58

Cap.3. CONSTRUCŢIA DRUMURILOR

3.1. Traficul rutier

Traficul rutier este dat de totalitatea participanţilor la mişcare (vehicule,

persoane) care utilizează drumul la un moment dat, sau intr-o perioadă de timp.

Studiul traficului se realizează folosind tehnica traficului rutier care studiază

circulaţia rutieră în ansamblul ei, stabilind: legile traficului rutier, normele de

proiectare a drumurilor, normele pentru asigurarea siguranţei circulaţiei rutiere

şi numărul, caracteristicile şi cauzele accidentelor de circulaţie.

Din punct de vedere al tracţiunii se deosebesc: trafic mecanic, animal, mixt.

Compoziţia traficului reprezintă alcătuirea acestuia, după categoriile de

vehicule participante la circulaţie. Componenţa traficului indică dacă traficul

este omogen (acelaşi tip de vehicule) sau eterogen (mai multe tipuri de vehicule

care circulă cu viteze diferite).

Intensitatea traficului reprezintă numărul de participanţi la circulaţie care

trec printr-o secţiune a unui drum în unitatea de timp (oră, zi).

Compararea intensităţii traficului la diferite drumuri sau în mai multe etape,

la acelaşi drum, ca şi diversitatea tipului de vehicule care îl compun, au impus

stabilirea unor unităţi de referinţă (vehicule etalon), în funcţie de tipul analizei

efectuate.

Exemplu. Autoturismul este un vehicul etalon pentru stabilirea suprafeţei

necesare desfăşurării fluente a traficului; autocamionul este vehicul etalon

59

pentru dimensionarea sistemelor rutiere.

Coeficienţii de echivalare care indică efectul tipului de vehicul asupra

circulaţiei pe un drum sunt indicaţi de STAS 7348/86.

Traficul actual sau de perspectivă se exprimă prin traficul echivalent.

După intensitatea traficului de perspectivă, conform Legii 43/75, drumurile

se împart în 5 clase tehnice pentru care traficul poate fi:

- foarte intens: 15 000 autovehicule/24 ore – autostrăzi;

- intens: max. 11 000 autovehicule/24 ore – DE, DN cu 4 benzi;

- mijlociu: max. 4 500 autovehicule/24 ore - DN cu două benzi;

- redus: max. 750 autovehicule/24 ore – DN, DJ cu două benzi;

- foarte redus: sub 750 autovehicule/24 ore – DJ, DC.

Din punct de vedere al compoziţiei, traficul rutier poate fi omogen şi

eterogen.

Din punct de vedere al greutăţii vehiculelor se deosebesc: trafic foarte greu,

greu, mijlociu sau uşor.

După punctele pe care le deserveşte şi poziţia faţă de zona în care se circulă

se deosebesc: trafic local, de tranzit, de penetraţie, de origine, de destinaţie,

pendular.

Traficul local reprezintă traficul care are punctul de origine şi punctul de

destinaţie în interiorul localităţii.

Traficul de penetraţie vizează traficul care intră într-o localitate, având

punctul de origine în afara localităţii şi cel de destinaţie în localitate.

Traficul pendular este reprezentat de traficul care atinge destinaţia şi se

întoarce pe acelaşi traseu la punctul de origine.

După viteza de circulaţie se deosebesc traficul rapid, generat de vehicule

din categoria autoturismelor, autocarelor, motocicletelor şi traficul lent generat

de vehiculele grele – transport marfă / utilaje.

60

Viteza de proiectare reprezintă viteza care trebuie asigurată vehiculelor

rapide în sectoarele cele mai dificile ale drumului, în deplină siguranţă a

circulaţiei, în ipoteza că starea îmbrăcăminţii este bună, iar condiţiile

atmosferice sunt favorabile.

Viteza depinde de clasa tehnică a drumului, condiţiile de relief ale terenului

determinând elementele geometrice ale drumului care se proiectează (tabel 3.1).

Exemple: Tabel 3.1

Viteza [km/h] Clasa tehnică şes deal munte

I 120 100 80 V 60 40 25

Pentru categoriile de drum din România, razele curbelor circulare sunt date

în STAS 863-85 în funcţie de viteza de proiectare se dau în tabelul 3.2. Tabel 3.2

Vproiectată [km/h] Raza caracteristică [m] 100 80 60 50 40 30 25 R minimă 450 240 125 95 60 35 25 R curentă 1000 620 380 270 170 90 75 R recomandabilă 1600 1000 575 400 250 150 100

3.2. Elementele profilului transversal

În fig. 3.1. sunt prezentate elementele geometrice ale profilului transversal

al drumurilor. De menţionat faptul că, la drumuri, profilul transversal este

format din banchete şi taluzuri.

Cea mai importantă banchetă este platforma. În funcţie de poziţia

platformei faţă de linia terenului se deosebesc:

- profil transversal în rambleu, dacă platforma este deasupra liniei terenului

cu min. 0,50 m;

- profil transversal în debleu, dacă platforma este în întregime sub linia

terenului;

- profil transversal mixt, dacă platforma este în parte în debleu şi în parte în

rambleu.

61

Profilele transversale se întocmesc în toate punctele de schimbare a

declivităţilor terenului şi a platformei proiectate, acolo unde panta transversală a

terenului este mai mare de 10% şi la distanţe de cel puţin 50 m unul de altul.

Elementele componente ale profilului transversal sunt partea carosabilă şi

acostamentele. În cadrul profilului, fâşia de teren ocupată efectiv de drum se

numeşte ampriză.

Lăţimea platformei unui drum este formată din lăţimea părţii carosabile şi

acostamente; dimensiunile acestora fiind precizate în funcţie de numărul de

benzi de circulaţie ale carosabilului.

Fig. 3.1. Elementele geometrice ale profilului transversal al drumurilor

Banda de circulaţie reprezintă fâşia din partea carosabilă destinată

circulaţiei uni singur şir de vehicule care se deplasează în acelaşi sens.

Dimensiunea acesteia se stabilesc în funcţie de lăţimile curente ale vehiculelor

care circulă pe cele două sensuri şi de spaţiile de siguranţă dintre acestea şi care

permit deplasarea în siguranţă la viteza proiectată a drumului.

Partea carosabilă (carosabil) este bancheta cea mai importantă a drumului.

Este amenajată prin consolidarea cu un sistem rutier (ansamblu de straturi din

diferite materiale).

Forma părţii carosabile (bombament), în profil transversal, poate fi de mai

62

multe categorii, după cum urmează:

- acoperiş cu doi versanţi plani folosit pentru îmbrăcăminţi rutiere din beton

de ciment (fig. 3.2.a);

- acoperiş cu doi versanţi plani racordat în treimea mijlocie cu un arc de

cerc folosit pentru îmbrăcăminţi bituminoase (fig.3.2.b);

- curbă arc de cerc / parabolă, folosită pentru îmbrăcăminţi împietruite

(fig.3.2.c);

- streaşină, cu un singur versant plan, folosită în curbe, profile convertite şi

supraînălţate şi pe părţile carosabile unidirecţionale ale autostrăzilor (fig. 3.2.d).

Fig.3.2. Forma părţii carosabile

Panta transversală a părţii carosabile este de 1,5...3,0%, în funcţie de tipul

îmbrăcăminţii.

Lăţimea părţii carosabile rezultă din suma lăţimilor benzilor de circulaţie.

În cazul autostrăzilor platforma amenajată trebuie să cuprindă: două părţi

carosabile, unidirecţionale, compuse din cel puţin două benzi de circulaţie

fiecare de minim 4,50 m; zonă mediană plantată cu lăţime de minim 3,00 m;

două benzi de staţionare accidentală, câte una pe fiecare sens de circulaţie de

lăţime 2,50 m; două benzi de ghidare, câte două pentru fiecare cale

unidirecţională de lăţime 0,50 m şi două acostamente la limitele benzilor de

staţionare accidentală, cu lăţime minimă de 0,50 m.

Norma Tehnică nr.19/1997 a Ministerului Transporturilor precizează

următoarele:

Zona drumului public cuprinde: ampriza şi zona de siguranţă. Limitele

zonelor drumurilor sunt stabilite în anexa nr. 1 din Ordonanţa Guvernului

63

nr. 43/1997.

a) Zonele de siguranţă ale drumurilor sunt cuprinse de la limita exterioară

a amprizei drumului până la:

1) 1,50 m - de la marginea exterioară a şanţurilor, pentru drumurile situate

la nivelul terenului;

2) 2,00 m - de la piciorul taluzului, pentru drumurile în rambleu;

3) 3,00 m - de la marginea de sus a taluzului, pentru drumurile în debleu

cu înălţimea taluzului până la 5,00 m inclusiv;

4) 5,00 m - de la marginea de sus a taluzului, pentru drumurile în debleu

cu înălţimea taluzului mai mare de 5,00 m.

b) Zonele de protecţie sunt cuprinse între marginile exterioare ale zonelor

de siguranţă şi marginile zonei drumului delimitat.

Lăţimea elementelor geometrice din profilul transversal este precizată în

STAS 2900-89 şi este prezentată în Tabelul 3.3. Tabel 3.3.

Lăţime [m]

Tip şi clasă drum Platformă Carosabil Acostamente Benzi de încadrare

consolidate Autostrăzi Şes Clasa tehnică I - munte

26,00 23,50

2 x 7,50 2 x 7,00

0,50

staţionare 2,50

Drumuri internaţionale cu 4 benzi de circulaţie, cl. tehn. II (V =100/km/h)

19,00 14,00 1,50 0,75

Drumuri naţionale cu 4 benzi de circulaţie, cl. tehn. II (V =100/km/h)

17,00 14,00 1,50 0,75

Drumuri internaţionale cu 2 benzi de circulaţie, cl. tehn. III (V =80/km/h)

12,00 7,00 2,50 0,50

Drumuri naţionale şi judeţene cu 2 benzi de circulaţie, cl. tehn. III (V =80/km/h)

9,00 7,00 1,00 0,50

Drumuri naţionale şi judeţene cu 2 benzi de circulaţie, cl. tehn. IV (V =60/km/h)

8,00 6,00 1,00 0,25

Drumuri comunale şi de exploatare (V =40...50/km/h)

7,00 (7,50)

5,50 (6,00) 0,75 -

64

3.3. Elementele profilului longitudinal

Elementele profilului longitudinal se regăsesc în planşa care îi poartă

numele.

Fig.3.3. Profilul longitudinal al unui drum

În fig.3.3. se observă: linia terenului (de obicei linie frântă); linia

proiectului (linia roşie care rezultă din intersecţia planelor verticale ce trec prin

axa căii cu suprafaţa proiectată a platformei); cotele absolute (ex.: cote proiect în

axă considerate faţă de nivelul zero ales); diferenţa în axă (cotă de execuţie care

reprezintă diferenţa dintre cota proiectată şi cota terenului în axă); declivităţile;

pasul de proiectare (distanţa dintre două schimbări de declivitate).

Scările de reprezentare ale profilului longitudinal sunt centralizate în

Tabelul 3.4. Tabel 3.4

Lungimi 1:1 000 1:2 000 1:5 000 1:10 000 Cote 1:100 1:200 1:500 1:1 000

65

3.4 Curbe şi măsuri de reducere ale dezavantajelor acestora

Curbele generează o reducere a siguranţei în circulaţie datorită efectului

forţei centrifuge (derapaj, răsturnare) şi reducerea vizibilităţii. Dezavantajele se

amplifică cu creşterea vitezei de circulaţie şi micşorarea razei curbei.

Condiţiile de circulaţie, confort şi siguranţă ale unui drum sunt îmbunătăţite

prin introducerea unor curbe de tranziţie între curbe şi aliniamente (clotoidă,

lemniscată), supraînălţarea căii în curbe, supralărgirea căii în curbe şi altele.

Astfel, la lucrările de reabilitare a drumurilor precum şi la construcţia

autostrăzilor se realizează succesiuni de curbe cu raze foarte mari racordate cu

arce progresive. Curbele de tranziţie (progresive) folosite la drumuri sunt

lemniscata şi clotoida prezentate în Cap. I.

Declivităţile succesive se racordează în plan vertical cu arce de cerc de raze

mari, amplasate simetric pe cele două declivităţi care se racordează.

După formă, se deosebesc racordări convexe, cu centrul de curbură sub

linia roşie şi racordări concave, cu centrul de curbură deasupra linei roşii. Se

procedează similar cazului prezentat în Cap.2, pentru căile ferate.

Convertirea profilului transversal în curbe constă în transformarea treptată

a profilului cu două pante din aliniament, în profil transversal, cu pantă unică. P,

înclinată spre interiorul curbei, având declivitatea transversală egală cu cea din

aliniament.

Supralărgirea se execută spre interiorul curbelor, fără a afecta lăţimea

acostamentelor. Pentru zone cu relief accidentat, din motive economice,

supralărgirea se execută ½ în interior şi ½ în exteriorul curbelor, putând afecta

lăţimile acostamentelor, cu reducerea lor până la o dimensiune minimă de

acostament de 1,0 m.

Supraînălţarea profilului în curbă se realizează prin rotirea profilului

convertit în jurul axei căii până când ajunge la panta supraînălţată i, mai mare

decât panta p din aliniament.

66

Rampa de racordare a supraînălţării este sectorul de drum care face

trecerea de la profilul cu două pante din aliniament la profilul cu pantă unică

supraînălţată din curbă şi se împarte în două sectoare:

- sectorul de convertire ( csl ) corespunde zonei în care profilul ajunge în

final cu pantă unică spre interiorul curbei (în plan, acest sector este situat

înaintea curbei;

- sector de supraînălţare ( sl ) pe care se face trecerea de la profilul convertit

cu pantă unică p la profilul supraînălţat cu panta i (corespunde în plan cu

lungimea curbei de racordare progresivă L.

În practică se întâlnesc frecvent situaţiile:

Fig.3.4 Rampa de racordare a supraînălţării

- racordare cu arc de cerc rămas şi două arce de clotoidă cu profil

supraînălţat (fig.3.4.a);

- racordarea numai cu două arce de clotoidă care se întâlnesc pe bisectoarea

unghiului dintre aliniamente (fără arc de cerc rămas), cu profil supraînălţat

(fig.3.4b);

- racordarea cu arc de cerc (pentru R > Rcurent), cu profil convertit

67

(fig.3.4.c).

3.5. Alcătuirea căii la drumuri

Infrastructura drumurilor este asemănătoare cu cea a căilor ferate,

suprastructura este însă diferită. La drumuri, suprastructura cuprinde ansamblul

lucrărilor de amenajare şi consolidare a platformei (sistemul rutier) şi benzile de

încadrare consolidate (fig.3.1).

Importantă pentru construcţia drumului este zona de contact infrastructură

suprastructură denumită patul drumului (fig.3.5).

Fig.3.5 Patul drumului

Greutatea vehiculelor se transmite suprastructurii drumului prin intermediul

roţilor, deci, prin suprafaţa de contact dintre acestea şi drum.

Corpul drumului are în principal rolul de a repartiza presiunile transmise de

roţi, astfel încât, la nivelul patului, presiunile să nu depăşească capacitatea

portantă a pământului din care este alcătuit terasamentul.

Presupunând corpul drumului şi o încărcare uniform distribuită p pe o

suprafaţă de contact roată-drum, valoarea presiunilor scade cu creşterea

adâncimii, de la valoarea p4 la o valoare p0 (fig.3.6).

3210 pppp <<< pp =< 4 .

Din punct de vedere economic, apare raţională construirea corpului

drumului ca un sistem de straturi succesive alcătuite din materiale cu

caracteristici fizico-mecanice corespunzătoare valorii presiunilor cu care sunt

68

solicitate. Se ajunge la un sistem rutier stratificat.

Fig.3.6 Transmiterea încărcărilor

3.5.1. Pregătirea patului drumului

Pentru execuţia corpului drumului, în platforma terasamentelor se

amenajează o casetă mărginită lateral de cele două acostamente. Fundul casetei

constituie patul drumului pe care urmează să se execute sistemul rutier.

Se prezintă în continuare modalităţile de realizare a casetei:

a. Realizarea platformei la nivelul patului, cu pantele transversale prescrise

de proiect şi executarea ulterioară a acostamentului cu pământ luat din zonă

(fig.3..7a). Patul drumului trebuie să aibă aceeaşi pantă în secţiunea transversală

cu îmbrăcămintea pentru ca sistemul rutier să aibă grosime constantă.

b. Realizarea platformei terasamentului la nivelul muchiei platformei şi

tăierea ulterioară a casetei prin executarea unor săpături pe toată lăţimea părţii

carosabile, pământul rezultat fiind utilizat la completarea acostamentelor

(fig.3.7b).

Fig.3.7.a. Realizarea casetei

h

b/2

p

Pat drum

n = 1:2

69

Fig. 3.7.b Realizarea casetei

Patul trebuie să fie bine drenat şi compactat astfel încât, sub acţiunea

solicitărilor să lucreze în stadiul elastic, eliminându-se prin aceste mijloace

cedarea plastică.

3.5.2. Alcătuirea şi clasificarea sistemelor rutiere

Pentru ca suprastructura drumurilor să îndeplinească condiţiile de confort şi

siguranţă, partea carosabilă se amenajează cu un sistem de straturi numit sistem

rutier, din materiale cu grosimi şi rezistenţe mecanice diferite şi care, preia

încărcările din trafic.

Numărul, grosimea şi natura materialelor din straturile sistemului rutier se

stabilesc prin calcul tehnico-economic numit şi dimensionare a sistemului rutier.

Straturile care alcătuiesc sistemul rutier (fig.3.8) se grupează după rolul pe

care îl îndeplinesc, purtând denumirile:

1. Îmbrăcămintea este stratul superior, uniform şi impermeabil.

Rol:

- asigură rulajul vehiculelor în condiţii optime;

- protejează sistemul rutier la acţiunea agenţilor atmosferici;

- transmite încărcările verticale şi preia direct acţiunile tangenţiale produse

de roţile vehiculelor.

Pentru reducerea consumului de material şi pentru a rezista la uzura

produsă de traficul rutier, îmbrăcămintea se execută în două straturi:

- strat de suprafaţă (strat de uzură);

- strat inferior, de legătură, numit în cazul îmbrăcăminţilor asfaltice, binder.

1:n

70

Fig. 3.8 Alcătuirea sistemului rutier

2. Stratul de bază se realizează din materiale rezistente deoarece în interul

său presiunile verticale mari, transmise de roţi, trebuie repartizate şi reduse

astfel încât să poată fi preluate de stratul inferior.

3. Stratul de fundaţie poate fi realizat din materiale locale. Are rol de

preluare a presiunilor transmise de stratul de bază, reducându-le în continuare

prin repartiţie.

Se calculează din condiţia ca presiunile transmise să fie mai mici decât

capacitatea portantă a materialului patului.

4. Substratul (nisip sau balast) are o grosime de 7...10 cm după compactare

şi îndeplineşte rolurile:

- drenant – drenează apele pluviale care se infiltrează în corpul drumului;

- anticapilar – taie ascensiunea capilară a apelor subterane;

- anticontaminant – împiedică amestecarea materialului din stratul de

fundaţie cu pământul din patul drumului;

- antigel – măreşte grosimea totală a sistemului rutier reducând pericolul de

îngheţ-dezgheţ al pământului din patul drumului.

3.5.3. Dimensionarea şi alcătuirea straturilor rutiere se face în funcţie

de intensitatea şi compoziţia traficului pe care trebuie să îl suporte sistemul

rutier.

Astfel, sistemele rutiere se pot clasifica în 3 categorii:

12

3

4

Sistem rutier

71

- sisteme rutiere uşoare – trafic de 100...1500 t/zi;

- sisteme rutiere mijlocii – trafic de 1500...2500 t/zi;

- sisteme rutiere grele – trafic mai mare de 2500 t/zi.

După modul de comportare sub acţiunilor încărcărilor din trafic, se

deosebesc:

- sisteme rutiere nerigide sau suple, alcătuite din materiale granulare cu sau

fără lianţi plastici (fig.3.9.a) şi îmbrăcăminţi asfaltice;

- sisteme rutiere rigide, care cuprind unul sau mai multe straturi din beton

de ciment, pe fundaţii din material granular (fig.3.9.b);

a

b

Fig. 3.9. Sisteme rutiere (a) suple; (b) rigide

- sisteme rutiere semirigide, formate din pavaje de piatră fasonată (pavele,

calupuri) sau sisteme rutiere care conţin straturi stabilizate cu ciment sau cenuşă

de termocentrală, zgură granulată de furnal.

În raport cu tipul sistemelor rutiere şi cu perfecţionarea tehnică a acestora

se deosebesc drumuri de tipurile: inferior (provizoriu), intermediar (tranzitorii)

şi superior (moderne / perfecţionate).

Îmbrăcăminte din beton de ciment

Strat de uzură Strat de rezistenţă Strat de fundaţie Substrat de nisip

Îmbrăcăminte Strat de uzură Strat de legătură Strat de bază Strat de fundaţie Substrat de nisip

72

3.5.4. Principii de alcătuire a straturilor rutiere

Straturile rutiere se alcătuiesc după următoarele principii structurale:

- principiul macadamului sau al împănării;

- principiul betonului sau al amestecurilor compacte.

a. Straturile alcătuite pe principiul macadamului (împănării) se execută din

mai multe sorturi de piatră spartă monogranulare, aşternute în reprize, cu sau

fără adaosuri de liant, cilindrate cu cilindri compresori, până la încleştarea

puternică a pietrelor.

Rezistenţa şi stabilitatea straturilor din care fac parte macadamurile

obişnuite (ordinare) sau tratate cu liant, este dată în special de frecarea internă a

materialului pietros, lianţii utilizaţi având doar rol de impermeabilizare a

stratului.

Agregatele trebuie să provină din roci dure, lipsite de fragilitate.

b. Straturile executate pe principiul betonului sunt alcătuite din materiale cu

granulozitate întinsă şi cuprind o gamă largă de fracţiuni ceea ce conduce la un

strat cu structură compactă şi închisă, cu volum mic de goluri având pe

ansamblu rezistenţe mecanice şi stabilitate superioare macadamului.

Materialele granulare sunt legate cu liant (ex. argilă, bitum, ciment)

rezultând betoane argiloase, betoane asfaltice sau betoane de ciment.

Rezistenţa straturilor este dată de coeziune.

Amestecarea materialelor se face după o anumită tehnologie, în malaxoare,

după care se aşterne în strat uniform şi se compactează cu dispozitive specifice.

Dintre avantaje se menţionează:

- posibilitatea utilizării materialelor locale;

- executarea mecanizată;

- reducerea volumului de transporturi;

- rezistenţele mecanice mari care conduc la durabilitate mare.

Notă: dacă din agregatul mineral lipsesc granulele mari, peste 7 mm, stratul

respectiv se numeşte mortar. Se regăsesc mortare de ciment şi mortare asfaltice.

73

Se precizează cu titlu informativ principalele materiale rutiere:

- agregate minerale (sorturi de piatră spartă sau materiale de balastieră;

- liant (bitum, ciment);

- filer (pulbere minerală cu diametru inferior valorii de 0,09 mm.

Tipurile de material pietros, de balastieră şi carieră folosite la alcătuirea

sistemelor rutiere sunt precizate în tabelul 3.5. Tabel 3.5

Denumire material Sort [mm] Domenii de utilizare MATERIALE DE BALASTIERĂ Nisip natural de râu 0...7,1 Substrat de nisip la pavaje din piatră, în mixturi asfaltice Nisip fin 0...1 Mixturi asfaltice Nisip grăunţos 3,15...7,1 Pavaje de piatră Pietriş 7,1...71 Împietruiri, în amestec cu split Pietriş mărgăritar 7,1...16 Mixturi asfaltice pentru straturi de bază şi de legătură Balast (nisip+pietriş) 0...71 Straturi de fundaţie MATERIALE DE CARIERĂ 1. Grupa piatră spartă Savură 0...8 Sort de împănare la macadam; în anrobate bituminoase Split 8...16

16...25 25...40

Împietruiri în amestec cu pietriş; în anrobate bituminoase; materiale de agregaţie la macadamuri asfaltice

Piatră spartă normală

40...63 Sort de rezistenţă pentru macadam; sort de acoperire pentru strat de bază din piatră spartă în două straturi

Piatră spartă mare 63...90 71...100 80...125

Fundaţie de piatră spartă; strat de rezistenţă pentru strat de bază

Piatră brută >120 Pereuri; pavaje inferioare 2. Grupa cribluri Cribluri 3...8

8...16 16...25

Tratamente bituminoase de suprafaţă; mixturi asfaltice (îmbrăcăminte şi strat de bază

Nisip de concasaj 0...3 Mixturi asfaltice din stratul de uzură al îmbrăcăminţilor

3.3.5. Tipuri de îmbrăcăminţi rutiere

A. Îmbrăcăminţi permanente şi semipermanente pentru drumuri de

interes local (drumuri intermediare)

Partea carosabilă este consolidată în general printr-o împietruire realizându-

se un strat care poate rezista la acţiuni verticale, dar nu celor tangenţiale. Se

folosesc pentru circulaţie locală de intensitate redusă şi unde predomină

tracţiunea animală.

Tipurile de împietruiri folosite sunt:

a. din pietriş (materiale extrase din balastiere);

74

b. din piatră spartă concasată (macadam).

1. Împietruirile din pietriş permit o execuţie uşoară, cu materiale locale

ieftine; dintre variantele de realizare se menţionează cea cu profil transversal în

formă de seceră (fig.3.10).

Fig.3.10 Împietruire cu profil transversal în formă de seceră

Granulozitatea balastului folosit este de 0...60 mm.

Se realizează un bombament curb; grosimea balastului în axul căii este de

20...25 cm.

Dezavantajul este că se obţine o grosime variabilă a stratului de pietriş pe

lăţimea căii care, poate fi eliminat prin încastrare parţială sau totală a corpului

împietruirii în platformă.

Declivitatea transversală a patului drumului este de 3...4%.

Balastul se aşterne în două straturi: primul strat este realizat din pietre mari

alcătuind o fundaţie, iar al doilea strat este realizat din fracţiune mai măruntă.

Scurgerea apelor se asigură prin realizarea unui strat filtrant de nisip sub balast

şi execuţia de drenuri sub acostamente.

Dacă se foloseşte pietriş, materialul se aşează în straturi de 5 cm grosime,

apoi se cilindrează (uscat) până la îndesarea parţială a materialului.

Rezultate mai bune se obţin prin amestecare în raport de 1/1 a balastului cu

material concasat.

Stratul împietruit nu este rezistent la încărcări tangenţiale şi la acţiunea

apei. Drumurile astfel realizate au caracter provizoriu.

2. Împietruiri din piatră spartă concasată (macadamuri)

Soluţia a fost utilizată din sec. XVII la construcţia drumurilor. Denumirea

provine de la numele inginerului englez Mac Adam (1820) care a enunţat noi

3...4%

75

principii de realizare a straturilor rutiere din piatră spartă.

Variante de execuţie

2.1. Macadamul obişnuit (ordinar) se execută din două sorturi de piatră

spartă manogranulare, care în ordinea folosirii se numesc sort de rezistenţă şi

sort de acoperire.

Fundaţia se realizează din material granular având mm60max =Φ , grosimea

de 15...20 cm, bine cilindrată, fără sorturi fine (fig.3.11).

Fig. 3.11 Structură sistem rutier din macadam obişnuit

Sortul de acoperire, din piatră spartă în grosime de maximum 6 cm, se

aşterne în două reprize a câte 15 kg/m2, timp în care se udă din abundenţă cu apă

şi prin antrenarea aerului umed din pori se formează un noroi fluid care pătrunde

în goluri. Concomitent se face cilindrarea cu compresoare mai grele. Cantitatea

de apă necesară este 25% din volumul pietrei folosite.

Cilindrarea se consideră terminată când o piatră din sortul de rezistenţă

aruncată în faţa compresorului este sfărâmată de acesta fără a pătrunde în corpul

macadamului, a cărui suprafaţă se prezintă ca un mozaic.

Macadamul se dă în circulaţie după acoperire cu nisip grăunţos (15...18

kg/m2) care, sub acţiunea circulaţiei continuă umplerea golurilor.

2.2. Macadamul îmbunătăţit

În prima variantă de execuţie, macadamul se stropeşte cu soluţii de săruri

higroscopice (clorură de sodiu sau de calciu, emulsie de bitum). Rezultate mai

bune se obţin prin silicatarea (cu silicat de sodiu) sau bituminarea macadamului.

Silicatul de sodiu, în prezenţa apei şi CO2 atmosferic reacţionează cu

calcarul din piatră formând silicea (SiO2) sub forma unui chit care umple

76

golurile şi impermeabilizează suprafaţa macadamului.

Emulsia de bitum şi nisipul „închid” macadamul asigurând o acoperire şi o

mai bună protecţie.

A doua variantă de execuţie este folosirea macadamului asfaltic la care,

stratul rutier este executat după principiul macadamului şi penetrare cu bitum

folosit ca liant. Prin penetrare, bitumul (liantul) pătrunzând în straturile e piatră

joacă rol de lubrefiant înlesnind pietrelor să se aşeze mai uşor şi mai bine în

timpul cilindrării.

Sorturile de piatră folosite sunt:

- pentru stratul de rezistenţă 40...60 mm;

- pentru strat de uzură split 15...25 mm şi 8...15 mm.

Condiţiile impuse pietrei sparte folosite sunt ca aceasta să provină din roci

bazice care conferă o bună adezivitate bitumului şi ca materialul granular să fie

uscat, curat şi lipsit de material argilos.

Domeniile de folosire sunt: îmbrăcăminţi rutiere pentru drumuri de interes

local (grosime minimă de cilindrare 6 cm); strat de bază pentru sisteme rutiere

grele (grosime minimă 12 cm după cilindrare).

Covoarele asfaltice sunt straturi din mixturi asfaltice (beton sau mortar

asfaltic) în grosime de 2...3 cm care, pot fi executate prin aşternerea unui strat de

mixtură, fie prin repetarea unor tratamente bituminoase.

Îmbrăcăminţile rutiere semipermanente sunt realizate din macadam tratat

cu liant; sunt cunoscute variantele de execuţie de macadam asfaltic care conţine

bitum şi macadamul cimentat la care, liantul folosit este cimentul.

Macadamul asfaltic foloseşte bitumul introdus la cald prin procedeul

penetrării şi eventual se foloseşte şi la amestecarea (anrobarea) materialului

granular. Se foloseşte ca îmbrăcăminţi (6 cm grosime) la sisteme rutiere

mijlocii, drumuri de interes local, cu o durată de exploatare de 5...10 ani sau ca

strat de bază (12 cm grosime) sub îmbrăcăminţile asfaltice ale sistemelor rutiere

grele.

77

Macadamul cimentat este penetrat cu mortar de ciment fluid. Este o soluţie

tehnică folosită rar în România.

B. Îmbrăcăminţi permanente (îmbrăcăminţi moderne)

Din această categorie fac parte betoanele şi mortarele asfaltice şi

îmbrăcăminţile din beton de ciment.

1. Betoane asfaltice

Betonul asfaltic este o dispersie omogenă de split sau criblură într-un

mortar format din nisip, filer şi un liant bituminos. Cele mai des utilizate în

practică sunt asfaltul cilindrat şi asfaltul turnat.

Asfaltul cilindrat este o mixtură bituminoasă alcătuită pe principiul

betonului, la care toate granulele scheletului mineral sunt învelite în mod

uniform cu o peliculă de bitum de 5...12 µ grosime.

Compactarea mixturii se face prin cilindrare.

Din punct de vedere al compoziţiei se deosebesc:

- mixturi închise cu volum de goluri < 5% după cilindrare, folosite pentru

stratul de uzură al îmbrăcăminţilor;

- mixturi deschise cu volum de goluri >5% având în compoziţie granule

fine de filer şi nisip, folosite ca strat de legătură (binder).

La prepararea mixturii cu bitum temperatura este de 1800C, iar la punctul

de lucru, de 1300C.

Dacă se utilizează SUBIF (liant-suspensie de bitum filerizat), mixtura se

execută la rece, în betoniere. După punerea în operă necesită 3...6 zile timp de

uscare urmată de cilindrare.

Asfaltul turnat este o mixtură asfaltică alcătuită după principiul betonului,

în care golurile (20...25% din scheletul mineral) sunt umplute integral cu mastic

bituminos.

Se execută cu pietriş mărgăritar / criblură; aportul de liant este de 7...9% în

cazul aşternerii mecanice şi 7,5...9,5% în cazul aşternerii manuale.

78

Temperatura de preparare a mixturii este de 170...1900C, iar timpul de

amestecare necesar este 2...3 ore.

Aplicarea se face după cum urmează:

- aşternere manuală său cu finisoare mecanice;

- împrăştiere nisip grăunţos sort 1...3 mm în cantitate de 2...3 kg/m2;

- finisare cu rulouri uşoare de 50kg.

Se utilizează ca strat de uzură pentru drumuri în oraşe (trotuar + carosabil).

Are avantajul că desfăcut, prin retopire, poate fi reutilizat.

2. Betonul de ciment

Betonul de ciment este utilizat pentru îmbrăcăminţi rutiere rigide.

Este caracterizat prin:

- mare capacitate de rezistenţă la încovoiere;

- uzură foarte mică;

- aderenţă bună pentru pneuri, motiv pentru care se foloseşte la drumuri cu

trafic intens şi greu şi mai ales cu climat umed.

Fundaţiile utilizate sunt realizate din straturi de: nisip sau balast; piatră

spartă; balast stabilizat.

Peste stratul de fundaţie compactat se aşterne un strat de egalizare de 2 cm

din nisip, peste care se aşterne o hârtie rezistentă (de ambalaj sau Kraft) sau folie

de polietilenă pentru a împiedica pătrunderea pastei de ciment în fundaţie şi

solidarizarea dalei îmbrăcăminţii cu aceasta.

Pe suprafaţa amenajată şi cofrată lateral cu longrine metalice speciale se

aşterne betonul compactându-l cu vibrofinisoare care rulează ghidat pe longrine.

Realizare (a) cu 1 singur strat de grosime minimă 14 cm sau cu (b) cu două

straturi (strat superior – strat de uzură – minim 6 cm şi strat inferior – strat de

rezistenţă – de 12...14 cm (fig.3.12).

79

Fig. 3.12 Beton de ciment realizat în două straturi

Întrucât betonul prezintă variaţii de volum la întărire şi din variaţii de

temperatură este necesară împărţirea îmbrăcăminţii în dale (planşe), prin rosturi

dispuse longitudinal şi transversal căii.

Din punct de vedere al rolului, deosebim următoarele tipuri de rosturi:

a. rosturi de contact (de lucru) care separă dale de beton de vârste diferite;

Fig.3.13 Rost de contact

b. rosturi de dilataţie, executate la 100 m bandă de beton care permit

deplasarea liberă a dalelor la dilatarea şi contracţia termică;

Fig.3.14 Rost de dilataţie

c. rosturi de contracţie-încovoiere (rosturi false care străbat întreaga

Strat de uzură Strat de rezistenţă Hârtie Kraft Strat 2 cm nisip Fundaţie

50 m Rost de conta

Strat uzură 6 cm OB Φ 10 Strat rezistenţă 14...16 cm

Mastic de bitum turnat pe reţea de armătură sau în rost

Scândură 16-20 mm

80

grosime a îmbrăcăminţii) şi au rol de slăbire a secţiunii, de dirijare a fisurilor

provocate de tensiuni din contracţie la întărirea betonului şi din tasările inegale

ale fundaţiei drumului.

Fig.3.15 Rost de contracţie-încovoiere

Compoziţia betoanelor este: raport apă/ciment (a/c) de 0,45; ciment

Portland marcă 400 sau RIM, agregate cu diametrul maxim de 25 mm (piatră

concasată sau de râu). Prepararea se face în staţii centralizate.

Pentru asigurarea conlucrării dintre cele două straturi, stratul de uzură se

toarnă la maxim ½ oră de la turnarea stratului de rezistenţă.

Suprafaţa se protejează 24 ore cu acoperişuri sau corturi joase sprijinite pe

longrine; în perioada de întărire, pentru a evita pierderea apei prin evaporare, se

acoperă cu:

- strat de nisip în stare umedă, grosime 3 cm sau

- folie de polietilenă sau

- peliculă din emulsie de parafină, bitum tăiat, etc.

După 21 zile de la execuţie, se colmatează rosturile cu mastic bituminos şi

se dă în circulaţie.

3. Pavaje

Pavajele sunt îmbrăcăminţi din blocuri de piatră naturală, piatră artificială

sau ale materiale aşezate unul lângă altul, pe fundaţie corespunzătoare, prin

intermediul unui substrat de nisip sau mortar de ciment.

Din punct de vedere al tipului de blocuri folosit se deosebesc pavaje din:

Rost 4-8 mm

Grinzişoară lemn

50

81

bolovani de râu (caldarâm); piatră brută; pavele normale; pavele abnorme;

calupuri sau materiale speciale.

Ca dezavantaje ale pavajelor se menţionează:

- pregătirea blocurilor şi execuţia pavajelor se face manual;

- rezultă suprafeţe neuniforme din cauza numărul mare de rosturi care

produc zgomote în circulaţie.

Dintre avantaje se precizează:

- sunt rezistente şi durabile fiind recomandate pentru drumuri cu trafic

foarte greu şi intens;

- pot fi făcute şi refăcute uşor, fără pierderi de materiale fiind recomandate

pentru drumuri cu multe reţele subterane sau unde se pot produce tasări ale

fundaţiei;

- fiind puţin influenţabile de vibraţii se utilizează în exclusivitate în zonele

de circulaţie ale tramvaielor, pasaje de nivel CF.

Ordinea efectuării operaţiilor la execuţia pavajelor este următoarea:

- peste fundaţie se aşează un strat de nisip (I) grăunţos care se compactează

(pilonează – batere cu maiul) până la o grosime finală de 5 cm; (2...3 cm pavaj

din calupuri);

- strat II de nisip; răspândire manuală, grosime 5 cm;

- aşezare blocuri de piatră, fixare cu ciocanul;

- batere uşoară cu maiul pentru regularizarea profilului;

- răspândire nisip, udare abundentă şi periere pentru a pătrunde în rosturi,

paralele cu baterea până la refuz cu maiul;

- acoperire pavaj cu strat de nisip în grosime de 1 cm, cilindrare cu udare

abundentă.

Forma în plan a pavajelor diferă în funcţie de forma şi dimensiunile

blocurilor.

Exemple: pavaje din pavele normale 18 x 12 x13 cm tip dobrogean fig.

3.16.a sau 17 x 17 x 13 cm tip transilvănean fig.3.16.b.

82

a

b

Fig.3.16 Pavaje a. tip dobrogean; b. tip transilvănean

- pavaje din pavele abnorme (12...16) x (8...11) x (10...13) cm

- aşezare în arc, datorită neuniformităţilor constructive (blocuri mari la chei

şi mici la naşteri); a = 1,70...2,00 m

- pavaje din calupuri mici (pavaj mic).

Fig.3.17 Pavaje din pavele abnorme

La minim o lună de la darea în circulaţie se impermeabilizează rosturile la

butisă

83

trei rânduri prin amorsare şi umplere cu mastic bituminos.

Pavajele din materiale speciale sunt de tipurile:

- de clincher (din blocuri ceramice);

- din lemn (pardoseli antiscântei);

- din pavele de asfalt (executare de îmbrăcăminţi pentru trotuare, poduri,

lucrări executate pe timp friguros şi de volum mic);

- din plăci de beton de ciment;

- din plăci de cauciuc vulcanizat.