CAR-2009-10-Iulie-2009-Editia-a-II-a

7/24/2019 CAR-2009-10-Iulie-2009-Editia-a-II-a

1/283


2/283


3/283

SIMPOZIONUL TIINIFICCercetare, Administrare Rutier, CAR 2009

Bucureti, 10 iulie 2009

UTCB, CFDP APDPCatedra Drumuri i Ci Ferate Romnia

SIMPOZION TIINIFIC

CERCETARE, ADMINISTRARE RUTIER

CAR 2009

2009

10 IULIE 2009


4/283



COMITETUL DE ORGANIZARE

oPreedinte:

Prof.dr.ing. Mihai DICU U.T.C.B.

oMembri:

Conf.dr.ing. Carmen RCNEL U.T.C.B.

Ing. Viorel PAU secretar general A.P.D.P. RomniaIng. Eduard HANGANUvicepreedinte A.P.D.P. RomniaIng. Cornel MARINCU A.P.D.P. RomniaIng. Anghel TNASESCU preedinte filiala A.P.D.P. Bucureti.L.drd.ing. tefan LAZR U.T.C.B.Asist.drd.ing. Adrian BURLACU U.T.C.B.

Asist.ing. Mihai Gabriel LOBAZ U.T.C.B.Asist.drd.ing. Claudia SURLEA U.T.C.B.

COMITETUL TIINIFIC

oPreedinte:Prof.dr.ing. Stelian DOROBANU U.T.C.B.

oMembri:

Prof.dr.ing. Constantin ROMANESCU U.T.C.B.

Ing. Cristian DUIC- C.N.A.D.N.R.Conf.dr.ing. Valentin ANTON U.T.C.B., prim vicepreedinte A.P.D.P. RomniaIng. Petre DUMITRU C.N.A.D.N.R.

Ing. Florin DASCLU - C.N.A.D.N.R.Dr.ing. Mihai BOICU S.C. BOMACO S.R.L. Bucureti

Prof.dr.ing. Elena DIACONU U.T.C.B.Dr.ing. George BURNEI D.R.D.P. TimioaraIng. Theodor BURILESCU A.P.D.P.

Comisar ef Ing. Cristian CLIN I.G.P.R. Direcia Rutier


5/283



I

CUPRINS

SECIUNEA 1: CERCETARE N DOMENIUL RUTIER

Posibiliti de utilizare a puzzolanelor naturale n lucrri rutiere,

Bogdan ANDREI, Valentin Vasile UNGUREANU, Marius

COMNICI, Alexandru CRLIG

3

Asupra utilizrii cenuii de termocentralde la CET Braov la

stabilizarea pmnturilor coezive pentru straturi de form,Bogdan ANDREI, Valentin Vasile UNGUREANU, Marius

COMNICI, Silviu Ioan MICLO

17

Utilizarea polimerilor n infrastructura societii contemporane,

Aurel BLJEL, Ioan DIACONESCU

31

Studiu de laborator i de probe prelevate n situ pentru

determinarea calitii mixturilor asfaltice aplicate n cadrul

C.N.A.D.N.R.,

Vasilica BEICA, Ruxandra Nicoleta NECHITA, Petre

DUMITRU

35

Straturi rutiere din mixturasfalticcu bitum modificat

Vasilica BEICA, Georgeta GRSC, Elisabeta SELAGEA,

Daniela PETE

43

Valorificarea zgurii de oelrie n mbrcminile bituminoase

cilindrate la cald,

Elena DIACONU, tefan Marian LAZR

53

Utilizarea fisurometrului termostatat la verificarea n laborator a

calitii mbrcminilor asfaltice,

Mihai DICU, Mihai Gabriel LOBAZ

59


6/283



II

Strategia C.N.A.D.N.R. pentru perioada 2009 2013,

Cristian DUIC

67

Mixturi asfaltice preparate cu bitum dur,

Georgeta GRSC, Vasilica BEICA, Daniela PETE

72

Bitumul modificat n betoane asfaltice speciale; poarta spre cer

George Ctlin MARIN

85

Atacul chimic asupra betonului,

Cristinel MORARU, Radu GAVRILESCU, Marian PRVU

93

Consolidare DN 67D km 92+00 km 92+400,

Mihail MUNTEANU

106

Aspecte privind corelarea reglementrilor tehnice n domeniul

rutier cu normele specifice U.E.,

Ruxandra Nicoleta NECHITA, Petre DUMITRU

117

Drepte de obosealpentru mixturi asfaltice folosite n stratul de

uzur,

Carmen RCNEL, Constantin ROMANESCU, Mihai DICU,

Adrian BURLACU, Claudia SURLEA

125

Evaluarea modulului de rigiditate al mixturilor asfaltice,

Carmen RCNEL, Adrian BURLACU, Claudia SURLEA

139

Cercetare privind utilizarea geocompozitului BISTEX n

structurile rutiere,

Constantin ROMANESCU, Elena DIACONU, Carmen

RCNEL, tefan Marian LAZR, Adrian BURLACU

153

Modelare cu elemente finite a structurilor rutiere flexibile,

Constantin ROMANESCU, tefan Marian LAZR

161


7/283



III

SECIUNEA 2: SIGURANA CIRCULAIEI

Tratarea nodurilor rutiere n proiectele de construcie ale reelei de

autostrzi i interconectarea acestora cu reeaua rutierexistent

i de perspectiv,

Cristian ANDREI

175

Asupra vizibilitii n curbe la circulaia pe autostrzi,

Gabriel BULGARU, Valeriu Manolache, Constantin Ghirlea

178

Metodologie de calcul a traficului rutier echivalent utiliznd

criteriile de dimensionare a structurilor rutiere suple si

semirigide,

Gabriel BULGARU

182

Aspecte privind implementarea unui sistem de gestiune a

patrimoniului rutier, parte componenta sistemului de gestiune

MGCAD,

Rodica Dorina CADAR, Mihai ILIESCU

193

Sistem de monitorizarei informare pentru traficul rutier,

Mihai CDARIU, Monica Sabina CRAINIC, Mircea POIAN

207

Principiile siguranei circulaiei aplicate n proiectele de drumuri,

Gabriela COSTESCU

218


8/283



IV

Radiografierea unei experiene: amenajarea accesului la DN 28 km

67+054, partea dreapt, la intrarea n municipiul IAI ctre un

complex comercial,

Iulian Ctlin DIMACHE

231

Soluii moderne pentru sigurana circulaiei n mediul urban,

Rzvan DRGULE

240

Influena factorului uman asupra siguranei circulaiei rutier,

Laureniu STELEA

249

Model de evaluare a riscului la execuia structurilor rutiere,

Susan VEACESLAV

264


9/283



1

SECTIUNEA 1:

CERCETARE N DOMENIUL RUTIER


10/283



2


11/283



3

POSIBILITI DE UTILIZARE A PUZZOLANELORNATURALE N LUCRRI RUTIERE

Andrei Bogdan, ef lucrri dr. ing., Universitatea Transilvania din Braov,[email protected] Valentin-Vasile, ef lucrri dr. ing., Universitatea Transilvania din Braov,[email protected] Marius, ef lucrri drd. ing., Universitatea Transilvania din Braov,[email protected] Crlig, inginer, [email protected]

Rezumat

Lucrarea prezint calitaile competitive ale unui liant puzzolanic, i anume tufulvulcanic n amestec cu var, ca nlocuitor al cimentului la realizarea structurilor rutiere custraturi din agregate naturale stabilizate. Sunt prezentate aspecte teoretice i elemente practice

privind formularea liantului puzzolanic pe baz de tuf vulcanic, precum i stabilireacompoziiei optime de amestecuri stabilizate utilizate pentru realizarea straturilor de funda iila lucrri de drumuri.

Cuvinte cheie:tuf vulcanic, liani puzzolanici, activatori, fundaii rutiere

1. INTRODUCERE

Tehnica rutiera cunoscut o evoluie considerabilpe plan tehnologic ieconomic. Prognozele cu privire la economia mondial evideniaz sarcinideosebite ce revin celor care rspund de reelele rutiere, implicnd promovareade noi tehnologii i metode de execuie a lucrrilor rutiere.

Una din soluiile raionale pentru rezolvarea acestor sarcini ar putea soconstituie recurgerea la implementarea pe scar larg a tehnologieiamestecurilor stabilizate cu liani puzzolanici, urmnd exemplul rilor

dezvoltate industrial.Amestecurile stabilizatese folosesc cu succes la straturile de fundaie din

structurile rutiere rigide sau att la straturile de fundaie ct i la straturile debazdin alctuirea structurilor rutiere semirigide.

Folosirea amestecurilor stabilizate cu liani puzzolanici a fost consacratpe plan mondial la Congresul International de Drumuri de la Bruxelles (1987) ide la Marakech (1991), fiind apreciat ca o soluie eficient de reducere a


12/283



4

consumului de materiale granulare, ale cror resurse naturale sunt limitate i

neregenerabile, precum i a consumului de ciment, pnla completa substituirecu liani puzzolanici i reducerea considerabila costurilor.

Pe baza unor cercetri tematice, att cu caracter fundamental ct i cucaracter aplicativ, ntreprinse n Romnia la Universitile Tehnice dinBucureti, Iai, Timioara i Cluj-Napoca, precum i la Institutele Naionale deCercetare-Dezvoltare din domeniile transporturilor i al materialelor deconstrucii, au fost elaborate instruciuni tehnice i standarde naionale pentuutilizarea lianilor hidraulici (ciment i puzzolanici) la lucrrile rutiere.

Avnd n vedere amploarea noilor programe de dezvoltare i modernizarea reelei naionale de drumuri, afirmarea economiei concureniale i

descentralizarea deciziilor, performanele mecanice, eficiena economic iinfluenele ecologice benefice constituie argumente pentru promovarea la niveldecizional a lianilor puzzolanici n construciile rutiere.

De aceea, obiectivul acestei lucrri este de a aduce n prim plan calitailecompetitive ale unui liant puzzolanic i anume tuful vulcanic n amestec cu var.

Tuful vulcanic n amestec cu var captproprieti liante asemnatoare cucele ale cimentului Portland. Deoarece tuful vulcanic este o rocnatural, pentruobinerea lianilor puzzolanici nu se folosete energie pentru ardere (ca n cazulprocedeului de clincherizare pentru obinerea cimentului Portland) i, n plus, semacinuor, rezultnd un consum de enegie mai mic cu aproximativ 50% dect

n cazul producerii cimentului.

2. MECANISME DE ACTIVARE PENTRU OBINEREA DE LIANISILICIOI PE BAZA DE TUFURI VULCANICE

2.1. Tufurile vulcanice activate ca liant puzzolanic - scurt istoric

ncdin antichitate a fost remarcat, aptitudinea de a rezista bine i de a sentri n timp, n mediu umed, ndeosebi n prezena unui adaos de var, a unor

sorturi de tufuri vulcanice preponderent silicioase i parial zeolitizate, denumitepuzzolane, dup localitatea roman Puteoli sau Puzzuolli din apropiereavulcanului Vezuviu, de unde se exploatau intens.

Dupanul 1950, rile europene mai dezvoltate economic, care dispuneaude zcaminte notabile de astfel de materiale, n special Frana i Germania, auntreprins cercetri sistematice pentru valorificarea potenialului puzzolanic altufurilor n construciile rutiere pentru substituirea cimentului portland. Dinpunct de vedere tehnic, rezultatele au fost satisfacatoare, dar din punct de vedere


13/283



5

economic aplicaiile au fost eclipsate de alte materiale cum ar fi puzzolanele

artificiale (zgura granulat de fumal i cenua volant), care s-au impus maimult din raiuni ecologice.

O contribuie esenial la descifrarea mecanismelor de activare apotenialului puzzolanic/hidraulic latent al tufurilor vulcanice au avut-ocercetrile din domeniul industriei cimentului.

2.2. Fundamentarea teoretica puzzolanicitaii tufurilor

Datele teoretice i experimentale disponibile n prezent arat c prizalianilor puzzolanici (zgura granulatde furnal, cenua de termocentral, tufurile

vulcanice - activate) const n cristalizarea silicailor, aluminailor i alumino-silicailor de calciu hidratai care se formeaz n mediu hidric, apa avnd undublu rol n acest proces:

extragerea elementelor chimice din puzzolane; realizarea prizei prin participarea la formarea noilor compui hidratai.

Puterea de dizolvare a apei este sensibil sporit de creterea pH-uluisoluiei asigurnd astfel, trecerea mai facil n soluie a silicei i aluminei dincomponena puzzolanelor. n consecin, prin tehnologia de fabricare aamestecurilor agregat puzzolan, este necesar asigurarea unei alcalinitiridicate de o manier omogen i constant, iar acesta se poate realiza prin

activarea puzzolanei cu ajutorul unui activator (tuf vulcanic +var).Pentru mrirea artificiala bazicitii componenei apoase a unui amestec

agregat-puzzolanse practicadugarea unor oxizi alcalini (ntre care varul estecel mai comun). De asemenea se mai utilizeaz unii electrolii ca: NaSO4,CaSO4, CaCl2sau, mai recent, activatori alcalini i activatori pe bazde CaSO4.

Activarea se bazeazpe principiul cprodusul de hidratare/recristalizareare formula generalC3S2AH6asemntoare principalilor constitueni ai zgurilorde furnal, cenuilor de termocentrali tufurilor vulcanice.

Cel mai comun i totodat cel mai vechi activator al puzzolanelor estevarul hidratat, preferat datorit preului su mai redus, causticitii sczute i

cvasisolubilitii sale, care mpiedic levigarea n cazul condiiilor climaticenefavorabile (mediu foarte umed).

Rolul major al varului utilizat n dozaje adecvate din amestecul total uscat(agregat-material puzzolanic-activator) este acela de a concura la realizareaprizei lianilor puzzolanici prin ridicarea pH ului soluiilor apoase i facilitareasolubilizrii componenilor silicioi.


14/283



6

Reaciile vor fi cu att mai intense cu ct puzzolanele vor fi mai fin

mcinate i/sau mai poroase, structura lor cristalinmai puin ordonat, iar fazavitroasmai important.

Varul adugat este mai eficient sub formde oxid de calciu, CaO.Componenii mineralogici rezultai n urma reaciilor dintre silice i

alumin, din tuful vulcanic, i var (silicatul i aluminatul de calciu hidratai)sunt produse de cimentare insolubile n apa i manifest, deci, capacitatea dentrire n apca i n aer.

Procesul de ntrire a acestor compui de cimentare este lent i se dezvoltpe termen lung. Rezistenele mecanice timpurii sunt reduse, dar cele realizate petermen lung ating valori remarcabile.

Cercetrile ntreprinse au constatat n testarea obinerii unui liant pentrustabilizarea amestecurilor de agregate naturale pentru fundaii rutiere prinactivarea tufului vulcanic din diverse regiuni ale rii. n zona judeului Braovse gsesc rezerve importante de tuf, care pot servi la mbunatairea infrastructuriidin aceast zon i nu numai, motiv pentru care s-au evaluat, n principal,tufurile vulcanice din apropierea oraului Braov.

2. MATERIALE UTILIZATE

n cadrul lucrrilor de laborator pentru realizarea amestecurilor stabilizate

au fost utilizate agregate naturale din sorturile: 04, 48, 816 si 1620,conform cu recomandrile din SR 662 2002, curbele granulometrice utilizatela amestecurile cu liani puzzolanici, avnd dimensiunile agregatelor conformCD 1272002 i STAS 10473/286, prezentate n tabelul 1.

Tabel 1. Determinarea granulometriei.Treceri [%] de maspe ciururi sau sita cu ochiuri deAgregate

naturaleSort produs 0,09

[mm]0,2

[mm]1

[mm]3,15[mm]

7,1[mm]

16[mm]

20[mm]

31,5[mm]

0 4 3,9 11,2 77,2 99,8 100 100 100 1004 8 - - - 0,8 99 100 100 100

8 16 - - - - 0,4 99,4 100 10016 20 - - - - - 0,3 99 100

Din tabelul 1 rezult c agregatele testate sunt necorespunztoaregranulometric pentru stabilizarea cu ciment conform SR 662 - 2002 (careprevede o proporie de 5-10% fraciune fine


15/283



7

Puzzolaneleutilizate n testele de laborator au fost: tuful vulcanic de la cariera Slnic Prahova, judeul Prahova. tuful vulcanic de la cariera Perani, judeul Braov. tuful vulcanic din zona Dopca, judeul Braov. tuful vulcanic de la cariera Tristari Ocnele Mari Dealul Mare, judeul

Vlcea. tuful vulcanic de la cariera Tristari Ocnele Mari Malul Alb, judeul

Vlcea.Probele cercetate au fost prelevate, prin mijloace proprii, evitndu-se

rocile vizibil alterate. Macroscopic, acestea prezint o structur compact,echigranular, fin i de culoare cenuiu verzuie (tuful de Slanic, Perani iDopca) i, respectiv, alb spre bej (tuful de Tristari Ocnele Mari: Dealul Mare iMalul Alb), mai pregnant cnd roca este umed i albicioas pe suprafeeexpuse ndelungat la soare.

n vederea testrii proprietilor liante, probele au fost mcinat ntr-omoarcu bile, la o finee caracterizatde un reziduu dupcum urmeaz:

tufulvulcanic de la cariera Slnic Prahova 10% pe sita de 90 m. tuful vulcanic de la cariera Perani 32% pe sita de 90 m. tuful vulcanic din zona Dopca 1 30% pe sita de 90 m. tuful vulcanic din zona Dopca 2 32 % pe sita de 90 m.

tuful vulcanic de la cariera Tristari Ocnele MariDealul Mare 24% pesita de 90m. tuful vulcanic de la cariera Tristari Ocnele MariMalul Alb 16% pe

sita de 90 m.Caracteristicile chimico-mineralogice au fost determinate n cadrul unui

laborator de specialitate, iar valorile obinute indic o roc zeolitizat ceevideniaz un potenial de hidraulic ridicat, ipotez susinut i de stareavitroasa masei netransformate i de chimismul silicoaluminos. De asemenea,coninutul sczut de CaO al acestora presupune un adaos consistent de varpentru favorizarea reaciilor puzzolanice.

Indicele de activitate puzzolanic, determinat conform standarduluinational SR 3832-8/99, a confirmat o reactivitate ridicata tufurilor analizate.Pentru lianii puzzolanici s-a utilizat ca activator varul hidratat CL 80

produs de SC PRESCON Braov, ale crui caracteristici fizico-chimice suntconforme cu prevederile SR ENV 459-1/1997.

Includerea varului n componena lianilor puzzolanici se fundamenteazpe proprietatea acestuia de a elibera cu uurinn contact cu apa, coninutul deCa(OH)2care determina creterea semnificativa pH-ului soluiei intergranulare


16/283



8

din masa amestecurilor, provocnd i favoriznd astfel dizolvarea masei silico-

aluminoase din componena puzzolanei i precipitarea hidrosilicailor careformeazstructurile de ntrire.

n cadrul cercetrilor de laborator cimentul a fost utilizat numai ca liantpentru prepararea probelor martor, pentru testarea formulelor de lianipuzzolanici. n acest scop a fost ales, n conformitate cu prevederile standarduluiSR EN 197-1/2002, tipul de ciment II/A-S 32,5R i, respectiv, apcurentdinreeaua municipal a oraului Braov considerat corespunztoare condiiilortehnice impuse.

3. FORMULAREA LIANTULUI PUZZOLANIC TUF VULCANIC + VAR

Din motive pragmatice, n cercetrile de laborator pentru stabilireaformulei compoziionale a lianilor propui, s-a adoptat o startegie din aproapen aproape constnd n ncercri succesive de combinaii calitative i cantitativede materiale (puzzolan+activator+ap), urmate de testarea parametrilor fizico-mecanici la stadiile standard de maturizare pentru validarea variantelor optime.

Normativul pentru execuia straturilor rutiere din agregate naturalestabilizate cu liani puzzolanici CD 127-2002 recomand utilizarea unoramestecuri agregatpuzzolanactivator n urmatoarele formule compoziionale

raportate la greutatea totaln stare uscat:- agregat + 6,8, 10 % tuf vulcanic.

Dozajul de activator (art. 74) este indiferent fa de varietatea depuzzolanutilizat, i anume:

- 2% var sau ciment, dacamestecul se preparin staii fixe;- 3% var sau ciment dacamestecul se realizeazin situ.

Stabilirea compoziiei optime a amestecurilor este prevzuta fi fcutdelaboratoare specializate i autorizate. Recomandarea dozajelor de 2% sau 3%activator var sau ciment indiferent de varietatea i cantitatea de puzzolanactivat este nefundamentat stiinific. Teoretic, cantitile de activator trebuie

strict corelate cu chimismul puzzolanei activat. Astfel, dozajul de activator artrebui raportat la cantitatea (dozajul) i tipul de puzzolan i nu la tipultehnologiei de execuie: prepararea n staii fixe sau n situ.

De asemenea, normativul nu face nici o difereniere de calitate ntreamestecurile stabilizate destinate straturilor de bazsau a celor de fundaie, deieste cunoscut ccele dou straturi reclamproprieti fizico-mecanice (Rc; Rt)diferite.


17/283



9

Pentru determinarea formulei optime de liant cu tuf cercetrile de

laborator s-au desfasurat astfel: Tuful vulcanic a fost mcinat n moara cu bile la fineea corespunzatoare

din tabelul 2. Au fost eantionate probe i materialul trecut prin sita de 90 m. Au fost realizate amestecuri material puzzolanic activator, procentul de

activator (var hidratat CL 80) n raport cu tuful vulcanic fiind de 30, 35,40, 45 sau 50 %.

Tabel 2. Fineea de macinare, densitatea n grmadRezultatele testelor pe urmtoarele tufuri

DopcaSpecificaii Condiiiimpuse

Slnic Perani DealuMare

MalulAlb

1 2Fineea demcinare

Treceri prin sitade 1 mm [%]

Treceri prin sitade 0,09mm [%]

min. 90

min. 65

99,85

80,62

100

68

100

76

100

84

100

70

100

68Densitatea n

grmadn stareafnat[kg/dm3]

max. 1 0,634 0,725 0,590 0,890

0,747 0,717

Umiditatea [%] max. 16 0,8 0,6 0,4 0,4 10,2 12,35

Algoritmul a avut ca ipotezfaptul cun dozaj mai mic de 25 % (procentactivator fa materialul puzzolanic) poate conduce la realizarea unui numrinsuficient de legturi de cimentare ca urmare a reaciilor tuf-var-ap, iar undozaj mai mare de 50 %, pe deoparte ar deveni oneros n cadrul tehnologieimaterialelor stabilizate, iar pe de alt parte se obine o scdere a rezistenelordatorit faptului c din amestec este nlocuit cu var o cantitate prea mare dematerial puzzolanic (se obine rezistena specificmortarului de var).

Amestecurile puzzolana activator prezentate au fost omogenizate timpde 30 de minute n moara cu bile de laborator. Acestora li s-a adaugat appnla obinerea unor paste de consistenegal.

Pastele au fost turnate n tipare metalice 2 x 2 x 2cm i compactate prinscuturare la masa de oc care se folosete pentru determinarea clasei cimentului.

Probele astfel preparate au fost conservate (maturizate) n urmatoarele


18/283



10

condiii: 48 ore n tiparele metalice acoperite cu folie PVC, la temperatura de 20

22 C, 48 ore dup decofrare din tipare s-au trecut ntr-o cuva cu ap la

temperatura de 22 24 C, 66 ore n apla 60 C nclzittreptat de la 24 C n etuv, 6 ore rcire n atmosferpnla temperatura ambiantde 22 C.Dup 7 zile de maturizare n regimul prezentat, probele au fost supuse

ncercrii de rezistenla compresiune.Rezultatele obinute au fost reprezentate grafic n figura 1, ntr-un sistem

rectangular de coordonate avnd marcate pe ordonata valorile Rc(daN/cm2), iar

pe abscisconinuturile de activator pentru aceeai puzzolan.Coninutul de activator corespunztor valorii maxime a rezistenei la

compresiune Rcdesemneazcompoziia optima liantului puzzolanic dorit.

Figura 1. Liantul tuf vulcanic mcinat + var

Dupcum era de ateptat, se poate constata faptul cRc este influenatde fineea de mcinare a materialului. Astfel, dozajul de activator (var) iimplicit formula optima liantului, pot fi definite dupcum urmeaz:

tuf vulcanic de Slnic Prahova + 50% var, tuf vulcanic de Peani + 40% var,


19/283



11

tuf vulcanic din zona Dopca 1 + 40% var, tuf vulcanic din zona Dopca 2 + 40% var, tuf vulcanic Tristari Ocnele Mari Dealul. Mare + 40% var, tuf vulcanic Tristari Ocnele Mari Malul Alb + 45% var.

4. FORMULAREA AMESTECURILOR STABILIZATE CU LIANIPUZZOLANICI PE BAZDE TUF VULCANIC I VAR

n vederea stabilirii compoziiilor optime de amestecuri stabilizate culiani pe baz de tuf vulcanic pentru realizarea straturilor rutiere (de fundaiesau/i de baz) a fost folosit aceeai metod de ncercri succesive(metodologie empiric a ncercrilor succesive) ca i n cazul studiilor privindformularea lianilor puzzolanici (tuf + var). Astfel, au fost realizate diverseamestecuri agregat-liant-ap (ALA), cu compoziii riguros controlate,prestabilite n concordan cu datele din literatura de specialitate i unelerecomandri din normativele naionale.

ntr-o primetapa cercetrilor au fost realizate amestecuri agregat-liant-ap, pentru straturi de baz, cu fiecare tip de liant puzzolanic formulat anterior.

Pentru validarea compoziiilor, subsecvent, s-a procedat la testareacaracteristicilor fizico-mecanice (stabilitate la ap, pierderea de mas,rezistenele Rc, Rt). Pentru a avea un criteriu obiectiv de raportare i evaluare arezultatelor s-a realizat un amestec martor avnd ca liant un ciment Portlandcompozit (CEM II/A-S 32,5R).

Astfel, au rezultat apte formule de amestecuri pentru straturi de baz(fundaie), din care unul cu rol de criteriu de referin(martor).

Amestecurile martor, cu ciment, s-au realizat n conformitate cuprevederile STAS 10473/l - 87.

n practica stabilizrii amestecurilor de agregate naturale cu lianipuzzolanici se accept c deficitul de fraciune fin datorat prelucrriimaterialelor aluvionare brute n balastiere se compenseaz de o manier

admisibilprin adaosul de puzzolan(cenuvolant, tufuri sau zgurgranulatde furnal mcinate) astfel nct amestecul optimal agregat puzzolan se vanscrie n limitele precizate n CD 127 - 2002.

Pentru caracterizarea fizico-mecanici anticiparea comportamentului ncadru1 structurii rutiere pe ntreaga duratde serviciu, amestecurile formulate aufost testate n laborator, prin toate ncercrile din STAS 10473/2-86, vizndevoluia parametrilor n timp precum i unele ncercri neconvenionale


20/283



12

(nenormate) utilizate la construciile rutiere - ncercri pe epruvete prismatice cu

dimensiunile de 10 x 10 x 55cm.Pentru fiecare ncercare au fost confecionate cte trei epruvete de form

cilindriccu diametrul de 7,14 cm i nlimea de 10,5 cm. Dupconfecionare,epruvetele au fost nchise ermetic n pungi de polietilen i pstrate latemperatura ambiant din laborator (20...25 C) pn la vrstele standard dencercare (7 , 14, 28 zile).

Conform prevederilor STAS 10473/2-86, rezistenele la compresiune aleamestecurilor experimentale s-au determinat la intervale de vrst difereniate,n funcie de natura liantului utilizat.

Tabel 3. Rezistenele la compresiune ale amestecurilor experimentaleRezistena la compresiune Rc[daN/cm

2]Rezultate

experimentale Prevederi din STAS

Vrsta de ncercare [zile]

Strat de bazdinagregate naturale 0 20

stabilizate cu7 14 28 7 14 28

Ciment II/A-S 32,5R 15,5 49,8 52,5 1822 - 2250Tuf de Slnic Prahova +var 42,8 50,8 59,3 - min. 6 min. 9

Tuf de Perani + var 28,9 41,2 45,2 - min. 6 min. 9Tuf de Dopca 1 + var 24,9 30,2 43,9 - min. 6 min. 9Tuf de Dopca 2 + var 22,8 28,5 40,1 - min. 6 min. 9

Tuf de Dealul Mare + var 11,2 18 20,5 - min. 6 min. 9Tuf de Malul Alb + var 2,5 5,8 9,2 - min. 6 min. 9

Rezultatele determinrilor pentru toate amestecurile realizate i funcie devrste sunt redate n tabelul 3, comparativ cu prevederile din STAS i grafic nfigura 2.

Evoluia n timp a rezistenei la compresiune, individualizatnet n cifreabsolute, pentru fiecare amestec, evideniazca tendine specifice comune faptulcn toate cazurile rezistenele cresc rapid pnla vrsta de 28 zile.

Reglementrile n vigoare nu prevd obligativitatea testrii stabilitii laappentru amestecurile stabilizate cu tuf, ns, pentru comparaie, n cercetrileintreprinse s-au inclus toate amestecurile formulate.

Testarea stabilitii la ap a amestecurilor formulate s-a efectuat, nconformitate cu prevederile STAS 10473/2-86, prin determinarea scderiirezistenei la compresiune, a umflrii volumice i a absorbiei de ap aleepruvetelor imersate n ap timp de 7 zile dup timpul de conservare de 7 zile


21/283



13

pentru stabilizatele cu ciment sau de 21 zile pentru amestecurile stabilizate cu

tuf vulcanic.

Figura 2. Evoluia rezistenelor la compresiune a amestecurilor stabilizate

Rezultatele numerice ale testelor sunt prezentate comparativ cuprevederile standard n tabelele 4, 5 i 6:

Tabel 4. Scderea rezistenei la compresiuneRci , scderea rezistena la compresiune Rc,

dup7 zile de imersie [%]Valori experimentale Prevederi din STAS*



stabilizate cu7zile+7im 21zile+7im 7 21

Ciment II/A-S 32,5R 16,3 - max. 20 -Tuf de Slnic Prahova + var - 12,9 - -Tuf de Perani + var - 16,3 - -Tuf de Dopca 1 + var - 15,9 - -Tuf de Dopca 2 + var - 15,3 - -

Tuf de Dealul Mare + var - 11,8 - -Tuf de Malul Alb + var - 22,9 - -


22/283



14

Tabel 5. Umflarea volumicUi, umflarea volumicdup7 zile de

imersie [%]Valori experimentale Prevederi din STAS*




Ciment II/A-S 32,5R 0,2 - 2 -Tuf de Slanic Prahova + var - 0,15 - -

Tuf de Perani + var - 1,8 - -Tuf de Dopca 1 + var - 1,6 - -Tuf de Dopca 2 + var - 1,5 - -

Tuf de Dealul Mare + var - 1 - -Tuf de Malul Alb + var - 1,6 - -

Tabel 6. Absorbia de ap.Ai, absorbia de apdup7 zile de imersie [%]Valori experimentale Prevederi din STAS*




Ciment II/A-S 32,5R 2,4 - 5 -Tuf de Slanic Prahova + var - 1,5 - -

Tuf de Persani + var - 1,4 - -Tuf de Dopca 1 + var - 1,3 - -Tuf de Dopca 2 + var - 1,2 - -

Tuf de Dealul Mare + var - 1,3 - -Tuf de Malul Alb + var - 1,7 - -

*n STAS nu sunt prevzute valori pentru amestecurile cu liani puzzolanici.

Analiza tuturor datelor prezentate conduce la concluzia ferm camestecurile testate se ncadreaz n limitele de admisibilitate impuse destandardele naionale i instruciunile departamentale (ca valori pentru ciment),cu o marjextinsde toleran.

Testele de pierdere de masprin nghe-dezghes-au efectuat pentru toatetipurile de amestec, n conformitate cu prevederile STAS 10473/1-87, carevizez amestecurile de agregate naturale stabilizate cu ciment, acestea fiindsingurele reglementate din acest punct de vedere.

Toate amestecurile au fost supuse la cte 14 cicluri de nghe-dezghe, lavrsta de 14 zile.


23/283



15

Rezultatele obinute sunt redate n tabelul 7 pentru amestecurile destinate

straturilor de baz.

Tabelul 7. Pierderea de masprin nghe-dezghePierderea de masprin nghe-dezgheP d[%]Strat de bazdin

agregate naturale 0 20stabilizate cu

Valori experimentale Prevederidin STAS**

Ciment II/A-S 32,5R 0,36 max. 7Tuf de Slanic Prahova +var 0,15 -

Tuf de Persani +var 0,24 -Tuf de Dopca 1 +var 0,26 -Tuf de Dopca 2 +var 0,22 -

13,3Tuf de Dealul Mare +var

ruperi de margini dup9 cicluri-

Tuf de Malul Alb +var s-a dezintegrat dup4 cicluri -** n STAS nu sunt prevzute valori pentru amestecurile cu liani puzzolanici

Criteriul pierderii de mas verificat prin cicluri de nghe - dezgheevideniazo bundozare a liantului i a amestecului agregat-liant-ap testate.Totui, n cazul amestecului n care s-a utilizat liantul pe bazde tuf vulcanic deDealul Mare i, respectiv, de Malul Alb, prin comparaie cu cimentul, pierdereade masprin nghe-dezghepentru vrsta de 14 zile, nu se valideaz.

n ceea ce privete amestecurile la care s-au folosit tufurile de Slnic,Perani i Dopca, pe lngo buncomportare legatde pierderea de mas, nu aufost constatate nici scderi semnificative ale rezistenei la compresiune.

Dei nu existvalori normate, se poate considera crealizarea straturilorrutiere din agregate naturale tratate cu tuf cu cel puin o lunnaintea perioadeide ngheprevzutn practic, este justificat.

5. CONCLUZII

n urma ncercrilor de laborator se pot desprinde urmtoarele observaiilegate de proprietile fizico-mecanice ale liantului tuf + var:- din punct de vedere al fineei de mcinare trecerile pe sita de 0,09 m pentrutufurile de Dopca i Perani snt practic aceleai (68 70%) i doar tufurile deSlnic Prahova i Malul Alb prezinto finee net superioar(80 84%).


24/283



16

- se constatcdozajul optim de activare pentru toate tipurile de tuf este 40%,

mai puin n cazul tufurilor de Slnic i Malul Alb pentru care dozajul optim deactivator este de 50% i, respectiv, 45%.- toate tipurile de liant proiectate se ncadreaz n clasa de rezisten 12,5 -conform SR ENV 13282-2002.- n cazul amestecurilor agregat + liant puzzolanic s-a avut n vedere un dozaj de6% tuf vulcanic din amestecul total uscat (agregat + tuf + var), un dozaj situat lalimita inferioar recomandat de normele n vigoare. Cu toate acestea valorilerezistenelor la compresiune pentru toate tipurile de tufuri s-au situat la limitasuperioar fade cele prevzute n norme pentru straturi de baz (Rc28=2250daN/cm2). Doar tufurile de Tristari, Dealu Mare i Malul Alb au nregistrat

valori sub cele prevzute de norme, datoritdegradrilor i puzzolanicitii maireduse a acestora fade cele prezentate anterior.

Dozajul relativ mic de activator ct i utilizarea unui material naturalconduc la obinerea unui liant ce nu necesitconsumuri mari de energie aa cumeste cazul cimentului Portland (material energo-intens), fapt ce poate plasalianii pe baz de tuf vulcanic i activator pe poziia unui liant alternativ lastabilizarea materialelor locale pentru lucrri rutiere.

Din cele spuse anterior rezultc liantul tuf vulcanic + var este un liantcompetitiv, dar pentru a putea fi utilizat pe scarlargn construciile rutiere seimpune revizuirea i actualizarea reglementrilor naionale.

BIBLIOGRAFIE

[1]. B. ANDREI: Studiul fundatiilor rutiere tratate cu derivate hidraulice, Tez dedoctorat, Universitatea Tehnicde Construcii Bucureti, 2006.

[2]. B. ANDREI, V.V. UNGUREANU: Determination of optimal dosage activator,essential factor in the pozzolanic binder formulation, SUSTENABILITY INSCIENCE ENGINEERING, Volume II, Proceedings of the 11 th WSEASInternational Conference on Sustenability in Science Engineering (SSE 09),Timisoara, Romania, May 27 29, 2009, ISSN:1790-2769, ISBN:978-960-474-080-2

[3]. *** : CD 127-2002 Normativ pentru execuia straturilor rutiere din agregatenaturale stabilizate cu liani puzzolanici.

[4]. *** : STAS 10473/1-1986-Straturi din agregate naturale sau pamanturi stabilizatecu ciment.Conditii tehnice generale de calitate.

[5]. *** : STAS 10473/2-1986 - Straturi rutiere din agregate naturale sau pamanturistabilizate cu lianti hidraulici sau puzzolanici.


25/283



17

ASUPRA UTILIZRII CENUII DE TERMOCENTRALDELA CET BRAOV LA STABILIZAREA PMNTURILOR

COEZIVE PENTRU STRATURI DE FORM

Andrei Bogdan, ef lucrri dr. ing., Universitatea Transilvania din Braov,[email protected] Valentin-Vasile, ef lucrri dr. ing., Universitatea Transilvania din Braov,[email protected] Marius, ef lucrri drd. ing., Universitatea Transilvania din Braov,[email protected] Miclo, inginer, [email protected]

Rezumat

Lucrarea se refer la aspecte teoretice i elemente practice privind tratareapmnturilor coezive cu liani hidraulici n scopul utilizrii n straturile de form dinstructurile rutiere. Sunt prezentate i comentate rezultatele unui studiu comparativ decomportare a pmnturilor coezive din punct de vedere al tratrii lor cu Dorosol sau cenudetermocentrala activatcu var, studiu bazat pe investigaii de laborator standardizate i atipice.

Cuvinte cheie:cenua de termocentral, liani puzzolanici, activatori, straturi de form

1. INTRODUCERE

Dup cum este cunoscut din statistici, n ara noastr poderea cea maimare o au drumurile pietruite i de pmnt. Pentru trecerea de la aceste drumurila cele moderne, prin sistematizarea elementelor geometrice ale drumuluiexistent astfel nct noile elemente geometrice ssatisfaco anumita vitezdeproiectare, utiliznd ct mai mult elementele existente, dar i prevederea uneisuprastructuri care s corespund traficului de perspectiv, posibilitatea deutilizare ntr-o msur ct mai mare a surselor locale de materiale ct maiieftine, att la construcie ct i la ntreinere, joacun rol esenial.

n practicexisto multitudine de situaii n care se ntlnesc terenuri curezistene mecanice reduse i, prin urmare, trebuiesc consolidate i stabilizate.

Pmnturile stabilizare sunt materiale de construcie rezistente i durabile,apte pentru a fi utilizate n construcia drumurilor, barajelor, digurilor, canalelorde irigaie i n unele fundaii. Proprietile fizico-mecanice adecvate,posibilitatea executrii i punerii n opern condiii de productivitate ridicatca


26/283



18

i caracterul energo-neintensiv, explic extinderea utilizrii pmnturilor

stabilizate ca materiale de construcie. Tehnica stabilizrii a aprut cu mai binede 65 de ani n urm, ca urmare a necesitii de nlocuire a unor materialetradiionale, precum i n scopul lrgirii ariei de utilizare a materialelor locale nconstrucii. Problema stabilizrii pmnturilor a cptat n prezent o importancu totul deosebit. n condiiile crizei mondiale a energiei, cercettorii,proiectanii i constructorii i intensificeforturile n direcia extinderii utilizriimaterialelor locale i a produselor secundare, care conduc la aplicarea unorsoluii tehnice ce reclam consumuri energetice reduse. Aceste preocupri seregsesc i n prescripiile tehnice elaborate, care reglementeaz utilizareapmnturilor stabilizate, ntr-o diversitate largde lucrri de construcii.

2. CENUA DE TERMOCENTRALACTIVATCU VAR

Dei primele studii asupra folosirii liantilor minerali cu adaos de cenude termocentral au nceput n anul 1930 n S.U.A., studii mai sistematice auavut loc dupa 1945. Astfel, dup ce n 1951, n Frana a nceput fabricarea adoucaliti de cimenturi cu adaosuri active (cenude termocentral), din 1957s-a intensificat folosirea adaosurilor active la fabricarea cimenturilor, iar din1967 aproape o treime din cimenturile fabricate conin aceste adaosuri active.

Cenuile de la CET reprezint principalul deeu industrial care, datorit

compoziiei chimice i proprietilor hidraulice, poate constitui o surs dematerii prime valorificabile n diverse domenii.

Folosirea cenuilor de termocentralse explicatt prin proprietile lor,ce le asigur competitivitate tehnic i economic, ct i prin necesitateaintroducerii n circuitul economic a deeurilor, limitrii suprafeelor ocupate deacestea i reducerii consumului de combustibil i energie electric.

Cenuile de termocentralsunt puzzolane artificiale rezultate din arderean suspensie de aer a crbunilor fin mcinai. Ele sunt materiale silicioase, lipsitede o capacitate proprie de ntrire, care conin compui ce se combincu varul,n prezena apei, la temperaturordinar, i dau natere unor noi formaiuni de

hidrocompui, greu solubili n ap, ce manifestproprieti liante latente.Elucidarea proceselor fizico-chimice complexe care determincapacitatea

hidraulicde ntrire a cenuilor de la CET n funcie de multitudinea de factoride care depind, constituie problema fundamental pentru stabilirea metodeloroptime de activare i utilizare eficienta lor.

Potenialul de ntrire al cenuilor, ca de altfel al tuturor adaosurilorhidraulice, se poate exprim prin ncadrarea acestora n categoria de liani cuntrire de tipul acid ap baz.


27/283



19

Majoritatea cercetrilor trateaz i explic proprietile de ntrire

hidraulic a cenuilor, folosind indici generali ai activitii hidraulice,determinai prin metode mecanice, fizice i chimice singulare sau combinate.

Din multitudinea lor, pentru prezenta lucrare intereseazn mod deosebitactivarea cenuilor de la CET, i anume activarea cu CaO.

Prin procesele de activare, indiferent de natura lor, se urmretedeclanarea unor reacii chimice i procese fizice care s determine n finalobinerea unei structuri de rezisten i durabilitate similar cu a lianilorhidraulici (cimenturi silicioase, aluminoase, varuri hidraulice etc.).

Dintre multitudinea de substane utilizate pentru activarea cenuii, adaosulde CaO s-a dovedit cel mai eficient, fiind superior att ca efect, ct i economic

adaosului de ciment, deoarece creaz un mediu bazic n sistemul cenu-ap-activator, care declaneazreacii chimice ce stau la baza structurii de rezisten.

Sunt cunoscute reaciile ntre componenii cenuii SiO2, Al2O3, Fe2O3 iCaO. Cinetica proceselor fizico-chimice la activarea cu calciu, i, deci, implicitobinerea structurii de rezisten, depinde de o serie de parametrii. Unii dintreacetia sunt dependeni de particularitile cenuii caracterizate prin coninutuln SiO2+ Al2O3, + Fe2O3, suprafaa specific, cristalinitate, coninut n carbonetc, i de condiiile de ntrire, durat, temperatur, umiditate, etc.

Activarea cenuii cu CaO depinde att de tipul cenuii, ct i de calitateai cantitatea de Ca(OH)2utilizat. Pentru cenuile silico-aluminoase i alumino-

siliciase caracterizate prin suma % SiO2+% Al2O3+% Fe2O3> 70% activitateaeste eficient, n timp ce pentru cenuile calcice si sulfo-calcice efectulinteraciunii cu varul este nesemnificativ din punct de vedere practic.

n ceea ce privete efectul coninutului de carbon se constato influennegativasupra rezistenelor, considerndu-se periculosutilizarea de cenui ceconin mai mult de 3%, contrat unor norme internaionale care accept10%.

O influen deosebit asupra ntririi, deci i asupra rezistenelor lacompresiune a cenuilor activate cu CaO, o reprezintdimensiunea particulelor.Aceasta se coreleaz cu efectul suprafeei specifice, cei doi parametrii fiind ninterdependen.

3. STRATURI DE FORM REALIZATE DIN PMNTURISTABILIZATE CU VAR I CENUDE TERMOCENTRAL

n construciile rutiere, stratul de formare un rol dublu:1. asigurposibilitatea executrii stratului de fundaie n bune condiii;2. menine timp ndelungat o portan suficient, pe toata zona de sub

structura rutier, chiar i n condiii de nghesau de umiditate sporit.


28/283



20

Stabilizarea cu var i cenude termocentrala argilelor i a pmnturilor

argiloase este relativ puin rspndit, fiind preferate n general agregatelenaturale locale i mai ales cele concasate.

Executarea unor straturi rutiere durabile i stabile din pmnturi coezivestabilizate cu var i cenu de termocentral este determinat de cunoaterea

proprietilor fizice i chimico-mineralogice ale pmntului, pregatireapmntului pentru stabilizare, stabilirea raportului optim ntre componeni,executarea corect a amestecului, compactarea amestecului la un grad decompactare de minimum 98%, lund ca densitate de referin densitateaaparent maxim n stare uscat din ncercarea Proctor modificat, precum iexercitarea unui control eficient, mai ales nainte i n timpul execuiei.

Pentru stabilirea dozajului de liant puzzolanic i activator se folosetemetoda Kraft, stabilindu-se cantitile de liant, activator i ap prin ncercriasupra epruvetelor preparate cu diverse dozaje. Pentru activator se adoptdozajede 24% raportat la masa pmntului coeziv uscat. Alegerea tipului de var i adozajului se efectueazconform standardelor n vigoare n funcie de umiditateapmntului n comparaie cu umiditatea optim de compactare Wopt. Pentrucenude termocentralse adoptdozaje de 102030%, raportat la greutateaamestecului uscat de pmnt coeziv, activator i cenua.

Din punct de vedere al caracteristicilor, trebuie menionat c, subinfluena sarcinilor comportarea este influenat de liantul puzzolanic. n

procesul de ntrire se formeaza microfisuri, datorit modificrilor de volumcare nsoesc procesele chimice i dezvoltarea structurii de rezisten, dar idatorit contraciei i tensiunilor termice. Pmnturile argiloase stabilizatesufermodificri structurale chiar de la trepte de ncrcare reduse; deteriorareastructurii se produce ndeosebi datoritmicrofisurrii progresive a glomerulelorde pmnt nemodificat.

La creterea temperaturii, datorit dilatrii termice, iau natere eforturiinterioare de compresiune, iar la scderea temperaturii, contracia termicgenereaz eforturi interioare de ntindere. Eforturile interioare care apar, maiales cnd variaiile de temperatur sunt importante i se succed des, amplific

starea de microfisurare a structurii, iar cnd depesc rezistena mecanic amaterialului, genereazfisurarea elementului de construcie.

4. NCERCRI DE LABORATOR

Protocolul ncercrilor de laborator a urmarit un studiu comparativ, decomportare a pmnturilor coezive n speo argilnisipoas din punct devedere al tratrii cu diferite tipuri de liani hidraulici (Dorosol sau cenu de


29/283



21

termocentralactivatcu var) pe de o parte, i comportamentul argilei nisipoase

(netratat), ca probmartor, pe de alta parte, n scopul realizrii straturilor deform.

S-au confecionat amestecurile liante evideniate n Tabelul 1.Practic, ncercrile experimentale de laborator efectuate pentru proba

martor (argilnisipoasnetratat) i douamestecuri ternare (reetele A i B), s-au facut comparativ cu o tratare cu Dorosol a aceleiai argile nisipoase, pentrucare datele au fost furnizate de un laborator autorizat ce avea ca obiect studiereactorva categorii de pmnturi stabilizate cu Dorosol n vederea realizriistraturilor de form, pe diferite tronsoane de drum.

Pmntul supus identificrii n laborator a fost prelevat din zona oraului

Fgra, judeul Braov, dintr-o spturla o cotde aproximativ - 0,70 m.n laborator, dupdeterminarea n prealabil a umiditii naturale (conform

STAS 1913/1-82), identificarea pmntului s-a facut conform STAS 1243/1988i a comportat efectuarea urmatoarelor determinri:

a) Determinarea granulozitii (conform STAS 1913/5-85);b)Determinarea limitelor de plasticitate (conform STAS 1913/4-86);c) Determinarea umflrii libere (conform STAS 1913/12-88).d) Identificarea coninutului de humus solubil n alcalii (conform STAS

7107/1-76).Caracterizarea materialului coeziv, conform rezultatele determinrilor

efectuate, este urmtoarea:a) granulozitate: argil- 35 %, praf - 25 %, nisip - 40 %.b) umiditate: Wnat= 19,2 %c)plasticitate: WL= 35,9 %, WP= 19 %, IP= 16,9 %d) umflare liber: 53e) humus: ntre 12% (slab gbui)f) caracteristici de compactare:

maxd = 1,757 g/cm3, Woptim = 16%

g) calitatea materialului pentru terasamente: 4 b (mediocr)

Tabelul 1.Amestecuri liante

PROBA MARTOR REETA A REETA B REETA C100% argilnisipoas 87% argil

nisipoas10% cenuELF3% var CL80

84,4% argilnisipoas12% cenuELF3,6 % var CL80

97% argilnisipoas3% DOROSOLC30


30/283



22

Varul utilizat ca activator pentru cenua de termocentral este un var

calcic hidratat tip CL80-S, produs fabricat de S.C. PRESCON S.A. BRAOV,FABRICA DE VAR STEJERI, conform SREN 459/ 1: 2003.

Cenua de termocentralutilizatpentru ncercrile experimentale a fostobinut de la CET BRAOV, fiind o cenu de lignit, silico-aluminoas, deelectrofiltru, prelevatuscat, ce are compoziia chimicconform Tabelului 2. nlaborator, analiza cenuii de electrofiltru a constat n determinarea fineii demcinare, rezultatele fiind centralizate n Tabelul 3.

Dorosol C30 face parte din categoria lianilor hidraulici rutieri indeplinete condiiile de compoziie, specificaii i criteriile de conformitateprevzute de SR ENV 13282/2002. Produsul Dorosol C30 este n conformitate

cu prevederile Agrementului Tehnic nr. 015-07/131-2008, elaborat de S.C.CCCF Filiala Laboratorul central CCF S.A. Bucureti.

Tabelul 2.Compoziia chimica cenuii de electrofiltru (ELF)ELEMENT PROB SI O2 Al2O3 CaO MgO Na2O K2O

L.D. [%] 0,05 0,10 0,01 0,01 0,01 0,01CENUELF 53,32 22,05 5,24 2,44 0,63 2,65

ELEMENT PROB MnO TiO2 P2O5 Fe2O3 SO3 PCL.D. [%] 0,01 0,02 0,02 0,02 0,10 0,10

CENUELF 0,08 1,07 0,12 8,97 1,40 1,58

Tabelul 3.Fineea de mcinare a cenuii ELFDETERMINARE N LABORATOR REZULTATE OBINUTE

UMIDITATE [%] 0,42GRANULOZITATE: SITA rest n grame rest la % trecere %

0,09 - - 1000,071 3,017 6,06 93,940,063 3,06 6,14 93,85

Tabelul 4.Caracteristicile produsului Dorosol C30CARACTERISTICI STANDARD DE

REFERINPREVEDERI

TEHNICEApliber[%] SR EN 459-2:2003 < 2(CaO+MgO) total [%] SR EN 196-2:2006 >40Coninut de sulfai (sub formde SO3) [%] SR EN 196-2:2006 4Finee exprimatprin reziduu pe sitcuochiuri de 90 microni [%]

SR EN 196-6:2006 15


31/283



23

Pentru studiul comparativ efectuat, datele necesare privind caracteristicile

fizico-mecanice i de compactare, precum i ncercrile pe epruvete cilindrice(RC7, RC14, RC28) ale argilei nisipoase n proporie de 97% cu 3% Dorosol C30,au fost furnizate de un laborator autorizat n lucrri de drumuri.

Pentru amestecurile liante din Tabelul 1 s-au determinat caracteristicile decompactare (Wopt i dmax,), conform STAS 1913/13-86 i corespunzatoaredomeniului umed al curbei Proctor, fiind apoi supuse determinriicaracteristicilor mecanice privind rezistena la compresiune la vrsta de 7, 14 i28 de zile, conform STAS 10473/2-86.

Tabelul 5. Caracteristicile de compactare

AMESTECURI LIANTE Wopt(%) dmax(g/cm3)PROBA MARTOR 16,9 1,757

REETA A (10% CENU) 17,7 1,471REETA B (12% CENU) 24,5 1,433

REETA C (3% DOROSOL C30) 15,3 1,685

Totodat, pentru fiecare reet n parte s-au determinat modulul dedeformaie edometric (M) i modulul de deformaie liniar (E) conform STAS3300/2-85 i STAS 8942/1-89.

Mai trebuie menionat c, n afarde ncercrile experimentale amintite s-au efectuat i ncercri atipice (nestandardizate) privind urmrirea comportriiacestor amestecuri n raport cu apa.

Pentru proba martor, reeta A i reeta B caracteristicile de compactare s-au stabilit prin ncercarea Proctor normal, n care lucrul mecanic de compactareL = 0,6 J/cm3conform STAS 1913/13-86, n timp ce pentru reeta C datele aufost oferite de ctre un laborator autorizat, caracteristicile de compactare fiindstabilite pe baza ncercrii Proctor modificat, conform STAS 1913/13-86,

pentru care lucrul mecanic de compactare L = 2,7 J/cm3.n urma ncercrilor efectuate au rezultat caracteristicile de compactare

centralizate pentru fiecare dintre amestecurile liante n tabelul 5, iar n urmancercrilor efectuate pentru determinarea rezistenei la compresiune, pentrufiecare amestec liant n parte, au rezultat datele din tabelul 6.

Se observcreeta C a prezentat cea mai buncomportare din punct devedere a rezistenei la compresiune, cu observaia c pentru acest reetcaracteristicile de compactare s-au efectuat prin ncercarea Proctor modificat.Dintre reetele stabilizate cu liani puzzolanici (var + cenuELF), se observ


32/283



24

faptul creeta B a prezentat cea mai buncomportare, atingnd la vrsta de 28

de zile o rezistenmedie de 1,10 N/mm2.

Tabelul 6. Rezistena la compresiuneRezistena medie la

compresiuneProba martor Reeta A Reeta B Reeta C

RC 7zile [N/mm2] 0,50 0,30 0,47 1,58

RC 14zile [N/mm2] - 0,77 0,92 2,08

RC 28zile [N/mm2] 0,75 0,9 1,10 2,40

Figura 1.Diagrama rezistenelor la compresiune la 7, 14, respectiv 28 zile

Rezistena la compresiune s-a determinat dupmplinirea vrstei necesareprescrisa epruvetelor, conform protocolului de ncercare i STAS 10473/2-86.

Se observ c, argila nisipoas stabilizat cu var i cenu de

termocentralmanifestrezistene mecanice iniiale mici, care n timp realizeazcreteri. Din literatura de specialitate se cunoate faptul c, amestecurile cuadaos de var prezintpnla 28 de zile ntrire lentdupcare rezistenele crescmult mai repede.

Pentru ncercrile atipice ce vizau comportamentul amestecurilor n raportcu apa, au fost confecionate epruvete cilindrice cu diametrul d = 7,14 cm inlimea h = 10,50 cm, att pentru proba martor, precum i pentru reetele A(10% cenuELF), respectiv B (12% cenuELF).


33/283



25

Epruvetele confecionate i nfurate n folie de polietilen n vederea

evitrii evaporrii apei s-au pstrat 7 zile ambalate astfel, urmate de 14 zile nmediu de laborator i apoi 7 zile ntr-o tav imersate pe nlimea de uncentimetru n apmeninut constant n tot timpul acestor zile.

S-a urmrit i nregistrat ascensiunea n timp a apei n epruvete (nlimeade umectare), precum i descrierea comportrii acestora pe toat perioadarespectivde pstrare n ap.

Caracteristicile de compresibilitatea ale amestecurilor liante s-au stabilitprin ncercarea n edometru, determinndu-se curba compresiune-tasare imodulul de deformaie edometric, pentru fiecare dintre amestecurile prezentate,conform STAS 8942/1 - 89.

Trebuie specificat c, ncercrile n edometru se efectueaz pe probenetulburate sau pe probe compactate.

Principiul metodei const n determinarea n laborator a compresibilitiii consolidrii pmnturilor prin urmrirea tasrii probelor precum i a evoluiein timp a acestora, sub efectul ncrcrilor axiale verticale, aplicate n trepte.

Msurarea deformaiilor, sub ncrcarea constant, se face pe epruvetecilindrice, cu deformaii laterale nule.

Pentru ncercarea n edometru s-au confecionat probe compactate prinncercarea Proctor normal, efectuat pentru fiecare dintre amestecurile lianteconform STAS 1913/13-86, doar pentru caracteristicile de compactare (Wopti dmax) rezultate n urma acestor ncercri i prezentate anterior.

n urma ncercrilor n edometru pentru fiecare amestec liant n parte, aurezultat urmatoarele:

Tabelul 7. Modulul de deformaie edometricModulul de deformaie

edometricProba martor Reeta A Reeta B Reeta C

M [KPa] 7142,85 12500 14285 13888

Conform rezultatelor obinute, reeta B s-a comportat cel mai bine. Se

observc, reeta B n comparaie cu reeta C a dat un rezultat mai bun, faderezultatele rezistenei la compresiune, menionnd c, probele prelevate au fostobinute n urma efecturii ncercrii Proctor normalpentru toate amestecurile.

Determinarea modulului de deformaie liniar (E) s-a facut conformSTAS 3300/2-85.

Standardul stabilete modul de calcul al deformaiilor probabile peverticalale terenului de fundare, datoritncrcrilor transmise de construcie.


34/283



26

Figura 2.Comportarea probelor A i B (stnga) i a probei martor (dreapta)

n raport cu apa

Caracteristicile de compresibilitate ale straturilor de pmnt, care intervinn calculul deformaiilor probabile ale terenului de fundare sunt:

- modulul de deformaie liniarE (n KPa);- modulul de deformaie edometric M (n KPa);- coeficientul de deformaie lateral (coeficientul lui Poisson).Standardul precizeaz c, modulul de deformaie liniar (E) se va

determina pe teren cu placa, n sondaje deschise sau n foraje conform STAS8942/3-75, ns n lipsa ncercrilor corespunzatoare de teren, se admiteutilizarea M0, conform relaiei:

0MME = (1)unde: M valoarea de calcul a modulului de deformaie edometric, n KPa;

M0 coeficientul de corecie pentru trecerea de la modulul de deformaieedometric la modulul de deformaie liniar.

Valorile lui M0se pot adopta orientativ si sunt date tabelar, pentru diferitepmnturi coezive, n funcie de indicele de consisten (Ic) i indicele porilor(e).

Se face precizarea cM0= 1,6 corespunde tabelar argilei nisipoase cu Ic=0,00 1,00 i e = 0,41 0,60, intervale n care se ncadreazi proba martor,pentru care valorile respective sunt: Ic = 0,98 iar e = 0,519, considernd M0pentru fraciunea majoritara amestecurilor.

Tabelul 8. Modulul de deformaie liniarModulul de deformaie

liniarProba martor Reeta A Reeta B Reeta C

E [KPa] 11428,56 20000 22856 22221


35/283



27

Conform rezultatelor obtinue, reeta B prezintcel mai ridicat modul de

deformaie liniar.

Figura 3.Ascensiunea apei in epruveta probei martor

Figura 4.Ascensiunea apei in epruvetele retetei A


36/283



28

Figura 5.Ascensiunea apei in epruvetele retetei B

5. CONCLUZII

n urma studiului efectuat au fost puse n evidencaracteristicile fizico-mecanice rezultate ca mbuntiri ale parametrilor unui material considerat ca iprobmartor argila nisipoas n vederea utilizrii acestor amestecuri liantepentru execuia straturilor de form.

Aceste mbuntiri sunt absolut necesare n cazul n care pmntul dinterasamente nu corespunde din punct de vedere al capacitii portante, astfelnct sfie capabil spreia ncrcrile datorate traficului, conjugate cu aspecteledatorate factorilor climatici .

Conform celor afirmate anterior se pot desprinde urmatoarele concluzii:1. Se poate observa o cretere a rezistenelor la compresiune a amestecurilorliante n raport cu proba martor, ce variaz n funcie de dozajul de liantpuzzolanic, Rc28 atingnd valoare maxim pentru reeta B (1,10 N/mm

2). Deasemenea se constatc, stabilizarea cu Dorosol conduce la valori Rc28 de 2,40N/mm2, valoare ce corespunde condiiilor impuse straturilor de forma stabilizatecu ciment conform STAS 10473/1-86. n acest timp Rc28 pentru reeta B sesitueaz la limita valorii inferioare prevazut de acelai standard (1,10 N/mm2


37/283



29

fa de 1,20 N/mm2). Se face precizarea c pentru proba martor stabilizate cu

Dorosol modului de determinare a caracteristicilor de compactare folosit dectre laboratorul autorizat a fost ncercarea Proctor modificat i nu Proctornormal, aa cum prevede STAS 1913/13-86 pentru straturi de form.

Pentru reeta B se poate aprecia c n urma unei mriri a dozajului deactivator de la 3,6% spre procente de 3,8 4 %, rezistenele la compresiunecresc, astfel nct valorile acestora se ncadreazn cele din STAS 10473/1-86.Acest fenomen trebuie explicat prin faptul cargila s-a combinat cu activatorul,urmnd un proces chimic de formare a noilor hidrocompui mai rapid dectaceleai procese de formare a legturilor de cimentare dintre cenua i var .

tiindu-se c reaciile puzzolanice sunt reacii de cimentare latente, cu

ntrire n timp 60 90 zile, n final se poate admite un dozaj optim de activatorCa(OH)2de 4% n raport cu materialul uscat (argilnisipoas+ cenu+ var).2. Din punct de vedere al comportamentului n raport cu apa au fost realizateteste atipice (nestandardizate), tiut fiind faptul c pentru straturile de formstabilizate cu ciment, var nu se impun alte condiii dect Rc7 i respectiv Rc28.Studiul i-a propus sa evidenieze comportarea n raport cu apa, prin imersareparial att pentru proba martor ct i pentru amestecurile liante: reeta A ireeta B. Ca urmare a experimentului, s-a constatat cproba martor s-a degradatintegral dupa 120 de minute, n timp ce probele realizate cu reetele A si B i-aupstrat forma i dup perioada de pstrare (7 zile), putnd fi puse, ns, n

eviden, apariia unor fisuri la baza cilindrului (poriunea imersat), nansamblu prezentnd stabilitate n raport cu proba martor. Aceste aspecte suntevideniate prin fotografii realizate pe parcursul derulrii experimentului.

Ca aplicaie practic acest experiment i gsete utilitatea la realizareastraturilor de form, prin realizarea acestora cu cel puin 2 luni nainteasezonului ploios. n caz contrar, este absolut necesar tratarea suprafeei cuemulsie bituminoas cationic EBCR60 i asigurarea scurgerii apelor n afarazonei platformei drumului.

n final, se observctratamentul cu cenua ELF i var, n cazul de fa(argil nisipoas), n scopul realizrii straturilor de form este pe deplin

justificat.3. ncercarea n edometru pune n eviden o comportare bun a pmntuluicoeziv stabilizat cu cenua i var, respectiv Dorosol, valorile obinute n urmatratrii ncadrndu-se n domeniul materialelor cu compresibilitate medie.

Valorile pentru reetele B i C sunt comparabile, fiind uor superioare ncazul reetei B. Modulul de deformaie edometric (M), pentru reetele B i C estedublu fade cel pentru proba martor. Proba martor se ncadreaz n categoria


38/283



30

pmnturilor cu compresibilitate mare, conform STAS 124388, deci necesit

mbunatatirea caracteristicilor, stabilizarea cu liani fiind una din dintre soluii .Stabilizarea i-a atins scopul i din acest punct de vedere obinndu-se o

mbuntire a propietilor fizico-mecanice (mbunatire a capacitii portante),la nivel de strat de form, astfel nct deformaiile la acest nivel sse ncadrezen valori admisibile, care s suporte distribuia ncrcrilor datorate traficuluifrca stratul suport ssufere deformaii premature .

BIBLIOGRAFIE

[1]. L. NICOLESCU: Consolidarea i stabilizarea pmnturilor, Editura Ceres,Bucureti, 1981

[2]. L. NICOLESCU: Cenua de termocentraln construcii, Editura Ceres, Bucuresti,1978

[3]. N.I. VOINA: Teoria i practica utilizrii complexe a cenuilor de la CTE, EdituraTehnic, Bucureti, 1981

[4]. *** : STAS 10473/1-1987- Straturi din agregate naturale sau pmnturi stabilizatecu ciment. Condiii tehnice generale de calitate.

[5]. *** : STAS 10473/2-1986 - Straturi rutiere din agregate naturale sau pmnturistabilizate cu liani hidraulici sau puzzolanici.

[6]. *** : STAS 1243 88 Clasificarea i identificarea pmnturilor

[7]. *** : STAS 1913/1 82 Determinarea umiditii

[8]. *** : STAS 1913/3 86 Determinarea caracteristicilor de compactare. ncercareaProctor

[9]. *** : STAS 1913/4 86 Determinarea limitelor de plasticitate

[10]. *** : STAS 1913/5 85 Determinarea granulozitii

[11]. *** : STAS 9201 80 Var hidratat n pulbere pentru construcii

[12]. *** : STAS 146 80 Var pentru construcii

[13]. *** : SR ENV 13282 2002 Liani hidraulici rutieri

[14]. *** : STAS 12253 84 Straturi de form

[15]. *** : STAS 8942/1 89 Determinarea compresibilitii pmnturilor prinncercarea n edometru

[16]. *** : STAS 3300/2 85 Calculul deformaiilor probabile


39/283

SIMPOZIONUL TIINIFIC

Cercetare, Administrare Rutier, CAR 2009


31

UTILIZAREA POLIMERILOR N INFRASTRUCTURASOCIETII CONTEMPORANE

Balajel AurelIng., ef serviciu ntreinere i Administrare tel:0745. 122. 471.Ioan DiaconescuIng., ef proiecte reabilitare etapa a V-a tel: 0722.780.880.

Polimerii au fost foarte ntrebuinai de societatea uman de-a lungultimpului. Se presupune cprintre primii care au gsit o aplicaie pentru polimeriau fost membrii civilizaiei maiae din America Central, n anul 1500: copiilorlor le plcea foarte mult sse joace cu o minge realizatdintr-o specie localdearbori de cauciuc. n ziua de azi, polimerii sunt utilizai n mod extensiv n viaacotidian, sub diverse forme, mai ales n domeniul construciei cldirilor, acetiasunt considerai fundamentali. Astzi, produsele din polimeri sunt utilizate i nconstrucia de drumuri.

La nivel mondial, mai multe organizaii i-au exprimat, ntr-un mod sau

altul, punctul de vedere potrivit cruia infrastructura este elementul principalpentru o economie n cretere i care se dorete a fi durabil.

Cea mai dificilproblema cu care se confruntguvernele de azi n ceea ceprivete drumurile este reprezentat de costurile de construire i de ntreineremari, timpul necesar realizrii lor i cantitatea de resurse naturale necesarepentru construirea drumurilor. n ziua de azi, ingredientele principale nobinerea unui drum la un standard adecvat sunt: ciment, var, pietre de diferitedimensiuni i soluri cu un indice de porozitate adecvat. Multe state nu dispun deaceste resurse necesare construirii unui drum, motiv pentru care trebuie fie simporte materialele brute, fie, constrni de aspecte financiare, s ntrebuineze

orice resurse locale pe care le au pe teritoriul naional. Adeseori, ns, acestemateriale locale n stare bruta nu aduc rezultatele dorite i, n foarte scurt timpde la construirea drumului, cedeaz, determinnd astfel reluarea ciclului dereinvestire n obiectivul respectiv. Trebuie identificate alternative la aceastsituaie extrem de neplcuta. Cu acest scop, la nivel mondial au fost ntreprinsei realizate o serie de studii pentru a descoperi elemente care smodifice n modeconomic materialele brute disponibile la nivel local, folosindu-se de la achii delemn, rini ale arborilor, deeuri, pnla produse obinute din oel. Au existat i


40/283




32

tentative de utilizare a deeurilor nucleare. S-a dovedit c toate materialeleenumerate mai sus prezint dezavantaje, ns au fost nregistrate progresesemnificative prin utilizarea polimerilor. n Olanda, existdeja o companie carefolosete produse obinute din polimeri i care modific structura bitumuluipentru a menine flexibil asfaltul carosabilului.

A fost realizat un studiu experimental asupra polimerilor acrilici prin cares-a determinat aplicabilitatea acestora ca stabilizatori pentru sol. Selectarea

polimerilor testai s-a bazat pe caracteristica lor de stabilizare n situ a solului.Polimerii utilizai n patru ramuri diferite ale industriei au fost evaluai prinaplicarea metodei compresiei i de nghe dezghe. n toate situaiile,specimenele de sol stabilizate prin polimeri au depit performanele nregistratede echivalentele nemodificate ale acestora. Relativa economie generatde acestpolimer i-a crescut gradul de competitivitate fade ali ageni stabilizatori.

Modificatorul utilizat cel mai frecvent este cimentul, nscuplul ciment sol prezint o rezisten sczut la mecanisme precum abraziune periodic iflexibilitate. Mai mult, se considerccimentul contribuie la emisiile de carbon- 50 400 CO2 MT pe 6000m2. Multor altor clase de aditivi li s-a testat

capacitatea de stabilizare a solului, succesul comercial al acestora variind de lacaz la caz. Multe dintre substanele evaluate erau caracterizate de aplicabilitatelimitatdatoritcosturilor unitare ridicate, dificulti de manevrare, mbuntiriminime ale solului, proprieti fizice nedorite sau timp de activare ridicat.Scopul studiilor experimentale prezentate n aceastlucrare a fost de a realizoevaluare pilot a unui polimer, pentru stabilirea aplicabilitii acestuia castabilizator al solului. Rezultatul de mai jos este un exemplu ce nu intenioneazsprezinte produsul final al unui studiu, ci, mai degrab, explorarea iniiala autilizrii poteniale a polimerilor recent obinui ca ageni economici demodificare a solului.


41/283




33

Figura 1

Figura 2

Productorii acestui produs susin faptul cSoilFix VR compenseazcusucces multe lipsuri nregistrate n rile cu resurse naturale nepotrivite pentruconstruirea drumurilor. Poate substitui cimentul, are capacitatea de a consolida

PLATFORMA COMPACTATA A DRUMULUI, PE LOC

STRAT SoilFiX VRPRIME/TACK

Metoda polimer SoilFix VRASFALT

PREAMESTECAT

Migrarea in jos a SoilFix VR, crescandadancimea de stabilizata

Metoda tradiional

STRAT DE UMPLERE G7

SUB-GRAD 1 SELECTAT G6

SUB-GRAD 2 SELECTAT G5

SUB-BAZA 1 STABILIZATA C4 (3% CIMENT)

SUB-BAZA 2 STABILIZATA C3 (4% CIMENT)

STRAT DE BAZA G1 (CONCASARE)

PLATFORMA COMPACTATA A DRUMULUIPE LOC

PRIME/TACK

ASFALT

PREAMESTECAT


42/283




34

nisip / sol, cu un grad de rugozitate ce variazde la 5 la 15, are o concentraie decarbon cu 4000% mai mic(adic1200 CO2 MT pe 6000m2) fade metodeletradiionale menionate anterior, i menine flexibilitatea pe durata cicluluinghe dezghe(contracii de expansiune), are o capacitate portantmai maredect a cimentului, nu este toxic, genereazo reducere a costurilor de 30%, iartimpul economisit este de dimensiuni astronomice.

Acest produs a fost testat n diferite moduri, una dintre probe constnd n

stabilizarea unui drum din pietride 2.3 km, iar rezultatul dorit a fost obinut n4 zile. O altrealizare a acestei companii este construirea unui drum de 14 km n17 zile.

Prin utilizarea tipului de sol adecvat s-a reuit o citire CBR de 62 MT peax. Existmulte realizri pe care compania le-a obinut, nscea mai gritoareeste drumul pe care l-au construit n 1998. Pn n momentul de fa, citireaCBR a crescut, nu a fost necesar nici o restabilizare, au fost efectuate doarcteva reparaii ale unor gropi. Cel mai impresionant aspect ns, este faptul cdrumul a fost construit ca drum de acces pentru facilitarea accesului ntr-ocarier, suportnd astfel camioane de 120 x 30MT pe zi timp de aproximativ 7

ani dup construire i au fost necesare doar reparaii minimale la seciuniledrepte.Industria chimicde azi a dezvoltat multe tipuri speciale de polimeri care

srspunddiferitelor nevoi particulare. De aceea a fost necesarstabilirea unuicriteriu (stabilizatorul de sol ideal) pentru selectarea polimerilor ce au fostsupui testelor prezentate. Diferiii productori de polimeri au trebuit sgseasc o metoda de aplicare a criteriului, ns o singur companie a trecuttestul, obinnd 10 ani de rezultate pozitive. Productorii SoilFix VR au oexperiena de 15 ani, ceea ce este benefic att pentru factorii de decizie ct ipentru investigatori, n aceeai msura.

Un reprezentant al distribuitorului european al acestui polimer a declaratc, dei produsul a nregistrat succese n forma sa actual, principiul cel maiimportant al produsului este de a continua cercetrile asupra polimerilor. ngeneral este nevoie de mai multe investigaii i studii, de vreme ce polimeriitrebuie s fie utilizai tot mai mult n realizarea infrastructurii societiicontemporane. Este un produs ecologic, uor de utilizat i competitiv.


43/283



35

STUDIU DE LABORATOR SI PE PROBE PRELEVATE INSITU PENTRU DETERMINAREA CALITATII MIXTURILOR

ASFALTICE APLICATE IN CADRUL C.N.A.D.N.R.

Vasilica BEICA - ef laborator rutier Cestrin C.N.A.D.N.R.Ruxandra-Nicoleta NECHITA - ef birou Coordonare laboratoare rutiere -DCPM - CNADNRPetre DUMITRU, Director Direcia calitate i protecia mediului -CNADNR

Rezumat

n ara noastr, traficul rutier a cunoscut n ultima decad o creteresubstaniala, ceea ce, cumulat cu condiiile de clim specifice, conduce lanecesitatea producerii unor mbrcmini rutiere performante n ceea ce privetestabilitatea, durabilitatea i flexibilitatea. Aceste performane se pot atinge prinutilizarea unor materiale de calitate corespunztoare, a unei proiectri adecvate,a unor tehnologii i materiale compozite noi, dezvoltate special pentruconstrucia drumurilor. O importanmajor n obinerea performanei dorite oare de asemenea dimensionarea structurii rutiere n conformitate cu condiiile detrafic i climaferente zonei geografice n care se afldrumul i punerea corectn opera mixturii asfaltice.

Lucrarea de fa i propune s fac o scurt analiz a unor tipuri demixturi asfaltice utilizate n cadrul lucrrilor de drumuri din ara noastr, ndiferite faze de execuie, evalundu-se pe baza acestei analize i n contextulnormelor tehnice europene armonizate, nivelul n care aceste mixturi atingcerinele de calitate.

1. INTRODUCERE

Mixtura asfalticeste un material compozit, cu proprieti plastico vsco- elastice, a creia comportare complex n drum este influenat decaracteristicile fiecrui constituent. Din acest motiv, la proiectarea mixturilorasfaltice se are n vedere, n principiu, realizarea unei combinaii optime amaterialelor componente astfel nct n final srezulte o mixturcare pe lngolucrabilitate satisfctoare s conduc la realizarea unei mbrcmini rutiere


44/283



36

care s prezinte rezisten la deformaiile permanente induse de solicitrile

repetate ale traficului, rezistenla oboseal, rezistenla derapaj, etc.n acest context, ncepnd cu anul 1996 n cadrul CNADNR au fost

adoptate unele strategii n ceea ce privete utilizarea unor mixturi asfalticeperformante dintre care amintim promovarea mixturilor asfaltice bogate ncriblur, a mixturilor asfaltice stabilizate cu fibre tip MASF sau a mixturilorasfaltice pe bazde bitum modificat.

Mixtura asfaltictip MASF a fost utilizatn mod constant la lucrrile dereabilitare i modernizare a drumurilor naionale i a autostrzilor, avnd deregul, o comportare bun.

Utilizarea mixturii asfaltice pe baz de bitum modificat nu a cunoscut

ns aceiai amploare pe de o parte datoritproblemelor aprute la modificarebitumului n staie i pe de altparte datorittehnologiei mai delicate de puneren oper. Odat cu modificarea bitumului n rafinrie, tehnica practicat deciva ani n unele rafinrii din lume, mixtura pe bazde bitum modificat devinens iari o soluie atractiv n obinerea unor mbrcmini bituminoaseperformante.

2. ANALIZA UNOR TIPURI DE MIXTURI UTILIZATE LA

LUCRRILE DE DRUMURI

Pentru aprecierea calitii mixturilor asfaltice s-au luat n studiu doutipuri de mixturi asfaltice MASF16 utilizate n zona de vest-sud vest a rii i omixturpreparatcu un material compozit pe bazde polimer, utilizatn zonacentrala rii.

2.1. Mixtura asfaltictip MASF16

n cazul acestui tip de mixtur reetele proiectate sunt oarecumcomparabile din punct de vedere al granulometriei agregatelor i proporiei

acestora. Agregatele utilizate au fost agregate cu densiti mari, provenind de lasurse diferite dar cu caracteristici fizico mecanice sensibil asemntoare.Bitumurile utilizate au fost din import, de penetraii diferind cu cca. 10 uniti depenetraie (pen. 63 1/10mm zona SV i pen. 52 1/10 mm zona V) cel din zonasud-vest ncadrndu-se ntr-o clasde performanmai bundect cel din zonade vest. Fibra de celuloza fost tip granular, de proveniendiferit.

Menionm c pentru mixturile prezentate, caracteristicile clasice(stabilitate, fluaj, volum de goluri, test Shelemberg) au ndeplinit condiiile


45/283



37

impuse n norma tehnic valabil la data desfurrii lucrrilor, n lucrarea de

fa fiind prezentate doar caracteristicile din ncercri dinamice i rezistena laformarea fgaelor.

Pentru probele analizate dup apariia normei tehnice armonizat lastandardele europene, sunt prezentate rezultate obinute n ambele variante dencercare.

A.Mixtura asfaltictip MASF16 utilizatn zona de SV a riiReeta stabilitn laborator pentru acest tip de mixtureste prezentatmai

jos iar compoziia granulometric i caracteristicile tehnice sunt prezentate ntabelele 1, 2 i 3.

Sort agregat %8-16 524-8 200-4 18Filer 10Bitum 6,5Fibra 0,4

Tabel 1 Compoziie granulometricMASF16 utilizatn SVTreceri %, prin sita

0,1 0,2 0,63 1 2 4 8 1611,3 12,7 15,2 18,2 22,8 30 50,6 97

Limite

Max. 14 15 20 22 25 37 59 100Min. 10 11 13 16 20 25 44 90Asternere 11.4 14.2 18.3 21 27.1 35.1 54.8 100Carota 11.3 13.9 18.8 21.7 28 35,8 55,2 100

Coninut de bitum dupextracie: 6,5%Coninut de fibra dupextracie: 0,3%

Compoziie granulometric similar la aternere i carota, cu diferene fa deproiectat.


46/283



38

Tabel 2- Caracteristici fizico-mecanice MASF16 utilizatn SVCaracteristica U.M. Reeta stabilit Aternere

Densitate aparenta Kg/m3 2455 2473Masa volumicmaxim Kg/m3 2497 2498Volum goluri % 1.7 1,0Modul de rigiditate la 150C MPa 7920 7326Fluaj dinamic(400C, 150 Kpa)

m/m 7400...8200(0,45...0,52mm)

7800...8300

Fluaj dinamic(500C, 300 Kpa)

m/m - 25500...28000

Rata de deformare(500C, 300 Kpa)

(m/m)/ciclu

- 3.8...4.2

Oboseala(150C, 3600 cicluri)

mm 0.50...0,60 0,65...0,70

Tabel 3 - Rezistena la formarea fgaelor, MASF16 utilizatn SVCaracteristica U.M. Norma

tehnicaReetastabilit

Aternere Carote

Adncime fga mm AND 573 3,5...6,8 5.6...7 6,2...6,4Viteza formare

fga

mm/h AND 573 2...3,2 1.2...3.2 1,6

Adncimeproport.fga

% EN12697-22

- - 18,7...26,2(8,4...11,8mm)

Viteza formarefga

mm/1000cicluri

EN12697-22

- - 0.23

Din rezultatele prezentate se observc:- mixtura preparatn staie a atins caracteristicile stabilite n laborator;

- adncimea fgaelor determinatpe Mixtura asfalticeste variabil; acestlucru se poate datora scheletului mineral specific acestui tip de mixtur,care face ca agregatele snu fie distribuite n acelai mod n fiecare probsupusncercrii sau reetei selectate;

- adncimea fgaului determinatpe carote prezintvalori ce se regsescn determinrile pe mixtur dar care sunt apropiate de limita maximadmisn vechea normreglementati anume 7 mm;


47/283



39

4.

Mixtura asfaltictip MASF16 utilizatn zona de vest a rii

Reeta stabilitn laborator:Sort agregat %8-16 544-8 190-4 17Filer 10Bitum 6,0Fibra 0,45

Compoziia granulometric i caracteristicile fizico-mecanice pentru aceastamixtursunt prezentate n tabele 4, 5 i 6.

Tabel 4- Compoziie granulometric, MASF16 utilizatn vestTreceri %, prin sita

0,1 0,2 0,63 1 2 4 8 1610.4 12 14.3 16 20.5 28 47.4 97.8

Limite

Max. 14 15 20 22 25 37 59 100Min. 10 11 13 16 20 25 44 90

Tabel 5- Caracteristici fizico-mecanice , MASF16 utilizatn vestCaracteristica U.M. Reeta stabilit AternereDensitate aparenta Kg/m3 2483 2390Modul de rigiditate la 150C MPa 14123 9637Fluaj dinamic(400C, 150 Kpa)

m/m 6200...6900(0.39...0.43mm)

10400...13200(0.83/0.65mm)

Oboseala(150C, 3600 cicluri)

mm 0,40...0,50 0.40...0.60

Tabel 6 - Rezistenta la formarea fgaelor, MASF16 utilizata in vestCaracteristica U.M. Norma

tehnicaReetastabilit

Aternere Carote

Adncime fga mm AND 573 3.5...4.6 4,6...6.2 2.7....6.2Viteza formarefga

mm/h AND 573 1.2...2.4 2.3...3.5 0..8...1.7


48/283



40

Comentarii

- la aternere, caracteristicile obinute pe Mixtura asfalticnu ating valorilestabilite pentru reeta din laborator, mixtura obinut n staie avnd ocurgere mai mare;

- rezistena la formarea fgaelor este mai slab att la aternere ct i pecarote, ceea ce se poate datora nerespectrii reetei sau necompactriicorespunztoare.

4. Mixtura asfalticpe baza de polimer utilizatn zona centrala rii

Tabel 7- Caracteristicile tehnice ale mixturii asfaltice pe baza de compoundcu polimer

Caracteristica U.M Laborator Aternere CaroteDensitate aparenta Kg/m3 2329 2460 23272449Volum goluri % 2 2.37.2Absorbie de apa % 1.2 0.8 1.71.6Grad de compactare % 94.699.6Rigiditate la 150C Mpa 6607 6661 1915.3202Fluaj dinamic(400C, 150 Kpa)

m/m 9710/8149(0.62/0,52mm)

4250/6702(0.25/0.41mm)

38900...39900(2,5...3mm)

Oboseala(150C , 10000 cicluri) mm 0.37 0.37/0.38 2.019/2.755

Adncimea fgauluicf. AND 573

mm 3.2...3.4 2.9...3.9 1.8...2.9

VDOcf. AND 573

mm/h 0..0.2 0...0.7 0.4...0.7

Adncime propr. fgacf. SR EN 12697-22

% - - 6.8/8.3(2.8/3.5mm)

VDOcf. SR EN 12697-22

mm/1000cicluri

- - 0.11/0.10

Se consider oportun prezentarea acestui tip de mixtur datoritrezistenei sporite la deformaii permanente pe care o induce polimerulamestecului.

ntruct acest tip de mixturpoate avea comportare necorespunztoare latemperatur sczut, s-a ales ca aternerea s se fac ntr-o zona rece a rii,pentru a se putea urmri n timp fenomenul de fisurare. Se menioneazcdupperioada noiembrie 2008 - martie 2009, sectorul se prezintcorespunztor dar


49/283



41

rmne sub observaie pe o perioad mai lung i ca n staie, reeta a suferit

unele modificri.Dupcum se observ:- adncimea fgaului prezintvalori sczute i relativ uniforme;- rezistena la oboseali la fluaj sunt mbuntite;- mixtura rezist bine la formarea fgaelor, valorile obinute pentru

adncimea fgaului pe carote fiind destul de sczute, chiar dacmaterialul necesit o compactare mai uniform, care s asigure gradulcerut pe toatsuprafaa executat.

Se menioneazcn aceastetap, caracteristicile din ncercri dinamiceobinute pe carote nu au referenial de comparare, ele neputnd fi comparate cu

cele obinute pe cilindrii confecionai n laborator.

5. Concluzii

Pe baza exemplelor reduse prezentate mai sus, se pot aprecia urmtoarele:- comportarea mbrcminii bituminoase n drum este influenat de

calitatea materialelor componente; n acest sens, prin mijloacele tehniceexistente la aceast or n ar, se poate face o evaluare complet a calitiimaterialelor utilizate la lucrrile de drumuri, n scopul utilizrii acelora care

corespund tuturor cerinelor tehnice;- o importan deosebit o are proiectarea mixturii asfaltice, stabilirea

dozajelor optime i abordarea unor tehnologii de execuie performante;proiectarea trebuie s se realizeze pe baza unui studiu de laborator complet,pentru fiecare lucrare n parte;

- n cazul bitumului, este necesar testarea acestuia conform metodelorSHRP bazate pe criterii de performan i utilizarea lui n funcie de zonaclimaticunde se desfoarlucrarea;

- succesul tehnologiei aplicate depinde n mare msur de respectareprocesului tehnologic recomandat; n general, din motive economice, exist

tendina la mixtura tip MASF de exemplu, de a nu se respecta coninutul debitum i fibra impus, ceea ce conduce ulterior la obinerea unor caracteristicinecorespunztoare mai ales n ceea ce privete rezistena la formarea fgaelor;

- armonizarea normei tehnice romne pentru mixturi asfaltice la normeletehnice europene, a necesitat impunerea unor condiii tehnice mai severe, caresunt nsn concordancu condiiile de trafic i climdin ara noastr; pe bazancercrilor desfurate n paralel se poate afirmcaceste condiii se pot atingerespectnd recomandrile prezentate mai sus;de asemeni, se poate afirma c


50/283



42

daco Mixturasfalticproiectatanterior a respectat la limitcerinele impuse

(valorile obinute fiind spre limita maxim impus), cu siguran, ea nu varespecta cerinele impuse n noua normtehnicreglementat;

- caracteristicile tehnice ale mbrcminii gata executate din ncercridinamice realizate pe carote nu pot fi comparate cu cele realizate pe mixturaasfaltic; pentru impunerea de condiii tehnice este necesarcrearea unei bncide date.


51/283



43

STRATURI RUTIERE DIN MIXTURA ASFALTICCU

BITUM MODIFICAT

Beica Vasilica, Grsc Georgeta, Selagea Elisabeta, Pete DanielaLaborator Drumuri, CESTRIN Bucureti

Rezumat

In ultimul deceniu, traficul n Romnia a crescut simitor, ceea ce cumulat cu

condiiile de clim severe (ierni cu temperatur sczut i veri cu temperatur ridicat), acondus la preocupri privind obinerea unor mbrcmini rutiere din mixturi asflatice curezistensporitla deformaii permanente i la fisurare din oboseal. In acest sens, o serie demateriale (bitum dur, compound-fibre polimer, pudret de cauciuc, etc.) au fost ncercate

pentru a se stabili care dintre acestea se pot utiliza n condiiile specifice de climi trafic dinara noastr.

Lucrarea de fa prezint rezultatele obinute n laborator pe mixtur asflatic tipBA16m si BAD25m preparatcu diverse tipuri de bitum modificat cu polimer tip SBS.

Se face deasemeni o analiz a caracteristicilor fizico-mecanice determinate prinncercri clasice i prin ncercri dinamice, stabilindu-se influena bitumului modificat asupraacestora i asupra comportrii mixturii asfaltice n situ.

1.INTRODUCERE

Drumul dezvoltrii trece i prin dezvoltarea calitii drumurilor i deaceea aspectul calitii trebuie spredomine naintea celor economice i deprovizorat.

Dezvoltarea transporturilor rutiere necesit realizarea unor mbrcminidurabile i stabile, care pot fi obinute prin folosirea unor tehnologii si materialeperformante (cum ar fi utilizarea unor liani bituminoi modificai cu polimeria),la prepararea mixturilor asfaltice.

Utilizarea unui bitum mbuntit prin adaos de modificatori polimerici seva resimi benefic n proprietile fizico mecanice ale mixturilor asfaltice iimplicit n obinerea unor structuri rutiere performante, cu o comportaresuperioara in exploatare.

Lucrarea de faa cuprinde rezultatele pariale ale unui studiu c

CAR-2009-10-Iulie-2009-Editia-a-II-a

Documents

Transcript of CAR-2009-10-Iulie-2009-Editia-a-II-a