul hidratat în pulbere, varul

nehidratat măcinat Pa 35.Cimentul se utilizează ca activator al prizei cenuşii de

termocentrală la stabilizarea nisipurilor din alcătuirea stratului de bază pentru clasele de trafic foarte uşor şi uşor. Utilizarea sa ca activator este obligatorie în cazul lucrărilor de ranforsare a căror execuţie se efectuează după 15 septembrie.

b. Dozajul optim de cenuşă uscată de termocentrală, activator şi apă se stabileşte prin încercări de laborator, similare celor de la stabilizarea cu ciment, astfel ca să fie îndeplinite condiţiile tehnice din tabelul 7.10.

Pentru cenuşa de termocentrală se adoptă dozajele de: 10; 20 şi 30 % (din greutatea amestecului uscat) iar pentru activator se adoptă dozajul de 2 %.

c. Realizarea straturilor din agregate naturale stabilizate cu cenuşă de termocentrală captată uscat.

Punerea în operă a agregatelor naturale stabilizate cu lianţi puzzolanici se recomandă să se facă cu cel puţin două săptămâni înainte de perioada de îngheţ. Se interzice executarea straturilor rutiere din agregatele naturale stabilizate cu lianţi puzzolanici (cenuşă de termocentrală, zgură granulată de furnal înalt, tuf vulcanic măcinat) în perioadele cu temperaturi medii zilnice negative ale aerului.

27

Înainte de începerea lucrărilor se vor aproviziona materialele necesare în funcţie de volumul lucrărilor şi de perioada de realizare a acestora.

Transportul cenuşii de termocentrală captată uscat se va face cu vehicule autocisternă tip ciment, containere speciale adaptate transportului feroviar sau auto, vagoane cisterne de ciment tip buncăr prevăzute cu sistem gravitaţional de descărcare.

Transportul mai poate fi efectuat şi cu autovehicule sau cu vagoane obişnuite, cu condiţia preumezirii la termocentrală a cenuşii cu circa 15-20 % apă.

Depozitarea cenuşii uscate se poate face în silozuri, magazii sau în depozite acoperite. Cenuşa preumezită poate fi depozitată în depozite deschise cu condiţia ca să fie separată de restul sorturilor de agregate naturale din silozurile vecine, prin garduri sau pereţi despărţitori.

Depozitul va trebui să aibă platforma betonată iar înălţimea maximă a materialului în depozit trebuie să fie de 3...4 m.

Cenuşa va trebui să fie ferită de uscare, la suprafaţa depozitului, fie prin stropirea periodică cu emulsie bituminoasă sau cu apă, fie prin acoperire cu prelate în perioadele călduroase.

Depozitarea adaosului activant se face în spaţii închise, magazii sau silozuri metalice, în funcţie de dotarea şantierului şi de modul de preparare al amestecului.

Când îmbrăcăminţile bituminoase prezintă faianţări izolate datorită acţiunii îngheţ-dezgheţului se decapează întregul sistem rutier şi pământul din patul drumului pe o adâncime egală cu adâncimea de îngheţ, se înlocuieşte pământul geliv cu material necoeziv şi se refac straturile de fundaţie şi de bază ale sistemului rutier.

Prepararea amestecului de agregate naturale, cenuşă de termocentrală, activator şi apă se face în staţii fixe utilizându-se instalaţii de preparare a nisipului stabilizat (INS-60) dotate cu predozatoare sau dintr-o baterie de două sau mai multe betoniere cu dozarea volumetrică a componentelor amestecului.

Dozarea cenuşii uscate de termocentrală se face cu dispozitivul de dozare utilizat la ciment şi reglat astfel ca să asigure respectarea dozajului în amestec.

Dozarea activatorului se face cu dispozitiv de dozare continuă sau, în cazul varului hidratat în pulbere sau a varului nehidratat măcinat, poate fi introdus în amestec sub formă de suspensie în apă.

Cantitatea de apă ce se introduce în amestec se stabileşte în funcţie de umiditatea naturală a materialelor componente ale amestecului, astfel ca la ieşirea din malaxorul instalaţiei fixe, umiditatea materialului să fie mai mare decât umiditatea optimă de

28

compactare cu 2-3 %, pentru a se ţine seama de pierderile de apă în timpul transportului şi al aşternerii, în scopul asigurării umidităţii optime de compactare.

10. Fundatii din agregate naturale stabilizate cu zgura granulata de furnal.

7.3.3.4. Stabilizarea cu zgură granulată de furnal.Zgurele metalurgice apar ca deşeuri industriale în procesul de

fabricare a fontei; la temperatura înaltă din furnal piatra de calcar care se adaugă ca fondant se disociază termic punând în libertate oxid de calciu, care prin combinare cu bioxidul de siliciu, oxidul de aluminiu şi alţi oxizi din gangă dau compuşi uşor fuzibili ce sunt separaţi sub formă de zgură topită.

29

Cei mai importanţi compuşi mineralogici din zgură sunt: silicatul bicalcic, alumino-silicatul, compuşi pe bază de magneziu, oxidul şi sulfura de magneziu.

Calciul din soluţie se fixează într-un timp îndelungat determinând o creştere lentă a rezistenţei amestecurilor de zgură şi var.

Zgurele se caracterizează după modulul de bazicitate în care valorile compuşilor sunt exprimate în procente. Zgurele bazice au Mb>1 iar zgurele acide au Mb<1.

La răcirea bruscă, în aer sau apă, zgurele bazice se transformă în granule mici de culoare galbenă cu o structură sticloasă şi granulozitate restrânsă la care dimensiunea maximă a granulelor nu depăşeşte 5 mm.

Zgurele de furnal sunt caracterizate prin două tipuri de reacţii: hidraulice şi puzzolanic. Zgura granulată măcinată fin se prezintă ca un liant hidraulic cu priză lentă iar zgura granulată nemăcinată, în prezenţa varului liber, prezintă proprietăţi puzzolanice.

Stabilizarea agregatelor naturale cu zgură granulată (nemăcinată) se utilizează la realizarea straturilor de fundaţie sau de bază în cadrul sistemelor rutiere nerigide. Aceste straturi se pot folosi la execuţia drumurilor noi, la variante şi lărgiri (peste 2 m lăţime), la ranforsarea sistemelor rutiere nerigide şi la consolidarea acostamentelor.

a. Condiţii tehnice pentru materiale.1. Compoziţia granulometrică a agregatelor naturale

utilizate la stabilizarea cu zgură granulată trebuie să fie continuă.Amestecul de agregate naturale, zgură granulată şi activator

trebuie să prezinte o curbă granulometrică care să se încadreze în zona prezentată în figura 7.13.

Valorile caracteristicilor fizice ale agregatelor granulare trebuie să corespundă condiţiilor prezentate în tabelul 7.8.

2. Zgura granulată conţine, datorită tehnologie de fabricare, o umiditate de circa 10-15 % în momentul livrării. De această umiditate se va ţine seama în momentul realizării amestecurilor cu ceilalţi componenţi.

3. Adaos catalizator va fi varul hidratat în pulbere şi varul nehidratat măcinat.

Se va utiliza obligatoriu cimentul ca activator al prizei zgurei granulate la lucrările de ranforsare a căror execuţie se efectuează după 15 septembrie.

b. Stabilirea compoziţiei optime a amestecului.

30

Dozajul de zgură granulată se stabileşte în laborator, valorile recomandate fiind de: 20; 25 şi 30 % (din greutatea amestecului uscat), astfel ca să fie îndeplinite condiţiile tehnice din tabelul 7.12.

Tabelul 7.12.Condiţii tehnice pentru agregatele naturale stabilizate cu zgură

granulată

Nr.crt.

Caracteristica Strat de:

fundaţie bază şi ranforsare

1. Rezistenţa la compresiune, daN/cm2 la:

14 zile, Rc14 min.5 min.7

28 zile, Rc28 min.8 min.13

2. Scăderea rezistenţei la compresiune prin imersare în apă timp de 7 zile, %

max.25

3. Modulul de deformaţie, daN/cm2, după 28 zile

min.1000

c. Realizarea straturilor din agregate naturale stabilizate cu zgură granulată.Această operaţie este identică cu cea de la stabilizarea

agregatelor naturale cu cenuşă de termocentrală.Înălţimea maximă a materialului în depozit trebuie să fie de

3...4 m, iar depozitarea să fie astfel efectuată încât zgura nouă să nu acopere zgura mai veche din depozit.

Zgura granulată nu trebuie aprovizionată de la o campanie la alta, iar durata de depozitare nu trebuie să depăşească 6 luni.

Pentru a se evita poluarea depozitelor de zgură granulată cu praf calcaros de la o staţie de concasare, staţie de mixturi asfaltice, etc., se va ţine seama de direcţia dominantă a vântului.

31

11. Fundatii din agregate naturale stabilizate cu tuf vulcanic.Tufurile vulcanice, rezultate ca urmare a activităţii vulcanice

din trecutul îndepărtat, se încadrează în categoria lianţilor puzzolanici naturali.

Compoziţia chimică a tufurilor vulcanice cuprinde: SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO şi alţi compuşi. Reprezentarea compoziţiei chimice în diagrama ternară SiO2-Al2O3-CaO, din figura 7.11, arată că tufurile au un conţinut ridicat de Si2 şi mult mai redus de CaO.

Fineţea de măcinare care este necesară unui liant puzzolanic este foarte uşor de obţinut, tufurile măcinându-se uşor.

Evoluţia reacţiei puzzolanice care determină procesul de întărire al stratului stabilizat este prezentată în tabelul 7.13 şi este determinată de tipul tufului.

Tabelul 7.13Clasificarea reactivităţii tufurilor

Nr.crt.

Tipul de tuf vulcanic Evoluţia reacţiei puzzolanice

la vârsta de 7 zile

la vârsta de 28 zile

1. Riolitic şi riodacitic lentă rapidă

2. Dacitic cu zeoliţi rapidă...f.rapidă rapidă...f.rapidă

- lentă...medie foarte rapidă

3. Andezitic rapidă rapidă

Tehnologia de stabilizare a agregatelor naturale cu tuf vulcanic impune:

- utilizarea tufului vulcanic în stare pulverulentă, intensitatea reacţiei puzzolanice fiind direct influenţată de mărimea suprafeţei specifice a tufului vulcanic;

- prezenţa în soluţie apoasă a unui activator, care să asigure ionii Ca2+ în soluţie şi care, prin combinare cu ionii SiO4H3- şi AlO4H4- să formeze produşii de hidratare.

Agregatele naturale stabilizate cu tuf vulcanic se utilizează la realizarea straturilor de fundaţie şi de bază la sistemele rutiere

32

nerigide şi rigide şi la realizarea stratului de bază pentru ranforsarea sistemelor rutiere nerigide.

a. Condiţii tehnice pentru materiale.1. Compoziţia granulometrică.Stabilizarea cu tuf vulcanic se recomandă în cazul agregatelor

naturale sărace în părţi fine: balasturi, balasturi concasate şi nisipuri.Compoziţia granulometrică a agregatelor naturale trebuie să

fie continuă.2. Tuful vulcanic.

Tufurile vulcanice măcinate trebuie să îndeplinească condiţiile prezentate în tabelul 7.14.

Tabelul 7.14Condiţii tehnice pentru tuful vulcanic măcinat

Nr. Caracteristica Valoarea admisă

1. Fineţea de măcinare:

trecut prin sita cu ţesătura de sârmă 1, % min.

90

trecut prin sita cu ţesătura de sârmă 009, % min.

65

2. Densitatea în grămadă în stare afânată, g/cm3 max. 1

3. Umiditate, % max. 16

3. Activatori.Ca activatori se pot utiliza: varul hidratat în pulbere, varul

nehidratat măcinat şi cimentul Pa 35.b. Stabilirea compoziţiei optime a amestecului se va face

în laborator utilizând metodologia cunoscută de la stabilizarea cu ciment.

La utilizarea tehnologiei de preparare a amestecului prin procedeul de amestecare pe loc se adoptă dozajul de 3 % activator iar în cazul realizării amestecului în staţii fixe se adoptă dozajul de 2 % activator.

c. Realizarea straturilor din agregate naturale stabilizate cu tuf vulcanic.Amestecul de agregate naturale, tuf vulcanic măcinat,

activator şi apă se poate realiza atât în staţii fixe cât şi, în cazul execuţiei straturilor rutiere la lucrărilor de întreţinere pentru clasele de trafic foarte uşor şi uşor, prin procedeul de amestecare pe loc.

33

Tuful vulcanic se transportă cu autobasculantele şi se aşază în grămezi pe suprafaţa stratului de agregate naturale, astfel încât prin împrăştierea acestora să se asigure cantitatea necesară de tuf vulcanic pe unitatea de suprafaţă.

Activatorul se aduce cu autobasculanta şi se aşează în grămezi pe suprafaţa stratului de agregate naturale, astfel încât prin împrăştierea acestora să se asigure cantitatea necesară de activator pe unitatea de suprafaţă.

Tuful vulcanic măcinat şi activatorul se împrăştie, cât mai uniform, pe suprafaţa stratului din agregate naturale prin treceri succesive cu lama autogrederului. Pentru asigurarea unei repartizări cât mai uniforme a tufului vulcanic măcinat şi a activatorului, se recomandă utilizarea unor dispozitive de răspândire (răspânditor de fondanţi chimic, răspânditor de îngrăşăminte, etc.).

Agregatele naturale se amestecă cu tuful vulcanic măcinat şi cu activatorul prin treceri succesive ale lamei autogrederului până la obţinerea unui aspect cât mai uniform al amestecului.

Pe cât posibil se recomandă aşternerea stratului din agregate naturale stabilizate pe toată lăţimea platformei drumului.

Apa se stropeşte cu ajutorul autocisternei, în reprize. Cantitatea de apă necesară se stabileşte în funcţie de umiditatea naturală a agregatelor şi a tufului vulcanic, astfel încât să se obţină umiditatea optimă de compactare în domeniul "umed" stabilită prin încercarea Proctor modificată ţinându-se seama şi de pierderile de apă prin evaporare până la definitivarea compactării stratului.

34

12. Fundatii din agregate naturale stabilizate cu lianti organici.

Acest tip de stabilizare se aplică la o gamă redusă de pământuri: pământuri necoezive sau slab coezive.

Pământurile necoezive (nisipuri, balasturi) se stabilizează în vederea realizării coeziunii materialului prin anrobarea granulelor cu liant. La pământurile slab coezive (cu plasticitate redusă sau mijlocie) se urmăreşte, prin stabilizare, menţinerea coeziunii prin insensibilizarea la apă a materialului şi chiar sporirea acesteia.

Materialele stabilizate cu lianţi organici se utilizează la realizarea de:

- straturi antigel; conductibilitatea foarte redusă a materialului ca şi permeabilitatea redusă, ce împiedică ascensiunea infiltraţiilor de apă, asigură o bună izolare, contra îngheţului, a straturilor inferioare;

- straturi de fundaţie la sistemele rutiere nerigide şi rigide;- straturi de bază pentru drumuri cu trafic greu;- straturi de îmbrăcăminte;

35

- lucrări de întreţinere a drumurilor împietruite pentru impermeabilizarea suprafeţei si combaterea prafului.

a. Condiţii tehnice pentru materiale.1. Compoziţia granulometrică a materialelor care se

stabilizează cu lianţi organici se recomandă să fie continuă.

Dimensiunea maximă a granulelor agregatelor naturale trebuie să fie de 31,5 mm la straturile de bază şi de 63 mm pentru straturile de fundaţie; în ambele cazuri această dimensiune nu va depăşi 2/3 din grosimea stratului.

Valoarea maximă a indicelui de plasticitate (Ip) nu trebuie să depăşească 12 %; când valorile sale depăşesc această limită se impune tratarea prealabilă cu var a materialului.

Pământurile nu trebuie să conţină materii organice şi humus, în caz contrar se recurge la tratarea cu clorură de calciu.

2. Liantul.La stabilizarea materialelor prin metoda la cald se utilizează

bitumuri plastice de penetraţie 80/120 - pentru regiuni cu climă caldă - şi bitumuri de penetraţie 180/200 - pentru regiuni cu climă rece. Se pot folosi de asemeni uleiuri rutiere sau amestecuri: bitum -gudron, bitum-cauciuc.

Stabilizarea materialelor prin metoda la rece foloseşte ca lianţi bitumuri tăiate, emulsii de bitum şi suspensii de bitum filerizat, acest tip de stabilizare fiind indicată în cazul pământurilor cu coeziune redusă.

Pentru asigurarea adezivităţii bitumului la materialele acide se folosesc aditivi (dopuri) în general: filer de var stins, gudroane sau amine grase.

b. Stabilirea dozajului optim de liant.Dozajul de liant utilizat la stabilizare variază între 3-7 % din

greutatea uscată a pământului; el se stabileşte în laborator pe baza rezultatelor obţinute la încercarea Hubbard-Field, încercarea Marshall, încercarea la pătrundere cu penetrometrul conic, determinarea rezistenţei la compresiune, determinarea rezistenţei la întindere prin compresiune pe generatoare.

În cazul utilizării emulsiilor de bitum dozajele calculate se vor majora în funcţie de conţinutul de bitum al emulsiei.

c. Realizarea straturilor din materiale stabilizate cu lianţi organici.

În cazul utilizării metodei la cald prepararea amestecurilor se face în staţii fixe, folosind instalaţiile de realizat mixturi asfaltice, iar în cazul metodei la rece se vor folosi procedeul amestecului pe loc şi în mişcare.

36

Grosimea stratului rutier, realizat din materiale stabilizate cu lianţi organici, va fi cuprinsă între 10-20 cm.

Execuţia straturilor rutiere din astfel de materiale este similară cu cea de la stabilizarea cu lianţi minerali.

13. Fundatii din pamanturi stabilizate cu substante chimice.Stabilizarea cu lianţi minerali şi organici nu poate fi aplicată

decât unei game restrânse de pământuri. Extinderea gamei pământurilor, ce se pot stabiliza cu bune rezultate, se realizează numai cu utilizarea substanţelor chimice.

37

Deşi relativ nou acest tip de stabilizare s-a impus datorită utilizării pe scară largă a unor deşeuri industriale care a făcut să scadă considerabil costul, iniţial ridicat al substanţelor chimice, ce constituia principalul impediment în răspândirea acestuia.

Stabilizarea cu substanţe chimice se utilizează la: - ameliorarea temporară a caracteristicilor fizico-mecanice ale

materialelor tratate, îndeosebi la acţiunea apei;- tratarea prealabilă a materialelor, în vederea stabilizării

propriu-zise cu lianţi (minerali sau organici);- stabilizarea propriu-zisă a pământului, când substanţele

chimice vor duce la obţinerea unei impermeabilizări sporite (acţiune hidrofobantă) sau la creşterea rezistenţelor mecanice datorită măririi coeziunii (acţiune coeziferă).

Ameliorarea temporară a caracteristicilor fizico-mecanice a pământurilor utilizează ca substanţe higroscopice clorura de calciu şi clorura de sodiu. Acestea formează în pământ un gel coloidal care duce la coborârea punctului de îngheţ şi au o serie de efecte favorabile ca:

- realizarea unei impermeabilităţi relative;- prevenirea umflăturilor din îngheţ;- prevenirea contracţiei pământului;- îmbunătăţirea condiţiilor de compactare datorită lubrefierii

obţinute prin pelicula de apă ce înconjoară fiecare particulă.Aceste substanţe se pot folosi şi la combaterea prafului sau la

ameliorarea calităţii materialelor stabilizate mecanic (amestecuri optimale sau betoane argiloase).

Tratarea prealabilă se aplică la materialele ce urmează a fi stabilizate cu lianţi în scopul reducerii consumului de liant şi de a se mări eficacitatea operaţiei de stabilizare şi anume:

- în cazul stabilizării cu ciment se utilizează săruri de potasiu sub diferite forme (hidroxid, carbonat, sulfat);

- în cazul stabilizării cu lianţi organici se procedează fie la introducerea de aditivi în liant fie la tratarea pământurilor cu săruri anorganice (de fier sau de aluminiu) sau emulsii de maine care să îmbunătăţească adezivitatea liantului organic.

Stabilizarea propriu-zisă utilizează ca substanţe cu acţiune hidrofobantă:

- amine, săruri de amoniu, răşini şi derivate de la distilarea răşinii de pin, siliconi, etc.;şi substanţe cu acţiune coeziferă:

- răşini sintetice (furfurol-anilinice, epoxidice, poliesterice nesaturate, fenol-formaldehidice), lignosulfiţii rezultaţi din reziduul leşiilor bisulfitice, silicat de sodiu în combinaţie cu clorura de calciu, etc.

38

Stabilizarea chimică se utilizează la realizarea straturilor de fundaţie la drumuri şi la platforme industriale.

a. Condiţii tehnice pentru materiale.1. Pământurile care se stabilizează trebuie să facă parte din

categoria pământurilor coezive.În cazul pământurilor argiloase care conţin cel puţin 15 %

fracţiuni fine sub 0,05 mm se vor utiliza produsele chimice anionice (R2, DT).

2. Substanţele chimice utilizate la noi în ţară sunt:- produsele chimice hidrofobante - H (Amină H);- produse chimice dispersante - D (Amină D);- produse chimice întăritoare - I (Acrilat de calciu);- produs anionic de tip R2 (pH<0,5);- produs anionic de tip DT (pH>1,0).b. Stabilirea compoziţiei optime a amestecului.Dozajele de substanţe chimice (exprimate în procente din

greutatea pământului uscat) se stabilesc prin studii preliminare de laborator.

c. Realizarea straturilor din pământuri stabilizate cu substanţe chimice.Stabilizarea pământurilor cu substanţe chimice se realizează

prin amestecarea pe loc a produsului chimic, distribuit prin stropire cu autocisterna, cu pământul.

Tehnologia de execuţie a stratului de pământ stabilizat cu substanţe chimice (tip: H, D, I) cuprinde următoarele operaţii:

- reprofilarea cu lama autogrederului, a suprafeţei stratului de pământ, la cotele şi cu pantele prescrise;

- sacrificarea pământului pe o grosime cu 2-4 cm mai mare decât grosimea prevăzută a stratului;

- fărâmiţarea pământului cu un discuitor tractat sau cu freza rutieră până la obţinerea unui grad de fărâmiţare de minimum 65 %;

- stropirea produselor chimice sub formă de soluţii apoase cu concentraţii de 10 % în reprize, după fiecare stropire urmând o repriză de amestecare cu pământul;

- amestecarea pământului începe cu o uşoară rescarificare cu autogrederul. Operaţia de amestecare trebuie făcută în mod obligatoriu cu freza rutieră până la obţinerea unui material omogen, cu o culoare uniformă;

- stropirea apei pentru obţinerea umidităţii optime de compactare se va face ţinându-se seama de umiditatea naturală a pământului şi de cantitatea de apă introdusă împreună cu produsul chimic utilizat.

39

Stropirea apei se va face în reprize, după fiecare repriză urmând amestecarea pământului cu freza rutieră, până la introducerea uniformă în strat a întregii cantităţi de apă necesară;

- reprofilarea suprafeţei cu lama autogrederului la forma şi pantele prevăzute;

- compactarea stratului se face cu compactori vibratori grei tractaţi sau autopropulsaţi, cu greutate statică de minimum 16 tone, până la obţinerea unui grad de compactare Proctor modificat de:

Atunci când umiditatea este mai mică decât umiditatea optimă de compactare se fac stropiri suplimentare cu apă;

- reprofilarea suprafeţei stratului de pământ stabilizat cu autogrederul;

- compactarea trebuie realizată cu compactori vibratori cu tambure netede, autopropulsaţi sau tractaţi, cu greutatea de 10-16 t, compactori picior de oaie, etc., până la obţinerea unui grad de compactare Proctor modificat de cel puţin 98 %.

Se recomandă ca acoperirea suprafeţei straturilor din pământ stabilizat cu substanţe chimice să nu întârzie mai mult de 7-10 zile.

Execuţia lucrărilor de stabilizare trebuie făcută în anotimpul călduros ele trebuind să fie întrerupte pe timp de ploaie sau la temperaturi ale aerului sub +5 C.

Grosimile straturilor de pământ stabilizat se vor stabili prin calculul de dimensionare; grosimea minimă admisă este de 12 cm iar grosimea maximă după compactare, într-o singură repriză, de 20 cm.

40

14. Drumuri de tip inferior.Generalităţi

În această categorie de drumuri, de tip inferior sau rudimentar, intră în general drumurile provizorii din pământ. Ele cuprind:

- drumurile de pământ naturale;- drumurile de pământ amenajate.

Drumuri de pământ naturaleAcest tip de drumuri s-au format prin trecerea repetată pe

aceiaşi urmă a vehiculelor uşoare, în general cu tracţiune animală, şi nu amenajări decât în mod excepţional în anumite puncte în care circulaţia ar fi prea dificilă.

Drumurile de pământ naturale nu au o cale amenajată pentru circulaţie şi sunt practicabile numai în anumite perioade ale anului din care motiv sunt denumite şi drumuri sezoniere.

Drumuri de pământ amenajateAceste drumuri sunt de interes local, având platforma

amenajată, terasamentele şi lucrările de artă parţial sau total executate iar suprastructura se execută din pământ local îmbunătăţit si reprofilat, putând fi circulate în cazul unui trafic uşor tot timpul anului.

Îmbunătăţirile aduse pământului local se fac în scopul de a asigura o anumită capacitate portantă şi stabilitate la variaţiile de umiditate.

41

Ele se mai numesc şi drumuri ieftine deoarece sunt drumuri de cost redus iar corpul este alcătuit dintr-un singur strat care trebuie să îndeplinească toate funcţiile straturilor componente ale sistemului rutier.

Drumurile de pământ amenajate se împart în:- drumuri de pământ profilate;- drumuri de pământ îmbunătăţit;- drumuri de pământ stabilizate;Drumuri de pământ profilateSe realizează printr-o profilare şi compactare a pământului

natural din platformă astfel încât să se obţină un rambleu de minim 30 - 40 cm.

Traficul zilnic pe care pot să-l suporte, pe timp favorabil, este de până la 150 de vehicule.

Drumurile de pământ profilat sunt foarte sensibile la variaţiile climatice. După perioadele ploioase sau de dezgheţ îşi pierd capacitatea portanţă, aceasta ducând la formarea de denivelări şi făgaşe, iar pe vreme uscată produc praf.

Deoarece ele trebuie periodic reprofilate şi compactate, pentru menţinerea viabilităţii, se recomandă îmbunătăţirea lor.

Drumuri de pământ îmbunătăţit.Pentru a se asigura circulaţia pe orice vreme, în condiţii

corespunzătoare, este necesară îmbunătăţirea pământului din pat prin realizarea unui schelet mineral rezistent şi o coeziune corespunzătoare. În acest scop se amestecă pământul din pat cu un pământ de aport sau alte adaosuri (balast, nisip, zgură, etc.) care să ducă la obţinerea condiţiilor necesare stabilizării mecanice.

Există două modalităţi de îmbunătăţire a pământului din platforma drumului şi anume:

1) realizarea de la început a unui strat rezistent de grosime suficientă care să transmită terenului de fundaţie presiuni cât mai reduse;2) adăugarea treptată de materiale, până la saturarea completă a pământului din stratul superior al platformei şi realizarea, în acest mod, a unei cruste rezistente.Dacă prima metodă nu necesită o întreţinere prea intensă,

impune însă un volum mare de lucrări iniţiale; cea de-a doua cere un strat iniţial mai mic însă trebuie să se asigure o întreţinere continuă şi raţională.

Straturile din pământ îmbunătăţit se realizează de regulă cu grosimea de 15 - 35 cm, funcţie de natura pământului şi de regimul climatic. Când grosimea stratului este mai mare ca 15 cm se

42

recomandă executarea de straturi elementare (asize) cu grosimi de 3 - 8 cm.

Declivitatea maximă admisă pentru acest tip de drumuri este de 4%.

Drumuri de pământ stabilizat.La drumurile de pământ îmbunătăţit stabilitatea pământului

depinde de conţinutul de argilă coloidală , care serveşte ca liant, însă care este foarte sensibilă la variaţiile de umiditate.

Prin metoda chimică de stabilizare a pământului, se urmăreşte realizarea coeziunii, hidrofobarea materialelor sensibile la apă şi neutralizarea, prin schimb ionic a argilei coloidale.

15. Impietruirea cu piatra sparta si pietris.Împietruiri din pietriş

La realizarea lor se folosesc agregate naturale de balastieră. Din cauza formei rotunjite a granulelor, nu se poate realiza o împănare a materialului pietros.

Împietruirile se realizează în trei tipuri:- cu profil transversal în formă de seceră (fig. 10.1.a); Materialul pietros - balastul brut (0-60 mm) se aşterne pe

toată platforma drumului, inclusiv acostamentele. Împietruirea are o grosime variabilă ce ajunge în axă la 20 - 25 cm, bombamentul este curb 1/40 - 1/50 iar platforma are o pantă transversală de 3 - 4 %;

43

după aşternerea materialului îndesarea este lăsată pe seama circulaţiei;

- cu profil transversal semiîncastrat (fig. 10.1.b); În platforma drumului se execută un pat în care se încastrează

o parte din corpul împietruirii, care se realizează din două straturi; stratul inferior se execută din sortul grosier obţinut prin ciuruirea balastului iar stratul superior, care se execută şi pe lăţimea acostamentelor, se realizează cu sortul fin; grosimea împietruirii în axă este de 20 - 25 cm; pentru drenarea apelor se recomandă aşternerea pe patul drumului a unui strat de nisip grăunţos;

- cu profil transversal încastrat (fig. 10.1.c) În acest caz împietruirea se realizează numai pe lăţimea

carosabilului. La realizarea împietruirilor din pietriş se recomandă ca:- materialul pietros să se aştearnă în reprize, în straturi de cîte 5 cm grosime, iar fiecare aşternere să fie urmată de o cilindrare la uscat; pentru o mai bună împănare se poate folosi un material concasat în proporţie de 30 - 50 % din cantitatea totală;- granulele din stratul de uzură nu trebuie să aibă dimensiuni mai mari de 25 - 35 mm sau 16 - 25 mm, iar granulozitatea materialului va fi restrânsă pentru a nu avea loc dislocarea pietrelor mici de către cele mari.

Împietruiri cu piatră spartăÎmpietruirile cu piatră spartă, ce poartă denumirea de

macadamuri obişnuite (ordinare) se execută din două sau mai multe sorturi de piatră monogranulară aşternute şi cilindrate în reprize, până la încleştarea perfectă şi cu golurile umplute de un material de agregaţie.

Macadamul ordinar poate fi folosit ca îmbrăcăminte, strat de bază sau strat suport.

Macadamul se realizează pe o fundaţie care poate fi alcătuită din:

- balast în grosime de minim 15 cm, după compactare;- dintr-un strat inferior de balast (10 cm) şi un strat superior din balast amestec optimal (10 cm);- un strat inferior de balast (10 cm) şi un strat superior de piatră spartă mare sort 63 - 90 sau piatră spartă amestec optimal (12 cm).Grosimea macadamului după cilindrare va fi de minim:- 10 cm când este folosit ca îmbrăcăminte;- 8 cm când este folosit ca strat de bază.Lăţimea macadamului folosit ca îmbrăcăminte la drumuri

publice va depăşi cu 0,25 m, pe ambele părţi, lăţimea părţii carosabile.

44

Profilul transversal, în aliniament, se execută sub formă de acoperiş cu două pante egale şi cu racordare, în treimea mijlocie, cu arc de cerc.

Materiale folositeMaterialele care se utilizează la realizarea macadamurilor

sunt:- piatră spartă sort 40 - 63;- split: sort 8-16 sau 16-25, din aceiaşi rocă ca şi piatra spartă;- savură sort 0-8;- nisip natural sort: 0-3 sau 0-7;- apă.

Execuţia macadamuluiPe fundaţie se aşterne piatra spartă (sort 40-63) într-un strat

uniform şi se cilindrează la uscat până la fixare. Grosimea de aşternere a pietrei va fi cu circa 25% mai mare decât grosimea prevăzută după cilindrare.

Se aşterne apoi splintul de împănare, în minimum două reprize, se stropeşte succesiv cu apă şi se continuă cilindrarea până la încleştare. Golurile rămase se umplu cu savură sau nisip, aşternute uniform în două reprize, stropite şi cilindrate concomitent până la fixarea definitivă.

Piatra spartă se va aşterne în grosime cât mai uniformă, folosindu-se în acest scop benzi reper din agregatele aşternute.

Cilindrarea pietrei sparte se va face cu compactori cu rulouri netede uşoare (6-8 t) şi apoi cu compactori cu rulouri mijlocii (10-14 t) până la fixare.

Se face apoi împănarea macadamului prin aşternerea uniformă a splitului în minimum două reprize şi prin stropire succesivă cu apă, concomitent cu cilindrarea făcută cu compactori cu rulouri netede, mijlocii sau grei (peste 14 t) până la încleştare.

După fiecare repriză de aşternere se trece de 2 - 3 ori cu compactorul cu rulouri netede, se stropeşte cu apă şi se continuă cilindrarea până la completa încleştare a stratului de macadam.

Umplerea golurilor rămase după încleştare, se face cu savură sau nisip aşternut uniform în două reprize, stropit cu apă şi cilindrat concomitent până la fixarea definitivă. Această fixare se consideră terminată când tamburii unui compactor greu, cu rulouri netede, nu mai lasă nici un fel de urme pe suprafaţa macadamului sau dacă mai multe pietre, de aceiaşi mărime şi natură cu piatra spartă utilizată, nu mai pătrund în macadam şi sunt sfărâmate de rulouri.

45

În profilurile, tip acoperiş cu două pante, cilindrarea se va începe de la acostamente şi se continuă spre axă pe fâşii paralele şi succesive. Fiecare fâşie se va suprapune pe fâşia anterioară pe minimum 20 cm.

Cilindrarea se începe cu un număr de treceri pe prima bandă de circulaţie, se trece apoi simetric cu acelaşi număr de treceri pe banda de sens opus, continuându-se către axă. Pe axa drumului compactorul va călca ambele benzi de circulaţie în mod egal. În profilurile cu o singură pantă sau în curbele supraânălţate, cilindrarea se începe de la piciorul pantei şi se continuă spre partea opusă.

Viteza compactorilor cu rulouri utilizaţi la cilindrarea macadamului trebuie să fie constantă şi mai mică la uscat.

Numărul informativ de treceri pe aceiaşi fâşie pentru întreaga fază de cilindrare a unui strat de macadam de 8 cm grosime, după cilindrare, este de:

- 100 - 130 treceri pentru roci dure;- 90 - 100 treceri pentru roci cu duritate mijlocie;- 50 - 70 treceri pentru roci moi.Operaţia de cilindrare se va efectua astfel încât să se evite

slăbirea împănării prin ruperea muchiilor şi rotunjirii pietrelor cauzate de un număr prea mare de treceri.

După fixarea definitivă a pietrelor se aşterne un strat de nisip grăunţos sau savură, în grosime de circa 1 cm, pentru protecţie. Stratul de macadam terminat trebuie să aibă o suprafaţă cu aspect de mozaic, cu pietre răspândite uniform.

Când macadamul este folosit ca îmbrăcăminte acostamentele se vor executa concomitent cu acesta. În cazul macadamului utilizat ca strat de bază şi în special ca strat de bază la îmbrăcăminţi bituminoase, se recomandă lăsarea sa în circulaţie, după execuţie, cel puţin o lună de zile înainte de aşternerea îmbrăcămintei.

În acest caz circulaţia trebuie dirijată pe întreaga lăţime a căii, astfel încât să se asigure o compactare uniformă a întregii suprafeţe.

Stratul de macadam neprotejat, pe tot timpul cât este supus circulaţiei şi până la recepţia lucrării, trebuie întreţinut prin:

- îndepărtarea imediată a noroiului, frunzelor, paielor, etc. de pe suprafaţa sa;- readucerea pe partea carosabilă a savurii sau nisipului de protecţie, aruncate de circulaţie pe acostamente;- repararea imediată cu split şi savură a denivelărilor sau degradărilor apărute, evitându-se în special stagnarea apei pe suprafaţa îmbrăcămintei.

46

16. Degradarea macadamului; defecte. Macadamul cu granulozitate continua, macadamul imbunatatit.

Cauzele care duc la degradarea macadamuluiÎn mod obişnuit cauzele de nereuşită a macadamului, frecvent

întâlnite, sunt:- neuniformitatea patului drumului şi gradul insuficient de compactare al acestuia;- utilizarea unor materiale pietroase gelive sau alterate, cu caracteristici mecanice necorespunzătoare;- drenarea insuficientă a patului drumului;- aşternerea prematură a materialului de agregaţie, înainte ca pietrele să fie bine încleştate, împiedică fixarea definitivă a macadamului;- închiderea insuficientă a stratului superior duce la realizarea unui macadam permeabil, care permite infiltrarea apei în straturile inferioare;- pornirile sau opririle bruşte, precum şi viteza prea mare a compactorului cu rulouri produc văluriri în stratul de macadam.Defectele macadamuluiDeficienţele tehnice şi economice, care afectează în mare

măsură calităţile sale şi care limitează utilizarea sa ca îmbrăcăminte sunt:

- manoperă ridicată pentru realizare;- folosirea numai a anumitor sorturi din piatra rezultată prin concasare;

47

- uzura foarte mare, până la 4 mm/an pentru un trafic obişnuit, care conduce la necesitatea unei întreţineri permanente;- lipsa rezistenţei sale la acţiunile tangenţiale ale traficului permite formarea de gropi şi făgaşe;- permeabilitatea sa care, în raport cu gradul de umiditate, produce praf sau noroi, etc.Macadamul cu granulozitate continuăPentru realizarea straturilor de bază, în unele ţări se execută

un macadam cu granulozitate continuă, alcătuit din piatră spartă nesortată cu dimensiunea de 40 - 50 mm. Ca material de agregaţie se foloseşte un nisip argilos care conduce la realizarea unui beton argilos.

Acest lucru permite atât utilizarea tuturor fracţiunilor rezultate din concasare cât şi folosirea unor roci cu rezistenţe mecanice coborâte, întrucât procesul de atriţie este mai puţin accentuat.

Macadamul îmbunătăţitPentru îmbunătăţirea macadamului se iau măsuri de

combatere a prafului şi impermeabilizare, concomitent cu sporirea coeziunii şi reducerea uzurii.

Combaterea prafului se poate face prin:- stropirea cu apă la intervale scurte. Este o operaţie cu eficacitate scăzută, în regiunile cu climat călduros şi foarte oneroasă. Stropirea cu apă de mare are un efecte superior dar este limitată doar în zona litoralului marin ;- stropirea cu săruri higroscopice (Cl2Na, Cl2Ca) are un efect limitat de circa 30-40 zile;

17. Notiuni de asfaltaj; clasificarea imbracamintilor moderne bituminoase.

Noţiuni de asfaltajPrin asfaltaj se înţelege totalitatea operaţiilor rutiere executate cu bitum.

Pentru tratarea agregatelor naturale liantul trebuie adus în stare lichidă. Aducerea bitumului în stare lichidă se poate face prin următoarele metode:

a) metoda la cald când bitumul plastic este încălzit şi topit pentru a căpăta fluiditatea necesară punerii în operă;b) metoda la rece, când liantul este folosit sub formă de uleiuri asfaltice, emulsii sau bitumuri tăiate, care se prezintă în stare lichidă la temperatura normală;c) metoda mixtă, când liantul topit se amestecă cu agregatele încălzite dar mixtura asfaltică obţinută se pune în operă la rece.

După durata de exploatare, îmbrăcăminţile moderne bituminoase se clasifică în:

48

a) îmbrăcăminţi provizorii sau de tip uşor care au durată medie de exploatare de 2-7 ani. În această categorie sunt incluse macadamurile protejate;b) îmbrăcăminţi semipermanente sau de tip mijlociu care au o durată medie de exploatare de 5-12 ani. În această categorie sunt incluse macadamurile bituminoase (penetrate şi semipenetrate) şi îmbrăcăminţile semibituminoase realizate din anrobate;c) îmbrăcăminţi permanente sau de tip greu care au o durată medie de exploatare între 12-30 ani. În această categorie sunt incluse îmbrăcăminţile bituminoase alcătuite din două straturi: stratul de uzură - realizat din mortare asfaltice, betoane asfaltice sau asfalturi turnate şi stratul de legătură realizat din betoane asfaltice deschise.

18. Lianti organici. Compozitia si structura bitumurilor.

Lianţi organiciDin această categorie fac parte lianţii hidrocarbonaţi (bitumuri

şi gudroane) şi răşinile (naturale şi sintetice).

Lianţi hidrocarbonaţi

Aceşti lianţi sunt construiţi, în cea mai mare parte, dintr-un complex de hidrocarburi şi derivaţi ai acestora; cei mai reprezentativi fiind bitumurile şi gudroanele.

a) BitumurileDupă provenienţă bitumurile se împart în:

- naturale;- reziduale (artificiale).

49

Bitumurile naturale au fost cunoscute şi utilizate cu circa 3600 ani î.e.n. în Babilon, Egipt, India şi Peru. Ele se întâlnesc sub formă de zăcăminte în: insula Trinidad, Venezuela, Cuba, U.R.S.S., Albania, etc, sau sub formă de impregnaţii în roci calcaroase, gresii, nisipuri şi argile în: Elveţia, Franţa, Albania, etc.

Bitumurile reziduale, artificiale sau de petrol, se obţin prin distilarea fracţionată a ţiţeiurilor în rafinării. Aceste ţiţeiuri, în cazul bitumurilor pentru drumuri, trebuie să conţină puţină parafină, în aşa fel, încât în final conţinutul de parafină în bitum să nu depăşească 2 %. Aceasta deoarece s-a constatat că prezenţa parafinei micşorează adezivitatea bitumului faţă de agregate şi îi măreşte puternic susceptibilitatea termică.

b) Gudroanele sunt produse lichide sau vâscoase, la temperatura obişnuită, obţinute din pirogenarea unor materii organice ca huila, lignitul, lemnul, etc. Pentru drumuri se prepară un gudron reconstituit format din smoală şi uleiuri grele obţinute din distilarea fracţionată a gudronului brut.

Răşinile

Răşinile sunt substanţe vâscoase insolubile în apă de origine naturală sau sintetică.

În construcţia drumurilor ele se folosesc ca lianţi la realizarea mixturilor colorate pentru marcaje, la obţinerea unor mortare şi betoane pentru realizarea unor îmbrăcăminţi speciale sau la stabilizarea pământurilor şi ca adaosuri la mixturile asfaltice sau la betoanele de ciment.

Din răşinile naturale o utilizare mai largă o are colofoniul şi răşina de cumaronă,iar din răşinile sintetice cele mai utilizate sunt cele epoxidice, furfurol-anilinice, poliesterice şi fenol-formaldehidice.

Compoziţia şi structura lianţilor hidrocarbonaţi

După Richardson există cinci grupe de componenţi: petrolene, maltene, asfaltene, carbene şi carboizi.

a) Petrolenele sunt constituite din hidrocarburi parafinice şi se prezintă în stare fluidă, uleioasă. Ele conferă bitumului mobilitate şi fluiditate, proprietăţi cerute liantului pentru uşurarea punerii lui în operă.

b) Maltenele, alcătuite în majoritate din hidrocarburi ciclice polimetilenice, se prezintă în stare semi-vâscoasă iar prin oxidare trec în asfaltene.

c) Asfaltenele, constituite din compuşi complecşi policiclici, se prezintă în stare solidă cu o culoare neagră sau brun închis.

50

Având putere mare de colorare ei sunt compuşii care imprimă culoarea bitumului şi îi asigură duritate şi stabilitate termică precum şi adezivitate.

d) Carbenele apar numai în bitumurile foarte vâscoase, fiind alcătuite din aceiaşi componenţi ca şi asfaltenele, variind numai cantitativ. Au culoare închisă şi se prezintă în stare solidă.

e) Carboizii reprezintă un amestec de compuşi organici cu un conţinut procentual de carbon, mai mare decât la carbene, şi diverse substanţe minerale în cantităţi mari din care motiv nu sunt solubili şi nu au caracter liant. Au o culoare închisă iar prezenţa lor în bitum este dăunătoare.

Marcusson clasifică componenţii bitumului în: fracţiuni uleioase, răşini, asfaltene, acizi asfaltogeni şi anhidridele lor.

a) Fracţiunile uleioase înglobează petrolenele şi o parte din maltene. Se prezintă în stare fluido-vâscoasă având o culoare galben-roşiatică. Ele imprimă bitumului mobilitate şi fluiditate, influenţând proprietăţile liante şi elasticitatea.

b) Răşinile (Gudroanele neutre) sunt constituite din restul maltenelor şi o parte din asfaltene. Se prezintă în stare semi-solidă, sunt lipicioase şi uşor fuzibile având o culoare galben închis-roşu. Acest compus imprimă proprietăţi liante bitumului, mărindu-i şi elasticitatea.

c) Asfaltenele sunt alcătuite din restul asfaltenelor şi din carbene. Au o greutate specifică mai mare ca a răşinilor şi imprimă bitumului putere liantă şi stabilitate la temperatură.

d) Acizii asfaltogeni şi anhidridele lor constituie fracţiunea numită gudroane acide datorită caracterului lor pronunţat acid. Contribuie la mărirea stabilităţii liantului faţă de agenţii atmosferici şi variaţiile de temperatură. Se prezintă în stare semi-solidă având o culoare cenuşiu-brună.

Se mai găsesc în proporţie mică în bitumurile reziduale şi în proporţie mai mare în bitumurile naturale.

Bitumurile sunt sisteme coloidale la care cele două faze: dispersată şi dispersantă sunt în directă interacţiune.

La bitumurile reziduale există următoarea compoziţie pe fracţiuni:

- fracţiuni uleioase = 40 - 60 %;- răşini =18-48%; - asfaltene = 15 - 30 %.

19. Lianti hidrocarbonati. Propietăţi.

51

Principalele caracteristici ale lianţilor hidrocarbonaţi se pot grupa în:- proprietăţi tehnologice - consistenţă, plasticitate;- proprietăţi liante - adezivitate, comportare în timp.

Consistenţa reprezintă relaţia de dependenţă dintre deformaţia specifică şi solicitările care produc această deformaţie. Ea se datorează coeziunii, ce se află în raport direct cu forţele de atracţie intermoleculare, reprezentând rezistenţa opusă de un corp la rupere.

Consistenţa corpurilor în stare lichidă se apreciază prin rezistenţa pe care o opune un lichid la deplasarea elementelor care îl alcătuiesc.

Plasticitatea reprezintă proprietatea unor materiale consistente de a căpăta deformaţii remanente, fără a se fisura, sub acţiunea solicitărilor.

Comportarea în timp este o consecinţă a transformărilor pe care le suferă în timp lianţii hidrocarbonaţi şi care se pot grupa în trei etape: priza, întărirea şi îmbătrânirea.

Fenomenul de evaporare a fracţiunilor foarte uşoare, în prima etapă, după punerea în operă constituie priza liantului hidrocarbonat şi are o durată de câteva ore până la câteva săptămâni, în funcţie de condiţiile atmosferice şi de tipul liantului.

Etapa a doua, denumită etapa de întărire a liantului, o formează fenomenele de transformare chimică a componenţilor prin polimerizare, condensare şi parţială evaporare a lor. Iniţial aceste fenomene sunt favorabile, căci duc la mărirea coeziunii şi durităţii liantului, dar, după ce se atinge aşa numita "duritate limită", coeziunea scade şi liantul devine fragil.

A treia etapă, denumită îmbătrânirea, este echivalentă cu degradarea liantului, el îşi pierde luciul, devine mat, capătă fisuri, iar permeabilitatea faţă de apă creşte, devenind fragil şi casant.

52

20. Forme de utilizare a liantilor hidrocarbonati.

Bitumurile, utilizate în tehnica rutieră, se întâlnesc sub următoarele forme:

1) Bitumuri solide care, pentru obţinerea vâscozităţii necesare punerii în operă, sunt topite. Marea lor majoritate o constituie bitumurile reziduale, la noi în ţară, notate cu D urmat de un raport ce reprezintă limitele penetraţiei la 25 C, de exemplu: D 80/120 - în cazul bitumurilor neparafinoase sau Dp 80/120 - în cazul bitumurilor parafinoase şi cu DA 80/120 - în cazul bitumurilor aditivate.

2) Nisipuri bituminoase. Nisipul bituminos este, prin compoziţia sa, un mortar asfaltic cu un conţinut variabil de bitum, între 8 şi 20 %, a cărui consistenţă este redusă (punct de înmuiere I.B. = 10..17 C). Ele se exploatează la noi în ţară în judeţul Bihor.

Corectarea consistenţei bitumului se face prin adaos de bitum industrial (I 82/92 sau Ip 85/100) în aşa fel încât consistenţa finală să fie cât mai apropiată de cea a bitumului D 80/120.

3) Uleiuri asfaltice. Prin această denumire se înţeleg produsele bituminoase cu o penetraţie mai mare de 350, lichide sau vâscoase la temperatura obişnuită, şi cuprind:

a. Uleiurile rutiere (Road -Oils) cu un conţinut de asfaltene de 1,5...5 %, având o putere redusă de aglomerare şi o întărire lentă ce se utilizează la stropiri şi la combaterea prafului.b. Bitumurile tăiate (de cupaj sau Cut Back) se obţin prin dizolvarea bitumului solid într-un solvent, de regulă a bitumului de penetraţie 80/120.

După viteza cu care se face evaporarea solventului distingem bitumuri tăiate cu:

- întărire rapidă, solvent benzina;- întărirea mijlocie, solvent petrolul lampant;- întărire lentă, solvent motorina.

Ele se utilizează la amorsări, stropiri, penetrări şi pentru prepararea mixturilor asfaltice stocabile.

4) Bitumurile fluxate. Fluxarea reprezintă operaţia prin care se adaugă unui bitum dur, un alt produs bituminos mai moale, pentru obţinerea unui produs cu proprietăţi diferite de cele ale celor doi componenţi din amestec.

Bitumul poate fi fluxat şi cu un ulei de gudron sau cu bitumină în care caz el va prezenta o viteză de îmbătrânire redusă.

53

5) Emulsii bituminoase. Punerea în operă, la temperatura obişnuită, a bitumurilor solide sau vâscoase se poate face utilizând emulsiile.

Emulsiile bituminoase sunt sisteme coloidale în care atât faza continuă sau dispersantă - apa - cât şi faza discontinuă sau dispersată - bitumul - sunt în stare lichidă. Dimensiunea micelelor este cuprinsă între 1-5 microni ceea ce face ca suprafaţa de contact cu mediul de dispersie să fie foarte mare.

Aceste substanţe, solubile în faza continuă, formează, în urma fenomenelor de absorbţie, o peliculă protectoare în jurul particulelor fazei dispersate scăzând tensiunea superficială şi mărind gradul de dispersie.

În funcţie de tipul emulgatorului utilizat se deosebesc:- emulsii anionice sau bazice, cu pH = 8...12;- emulsii cationice sau acide, cu pH = 2...6,

pH-ul fiind logaritmul, cu semn schimbat, al concentraţiei ionilor de hidrogen.

Emulsiile anionice au un conţinut de bitum între 50-65 % şi se prepară utilizând emulgatorii următori: săpunuri alcaline ale acizilor graşi, ale metalelor grele sau alcaline şi pulberi fine (praf de var stins, bentonină sau negru de fum).

Incovenientele acestor emulsii sunt:- slaba aderenţă la agregatele acide;- imposibilitatea utilizării lor la anrobarea agregatelor mede;- ruperea emulsiei nu se poate face decât după evaporarea apei;- au o vâscozitate mare la temperaturi scăzute;- sedimentează în cazul unei depozitări îndelungate.Emulsiile cationice utilizează ca emulgatori săruri de

amoniu sau de amine şi prezintă următoarele caracteristici:- asigură o bună adezivitate şi În cazul agregatelor acide;

- ruperea emulsiei are loc la contactul cu agregatele, indiferent de umiditatea acestora;- condiţiile atmosferice (umiditatea şi temperatura) nu influenţează ruperea emulsiei şi adezivitatea bitumului;- au o vâscozitate mai redusă decât emulsiile anionice şi îşi păstrează stabilitatea până la 70 % conţinut de bitum.Ruperea emulsiilor se produce odată cu îndepărtarea mediului

continuu - apa, prin evaporarea ei sau prin absorbţie de către agregate.

După viteza de rupere se disting:

54

- emulsii instabile sau normale, care au o rupere rapidă şi se utilizează pentru amorsări, badijonări, tratamente de suprafaţă şi penetrări;

- emulsii semistabile, cu o rupere semilentă, utilizate la prepararea mixturilor asfaltice, la rece, cu conţinut redus de parte fină;

- emulsii stabile, cu o rupere foarte lentă, utilizate la prepararea mixturilor asfaltice la rece şi la stabilizarea pământurilor necoezive.

21. Bitumuri modificate.

a. Bitumuri cu adaos de gudron.Amestecarea celor două tipuri de lianţi reuneşte adezivitatea

ridicată la agregate a gudronului şi rezistenţa mai mare la îmbătrânire a bitumului. Procentul maxim în care se poate face amestecarea gudronului cu bitumul, fără apariţia floculării, este de 20 % liantul obţinut având nevoie, la punerea în operă, de o temperatură de încălzire redusă.

b. Bitumuri cu adaos de cauciuc.Introducerea unei cantităţi de cauciuc duce la mărirea

elasticităţii liantului, la scăderea fragilităţi lui la temperaturi coborâte, la micşorarea susceptibilităţii termice, la creşterea coeziunii şi a adezivităţii.

Îmbrăcăminţile realizate cu un astfel de liant prezintă o uzură redusă şi au o rugozitate sporită. Adaosul de cauciuc se poate introduce şi în emulsiile bituminoase, sub forma unei dispersii apoase de latex, în procent de 5 %.

În bitum adaosul de cauciuc se poate introduce în timpul preparării sale sau cu celelalte agregate naturale în timpul malaxării.

În general adaosul se obţine în procesul de reşapare a anvelopelor, pudreta (particule cu dimensiuni sub 1 mm) amestecându-se în procente de 5-20 %, din masă, cu bitumul.

55

c. Gudroane reconstituite cu adaos de cauciuc.Pentru îmbunătăţirea caracteristicilor gudroanelor se

utilizează, ca şi în cazul bitumurilor, adaosuri din pudretă de cauciuc care micşorează amploarea îmbătrânirii acestor lianţi.

d. Bitumuri cu adaosuri de mase plastice.Pentru obţinerea unor bitumuri cu proprietăţi deosebite:

elasticitate sporită, culoare deschisă, etc., necesare realizării unor îmbrăcăminţi cu destinaţii speciale (la autostrăzi, aeroporturi, etc.) se recurge la amestecarea bitumurilor obişnuite în proporţii variabile (7-35 %) cu: elastomeri, polimeri, răşini sintetice, etc.

22. Imbracaminti rutiere provizorii.

Macadamuri protejateDeoarece macadamul îmbunătăţit nu rezistă în traficul

modern, intens şi greu, el trebuie protejat. Protejarea are ca scop impermeabilizarea suprafeţei macadamului, pentru a împiedica pătrunderea apei şi legarea pietrelor, între ele, la suprafaţa sa.

Protejarea se realizează cu ajutorul tratamentelor bituminoase de suprafaţă sau prin aşternerea unui strat subţire de mixtură asfaltică (covor asfaltic) după ce macadamul s-a consolidat prin circulaţie .

23. Executia tratamentelor bituminoase de suprafaţă.

Tratamentele bituminoase sunt învelişuri asfaltice subţiri, obţinute prin stropirea părţii carosabile cu un liant hidrocarbonat urmată de răspândirea unor agregate naturale şi cilindrare.

56

Picăturile de liant stropite cu autostropitorul se unesc, datorită fenomenului de coalescenţă şi formează o peliculă continuă pe suprafaţa stratului suport. Sub acţiunea căldurii solare şi a circulaţiei bitumul (sau gudronul) se ridică progresiv pe suprafaţa granulelor agregatului natural şi reuşeşte să le învelească complet după un interval de timp, procesul acesta fiind numit asfaltizare.

Tratamentele nu constituie un strat rutier propriu zis şi se aplică pe îmbrăcăminţile rutiere existente în scopul:

- etanşeizării suprafeţelor poroase;- măririi rugozităţii suprafeţelor;- întreţinerii îmbrăcăminţilor (bituminoase sau din beton de ciment);- protejarea macadamului;Tratamentele nu măresc capacitatea portantă a complexului

rutier servind doar la îmbunătăţirea viabilităţii drumului. Clasificare tratamentelor bituminoase de

suprafata1) modul de punere în operă a liantului în:

- tratamente bituminoase executate la cald care se realizează numai pe timp uscat şi călduros, la o temperatură a mediului ambiant de peste + 8 o C, utilizînd bitum încălzit la temperatura de 140 - 160 o C;- tratamente bituminoase executate la rece, ce utilizează ca liant bitumuri tăiate, emulsii bituminoase cationice sau gudron, la o temperatură a mediului ambiant de peste + 5 C. Acest tip de tratamente se pot aplica şi pe suprafeţe umede însă nu pe ploaie.

2) Tehnologia de execuţie în:- tratamente simple, obţinute printr-o singură stropire cu liant urmată de răspândire de criblură şi cilindrare;- tratamente duble obţinute prin două sau mai multe stropiri cu liant urmate fiecare de răspândire de criblură şi cilindrare;- tratamente duble inverse obţinute prin inversarea ordinii de utilizare a sorturilor de agregate şi anume primul strat se realizează cu sorturi mici iar stratul al doilea cu sorturi imediat superioare;- tratamente întărite care folosesc agregate preanrobate cu liant;- tratamente prefabricate sub forma unei mochete rugoase, care se poate derula pe suprafaţa de rulare şi fixa prin lipire.

3) natura stratului suport în:- tratamente aplicate pe suprafeţe bituminoase;

57

- tratamente pe macadamuri şi pe straturi stabilizate;- tratamente aplicate pe beton de ciment.

4) tipul liantului în:- tratamente la cald cu bitum;- tratamente la rece cu emulsii bituminoase cationice sau gudron.

24. Tratamente bituminoase de suprafata: duble, intarite, prefabricate.Tratamente bituminoase duble

58

Realizarea tratamentului bituminos în două reprize succesive constituie tratamentele bituminoase duble. Ele se utilizează frecvent pentru protejarea şi etanşarea macadamurilor.

Realizarea celei de-a doua reprize a tratamentului se poate face imediat sau la un scurt interval după terminarea primului tratament. Pentru a se realiza etanşarea suprafeţei este necesar să existe un interval de cel puţin o lună de zile de timp călduros, până la închiderea sezonului de lucru.

Dozajele pentru tratamentele bituminoase duble sunt prezentate în tabelul 12.3.

Compactarea tratamentelor bituminoase duble se va realiza astfel:

- la primul tratament după repartizarea agregatelor naturale, se vor efectua 2-3 treceri pe aceiaşi urmă cu un compactor cu rulouri netede de 6 - 10 t cu viteza de 5 Km/h sau, de preferinţă, cu un compactor cu pneuri de 12 -16 t cu viteza de 10 Km/h, presiunea aerului din pneuri fiind de 7 - 8 atmosfere.- La al doilea tratament se vor efectua două treceri cu un compactor cu pneuri de 12 - 16 t cu viteza de 10 Km/h sau cu un compactor cu rulouri netede de 6 - 10 t cu viteza de 5 Km/h, pentru a se fixa prin blocare, de primul tratament, agregatele naturale.

Tratamente bituminoase întăritePentru a realiza protecţia granulelor împotriva umezirii ca şi

pentru o mai bună fixare a lor se recomandă preanrobarea agregatelor naturale. Această operaţie se poate realiza la cald cu (1,1 - 1,5)% bitum, raportat la greutatea uscată a agregatelor, sau la rece cu (1,8 - 2,5)% emulsie bituminoasă cationică cu rupere semilentă (EBCM).

Tratamentele bituminoase întărite, utilizate prin utilizarea agregatelor preanrobate, se execută numai cu bitum. Cantităţile de liant şi agregate folosite sunt prezentate în tabelul 12.4.

Preanrobarea agregatelor naturale la cald se realizează în malaxorul instalaţiei fixe de preparare a mixturilor asfaltice la cald cu respectarea tehnologiei respective. La ieşirea agregatelor din malaxor, pentru evitarea aglomerării lor se vor răci cu jet de apă sau se vor vântura prin încărcări 1şi descărcări repetate efectuate cu încărcătorul frontal.

Preanrobarea agregatelor prin metoda la rece se realizează în instalaţii specifice de preparare a mixturilor asfaltice la rece, cu emulsii bituminoase cationice cu rupere semilentă - EBCM.

Tratamente bituminoase prefabricate

59

Tratamentele bituminoase prefabricate, experimentate până în momentul de faţă, se prezintă sub forma unei mochete rugoase care se poate derula pe suprafaţa de rulare fixându-se de aceasta prin lipire cu răşini sintetice (fig. 12.4.)

Acest tratament este alcătuit din:- un strat de etanşare de circa 1,5 mm grosime, care asigură impermeabilizarea suprafeţei tratate, realizat dintr-un material sintetic;- un strat alcătuit dintr-o peliculă de liant în care sunt înglobate granulele de criblură răspândite în mod uniform.După granulozitatea adoptată, greutatea totală a

tratamentului prefabricat variază între 7 -18 Kg/m2 pentru o grosime ce variază de la 6 la 15 mm. Pentru a se putea rula mocheta, sub formă de suluri, dozajul de criblură este mai mic decât la un tratament obişnuit. În mod curent dimensiunile unui sul sunt de 1,65 m lăţime şi 50 m lungime.

Punerea în operă a tratamentului prefabricat se face manual după ce s-a aplicat materialul de lipire pe suprafaţa ce urmează a fi acoperită. Urmează apoi derularea tratamentului prefabricat concomitent cu încălzirea cu flacără directă a materialului de lipire.

60

25. Imbracaminti bituminoase semipermanente. Generalităţi

Îmbrăcăminţile bituminoase semipermanente cuprind macadamurile bituminoase şi îmbrăcăminţile bituminoase realizate din anrobate.

Îmbrăcăminţile bituminoase semipermanente, denumite şi îmbrăcăminţi asfaltice uşoare (I.A.U.), reprezintă un complex de lucrări utilizate pentru repararea drumurilor împietruite.

Macadamuri bituminoaseMacadamurile bituminoase sunt straturi rutiere, realizate după

principiul macadamului, care utilizează ca agent de liere un liant bituminos. Liantul bituminos are rol de:

- lubrefiant, asigurând o mai uşoară aşezare a pietrelor în timpul compactării;- liant după răcirea bitumului în metoda la cald sau după evaporarea solventului respectiv ruperea emulsiei prin metoda la rece. Macadamurile bituminoase prezintă următoarele avantaje: - nu necesită un utilaj complicat, la execuţie putându-se folosi utilaje obişnuite;- regulile de realizare sunt simple iar execuţia este facilă;- se obţine un strat rezistent a cărui întreţinere, uşoară şi puţin costisitoare, se realizează prin: plombări, bandijonări şi tratamente bituminoase de suprafaţă.Grosimea macadamurilor bituminoase, utilizate ca strat de

bază sau îmbrăcăminte va fi înainte de cilindrare de 8 - 9 cm iar după cilindrare de 6 cm.

Declivitatea maximă în profil longitudinal a îmbrăcămintei realizate din macadam bituminos este de 7%.

După tehnologia de execuţie se disting următoarele tipuri:- macadam penetrat şi semipenetrat;- macadam îndopat;- macadam prin amestec. Macadamul penetrat

61

Macadamul penetrat este un strat rutier executat după principiul macadamului în golurile căruia se realizează penetrarea (pătrunderea) pe o adâncime de circa 3 cm, prin gravitaţie, a unui liant bituminos şi aşternerea de criblură, sau split, în două reprize succesive, urmată de compactare şi de realizarea unui tratament bituminos de suprafaţă.

Atunci când se execută numai o singură penetrare macadamul este denumit semipenetrat.

Materialele folosite la realizarea macadamului bituminos penetrat şi semipenetrat sunt:

- agregate naturale:- piatră spartă sort 40 - 63;- split sort 8 - 16, sau 16 - 25;- criblură sort 3 - 8, 8 - 16 sau 16 - 25;- nisip natural sort 0 - 7.

- lianţi:- pentru penetrare:

- bitum neparafinos pentru drumuri tip D 80/120;- emulsie bituminoasă cationică cu rupere rapidă (EBCR);- suspensie de bitum filerizat;

- pentru tratamente:- bitum neparafinos pentru drumuri tip D 80/120 şi tip D 100/120;- emulsie bituminoasă cationică cu rupere rapidă (EBCR);

Tehnologia execuţiei macadamului penetratMacadamurile bituminoase, penetrate şi semipenetrate, se

aplică pe straturi de fundaţie şi de bază dimensionate corespunzător, stabile şi care au fost lăsate în circulaţie cel puţin o lună de zile.

Pe acest suport se aşterne în mod uniform stratul de piatră spartă sort 40 - 63 după care se execută o cilindrare până la încleştarea pietrei. După această operaţie se execută împănarea macadamului cu split sort 16 - 25 prin aşternere uniformă, într-o singură repriză.

Urmează o stropire cu apă a splitului de împănare şi o nouă cilindrare, la început cu compactoare cu tamburi netezi, mijlocii de 6 - 8 t şi apoi cu cele grele de 10 - 12 t. Cilindrarea trebuie făcută dinspre acostamente spre axa drumului pe fâşii suprapuse parţial.

În cazul realizării penetrării cu emulsie bituminoasă cationică se impune ca operaţia de stropire să fie făcută pe suprafeţe umede pentru a împiedica ruperea prematură a emulsiei la contactul cu agregatele naturale.

62

Imediat după stropirea lianţilor bituminoşi, pentru prima penetrare, se aşterne uniform cu ajutorul autorăspânditoarelor, criblura sau splitul pentru acoperire în cantităţile prescrise şi se cilindrează prin trecerea compactorului de două sau trei ori pe aceiaşi urmă.

După cea de-a doua penetrare executată în acelaşi regim de temperatură ca şi prima, se răspândeşte iarăşi criblură sau split şi se continuă cilindrarea pâna la fixarea definitivă a macadamului.

Lucrările de realizare a macadamului penetrat se pot executa când temperatura aerului este de minimum +5oC, chiar şi pe suprafeţe umede, în cazul utilizării emulsiei bituminoase, dar nu pe ploaie.

La terminarea lucrărilor drumul se dă imediat în circulaţie, viteza de circulaţie fiind limitată, în primele 10 zile, la 30 Km/h. Se recomandă dirijarea circulaţiei pe întreaga lăţime a macadamului bituminos astfel încît să se realizeze o închidere completă a porilor din suprafaţă.

Asigurarea etanşării ulterioare sub acţiunea traficului, pe timpul dării în circulaţie, a straturilor bituminoase se face prin:

- îndepărtarea impurităţilor de pe suprafaţă (noroi, frunze, etc);- repararea imediată a denivelărilor sau degradărilor ivite (etanşarea porţiunilor sărace în bitum prin completarea tratamentului de suprafaţă sau saturarea liantului, pe porţiunile cu bitum în exces prin răspîndire de criblură).

Macadamul semipenetratMacadamul semipenetrat este o variantă a macadamului

penetrat şi diferă de acesta din urmă prin faptul că se realizează numai o singură penetrare urmată de tratamentul de etanşare.

Execuţia macadamului semipenetrat comportă aceleaşi operaţii ca macadamul penetrat cu excepţia celei de-a doua penetrări şi a acoperirii.

Macadamul îndopatAcest tip de îmbrăcăminte este realizată dintr-un strat de

piatră de rezistenţă, sortul 40-63, fixată prin cilindrare în golurile căruia se introduce criblură sau split bitumat (piatră de îndopare). Peste acest strat se realizează un al doilea strat de uzură alcătuit cu criblură bitumată care se etanşează cu un tratament bituminos sau cu un beton asfaltic cu agregat mărunt.

63

Când grosimea totală a stratului de macadam îngropat este de circa 7 - 8 cm cantităţile de materiale necesare sunt prezentate în tabelul 13.3.

Execuţia macadamului îngropat comportă:- aşternerea pietrei sparte sortul 40-63, în strat uniform peste fundaţia bine curăţită şi stropită uşor cu apă. Se cilindrează apoi stratul cu compactori cu rulouri netede de 10-12 t sau de 16-18 t, în funcţie de densitatea pietrei, până la încleştare şi fixare;

- după uscarea suprafeţei stratului de piatră spartă se procedează la stropirea uniformă a bitumului încălzit la temperatura de 150-160 oC (manual sau mecanic);

- imediat după stropirea bitumului se realizează îndoparea prin aşternerea splitului bitumat, cu 4-4,5% bitum tip D 80/120, urmată de cilindrarea până la realizarea unei stabilităţi corespunzătoare a îmbrăcămintei;- se aşterne a doua repriză de split bitumat (sau beton asfaltic cu agregat mărunt) pentru realizarea stratului de uzură şi se continuă cilindrarea cu compactoare cu rulouri netede de 10 - 12 t până la fixarea definitivă;- se răspândeşte şi se cilindrează nisipul bitumat, cu 25% bitum D 80/120, sort 0 - 3 pentru închiderea porilor după care îmbrăcămintea se dă în circulaţie. Intervalul recomandat pentru executarea macadamului

îndopat este cuprins între 1 Mai - 1 Septembrie.

Macadam îndopat cu nisip bituminosÎndoparea stratului de piatră spartă se poate face şi la rece cu

nisip bituminos, în cazul execuţiei îmbrăcăminţilor pentru drumuri de clasă tehnică IV şi V.

Nisipul bituminos, cu un conţinut de bitum sub 8%, trebuie în prealabil omogenizat şi curăţit de impurităţile conţinute.

Peste stratul alcătuit din piatră spartă sort 40 - 63, aşternută cu autogrederul, în cantitate de 150 - 175 Kg/m2 şi compactat până la fixarea pietrelor se aşterne manual nisipul bituminos pentru împănare în cantitate de 40 - 45 Kg/m2.

Se continuă apoi compactarea cu compactoare cu rulouri netede de 10 - 12t până la pătrunderea nisipului bituminos în golurile dintre pietre. Când conţinutul de bitum din nisipul bituminos depăşeşte 12% se recomandă aşternerea pe suprafaţă a unei cantităţi de 10 - 15 Kg/m2 de nisip grăunţos şi continuarea compactării până la pătrunderea acestuia până la pătrunderea acestuia în nisipul bituminos.

64

Numărul necesar (informativ) de treceri ale compactorului cu rulouri netede este de:

- 100 - 150 treceri în cazul pietrei sparte provenite din roci dure;- 90 - 100 treceri în cazul pietrei sparte provenite din roci cu duritate mijlocie;- 50 - 70 treceri în cazul pietrei sparte provenite din roci moi.

Macadamul prin amestecAcest tip de macadam bituminos, compus din două sau trei

straturi, se realizează prin aşternerea şi cilindrarea separată a agregatelor bitumate urmată de aplicarea unui tratament de închidere şi etanşare.

Datorită volumului de goluri rămas după punerea în operă (15 - 22)%, macadamul bituminos prin amestec se încadrează în categoria materialelor anrobate deschise.

În cazul executării macadamului în două straturi se obţine, după cilindrare, o grosime de 5 - 6 cm şi respectiv 7 cm când se realizează în trei straturi.

Execuţia macadamului asfaltic prin amestec, în două straturi, cuprinde:

- aşternerea sortului de rezistenţă, în cantitate de 80 - 100 Kg/m2, alcătuit din split bitumat sort 16 - 25 sau 25 - 40, cu 3 - 4% bitum neparafinos D 80/120, urmată de o cilindrare uşoară;- aşternerea sortului de uzură din criblură, sort 3 - 8 şi 8 - 16, bitumată cu 4 - 4,5 % bitum neparafinos D 80/120 în cantitate de 35 - 45 Kg/m2 urmată de cilindrare până la fixarea definitivă a pietrelor;

- etanşarea cu 3 - 5 Kg/m2 nisip, bitumat cu 2 - 3% bitum neparafinos D 80/120, urmată de cilindrare;- realizarea, după câteva săptămâni de la darea ei în circulaţie, a unui tratament bituminos de suprafaţă pentru închidere.

65

26. Anrobate bituminoase: tipuri, caracteristici, conditii de calitate, dozarea liantului.

Anrobatele bituminoase sunt amestecuri realizate, prin respectarea anumitor dozaje, din agregate naturale (de balastieră sau carieră) aglomerate cu lianţi bituminoşi. Aceste mixturi folosesc agregate naturale, cu granulozitate restrânsă, cu un procent redus de filer (până la maximum 5 - 7% ) care reprezintă o valoare corespunzătoare a frecării interne şi o coeziune sporită ce le asigură o bună stabilitate termică şi mecanică.

Aceste mixturi se utilizează în mod curent la realizarea straturilor de bază sau de legătură şi a îmbrăcăminţilor semipermanente.

Tipuri de anrobate. caracteristiciÎn funcţie de volumul golurilor rămas, după compactare la

punerea în operă, se disting:- anrobate deschise cu un volum de goluri cuprins între 12 - 20%;- anrobate semicompacte cu volumul de goluri între 8 - 12 %;- anrobate compacte la care volumul de goluri este de 4 -8%.Agregatele naturale utilizate la prepararea acestor mixturi pot

avea dimensiunile maxime de :- 25 - 31 mm în cazul anrobatelor deschise folosite la realizarea straturilor de bază şi de legătură;- 15 - 18 mm la anrobatele compacte utilizate la realizarea covoarelor asfaltice.Prepararea anrobatelor bituminoase se poate face atât prin

metoda la cald: anrobate bituminoase preparate cu bitum, anrobate preparate cu nisip bituminos sau cu un amestec de bitum lichid (bitumină) şi bitum dur de petrol, cât şi prin metoda la rece: anrobate bituminoase realizate cu suspensie de bitum filerizat sau cu emulsie bituminoasă.

O altă caracteristică a anrobatelor - conţinutul redus de filer - face ca procentul de liant bituminos, din masa mixturii, să fie cuprins în general între 4 - 6 %.

Anrobate deschise

66

La acest tip de anrobate se folosesc agregate naturale grosiere cu granulozitate restrânsă ce conţin o proporţie redusă de materiale fine. Pentru a se asigura o stabilitate ridicată se recomandă utilizarea unui procent ridicat de agregate concasate.

Domeniile granulometrice recomandate pentru acest tip de anrobate sunt prezentate în fig. 13.1.

Pentru a nu se sfărâma granulele agregatului, supuse unei atriţii puternice ca urmare a structurii deschise a amestecului de agregate, este necesar ca agregatele să provină din roci dure.

Acest tip de mixturi se pot prepara atât la cald cât şi la rece. În ultimul procedeu se pot folosi ca lianţi bitumuri tăiate sau emulsii deoarece volumul mare de goluri al mixturii permite evaporarea solvenţilor sau apei.

Straturile rutiere realizate din anrobate deschise sunt flexibile şi nu produc efectul de dală.

Conţinutul de liant variază între 3,5-5%, el trebuind să se afle într-un mic exces, faţă de cel stabilit prin calcul, pentru a putea anroba granulele noi ce apar din procesul de atriţie al agregatelor.Anrobatele deschise se utilizează la realizarea straturilor de

bază pentru reprofilări şi uneori şi a îmbrăcăminţilor.

Anrobate semicompacteDenumite şi semideschise aceste anrobate formează o

categorie intermediară între anrobatele deschise şi cele compacte. Cu toate că acest tip de anrobate are un volum mare de goluri se obţine totuşi o mixtură cu o compactitate suficientă care îi asigură o bună stabilitate şi impermeabilitate.

Anrobatele semicompacte se utilizează atât la reprofilări cît şi la realizarea straturilor de bază. La noi în ţară se utilizează, la realizarea straturilor de bază, trei tipuri de anrobate semicompacte: cu agregate fine, mijlocii şi mari.

Anrobate compacteLa acest tip de anrobate datorită gradului ridicat de

compactitate (85-90%) fenomenul de atriţie este foarte redus ceea ce permite utilizarea, la confecţionarea lor, şi a agregatelor de calitate redusă (materiale locale).

Proporţia de agregate concasate din totalul agregatelor, se recomandă să aibă o valoare de cel puţin 50%.

Prepararea anrobatelor compacte, ca şi în cazul celor semicompacte, se face numai prin metoda la cald.

67

Condiţii de calitateAnrobatele bituminoase, preparate atât prin metoda la cald

cât şi prin metoda la rece, trebuie să îndeplinească următoarele condiţii de calitate:

1) Stabilitatea ce reprezintă rezistenţa la deformaţiile permanente provocate atât de sarcinile dinamice cît şi mai ales de cele statice de lungă durată. Valoarea insuficientă a stabilităţii conduce la denivelări şi văluriri ale stratului datorită amplificării fluajului mixturii.

Valoarea stabilităţii creşte odată cu creşterea unghiului de frecare internă iar factorii de care depinde sunt: mărimea şi forma granulelor, duritatea granulelor mari ale agregatelor naturale, granulozitatea agregatelor, procentul de filer, duritatea şi dozajul liantului de mixtură.

2) Flexibilitatea sau aptitudinea stratului de a suporta, fără fisurare, deformaţiile cauzate de tasarea neuniformă a straturilor inferioare se datorează în cea mai mare măsură ductilităţii liantului.

Asigurarea stabilităţii şi flexibilităţii anrobatului se poate realiza prin utilizarea unui liant a cărui câmp de plasticitate să fie cât mai mare (ce să asigure o comportare atât vara, la temperaturi ridicate, cât şi iarna, la temperaturi coborâte) şi care să reziste bine la îmbătrânire.

3) Etanşeitatea este o condiţie, impusă în special în cazul utilizării anrobatelor la straturile de uzură ale îmbrăcăminţilor, care trebuie să împiedice pătrunderea apei în sistemul rutier. Deoarece anrobatele semicompacte şi cele deschise sunt permeabile, ele vor trebui închise (etanşate) când sunt utilizate în stratul de uzură al îmbrăcăminţilor rutiere.

4) Stabilitatea faţă de acţiunea apei se asigură prin utilizarea unor lianţi care să prezinte o bună adezivitate la agregatele naturale, în acest scop recomandându-se folosirea activanţilor. Mixturile nu trebuie să conţină, în cadrul părţii fine a agregatului natural, particule argiloase care în prezenţa umidităţii reduc rezistenţa scheletului mineral şi favorizează dezanrobarea agregatului prin umflare.

5) Omogenitatea mixturii atât în timpul preparării cât şi al punerii în operă, reprezintă o condiţie indispensabilă obţinerii unui strat asfaltic de calitate.

Segregarea agregatelor, excesul sau deficitul de liant conduce la realizarea în masa mixturii a unor zone supuse degradărilor. De omogenitatea, din timpul transportului şi al punerii în operă, depinde şi lucrabilitatea anrobatului - acea caracteristică complexă prin care se înţelege aptitudinea mixturii de a fi introdusă uşor în lucrare utilizând mijloacele obişnuite de compactare.

68

Dozarea liantuluiPentru prepararea unor anrobate, care să îndeplinească

condiţiile de calitate arătate, este necesar ca toate granulele agregatelor naturale să fie învelite cu o peliculă (film) subţire de bitum.

Procentul de bitum p din masa agregatelor este proporţional cu suprafaţa specifică a amestecului de agregate naturale şi cu grosimea.

27. Imbracaminti bituminoase permanente: clasificare, alcatuire, dozarea liantului – metode.

Betoane şi mortare asfalticeBetoanele asfaltice sunt amestecuri alcătuite, după anumite reguli, din agregate naturale (cribluri, nisip şi filer) aglomerate cu un liant bituminos printr-o tehnică adecvată. Când mixtura este realizată numai din nisip, filer si un liant bituminos ea poartă denumirea de mortar asfaltic.Clasificare:Betoanele şi mortarele asfaltice se utilizează la realizarea îmbrăcăminţilor bituminoase permanente. În funcţie de modul în care

69

se obţine gradul de compactare al mixturii la punerea în operă se disting:

- betoane asfaltice şi mortare asfaltice, cu prepararea mixturii atât prin procedeul la cald cât şi la rece, la care compactarea se realizează prin cilindrare. Volumul de goluri la darea în circulaţie a straturilor, realizate din aceste mixturi, este în jur de 4%;- asfalturi turnate care sunt betoane asfaltice, preparate numai prin procedeul la cald, a căror conţinut sporit de filer şi bitum le asigură etanşarea fără a mai fi necesară cilindrarea lor.

Alcătuirea betoanelor asfalticeCa alcătuire, betonul asfaltic reprezintă o dispersie omogenă de granule mari din agregatele naturale (peste 7 mm) într-un mortar format din nisip şi filer anrobat cu un liant bituminos.Acest tip de mixtură, alcătuită pe principiul betonului, are un schelet mineral alcătuit din granule mari ale agregatului natural în golurile cărora se găseşte nisipul şi filerul. După anrobarea tuturor granulelor agregatelor naturale, în timpul preparării mixturii, cu o peliculă de bitum, a cărei grosime variază între 5-12 µ, şi compactarea la punerea în operă, rezultă un volum de goluri de 4-5%.În timp, datorită fenomenului de atriţie al agregatelor sub acţiunea traficului, volumul de goluri poate scădea până la 1-2%.Reducerea amploarei fenomenului de atriţie se obţine prin realizarea unei compactităţi ridicate a amestecului de agregate naturale prin utilizarea unei granulozităţi corespunzătoare, care se obţine atât prin folosirea unei curbe granulometrice continue cât şi discontinue.Conţinutul de agregate naturale concasate (split, criblură) este limitat la 70%, în cazul utilizării mixturii la stratul de uzură al îmbrăcămintei bituminoase, pentru asigurarea lucrabilităţii. Acest conţinut, în cazul mixturilor utilizate la realizarea stratului de legătură (binder) unde gradul de compactare este mai coborât, poate ajunge până la 82%.Compactitatea scheletului mineral este optimă când volumul de goluri al amestecului de agregate naturale nu depăşeşte 20-22%.Ca liant, se foloseşte, în mod obişnuit, un bitum neparafinos pentru drumuri - D 80/100 sau D 100/120 pentru realizarea îmbrăcăminţilor bituminoase cilindrate şi bitum D 40/50 pentru asfalturile turnate. În ultimul timp au început să se utilizeze, la prepararea betoanelor asfaltice pentru îmbrăcăminţile bituminoase cilindrate, bitumuri mai dure cu penetraţii coborâte (60 - 80 grade de penetraţie) care conferă o mai mare stabilitate şi o mai bună rezistenţă la fluaj a mixturilor în zonele cu climă caldă.

Dozarea liantului

70

Pentru obţinerea unor mixturi asfaltice de bună calitate problema cea mai importantă o constituie stabilirea conţinutului optim de liant.În afară de compoziţia granulometrică a amestecului de agregate naturale la elaborarea dozajului de liant bituminos va trebui să se ţină seama şi de:

- natura şi intensitatea traficului;- grosimea stratului asfaltic;- tipul stratului (de uzură sau de legătură);- zona climatică în care este situat drumul;- caracteristicile termice ale climatului (temperaturile minime din timpul iernii şi temperaturile maxime din timpul verii).

Dozajul optim de liant trebuie să asigure stabilitate maximă (Marshall), densitate aparentă maximă, fluaj corespunzător (Marshall) şi un volum de goluri cuprins între 3 - 5%.

Metodele utilizate până în prezent, în mod curent, la stabilirea dozajului optim de liant sunt:

- metoda suprafeţei specifice (Duriez);- metoda volumului de goluri;- metoda Laboratorului central de cercetări din Bruxelles;- metoda ASPHALT INSTITUTE.

Metoda suprafeţei specifice a agregatelor Această metodă, elaborată în Franţa de M. Duriez, se bazează pe faptul că liantul trebuie să învelească (anrobeze) toate granulele agregatului natural astfel ca prin aglomerarea lor să se realizeze compactitatea maximă a mixturii puse în operă.Valoarea suprafeţei specifice totale a agregatelor este determinată în cea mai mare parte de filerul propriu-zis şi de nisipul fin, celelalte fracţiuni ale agregatelor contribuind într-un mod nesemnificativ. Metoda volumului de goluriDin experienţa alcătuirii mixturilor asfaltice s-a constatat că în cazul alegerii judicioase a compoziţiei granulometrice, liantul bituminos umple golurile existente din masa mixturii încât în îmbrăcămintea bituminoasă, după terminarea compactării, rămâne un volum de goluri de 3 - 5%. Acest volum de goluri asigură stabilitatea maximă a îmbrăcămintei bituminoase. În timp, sub efectul traficului, volumul de goluri scade până la 1 - 2%.Metoda Laboratorului central de cercetări rutiere din BruxellesLa baza acestei metode stau principiile că procentul de liant depinde de:

- cantitatea de filer din amestecul de agregate;- procentul de goluri ale filerului;- cantitatea de nisip din amestecul de agregate;

71

- caracteristicile de suprafaţă ale granulelor de nisip (formă, rugozitate);

28. Imbracaminti bituminoase cilindrate: mortare, si betoane asfaltice.Îmbrăcăminţile bituminoase cilindrate sunt alcătuite din două straturi: un strat din beton sau mortar asfaltic aşternut pe un strat de legătură realizat dintr-un beton asfaltic deschis.Realizarea stratului de legătură este obligatorie atunci când îmbrăcămintea se realizează pe:

- o îmbrăcăminte bituminoasă uzată;- îmbrăcăminţi rigide (din beton de ciment sau din macadamuri cimentate);- straturi din materiale stabilizate cu ciment;- la drumuri din clasa tehnică I şi II.

Tipul de structură din care se realizează îmbrăcămintea bituminoasă se va alege în funcţie de :

- intensitatea şi natura traficului - tabelul 14.2.;- declivităţile din profilul longitudinal - tabelul 14.3. ;- resursele locale de agregate naturale;- zona climatică, etc.

În aliniament profilul transversal, al îmbrăcăminţilor bituminoase cilindrate , se execută sub formă de acoperiş cu două pante egale racordate circular în treimea mijlocie. La drumuri valorile pantelor sunt de 2,5%, în pieţe de 0,5 - 2,5% iar la trotuare şi alei de 1 - 3%. Ca lianţi se folosesc următoarele tipuri de bitum:

- D 80/100 pentru zona climatică caldă - figura 14.3.;- D 100/120 pentru zona climatică rece - figura 14.3. (cu excepţia drumurilor de clasă tehnică I);- D 60/80 pentru zonele de staţionare, artere de penetraţie în oraşe, benzi rezervate circulaţiei lente. Se recomandă utilizarea lui şi la drumuri de clasă tehnică I si II în zona climatică caldă.

Mortare asfalticeMortarele asfaltice sunt amestecuri, constituite după anumite criterii, din: nisip natural, nisip de concasaj, filer şi liant bituminos.Mortarele asfaltice se utilizează la realizarea straturilor de uzură ale îmbrăcăminţilor bituminoase pe drumurile de clasă tehnică IV - V sau la închiderea suprafeţei îmbrăcăminţilor bituminoase uşoare executate din anrobate deschise.La noi în ţară se utilizează mortare asfaltice preparate la cald cu bitum sau cu asfalt bituminos şi bitum dur de petrol.

Mortar asfaltic executat la cald cu bitum (Mac, Ma)Amestecul de agregate naturale este alcătuit din:

72

- nisip şi filer între 0,09 - 3,15 mm = 82 - 88%;- filer şi nisip sub 0,09 mm = 12 - 18%.

Conţinutul de bitum va fi cuprins între 8 şi 10% din masa mixturii.Zona de granulozitate a amestecului de agregate naturale pentru acest tip de mixtură asfaltică este prezentată în figura 14.4.La drumurile de clasă tehnică IV mortarul asfaltic va avea un procent de minim 25% nisip de concasaj sort 0 - 3 din nisipul total. Simbolul acestui tip de mortar este Mac faţă de Ma în cazul utilizării numai a nisipului natural.

Mortar asfaltic executat la cald cu nisip bituminos şi bitumAcest tip de mortar se utilizează în vestul ţării unde aprovizionarea cu nisip bituminos din judeţul Bihor este economică.Materialele care se utilizează la prepararea lui sunt:

- bitumul din nisipul bituminos şi bitum rezidual neparafinos cu penetraţie 5/10 şi punct de înmuiere (I.B.) = 82 - 92 0C sau bitum industrial parafinos cu penetraţie 5/20 şi punct de înmuiere (I.B.) = 85 - 100 0C, în proporţie de 9 - 10 %;- agregate: nisip natural 0 - 7 mm sau nisip de concasaj în proporţie de 20 - 50 %, filer de calcar 8 - 18 % şi nisip din nisipul bituminos restul până la 100.

Betoane asfalticeBetoanele asfaltice sunt mixturi asfaltice ale căror caracteristici fizico-mecanice au valori ridicate ce le asigură o mare durată de exploatare. Ele se folosesc atât la realizarea straturilor de uzură ale îmbrăcăminţilor bituminoase cât şi la realizarea straturilor de legătura.

Beton asfaltic cu agregat mărunt bogat în criblură (Ba8, Ba16)Acest tip de mixtură asfaltică se caracterizează printr-un schelet mineral puternic, conţinutul de cribluri peste 3 mm fiind cuprins între 45 - 70 %. Se execută în două variante:

- cu criblură până la 8 mm (Ba8

- cu criblură până la 16 mm (Ba16) Amestecul de agregate naturale este alcătuit din:

- criblură 3 - 8 mm sau amestec 3 - 8 mm şi 8 - 16 mm = 45 - 70%;- filer şi nisip 0,09 mm = 8 - 11 %;- filer şi nisip între 0,09 - 3 mm = rest până la 100.

Conţinutul de bitum, din masa mixturii asfaltice, este de: - 5,7 - 6,7% pentru drumuri de clasă tehnică I - III;- 6,0 - 6,7% pentru drumuri de clasă tehnică IV - V.

73

Beton asfaltic rugos (Ba16r)Betonul asfaltic rugos se utilizează în stratul de uzură al îmbrăcămintei bituminoase pentru orice drum cu grad de dificultate sporit din punct de vedere al siguranţei circulaţiei: curbe fără vizibilitate, serpentine, declivităţi peste 6,5%.Acest tip de beton se utilizează ca strat de uzură pe drumuri de clasă tehnică I - III sau străzi de categoria tehnică I - IV în grosime minimă de 4 cm.

Alcătuirea betonului asfaltic rugos, în ceea ce priveşte alcătuirea amestecului de agregate naturale, este următoarea:- cribluri 3 - 16 mm = 58 - 70%;- filer şi nisip de concasaj sub 0,09 mm = 7 - 10%;- filer şi nisip de concasaj 0,09 - 3 mm = rest până la 100.Conţinutul de bitum din masa mixturii asfaltice este de 5,7 - 6,2%.

Beton asfaltic cu agregat mareAcest tip de beton asfaltic se execută în unul sau două straturi de grosime 4 respectiv 7 cm, fără strat de legătură, numai la drumuri de clasa tehnică IV - V.Compoziţia amestecului de agregate naturale este următoarea:

- cribluri 3 - 25 mm = 50 - 70%;- filer şi nisip sub 0,09 mm = 5 - 12%;- filer şi nisip: 0,09 - 3mm = rest până la 100.

Conţinutul de bitum din masa mixturii asfaltice se recomandă a fi de: - 5,5 - 7% pentru drumuri de clasa tehnică IV - V;- 5,5 - 6,7% pentru străzi de categoria tehnică II - III. Beton asfaltic deschis cu criblură (Bad25)Betonul asfaltic deschis cu criblură se utilizează în mod obligatoriu în stratul de legătură al îmbrăcămintei bituminoase la drumuri de clasă tehnică sau la străzi de categorie tehnică I - IV.Compoziţia amestecului de agregate naturale este următoarea:- cribluri 3 - 25 mm = 65 - 80%;- filer şi nisip sub 0,09 mm = 1 - 6%;- filer şi nisip: 0,09 - 3 mm = rest până la 100.

Beton asfaltic deschis cu pietriş asortat (Bad31)Betonul asfaltic deschis cu pietriş asortat se utilizează la realizarea stratului de legătură al îmbrăcăminţilor bituminoase la drumuri de clasă tehnică IV - V şi la străzi de categoria tehnică III - IV.Amestecul de agregate naturale este alcătuit din: - mărgăritar şi pietriş sortat 7 - 31 mm = 47 - 68%;- filer şi nisip sub 0,09 mm = 1 - 6%;

74

- filer şi nisip: 0,09 - 3 mm = rest până la 100.

29. Imbracaminti bituminoase turnate.Îmbrăcăminţile bituminoase turnate sunt realizate din asfalt turnat, un beton asfaltic cu toate golurile umplute cu bitum, care este complet impermeabil.Dozajul după care se realizează asfaltul turnat asigură umplerea completă a golurilor dintre granulele agregatelor naturale cu mastic bituminos, uneori chiar cu un mic exces. Acest lucru permite o bună lucrabilitate a mixturii, atât în cazul aşternerii manuale sau mecanice, fără să mai fie necesară compactarea. Asfaltul turnat se utilizează la realizarea stratului de uzură atât la îmbrăcămintea drumurilor şi străzilor cât şi la îmbrăcămintea podurilor. După natura agregatelor folosite la prepararea asfaltului turnat se disting următoarele tipuri:

- asfaltul turnat dur (At16) la care se utilizează criblură 3-8 mm sau 3-16 mm;- asfaltul turnat (At7) la care se utilizează numai nisip grăunţos 3-7 mm.

Utilizarea diferitelor tipuri de asfalturi turnate, în stratul de uzură al îmbrăcăminţilor rutiere, este prezentată în tabelul 14.9.Dozaje recomandate pentru asfalturile turnate sunt prezentate în tabelul 14.10. Grosimea stratului de uzură din asfalt turnat se stabileşte prin calculul de dimensionare iar în funcţie de valoarea rezultată se realizează turnarea într-un strat sau în două straturi.

În aliniamemt profilul transversal se execută în formă de acoperiş cu două pante egale în valoare de:

- 2,5% la străzi şi la calea pe poduri;

75

- 0,5 - 2,5% în pieţe;- 1 - 3% la trotuare şi alei.

În profilul longitudinal valoarea declivităţii maxime admise este de 4,7%.

Denivelările maxime admisibile în lungul drumului, sub dreptarul de 3 m, sunt de:

- 3 mm în cazul aşternerii mecanizate;- 5 mm în cazul aşternerii manuale.

30. Prepararea mixturilor asfaltice; realizarea imbracamintilor bituminoase cilindrate.

Mixturile asfaltice, utilizate la realizarea îmbrăcăminţilor bituminoase cilindrate, se prepară în instalaţii mecanice speciale, prin metoda la cald, care cuprinde dispozitive de predozare, uscare şi încălzire, de dozare a agregatelor naturale şi a liantului, precum şi dispozitivul de amestecare forţată a materialelor componente. Aceste instalaţii pot fi în flux discontinuu sau în flux continuu, schema unei astfel de instalaţii fiind prezentată în figura 13.2.Liantul se poate doza atât în masă cât şi în volum, în ultimul caz ţinându-se cont de densitatea acestuia la temperatura de lucru.Procesul tehnologic de preparare a mixturilor asfaltice la cald cuprinde: predozarea agregatelor naturale, uscarea şi încălzirea agregatelor naturale în uscător, dozarea şi amestecarea agregatelor naturale cu liantul în malaxor.

În funcţie de tipul instalaţiei se va stabili durata de malaxare astfel ca aceasta să fie suficientă pentru realizarea unei anrobări complete şi uniforme a agregatelor naturale cu bitumul.Se interzice supraâncălzirea agregatelor naturale şi a bitumului cât şi încălzirea prelungită a bitumului sau reâncălzirea lui succesivă.În cazul preparării mixturilor asfaltice prin metoda la rece realizarea amestecului materialelor componente: agregate naturale şi liant

76

(suspensie de bitum, emulsie bituminoasă, bitum tăiat) se efectuează în betoniere sau în utilaje speciale. După preparare mixtura, transportată cu autocamioane basculante, se aşterne imediat pe stratul suport iar compactarea ei se va începe din momentul ruperii emulsiei, în general la circa 1/2 oră, evidenţiat de schimbarea culorii mixturii din cafeniu în negru. Transportul mixturilor asfaltice, preparate prin metoda la cald, pentru îmbrăcăminţile bituminoase cilindrate se va face cu autocamioane basculante; în cazul unor distanţe lungi de transport şi pe timp rece se impune luarea unor măsuri de izolare termică şi de acoperire a benelor.

Realizarea îmbrăcăminţilor bituminoase cilindrate.Realizarea îmbrăcăminţilor bituminoase cilindrate la cald cuprinde următoarele operaţii: aşternerea mixturilor, compactarea mixturilor şi închiderea suprafeţei stratului de uzură.Aşternerea mixturilor asfaltice se face numai în anotimpul călduros, la temperaturi de peste + 10 C (perioada martie - noiembrie, în ţara noastră).Răspândirea mixturilor asfaltice se recomandă a se face mecanizat cu repartizatoare-finisoare care asigură şi precompactarea mixturilor şi numai în cazuri izolate se va folosi răspândirea manuală.

În cadrul operaţiei de compactare a mixturilor asfaltice este necesară aplicarea tehnologiilor corespunzătoare fiecărui tip de mixtură asfaltică astfel încât să se obţină valorile optime ale caracteristicilor fizico-mecanice, de deformabilitate şi suprafaţare.

31.Prepararea asfaltului turnat.

Conţinutul ridicat de filer (20-30 %) precum şi excesul de bitum (circa 4 %) faţă de golurile scheletului de agregate naturale impune o tehnologie specifică de preparare în cazul asfaltului turnat.Prepararea la cald se poate face în:

- instalaţii speciale (malaxoare mecanice sau staţii fixe) cu sau fără încălzire prealabilă a materialelor;- instalaţii pentru prepararea la cald a mixturilor asfaltice, utilizate la realizarea îmbrăcăminţilor bituminoase cilindrate, prevăzute cu sisteme de încălzire la malaxor şi respectiv uscătoare-încălzitoare pentru filer.

Prepararea asfaltului turnat în malaxoare mecanice sau în staţii fixe cuprinde următoarele operaţii:

- se introduce întâi bitumul, iar după topirea sa se adaugă filerul rece şi se continuă malaxarea până la realizarea unui amestec bine

77

omogenizat, În cazul în care atât bitumul cât şi filerul, sunt încălzite în prealabil, ele trebuie să aibă temperaturi cuprinse între 160...190 C în cazul preparării în staţii fixe;- se adaugă apoi, treptat, nisipul şi criblura; când acestea sunt în prealabil încălzite ele trebuie să aibă temperaturi cuprinse între 165...190 C;- se amestecă continuu (cu încălzire treptată) evitând supraîncălzirile şi întreruperea malaxării timp de 3...6 ore la malaxoarele mecanice şi 1...3 ore la instalaţiile cu staţii fixe, astfel ca să se realizeze anrobarea completă şi uniformă a agregatelor naturale cu liantul bituminos.

Prepararea asfaltului turnat în instalaţii pentru prepararea la cald a mixturilor asfaltice, utilizate la realizarea îmbrăcăminţilor bituminoase cilindrate, se face astfel:

- se încălzesc în prealabil materialele: bitumul la 160...190 C, filerul la 175...210 C şi agregatele naturale la 190...220 C;- se introduc, simultan, bitumul şi filerul în malaxor şi se amestecă;- se adaugă nisipul şi criblura şi se continuă malaxarea timp de 2...3 ore până la anrobarea completă a agregatelor.

Indiferent de tipul instalaţiei utilizate, temperatura la care se prepară asfaltul turnat este de 190...210 C.Transportul asfaltului turnat se recomandă să se facă în autocisterne prevăzute cu dispozitive de amestecare şi de încălzire sau în malaxoare mecanice mobile. Când malaxorul este amplasat lângă locul de punere în operă transportul asfaltului turnat se poate face, pe câţiva metri, cu roabele sau găleţile.

32. Imbracaminti bituminoase speciale.Pe parcursul exploatării drumurilor cu îmbrăcăminţi bituminoase s-a constatat şi o serie de neajunsuri ale acestor îmbrăcăminţi din care menţionăm culoarea închisă a acestora şi rezistenţa scăzută la fisurare. Pentru compensarea acestor neajunsuri s-a ajuns la crearea unor îmbrăcăminţi speciale: îmbrăcăminţi bituminoase colorate şi îmbrăcăminţi bituminoase armate.

78

Îmbrăcăminţi bituminoase colorateÎnceperea utilizării în tehnica rutieră a lianţilor hidrocarbonaţi a dus la închidere puternică a culorii îmbrăcăminţilor rutiere ce a avut ca urmare o scădere pronunţată a vizibilităţii în circulaţia nocturnă.După culoare îmbrăcăminţile rutiere se clasifică în:

- îmbrăcăminţi "albe" : pavajele din piatră naturală, macadamurile şi betoanele de ciment;- îmbrăcăminţi "negre": macadamurile asfaltice, mortarele şi betoanele asfaltice cilindrate şi turnate.

Pentru modificarea culorii negre a acestor îmbrăcăminţi şi deci implicit a măririi factorului de reflexie în scopul creşterii vizibilităţii obiective, s-a recurs la folosirea atât a unor lianţi hidrocarbonaţi decoloraţi (bitumuri dezasfaltenizate) cât şi a unor răşini sintetice concomitent cu folosirea unor agregate de culoare deschisă (naturale sau sintetice). Datorită slabelor rezistenţe ale lianţilor decoloraţi şi a răşinilor sintetice singura soluţie eficientă, atât din punct de vedere tehnic cât şi economic, este cea a utilizării agregatelor de culoare albă. Îmbrăcăminţile bituminoase de culoare deschisă se utilizează în special la tunelurile rutiere, la pasajele inferioare, la realizarea benzilor de încadrare la autostrăzi, etc.Deoarece îmbrăcămintea rutieră reprezintă şi fondul pe care se desfăşoară circulaţia rutieră, pentru simplificarea orientării conducătorilor auto în oraşele mari, în intersecţiile complexe, etc. s-a căutat colorarea ei.Colorarea eficace a îmbrăcăminţilor bituminoase, aşa cum a rezultat în urma studiilor şi experimentărilor realizate atât în străinătate cât şi în ţară, este cea obţinută prin utilizarea unor mixturi asfaltice realizate din agregate naturale colorate, pigment, filer şi bitum.Singurele nuanţe clare care se pot obţine, datorită culorii negre a bitumului sunt culorile roşu şi verde.Îmbrăcăminţile bituminoase colorate se utilizează la realizarea benzilor directe din intersecţiile complexe, a benzilor de virare (la stânga sau la dreapta), la realizarea traseului unui drum prioritar printr-un oraş mare, etc. ele contribuind, aşa cum s-a constatat, la simplificarea eficace a orientării conducătorilor autovehiculelor şi la mărirea fluenţei traficului auto.

Îmbrăcăminţi bituminoase armateRezistenţa redusă la întindere a mixturilor asfaltice face ca îmbrăcăminţile bituminoase să fisureze uşor în cazul unor contracţii puternice sau a tasărilor inegale ale straturilor componente ale sistemului rutier aflate sub stratul asfaltic.

79

Pentru a evita apariţia fisurării îmbrăcămintei rutiere, ce duce la pierderea etanşeităţii stratului de uzură, s-a recurs în ultimii 20 de ani la armarea straturilor asfaltice cu grile plase şi grile disperse din diferite materiale: oţel, sticlă, mase plastice, azbest,etc.Cele mai eficiente materiale folosite ca armătură, dat fiind şi caracteristicile lor apropiate de cele ale asfaltului, sunt materialele plastice (poliesterul, polietilena, polipropilena) şi sticla.Grilele (figura 14.13.a) realizate din plăci de mase plastice, etirate pe două direcţii, se amplasează la baza straturilor de legătură şi uzură - în cazul îmbrăcăminţilor noi - sau pe suprafaţa îmbrăcăminţilor bituminoase degradate - în cazul ranforsării lor cu straturi asfaltice.Prezentând o anumită rigiditate, grilele măresc suprafaţa de repartiţie a încărcăturilor din trafic şi sporesc substanţial rezistenţa la întindere a stratului armat ca şi comportarea la oboseală produsă de trafic: se reduce cu 70% suprafaţa cu văluriri şi creşte de circa 10 ori durata de exploatare a îmbrăcămintei.Pentru preluarea eficace a eforturilor, transmise de trafic 1mbrăcămintei rutiere, grilele trebuie bine întinse pe suprafaţa stratului suport şi apoi fixate pe contur cu bolţuri sau cuie.Plasele realizate din mase plastice sau sticlă, cu ochiurile ţesute sau înnodate şi tratate cu un agent adeziv, contribuie de asemeni la:- micşorarea sensibilităţii faţă de temperatură a straturilor asfaltice în care sunt introduse;

- reducerea fenomenului de fisurare şi vălurire a straturilor asfaltice datorită creşterii cu circa 80% a rezistenţei la întindere a acestora;- creşterea deflexiunii, cu circa 70 - 200%, care asigură o bună comportare la oboseală a straturilor asfaltice armate.

Şi plasele trebuiesc întinse la montare, fixate pe contur (cu bolţuri şi cuie) şi apoi amorsate înainte de aşternerea mixturii asfaltice.

80

33. Determinarea valorilor caracteristicilor fizico – mecanice ale mixturilor asfaltice.Aprecierea calităţii mixturilor asfaltice şi ale îmbrăcăminţilor bituminoase, executate cu diferiţi lianţi hidrocarbonaţi se face printr-o serie de încercări de laborator.Aceste încercări se efectuează pe:

- epruvete confecţionate din probe de mixtură prelevate de la malaxorul instalaţiei de producere a mixturii sau de la aşternere: câte două probe de 10 Kg pentru fiecare 200 - 400 t mixtură asfaltică preparată la cald şi câte două probe de 10 Kg pentru fiecare 200 t de mixtură asfaltică pentru stratul de uzură şi 350 t de mixtură pentru stratul de legătură, în cazul îmbrăcăminţilor executate la rece;- plăci sau carote prelevate din îmbrăcăminţi gata executate şi pe epruvete confecţionate din îmbrăcămintea bituminoasă: două plăci de minimum 40 x 40 cm pentru fiecare 7000 m2 suprafaţă executată. Plăcile se recoltează la aproximativ un metru de la marginea îmbrăcămintei şi la cel puţin 20 zile de la darea în circulaţie la îmbrăcăminţile executate la cald şi respectiv 60 zile la îmbrăcăminţile executate la rece.

Confecţionarea epruvetelorEpruvetele din probe de mixtură se confecţionează, prin compactare sau turnare, în funcţie de tipul de punere în operă a mixturii asfaltice conform metodologiei standardizate, dimensiunile lor fiind prezentate în tabelul 14.12.Eprubetele din îmbrăcăminte se realizează prin tăierea cu dalta a unor plăcuţe, în formă de pătrat, cu latura de 10 - 12 cm, din plăcile prelevate anterior sau se obţin sub forma de carote cilindrice cu diametrul de 101,6 mm scoase cu carotiera, direct din îmbrăcămintea rutieră.Pe probele de mixtură şi pe epruvetele confecţionate se determină într-un laborator de specialitate:

a) conţinutul de liant;b) compoziţia granulometrică a agregatului natural;c) rezistenţa la compresiune la 220C şi 500C;d) reducerea rezistenţei la compresiune la 220C după 28 de zile de păstrare în apă;e) stabilitatea şi fluajul Marshall;f) densitatea aparentă;g) absorbţia de apă;

h) umflarea la 28 zile de păstrare în apă;

81

i) volumul de goluri;j) rezistenţa la pătrundere;

k) stabilitatea prin încercare la compresiune triaxială;l) rezistenţa la întindere, coeziunea şi unghiul de frecare internă prin metoda braziliană;m) rezistenţa la rupere prin încovoiere.

Determinările de ja punctele k - m se efectuează numai în cazul unor studii speciale şi nu sunt obligatorii în cazul verificării calităţii mixturilor asfaltice.

a) Determinarea conţinutului de liant Liantul bituminos se extrage din mixtura asfaltică cu ajutorul unui solvent organic: cloroform, benzen, petrol, etc.În funcţie de dimensiunea maximă a granulei, din agregatul natural, cantitatea minimă a unei probe va fi de:

- 300 g pentru mortar asfaltic;- 500 g pentru beton asfaltic cu agregat mărunt şi asfalt turnat;- 700 g pentru beton asfaltic cu agregat mare;- 1000 g pentru mixtură asfaltică folosită la stratul de bază sau la cel de legătură al îmbrăcămintei bituminoase.

În mod frecvent se utilizează următoarele metode de extracţie: - cu aparat Soxhlet - figura 14.10.a;

- cu centrifuga de extracţie - figura 14.10.b.

b) determinarea compoziţiei granulometrice a agregatului naturalAgregatul natural rămas după extracţia bitumului, se usucă până la greutate constantă după care i se adaugă şi masa sedimentului recuperat din solvent. Se face apoi ciuruirea şi cernerea, se cântăresc fracţiunile rămase şi se calculează compoziţia granulometrică în procente, raportată la masa totală a agregatului.În funcţie de încadrarea curbei granulometrice în zona recomandată de standarde sau normativele în vigoare, se apreciază modul în care mixtura corespunde sau nu.c) Rezistenţa la compresiune la 22 0 C şi 50 0C Această rezistenţă se determină pe epruvete de formă cubică cu latura de 70,7 mm (pentru mixturi preparate la cald) şi cilindrică (d=h= 50,5; 71,4) pentru mixturi preparate la rece.Încercarea epruvetelor trebuieşte a fi făcută la 24 ore de la confecţionare, după menţinerea lor timp de 2 ore la temperatura prescrisă ± 10C.Determinarea rezistenţei la compresiune se face cu o presă mecanică (hidraulică) de 50 - 100 kN la care viteza de avans a

82

platanului este 20 mm/min, pentru epruvete din mixturi asfaltice preparate la cald şi 5 mm/min pentru cele preparate la rece.d) Reducerea rezistenţei la compresiune la 22 0 C, după 28 zile de păstrare în apăPe epruvetele cubice şi cilindrice, utilizate la determinarea umflării la 28 zile de păstrare în apă, se determină rezistenţa la compresiune (la 220C sau 500C).e) Stabilitatea şi fluajul MarshallStabilitatea S reprezintă rezistenţa maximă sub sarcină a epruvetei cilindrice (tip Marshall) la temperatura de 600C iar fluajul I este deformaţia corespunzătoare a aceleiaşi epruvete în timpul încercării - figura 14.11.Viteza de înaintare a pistonului presei este de 50 mm/min.f) Determinarea densităţii aparenteDensitatea aparentă reprezintă masa unităţii de volum a mixturii asfaltice compacte inclusiv golurile umplute cu aer, şi se exprimă în [g/cm3] sau [Kg/m3]. Ea se determină atât pe epruvete sub formă de cuburi sau cilindri, confecţionate în laborator, cât şi pe plăcuţe sau carote cilindrice prelevate din îmbrăcămintea drumului.

g) determinarea absorbţiei de apăAbsorbţia reprezintă cantitatea de apă absorbită de golurile, accesibile din exterior, ale unei epruvete din mixtură asfaltică, prin menţinerea ei timp de trei ore la un vid de 15 - 20 mm coloană de mercur într-un vas etanş, racordat la o pompă de vid şi apoi încă două ore în apă la presiunea atmosferică normală.h) determinarea umflăriiDeterminarea umflării are drept scop stabilirea influenţei nefavorabile a unor componenţi din agregate, sensibili la umflare, cum ar fi argilă, etc.După determinarea absorbţiei de apă în vid se menţin în continuare epruvetele, timp de 28 zile, într-o baie de apă la temperatura ambiantă. În ultimele 4 ore temperatura apei din baie trebuie să fie 200C ± 10C.i) determinarea volumului de golurij) Determinarea rezistenţei la pătrundere

Rezistenţa la pătrundere reprezintă adâncimea de pătrundere în masa epruvetei a unui poanson metalic. Determinarea se efectuează pe epruvete cubice (cu latura de 70,7 mm) preparate în laborator sau pe plăci (100 x 100 mm) prelevate din îmbrăcămintea drumului.

83

34. Imbracaminti din blocuri; pavaje din bolovani si piatra sparta.

Pavajele sunt îmbrăcăminţi rutiere din materiale sub formă de blocuri aşezate pe o fundaţie adecvată prin intermediul unui subteran de nisip sau mortar de ciment, care face parte tot din îmbrăcăminte.

La realizarea blocurilor se utilizează: piatră naturală (cioplită sau neprelucrată), clincher, lemn, asfalt, cauciuc, sticlă, etc.

Pavajul din piatră naturală este o îmbrăcăminte rutieră utilizată încă de pe vremea romanilor care au prelucrat-o de la cartaginezi, aducându-i şi unele îmbunătăţiri. Acest tip de îmbrăcăminte şi în special pavajul realizat din piatră naturală cioplită este foarte rezistent şi durabil, fiind puţin influenţat de vibraţiile produse de circulaţia vehiculelor grele.

Totodată pavajul suportă foarte bine circulaţia vehiculelor cu bandaje metalice sau a vehiculelor cu şenile iar întreţinerea şi repararea sa este uşoară.

84

Consumul mare de manoperă precum şi costul ridicat al pietrei fasonate face ca în momentul de faţă pavajul din piatră naturală să se utilizeze din ce în ce mai rar. După materialul utilizat la realizarea blocurilor pavajele se clasifică în:

a) pavaje din piatră naturală :- bolovani şi piatră brută;- pavele (normale şi abnorme);- calupuri;

b) pavaje din:- clincher;- lemn;- asfalt;- cauciuc;- sticlă, etc.

Pavaje din bolovani şi piatră brutăAcest tip de pavaje reprezintă o suprafaţă neregulată cu denivelări pronunţate

care le limitează utilizarea numai la drumurile publice de clasele tehnice IV-V, străzi de categoriile III-IV şi la drumurile de exploatare.

Ca domeniu de aplicare pavajele din bolovani şi piatră brută se pot folosi:- pe sectoarele de drumuri situate pe terenuri compresibile

susceptibile la tasări ulterioare;- pe străzile din localităţi, unde instalaţiile subterane se execută

într-o etapă ulterioară;- pe drumuri de acces, drumuri interioare şi platforme, în incintele

industriale, complexe agicole şi zootehnice sau incinte de hidroamelioraţii;

- pe drumurile laterale din pământ, pe o lungime de 50 m înainte de debuşarea lor în drumuri modernizate sau cu îmbrăcăminţi bituminoase uşoare;

- pe benzile de încadrare a drumurilor.Deoarece rosturile dintre pietre sunt mari, favorizând depunerea murdăriei şi

împiedicând scurgerea rapidă a apelor pluviale în cuprinsul oraşelor, pavajele trebuiesc îmbunătăţite prin:

- umplerea în exces a rosturilor cu mastic bituminos în cazul pavajelor din piatră brută;

- acoperirea cu îmbrăcăminţi bituminoase în două straturi (strat de uzură) ce se aplică la ambele tipuri de pavaje.

Nu se admite folosirea bolovanilor sau a pietrei brute în formă de pană a căror suprafaţă unică de rezemare favorizează înfundarea lor, sub circulaţie, în stratul de nisip.

Atât bolovanii cât şi piatra brută trebuie să provină din roci dure, omogene, nealterate şi negelive, fără fisuri.

Realizarea pavajului din bolovani sau piatră brută

85

Pavajul se realizează peste o fundaţie din nisip, balast sau balast amestec optimal în grosime minimă de 15 cm.

Peste fundaţie se aşterne un strat de nisip în grosime de 5 cm după pilonare (operaţie constând în stropirea cu apă şi îndesare uşoară realizată prin compactare manuală sau mecanică) după care se aşterne un al doilea strat de nisip afânat în grosime de cca 8 cm.

Pavarea se începe cu aşezarea pietrelor de chenar (prin alternarea celor lungi cu cele scurte), la sfoară şi la cota proiectului, pe tronsoane de 10-20 m aşa cum se observă în figura 15.1.

Pietrele se împlântă vertical, în stratul de nisip afânat, cu coada în jos, unele lângă altele, bătându-se deasupra şi lateral cu ciocanul, astfel ca fiecare piatră să fie strânsă de pietrele vecine.

Pietrele de pavaj se aşează cu rosturile ţesute, cu latura perpendiculară pe direcţia de circulatie. Pietrele cu înălţimea mai mare se dispun lângă chenare iar cele cu înălţime mai mică se aşează lângă axa pavajului. Pietrele ale căror înălţimi diferă cu mai mult de 2 cm sau cu diferenţe apreciabile de calitate şi suprafaţă nu se vor aşeza alături.

După poziţia pe acre o are pavatorul pavajele se execută în două moduri :a) de la sine;b) spre sine.În primul caz muncitorul stă în genunci pe pavaj, cu spatele la porţiunea de

pavaj realizat şi se execută pavajul în continuare fără a putea vedea porţiunea deja realizată.

În al doilea caz muncitorul stă în genunchi pe stratul de nisip afânat, având în faţă porţiunea de pavaj realizat şi retăgându-se cu spatele pentru aputea realiza rândul următor de pavaj.

Realizarea pavajului se face totdeauna din părţile coborâte spre cele ridicate atât în profil transversal cât şi în profil longitudinal.

Montarea pietrelor de pavaj se execută cu o supraînălţare iniţială de 2-3 cm faţă de cota proiectului.

După realizarea integrală a unui tronson de 10-20 m se execută o primă batere cu maiul, la uscat pentru regularizarea suprafeţei. Se aşterne apoi un strat de 1,0-1,5 cm nisip grăunţos sau split, pentru împănarea pavajului, care se stropeşte abundent cua apă şi se împinge cu periile în golurile dintre pietre până la umplerea lor completă.

Se execută apoi o a doua batere cu maiul până la refuz. Această batere se consideră când la 12 lovituri de la înălţime de 0,5 m, cu maiul de 35 Kg, pietrele nu se afundă cu mai mult de 5 mm sub forma profilului.

Baterile cu maiul se fac de la margine spre axa pavajului prin lovirea mijlocului pietrelor. Remedierea denivelărilor constatate la executarea pavajului, se face prin refacerea stratului de nisip.

Verificarea suprafeţei de pavaj realizată se face în mod permanent cu şablonul şi lata. După terminarea baterii cu maiul suprafaţa pavajului se acoperă cu un strat de 1

86

cm grosime din nisip grăunţos şi se cilindrează cu un compactor cu rulouri netede de 80/120 kN.

Cilindrarea se face prin cel puţin cinci treceri peste aceiaşi urmă, începându-se totdeauna de la margine către axa drumului în sens transversal şi de jos în sus în sens longitudinal.

Cilindrarea se consideră terminată când:- o piatră aruncată în faţa ruloului compactorului este strivită de

suprafaţa pavajului sau,- când o rangă metalică înfiptă în rostul dintre pietre provoacă,

prin apăsare în jos, o antrenare a pavajului de pe o suprafaţă circulară cu mărimea razei de circa 1 m.

35. Pavaje din piatra ciplita (pavele normale, abnorme, calupuri).Aceste îmbrăcăminţi, după forma şi dimensiunile elementului din piatră

cioplită, se clasifică în: - pavaje din pavele normale de tip:

dobrogean; transilvănean;

- pavaj din pavele abnorme;- pavaj din calupuri.

Domeniul de aplicare la pavajul din pavele normale şi abnorme cuprinde:- drumurile publice de clasele tehnice II-V, străzi de categoriile II

şi II, drumuri de exploatare;- străzile din localităţile unde instalaţiile subterane se execută într-

o etapă ulterioară;

87

- rampele de încărcare, depozitare, la locurile de parcare şi staţionare de vehicule grele;

- sectoarele de drumuri sau străzi situate pe terenuri compresibile;- pasajele de nivel şi zonele de circulaţie cu tramvaie sau căi ferate

când pe aceste zone circulă şi autovehicule;- sectoarele de drumuri sau străzi pe care este prevăzută circulaţia

unor vehicule cu şenile.

Pavajul din calupuri se foloseşte în special:- pe drumurile publice de clasele II şi III, străzi de categoriile I-

III;- la locurile de parcare şi staţionare a autovehiculelor;- ca pavaje decorative.

Aceste tipuri de pavaje se aşează pe fundaţie prin intermediul unui substrat de nisip sau pe un strat de mortar de ciment M100.

Condiţii tehniceProfilul transversal al pavajului va fi în formă de acoperiş cu două pante egale

şi cu racordare circulară în treimea mijlocie – figura 15.5. La străzi se admite profilul cu bombament circular sau parabolic: 1/50-1/60.

Pantele profilului transversal sunt de: 3 % - la pavajele din pavele normale şi abnorme; 2,5 % la pavajele din calupuri; 1,0-2,5 % în pieţe şi locuri de parcare; 2% pe străzi cu părţi carosabile despărţite prin bandă mediană.

Declivitatea maximă admisă în profil longitudinal este de 9 %.Bordurile se dispun pe o fundaţie din beton şi se rostuiesc cu mortar de

ciment. La străzi, între pavaj şi borduri, se intercalează 1-2 şiruri de pavele aşezate în lung cu 1 cm mai jos decât pavajul formând o rigolă de scurgere a apelor – figura 15.6.

Rosturile rigolei se vor umple obligatoriu cu mortar de ciment sau mastic bituminos.

Realizarea pavajelorDupă ce s-au realizat încadrările şi s-a făcut verificarea fundaţiei se aşterne un

strat de nisip, a cărui grosime este prezentată în tabelul 15.3., care se nivelează şi se pilonează, apoi se aşterne un al doilea strat de nisip afânat, în care se aşează pietrele sortate, fixându-se prin batere cu ciocanul de zidar.

Montarea pavelelor normale şi abnorme se face cu cel puţin 3 cm şi respectiv cu 2 cm, în cazul calupurilor, mai sus decât cota finală a pavajului.

Se realizează apoi o primă batere cu maiul, la uscat, bătându-se bucată cu bucată, verificându-se suprafaţa cu dreptarul şi şablonul şi corectându-se eventualele denivelări. Pe toată suprafaţa pavajului se răspândeşte apoi nisip, se stropeşte abundent cu apă şi se freacă cu peria împingându-se nisipul în rosturi până la umplerea lor. Denivelările care se observă după această operaţie se elimină prin scoaterea pietrelor şi revizuirea grosimii stratului de nisip prin adăugare sau scoatere de material.

88

Baterea pietrelor se face cu un mai mecanic sau unul manual de circa 30 kg la pavele şi cu unul de 25 kg la calupuri. Când pavelele şi calupurile se aşează pe un strat din mortar de ciment ele se împlântă cu mâna înainte de începerea prizei mortarului şi se bat apoi cu ciocanul la cota prescrisă.

Se recomandă ca, în general, pavajul să se executede o dată pe toată lăţimea drumului sau străzii; când execuţia pavajului se face sub circulaţie se recurge la aşezarea pietrelor pe jumătate din lăţimea părţii carosabile cu refacerea fâşiei marginale centrale pe minimum 40 cm, la realizarea celei de-a doua jumătăţi de carosabil, iar la pavajele de calupuri sau pavele abnorme, executate în arce, refacerea se va executa pe jumătate din arcul central.

Pavajul din pavelele normale de tip dobrogean se realizează prin aşezarea pavelelor numai în şiruri perpendiculare pe axa drumului folosind la margine butise dreptunghiulare cu lungimea egală cu 1,5 lungimea unei pavele aşa cum se observă din figura 15.7.

Pavelele normale de tip transilvănean se aşează numai în şiruri înclinate la 45 faţă de axul drumului, folosindu-se la margine butise pentagonale care să asigure buna ţesere a rosturilor.

Pavelele abnorme se aşează în arc de cerc, din cauza dimensiunilor lor diferite, care se întretaie în unghi drept; arcele pot fi izolate sau grupate câte patru – figura 15.9.

Arcul mediu se limitează la ¼ din circumferinţă, coarda având lungimea cuprinsă între 1,40-2,00 m astfel ca între borduri să rezulte un număr întreg de coarde. Arcele de cerc trebuie să intersecteze normal linia bordurilor, pornindu-se cu cheia arcului şi continuându-se cu arce întregi care se întretaie la naştere în unghi drept.

Pe sectoarele de drum cu declivităţi cheia arcului va fi îndreptată întotdeauna în direcţia rampei, în acest caz, arcele vor fi solicitate ca nişte bolţi evitându-se astfel desfacerea pavajului.

Calupurile se aşează tot în arce de cerc ortogonale, grupate câte două sau câte patru, cu mărimea corzii variind între 1,2 – 1,7 m.

89

Realizarea pe şantier a trasării arcelor se face cu ajutorul unor şabloane de lemn.

a) Colmatarea rosturilor - Deoarece rosturile permit pătrunderea prin pavaj a apelor de

suprafaţă, în straturile de fundaţie şi în patul drumului, pentru impermeabilizarea pavajului se recurge la colmatarea rosturilor. se desfundă rosturile cu ajutorul unui dispozitiv cu aer comprimat, pe o adâncime de circa 3 cm, şi se spală cu apă sub presiune:

- după uscare se amorsează rosturile cu bitum tăiat (0,5 Kg/m2), suspensie de bitum filerizat (1 Kg/m2) sau cu emulsie cationică (0,5 Kg/m2);

- se prepară masticul sau mortarul bituminos şi se toarnă în rosturi, în exces, masticul la o temperatură de 160 – 180 C iar mortarul la temperatura mediului ambiant;

- după răcirea masticului sau după întărirea mortarului se presară pe toată suprafaţa pavajului un strat de nisip grăunţos curat.

Colmatarea rosturilor se mai poate face şi prin răspândirea masticului sau mortarului asfaltic pe toată suprafaţa pavajului.

Succesiunea operaţiilor în acest caz este următoarea:- se execută curăţirea şi amorsarea rosturilor ca în cazul anterior;- se execută curăţirea şi amorsarea rosturilor ca în cazul anterior;- se răspândeşte masticul bituminos sau mortarul asfaltic pe

întreaga suprafaţă a pavajului şi se introduce în rosturi cu o drişcă specială cu margine de cauciuc;

- se aşterne pe toată suprafaţa pavajului un strat de nisip grăunţos curat în grosime de circa 5 mm.

Umplerea rosturilor cu mortar de ciment se realizează prin utilizarea unui ciment cu trass la preparaea mortarului M 100. Pentru prevenirea fisurilor se amenajează rosturi de dilataţie, la distanţe de 15-20 m, care se umplu cu mastic bituminos.

Darea în circulaţie a pavajului se va face numai după cel puţin 14 zile de la terminarea rostuirii; în acest timp se recomandă stropirea cu apă a suprafeţei.

În scopul obţinerii unei suprafeţe de rulare corespunzătoare se va asigura un control tehnic de calitate pe tot timpul execuţiei lucrărilor.

Recepţia finală a pavajului se va face după o perioadă de doi ani de la data recepţiei preliminare.

90

36. Pavaje din materiale speciale.Pavaje din materiale specialeÎn afara pietrei naturale se realizează pavaje şi din alte materiale ca : lemnul,

clincherul, asfaltul, sticla, cauciucul, etc.Aceste materiale se realizează pavaje şi din alte materiale ca : lemnul,

clincherul, asfaltul, sticla, cauciucul, etc.Aceste materiale se utilizează pentru realizarea unor pavaje rutiere cu

destinaţii speciale.

Pavajul de lemn

91

Acest tip de pavaj se recomandă să se utilizeze la realizarea pardoselilor în incinte (hale industriale, ateliere mecanice, grajduri, locuri cu pericol de electrocutare) sau unde căderea unui obiect metalic pe pardoseala dură poate provoca scântei ce ar declanşa aprinderea unor materiale inflamabile sau explozive.

Pavelele se confecţionează din lemn masiv, din orice specie de lemn care corespunde din punct de vedere al rezistenţei şi durabilităţii, cele mai des utilizate specii fiind bradul şi fagul.

Realizarea pavelelor se face astfel ca fibrele lemnului să fie perpendiculare pe suprafaţă.

Forma curentă, în plan, pe care o au pavelele de lemn este cea dreptunghiulară sau cea pătrată; mai rar se realizează şi sub forme speciale: triunghiulare, pentagonale, hexagonale şi circulare.

Pentru protejarea lemnului, contra putrezirii şi umflării, după confecţionare pavelele se impregnează cu creozot.

Pavajul din pavele de lemn se realizează pe o fundaţie de beton prin intermediul unui strat subţire de nisip, mortar de ciment sau mixtură asfaltică.

Montarea pavelelor se face în şiruri perpendiculare pe bordură, cu rosturile strânse şi ţesute. Pentru compensarea umflării lemnului, lângă borduri, se execută rosturi de dilataţie cu lăţimea de 4-6 cm umplute cu mastic bituminos.

Pavajul din clincherApărut iniţial în unele ţări, sărace în agregate naturale, acest tip de pavaj a

căpătat o răspândire largă în majoritatea tărilor de pe glob fiind utilizat în special la realizarea pavajelor pietonale supuse unui trafic intens: peroane, trotuare, pardoseli în interiorul gărilor, aeroporturilor, etc.

Clincherul este un produs ceramic preparat dintr-un amestec de argilă, nisip şi dolomit, presat în matriţe şi apoi ars la o temperatură de clincherizare (1100-1200 C).

Pe suprafaţa circulată a pavelei sau plăcii de clincher se realizează diverse striaţii pentru asigurarea aderenţei. Deşi pavajul de clincher are o mare viabilitate el prezintă şi dezavantajele de a fi zgomotos, în cazul circulaţiei automobilelor, lunecos pe timp umed şi casant.

Plăcile de clincher se montează perpendicular pe axa căii, pe fundaţii din beton de ciment prin intermediul unui strat din mortar de ciment în grosime de 1 –2 cm. După montarea plăcilor se execută compactarea cu maiuri de lemn şi apoi urmează rostuirea cu mortar de ciment.

Realizarea pavajului din pavele de clincher se face identic: când se constată o uzură accentuată a suprafeţei pavelelor se desface pavajul, se întorc pavelele şi se realizează un nou pavaj.

Pavajul din asfaltAcest tip de pavaj se realizează din elemente prefabricate sub formă de plăci

pătrate (dale) din asfalt. Dimensiunile curent folosite la aceste plăci sunt de : 250x250x(25-40) mm sau 300x300x(25-40) mm

92

Dalele se obţin prin presarea mixturii asfaltice la cald (circa 150 C) sau mortarului asfaltic preparat cu subif (după uscarea sa până la o umiditate de 4 %) la rece, în matriţe metalice la o presiune de 120-140 daN/cm2 timp de 10-15 secunde.

Realizarea pavajului se face astfel :- se curăţă stratul suport şi se amorsează suprafaţa cu emulsie

bituminoasă cationică cu rupere rapidă cu subif;- se prepară un şlam bituminos din emulsie cu rupere lentă (2,5

părţi emulsie şi 1,5 părţi nisip 0-1 mm) sau cu suspensie de bitum filerizat şi nisip;

- se întinde şlamul bituminos , într-un strat subţire pe suprafaţa amorsată în cantitate de 4.5 Kg/m2;

- se motează dalele pe acest strat, după ce în prealabil ele au fost unse cu şlam bituminos pe marginile ce intră în contact cu dalele deja montate.Ţeserea rosturilor se face prin alternarea dalelor întregi cu jumătăţi de dală;

- se fixează dalele prin batere cu un ciocan de lemn şi se înlătură cu mistria excesul de şlam în dreptul rosturilor.

Existenţa rosturilor umplute cu şlam bituminos asigură o elesticitate sporită acestui tip de pavaj ceea ce îi conferă o bună rezistenţă în cazul realizării îmbrăcăminţilor bituminoase pe calea şi trotuarele podurilor.

Dalele se mai folosesc şi la:- realizarea pardoselilor la construcţiile civile şi industriale;- realizarea îmbrăcăminţilor la peroanele de cale ferată, lângă şi

între şinele de tramvai din localităţi;- repararea îmbrăcăminţilor bituminoase.

În afară de aceste materiale se realizează, mai rar, la drumuri şi pavaje din sticlă, cauciuc, fontă, etc., în diferite scopuri. Costul ridicat al acestor pavaje limitează însă folosirea lor doar în anumite cazuri şi pe suprafeţe limitate.

37. Imbracaminti rutiere rigide : clasificare, macadamul cimentat.Clasificare.Tipurile de îmbrăcăminţi rutiere rigide, realizate în mod obişnuit în ţara

noastră până acum, au fost:- macadamul cimentat;- dale din beton de ciment.

Macadamul cimentat

93

Macadamul cimentat este o îmbrăcăminte rigidă de tip uşor (semipermanentă) care se realizează în mod similar macadamului simplu, cu deosebirea că materialul de agregaţie este înlocuit cu mortar de ciment.Grosimea acestui tip de imbrăcăminte este de 10 - 12 cm, cu profil transversal

în formă de acoperiş cu două pante transversale de 2,5 - 3 % în aliniament.Stratul de macadam cimentat poate servi ca:

- strat de rulare; - strat portant; - strat de fundaţie.

Procedeele prin care se poate realiza macadamul cimentat sunt: - penetrare de sus, pe cale uscatä sau umedă; - penetrare de la mijloc (metoda sandvici).

Procedeul penetrării de sus, pe cale uscată sau umedă, se compune din: - aşternerea şi cilindrarea pietrei de rezistenţă (sortul 40-63) şi apoi răspândirea pe suprafaţă în mod uniform a mortarului de ciment (uscat sau umed) cu dozajul de 500- 800 Kg ciment la 1 m3 nisip; - când mortarul a fost aşternut uscat urmeaazä o stropire cu apă după care, în ambele cazuri, se trece la cilindrarea cu un compactor cu tamburi netezi de 100-120 kN pentru pătrunderea mortarului printre pietre; - urmează răspândirea unui nou strat de mortar mai fluid peste care se aşterne piatra de acoperire (split sort 16- 25) în cantitate de 10-15 Kg/m2 şi se cilindrează până la încleştarea pietrelor; - se îndepărtează eventualele excese de mortar de pe suprafaţă.

Timp de 7 zile de la execuţie suprafaţa macadamului se menţine umedă şi se protejează. Darea în circulaţie se face după trei săptămâni de la execuţie după ce, în prealabil, s-a realizat colmatarea rosturilor longitudinale şi transversale.

Se prevăd rosturi longitudinale de lucru pentru fiecare bandă de circulaţie şi rosturi transversale la circa 12 m.

Metoda sandvici sau penetrarea de la mijloc se realizează astfel: - se aşterne stratul de piatră de rezistenţă (sort 40-63) în

grosime de 6-7 cm şi se cilindrează uşor;- se răspâdeşte pe suprafaţă un mortar de ciment (800 Kg ciment la 1m3

nisip);- se aşterne imediat un al doilea strat de piatră spartă, în grosime de 6-7 cm

udată, în prealabil, în afara platformei;- se realizeazä o cilindrare puternică cu un compactor cu tamburi netezi de

60-80 kN până când mortarul apare la suprafaţă şi toate golurile sunt închise şi umplute.

Execuţia macadamului cimentat se recomandă să se facă între longrine metalice, în două etape, pentru fiecare bandă de circulaţie.

Deoarece macadamul cimentat necesită un consum ridicat de materiale, manoperă şi utilaje, el se fo1oseşte numai în cazul regiunilor ce dispun de piatră locală şi se desfăşoară într-o regiune climaterică cu multă umiditate.

94

38. Metoda SHRP pentru caracterizarea bitumurilor. Metoda TFOT si RTFOT de determinare a stabilitatii in strat subtire a bitumurilor. Stabicol : compozitie.

39. Imbracaminti rutiere din beton de ciment : avantaje, dezavantaje, conditii tehnice.

Aceste îmbrăcăminţi se realizează, pe toată lăţimea părţii carosabile, sub forma unor dale din beton de ciment.

Dala din beton de ciment se realizează, în funcţie de intensitatea traficului, dintr-un singur strat sau din două straturi; stratul superior poartă denumirea de strat de uzură iar cel inferior de strat de rezistenţă.

Grosimea minimă a stratului de uzură este de 6 cm iar grosimea totală a îmbrăcămintei din beton de ciment este cuprinsă între 14-30 cm.

95

Avantajele şi dezavantajele îmbrăcăminţilor din beton de cimentPentru alegerea tipului de îmbrăcăminte rigidă la construcţia sau

modernizarea unui drum sunt necesare o serie de calcule complexe, tehnice şi economice, care sä justifice avantajele acestor tipuri de îmbrăcăminţi faţă de îmbrăcăminţi1e rutiere suple fără a omite şi dezavantajele îmbrăcăminţilor rigide.

Avantajele pe care îmbrăcăminţile rigide le prezintă faţă de alte îmbrăcăminţi rutiere sunt:

- prezintă rezistenţe mecanice mari care permit îmbrăcăminteisuportarea unui trafic intens şi greu;- au o rezistenţă sporită la uzură (sub 0,1 mm/an) şi se comportă bine în regiuni cu climat umed asigurând o viabilitate de 35 - 40 ani;- au o rugozitate ridicată care este practic insensibilă la umezirea suprafeţei de rulare;- culoarea deschisă a îmbrăcămintei prezintă o bună vizibilitate asigurând siguranţa circulaţiei în condiţii nefavorabile (noapte, ploaie, ceaţă, etc.). Dimpotrivă, pentru evitarea orbirii conducătorilor autovehiculelor în regiunile însorite, se recomandă închiderea culorii îmbrăcămintei prin introducerea, în ciment, a unor procente de pigmenţi metalici de culoare închisă;- suprafaţa lor este practic insensibilă la acţiunea temperaturilor ridicate;- sunt rezistente la acţiunea carburanţilor şi lubrefianţilor utilizaţi la autovehicole;- permit utilizarea la maximum a materialelor locale;- sunt avantajoase din punct de vedere energetic având un consum specific de energie cu 50-90% mai mic faţă de îmbrăcăminţile bituminoase;- prezintă un volum redus de lucrări de întreţinere care au costuri mici;- execuţia îmbrăcăminţilor se poate realiza şi pe timp umed cu temperaturi de + 3 - + 5 0C ceea ce pre1ungeşte sezonul de lucru faţă de cel al îmbrăcăminţilor bituminoase;- cheltuielile totale de execuLie, raportate la perioada de exploatare sunt mult reduse faţă de cele de la îmbrăcăminţilor bituminoase în cazul unui trafic intens şi greu.

Dezavantajele pe care le prezintă îmbrăcăminţile rutiere rigide faţă de cele bituminoase sunt:

- existenţa rosturilor (longitudinale şi transversale) care complică execuţia îmbrăcămintei şi deranjează circulaţia, constituind totodată şi punctele vulnerabile ale îmbrăcămintei de la care începe degradarea ei;

- darea în circulaţie se face după circa trei săptămâni, când betonul atestă rezistenţe mecanice corespunzătoare;- datorită rigidităţii dalelor, în cazul unor tasări inegale ale straturilor de

fundaţie, dalele fisurează şi crapă;

96

- posibilităţile de ranforsare a îmbrăcăminţilor rutiere rigide solicită tehnologii complexe de execuţie;- întreţinerea acestor tipuri de îmbrăcăminţi pe timp de iarnă este

anevoioasă, dat fiind că nu se recomandă utilizarea fondanţilor chimici la combaterea poleiului şi la deszăpezire.

Condiţii tehniceGrosimea îmbrăcămintei este cea rezultată din calculul de dimensionare, dar

cel puţin 18 cm în cazul drumurilor publice, fără includerea completărilor pentru preluarea denivelărilor. Atunci când îmbrăcămintea se execută în două straturi, grosimea stratului de uzură este de 6 cm.

In profil transversal, pentru drumuri în aliniament, îmbrăcămintea se realizează :

- cu două pante în formă de acoperiş la drumuri de clasă tehnică II-V, străzi de categoria I - II, drumuri de exploatare de categoria I, piste şi căi de rulare aeroportuare;- cu pantă mică la calea unidirecţională a autostrăzilor, străzi cu zonă verde mediană sau cu platformă axială pentru tramvai, străzi de categoria IV, drumuri de exploatare de categoria IV şi III, platforme de orice fel.Panta transversalä a îmbrăcămintei din beton de ciment este de:- 2% pentru drumuri în aliniament şi în curbe fără supraînă1ţări, precum şi la străzi;- 1,5 - 2,5 % pentru ranforsarea sistemelor rutiere nerigide cu îmbrăcăminţi din beton de ciment;Declivitatea maximă admisă în profil longitudinal la îmbrăcăminţile din beton

de ciment este de 7 %.

40. Compozitia betonului de ciment rutier.Compoziţia betonului trebuie stabilită în laborator de specialitate, pe bază de încercări

preliminare, astfel încât să asigure obţinerea tuturor caracteristicilor cerute betonului rutier în stare proaspătă şi întărită.

In cazul îmbrăcăminţi1or ce se execută într-un singur strat se utilizează agregate 0 - 25 mm, limitele de granulozitate ale agregatului total fiind prezentate în graficul din figura 16.1., sau 0 - 40 mm, conform graficului din figura 16.2., iar când îmbrăcăminţi1e se execută în două straturi se utilizează agregate cu dimensiunile între 0 - 25 mm în cazul stratului de uzură

97

şi 0 – 31,5 mm (40 mm) în cazul stratului de rezistenţă.Când unul din sorturile de agregate (nisip 3 – 7, pietriş 7 - 16, sau criblură 8 - 16)

1ipseşte se poate realiza un beton cu granulozitate discontinuă, având limitele granulometrice conform figurilor 16.3. şi 16.4. Acest tip de beton nu se va utiliza la autostrăzi, drumuri publice cu trafic foarte greu, piste, căi de rulare şi platforme de aerodromuri.

Betonul din stratul de uzură al îmbrăcămintei din beton de ciment se realizează cu nisip natural şi criblură. Betoanele din stratul de uzură pentru locurile staţionare, platforme de parcare auto industriale şi portuare, străzi şi drumuri de exploatare cu o bandă de circulaţie precum şi alei carosabile, se pot prepara cu pietriş sau piatră spartă(split).

Betonul din stratul de rezistenţă al îmbrăcăminţilor pentru drumuri şi străzi cu trafic greu, mediu sau uşor şi piste aeroportuare, pentru traficul local se realizează cu nisip natural de râu şi pietriş sau piatră spartă (split).

Se poate folosi ca material de adaos şi cenuşă de termocentrală în cazul stratului de rezistenţă realizat cu betoane de clasă BcR 4,0 şi BcR 3.5.

Pentru locurile de staţionare, platforme de parcare şi supralărgiri în curbe se poate folosi betonul rutier fluidificat cu aditiv FLUBET.

Betoanele rutiere puse în opera cu ajutorul utilajelor cu cofraje fixe longrine metalice) trebuie să aibă compoziţia prezentată în tabelul 16.2.

Caracteristicile betonului proaspăt trebuie să îndeplinească condiţiile prezentate în tabelul 16.3. iar cele ale betonului întărit condiţiile prezentate în tabelul 16.4.

Clasele de betoane rutiere, notarea lor şi valorile rezistenţelor caracteristice la încovoiere sunt prezentate în tabelul 16.5.

În cazul determinării rezistenţei la încovoiere pe prisma de 100x100x550 mm rezistenţa caracteristică la încovoiere va trebui să aibă cel puţin valorile indicate în tabelul 16.5.

Când determinarea rezistenţei la compresiune se face pe fragmente de prisme cu latura secţiunii de 150 mm sau pe carote, aceste valori au un caracter informativ.

Materiale componenteMaterialele curent folosite la realizarea îmbrăcăminţilor din beton de ciment sunt:a) agregate naturale: de balastieră şi de carieră;b) cenuşă de termocentrală ;c) cimenturi ;d) apă ;e) aditivi ;f) materiale diverse :

a) Agregate naturaleLa confecţionarea betoanelor rutiere se utilizează, în funcţie de clasa tehnică a

drumului, clasa betonului şi considerente economice, în stratul de uzură al îmbrăcămintei din beton de ciment - nisipuri şi cribluri - iar în stratul de rezistenţă se utilizează nisip, pietriş sau piatră spartă.

98

Criblura utilizată la prepararea betonului din stratul de uzură trebuie să îndeplinească condiţiile din tabelul 16.9. iar piatra spartă pe cele prezentate în tabelul 16.10.

c) CimenturiCaracteristicile principale pe care trebuie să le îndeplinească cimenturile rutiere sunt:

rezistenţă mare la întindere şi contracţie redusă. Acest lucru se poate asigura suficient numai prin alegerea unui tip de ciment rutier, cu rezistenţe mecanice medii şi priză lentă.

Cimenturile curent folosite la prepararea betoanelor de ciment în ţara noastră sunt: cimentul Portland P 40, P 45 şi cimentul pentru drumuri CD 40. Rezistenţele mecanice ale acestor tipuri de ciment sunt prezentate în tabelul 16.12.

d) ApaApa care se utilizează la prepararea betoanelor de ciment pentru îmbrăcăminţi rutiere

trebuie să fie corespunzătoare din punct de vedere calitativ.In mod curent se foloseşte apa potabilă provenită din reţeaua de alimentare cu apă, la

care nu mai este necesară verificarea caracteristicilor acesteia.Când apa provine de la alte surse (izvoare, râuri, lacuri, etc.) aceasta trebuie să

îndep1inească următoarele condiţii:- să fie limpede şi să nu conţină suspensii organice sau anorganice (mâl, argilă,

etc.): să nu aibă gust şi miros pronunţat ;e) AditiviAditivii sunt substanţe care, adăugate în cantităţi mici în compoziţia betoanelor, pot

influenţa în mod favorabil unele caracteristici ale betonului proaspăt sau întărit, cu precădere lucrabilitatea şi rezistenţele mecanice în condiţii de exploatare, precum şi procesele de priză şi întărire.

Aditivii cei mai utilizaţi sunt adaosurile tensioactive: plastifianţii şi antrenorii de aer.Plastifianţii sunt substanţe care, prin absorbire la suprafaţa particolelor solide,

micşorează tensiunea superficială, determinând fenomene ca: dispersarea, hidratarea cimentului şi formarea structurii de rezistenţă.

Rolul lor este de a îmbunătăţi lucrabilitatea betonului proaspăt, permiţând o reducere a conţinutului de apă, respectiv a raportului apă/ciment la aceiaşi consistenţă a betonului.

pentru cimenturile P 45, P 40 şi CD 40 şi de 1,5% pentru ciment Pa 35.

43. Imbracaminti din beton de ciment cu armatura continua.În ultimul timp s-a observat, în mai multe tări, tendinţa de a se aplica soluţia armării îmbrăcăminţilor din beton de ciment în scopul reducerii deschiderii fisurilor, a eliminării rosturilor din îmbrăcăminte şi de economisire a materialelor prin reducerea grosimii dalei.Cea mai răspândită soluţie este îmbrăcămintea din beton cu armătură continuă. Caracteristica principală a acestui tip de îmbrăcăminte o constituie absenţa totală a rosturilor transversale, care se execută doar la întreruperea lucrului sau cu rol de rost de

99

dilataţie în dreptul lucrărilor de artă. Concluziile rezultate în urma analizării comportării acestui tip de îmbrăcăminte sunt :

- procentul optim de armare longitudinală pentru diferite tipuri de armătură(reţea de bare, plasă sudată, etc.) este de 0,3 - 0,7 % ;

- se poate utiliza cu succes metoda cofrajelor glisante la execuţia îmbrăcămintei ;

- fisurile transversale care apar în sezonul rece au deschiderea sub 0,5 mm (circa 4 pe o distanţă de 1 m) şi nu permit infiltrarea apei în dala de beton ;

- prezintă o bună autoprotecţie împotriva coroziunii metalului prin formarea şi depunerea pe armătură a unor cantităţi de hidroxid de calciu liber provenit din hidratarea cimentului ;

- la aceeaşi capacitate portantă, betonul armat cu armătură continuă conduce la economii de 220-225 % faţă de soluţia clasică ;

- se obţin importante economii de ciment fără a se modifica caracteristicile fizico-mecanice şi geometrice ale betonului obişnuit.

44. Imbracaminti din beton de ciment precomprimat ; imbracaminti prefabricate din beton de ciment.

Avantajele precomprimării şi postcomprimării secţiunilor din beton supuse la încovoiere, datorate preluării solicitărilor de întindere atât de rezistenţa la întindere a betonului cât şi de compresiunea produsă prin pretensionarea armăturii, au făcut ca acest procedeu să se aplice şi la îmbrăcăminţile rutiere.

100

Avantajele care rezultă prin folosirea acestor îmbrăcăminţi sunt :- o utilizare mai bună a secţiunii de beton ce conduce la reducerea cu 30-

40 % a grosimii faţă de îmbrăcăminţile clasice din beton de ciment ;- se pot utiliza betoane de mărci reduse deoarece micşorarea rezistenţei la

întindere este compensată de precomprimare ;- reducerea grosimii duce la diminuarea valorii eforturilor din temperatură

şi din construcţia betonului ;- îmbrăcăminţile prezintă o mai mare flexibilitate ceea ce le asigură o

adaptare mai uşoară la mişcările terenului de fundaţie sau la tasările terasamentelor;

- micşorarea numărului de rosturi care elimină posibilităţile de infiltrare a apei în straturile de fundaţie şi în patul drumului.

Ca dezavantaje ale îmbrăcăminţilor din beton de ciment precomprimat putem menţiona :- pierderea precomprimării în timp, în special la precomprimarea cu prese,

ceea ce duce la necesitatea recomprimării după un interval scurt de timp (2-3 ani) ;

- creşterea preţului de cost ;- dificultatea realizării precomprimării datorită dimensiunii

îmbrăcăminţilor din beton de ciment ;După modul de execuţie îmbrăcăminţile din beton de ciment se

clasifică în :- îmbrăcăminţi din dale prefabricate şi precomprimate ;- îmbrăcăminţi din dale prefabricate dar precomprimate după montarea lor

pe poziţii ;- îmbrăcăminţi din dale turnate pe loc şi precomprimate.

În funcţie de modul de realizare a precomprimării se disting două sisteme :a) sistemul fix în care se realizează culei fixe de greutate, la

distanţe variind între 500-1000 m, între care se realizează precomprimarea dalelor cu ajutorul preselor plate dispuse în rosturi active aflate la distanţe cuprinse între 150-200 m (fig.16.16.a). În acest sistem după execuţie , dalele din beton au o poziţie fixă faţă de fundaţie;

b) sistemul mobil în care dalele, dispuse de asemenea între culei fixe, au atât între ele cât şi între ele şi culei rosturi elastice , amplasate la distanţe cuprinse între 70-150 m, care le permit deformarea datorită variaţiilor climaterice (figura 16.16.b). În acest sistem numai zona centrală a dalelor rămâne fixă în raport cu fundaţia .

După direcţia precomprimării se disting următoarele tipuri:- cu precomprimare longitudinală - cu precomprimare în diagonală - cu precomprimare pe contur

101

- cu precomprimare cu cabluri marginale ancorate evazat la marginile dalei

Îmbrăcăminţi prefabricate din beton de cimentPână în momentul de faţă dimensiunile şi respectiv masa mare a dalelor de

beton cât şi pozarea greoaie a acestora, care duce la denivelări de peste 2 mm, limitează realizarea îmbrăcăminţilor prefabricate din elemente mari din beton de ciment.

Prefabricatele din beton de ciment se folosesc, în rnomentul de faţă, în special la realizarea drumurilor provizorii de şantier sau de acces în incinte industriale, agricole sau forestiere, la construcţia aleilor, trotuarelor, etc.

Avantajele tehnico-economice asigurate de prefabricare sunt:- perfecţionarea metodelor de organizare şi execuţie a lucrărilor;- alegerea unor secţiuni economice;- posibilitatea efectuării unui control riguros asupra ca1ităţii betonului;- demontarea uşoară a elementelor prefabricate şi reutilizarea lor;- reducerea duratei de execuţie a lucrării;

- atât turnarea elementelor prefabricate cât şi montarea lor se poate face tot timpul anului.

Ca formă elementele prefabricate pot fi: hexagonale, pătrate dreptunghiulare şi trapezoidale. Forma se alege astfel încât să prezinte o dimensiune cât mai redusă a rosturilor şi mărimi cât mai mici ale momentelor încovoietoare care apar sub încărcări. Din acest motiv cele mai avantajoase au rezultat dalele hexagonale şi pătrate.

Elementele prefabricate mari sub formă de dale se armează atât la partea superioară cât şi la partea inferioarä, cu plase de sârmă (5 - 12 Kg/m2 de îmbrăcăminte).

Dalele se aşează pe un strat de nisip sau balast mărunt, cu grosime cuprinsă între 10 - 20 cm, în prealabil bine compactat.

În ultimul timp a căpătat o extindere deosebită utilizarea elementelor prefabricate din beton de ciment cu dimensiuni reduse.

Ele se realizează din beton de ciment simplu, în diferite forme, care se îmbină realizând un pavaj cu denivelări reduse (sub 3 mm).

Pozarea elementelor se face pe un strat de nisip de 3 - 5 cm aşternut peste pământul compactat în prealabil.

102