Către - Perfectionarea prin doctorat

122
Formularul PO.CSUD.01 -F9 UNIVERSITATEA TEHNICĂ "GHEORGHE ASACHl" DIN IAsl RECTORATUL Cãtre Vã facem cunoscut cã, în ziua de 23.04.2021, Ia ora 11:00, În regim online pe platfoma Google Meet, la adresa httDs://meet.aooqle.com/rhD-invc-azo, va avea loc susţinerea publicã a tezei de doctorat intitulatã: "SOLUŢII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE" elaborate de domnul ing. Hoha Didi, În vederea conferirii titlului ştiinţmc de doctor. Comisia de doctorat este alcãtuitã din: 1. DORINA-NICOLINA ISOPESCU, prof. univ. dr. ing., preşedinte, Universitatea Tehnicã "Gh. Asachi" din lasi 2. NICOLAE ŢARANU, prof. univ. dr. ing., conducãtor de doctorat, Universitatea Tehnicã "Gh. Asachi" din lasi 3. CARMEN RĂCĂNEL, prof. univ. dr. jng., referent oficial, Universitatea Tehnicã de Construcţii Bucuresti 4. FLORIN BELC, prof. univ. dr. ing., referent oficial, Universitatea Politehnica Timişoara 5. VASILE BOBOC, prof. univ. dr. ing., referent oficial, Universitatea Tehnicã "Gh. Asachi" din laşi Cu aceastã ocazie invitãm pariicipaţi la susţinerea publicã a tezei de doctorat.

Transcript of Către - Perfectionarea prin doctorat

Page 1: Către - Perfectionarea prin doctorat

Formularul PO.CSUD.01 -F9

UNIVERSITATEA TEHNICĂ "GHEORGHE ASACHl" DIN IAslRECTORATUL

Către

Vă facem cunoscut că, în ziua de 23.04.2021, Ia ora 11:00, În regim online pe

platfoma Google Meet, la adresa httDs://meet.aooqle.com/rhD-invc-azo, va avea locsusţinerea publică a tezei de doctorat intitulată:

"SOLUŢII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE"

elaborate de domnul ing. Hoha Didi, În vederea conferirii titlului ştiinţmc de doctor.

Comisia de doctorat este alcătuită din:1. DORINA-NICOLINA ISOPESCU, prof. univ. dr. ing., preşedinte, Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

din lasi

2. NICOLAE ŢARANU, prof. univ. dr. ing., conducător de doctorat, Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"din lasi

3. CARMEN RĂCĂNEL, prof. univ. dr. jng., referent oficial, Universitatea Tehnică de ConstrucţiiBucuresti

4. FLORIN BELC, prof. univ. dr. ing., referent oficial, Universitatea Politehnica Timişoara5. VASILE BOBOC, prof. univ. dr. ing., referent oficial, Universitatea Tehnică "Gh. Asachi" din laşi

Cu această ocazie vă invităm să pariicipaţi la susţinerea publică a tezei dedoctorat.

Page 2: Către - Perfectionarea prin doctorat

UNIVERSITATEA TEHNICĂ

“GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE

RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

– REZUMAT TEZĂ DE DOCTORAT –

Doctorand:

Ing. Didi Hoha

Conducător de doctorat:

Prof. univ. dr. ing. dr. H.C. Nicolae Țăranu

IAȘI - 2021

Page 3: Către - Perfectionarea prin doctorat
Page 4: Către - Perfectionarea prin doctorat

i

CUPRINS

Cuprins i

Lista figurilor iv

Lista tabelelor viii

Capitolul

1 Introducere

1

1.1 Generalități 1

1.2 Motivația și obiectivele cercetării 1

1.3 Conținutul tezei 2

Capitolul

2 Evoluția structurilor rutiere

4

2.1 Introducere 4

2.2 Drumurile romane. Principii de alcătuire și metode de construcție 4

2.3 Drumurile construite în timpul Evului Mediu 6

2.4 Structuri rutiere moderne 6

2.4.1 Structura Trésaguet 6

2.4.2 Structura McAdam 7

2.4.3 Structura Telford 7

2.4.4 Dezvoltarea îmbrăcăminților rutiere 8

2.5 Concluzii 9

Capitolul

3 Încercări realizate pe structuri rutiere experimentale

10

3.1 Introducere 10

3.2 Determinări experimentale 12

3.3 Determinări experimentale realizate pe sectoare de drum în a căror

componență se regăsesc mixturi asfaltice reciclate la rece

12

3.4 Concluzii 15

Capitolul

4 Alcătuirea structurilor rutiere

16

4.1 Introducere 16

Page 5: Către - Perfectionarea prin doctorat

ii

4.2 Straturi rutiere 16

4.3 Principiile de alcătuire și aportul structural ale straturilor rutiere 17

4.3.1 Îmbrăcămintea rutieră 17

4.3.2 Stratul de bază 19

4.3.3 Stratul de fundație 19

4.3.4 Principii structurale aplicate straturilor rutiere 20

4.4 Concluzii 21

Capitolul

5

Cercetări experimentale privind eficiența structurală a sectoarelor de

drumuri reabilitate prin reciclare „la rece”

22

5.1 Introducere 22

5.2 Ansamble de testare a structurilor rutiere de tip „stație pilot” 22

5.3 Stația pilot pentru încercarea accelerată a structurilor rutiere ALT-LIRA

”prof. univ. emerit ing. Dimitrie Atanasiu”

23

5.3.1 Elemente constructive 23

5.4 Program experimental pentru investigarea structurilor rutiere reabilitate

prin reciclare „la rece”

24

5.4.1 Conceptul și modul de alcătuire a sectoarelor experimentale 24

5.4.2 Înlăturarea structurilor rutiere existente în stația de cercetare ALT -LIRA 29

5.4.3 Amenajarea patului drumului 31

5.4.4 Amenajarea stratului de fundație inferior din balast 42

5.4.5 Amenajarea stratului de fundație superior 43

5.4.6 Amenajarea stratului de bază 50

5.4.7 Amenajarea straturilor de legătură din beton asfaltic deschis tip BAD

22,4

57

5.4.8 Amenajarea straturilor de uzură din mixtură asfaltică stabilizată tip

MAS16

60

5.5 Instrumentarea sectoarelor experimentale cu traductori rezistivi de

monitorizare a deformațiilor specifice și a presiunilor

64

5.6 Concluzii 69

Capitolul

6 Rezultate ale programului experimental

70

6.1 Introducere 70

6.2 Investigarea profilurilor transversale ale deformațiilor remanente 70

6.3 Distribuția deformațiilor specifice longitudinale la baza straturilor

bituminoase

72

Page 6: Către - Perfectionarea prin doctorat

iii

6.4 Distribuția deformațiilor specifice transversale la nivelul straturilor

stabilizate

74

6.5 Distribuția presiunilor la nivelul pământului de fundare 75

6.6 Capacitățile portante ale sectoarelor experimentale, determinate cu

deflectometrul cu pârghie tip Benkelman

76

6.7 Determinarea rugozităților suprafețelor îmbrăcăminților rutiere ale

sectoarelor experimentale

77

6.8 Concluzii 81

Capitolul

7

Modelarea numerică a comportării sectoarelor experimentale de

drumuri la acțiunea traficului rutier

83

7.1 Introducere 83

7.2 Definirea modelelor numerice 83

7.3 Definirea ipotezelor de calcul pentru analiza numerică 85

7.4 Condiții de încărcare 86

7.5 Notații și convenții de semne 87

7.6 Limitările modelelor numerice 88

7.7 Echivalarea traficului simulat cu traficul real în cale curentă 88

7.8 Rezultatele analizei numerice a sectoarelor experimentale 90

7.9 Studiu comparativ între rezultatele obținute pe cale experimentală și

rezultatele obținute pe cale numerică

90

7.10 Concluzii 94

Capitolul

8

Concluzii generale. Contribuții personale. Valorificarea rezultatelor

programului de doctorat

96

8.1 Concluzii generale 96

8.2 Contribuții personale 102

8.3 Valorificarea rezultatelor programului de doctorat 103

Bibliografie selectivă 105

Page 7: Către - Perfectionarea prin doctorat

iv

Lista figurilor

Capitolul 2

Figura 2.1 Drumul consular roman „Via Appia”

Figura 2.2 Alcătuirea structurală a unui drum roman

Figura 2.3

Tronson al drumului imperial ce lega orașul Porolissum, capitala provinciei Dacia

Porolissensis de Napoca (Cluj-Napoca), Potaissa (Turda), Apulum (Alba Iulia), Ulpia

Traiana Sarmisegetusa, Tibiscum (Caransebeș), Drobeta Turnu Severin și peste podul de

la Drobeta, de Roma Figura 2.4 Structura Trésaguet

Figura 2.5 Structura McAdam

Figura 2.6 Structura Telford

Figura 2.7 Evoluția tehnicii rutiere până la brevetarea betonului asfaltic

Capitolul 3

Figura 3.1 Lucrări de așternere a unui strat bituminos – SUA sfârșitul secolului XIX

Figura 3.2 Drum provizoriu destinat transportului muniției și a răniților – Verdun (Franța)

Capitolul 4

Figura 4.1 Lucrări de așternere a îmbrăcăminților bituminoase: a) strat de uzură; b) strat de legătură

Figura 4.2 Execuția unei îmbrăcăminți rutiere din beton de ciment

Figura 4.3 Îmbrăcăminte rutieră din pavele de tip transilvănean realizată în timpul domniei regelui

Ferdinand I – Fălești, Republica Moldova Figura 4.4 Lucrări de așternere a unui strat de bază din balast stabilizat

Figura 4.5 Lucrări de așternere a unui strat de fundație din balast și piatră spartă

Figura 4.6 Material geotextil anticontaminant utilizat ca strat de separare a doua tipuri de materiale

– granulare și filtru drenant

Capitolul 5

Figura 5.1

Instalația pentru realizarea condițiilor hidrologice. Secțiune prin cuvă

1 - perete de rezistență: 35 cm; 2 - beton ușor cu zgură granulată pentru izolare termică:

35 cm; 3 - hidroizolație: 5 cm; 4 - izolație termică (polistiren expandat): 10 cm; 5 -

zidărie cărămidă: 7,5 cm; 6 - beton egalizare: 10 cm; 7 - beton de pantă: 4 ~ 16 cm; 8 -

strat filtrant din balast: 10 ~ 22 cm; 9 - pardoseală din beton; 10 - conductă pentru

inundare; 11 – apometru; 12 - vană pe conducta de inundare; 13 - tub pentru controlul

nivelului de apă; 14 - conductă evacuare apă; 15 - vană pe conducta de evacuare; 16 -

pompă cu ax vertical; 17 - cămin colectare apă

Figura 5.2 Stația pilot pentru încercarea accelerată a structurilor rutiere ALT-LIRA ”prof. univ.

emerit ing. Dimitrie Atanasiu” Figura 5.3 Amplasarea sectoarelor experimentale pe pista pilot a stație de cercetări rutiere

Figura 5.4 Sector experimental 1 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Figura 5.5 Sector experimental 2 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Figura 5.6 Sector experimental 3 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Figura 5.7 Sector experimental 4 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Figura 5.8 Sector experimental 5 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Figura 5.9 Excavarea și transportul materialului existent în interiorul cuvei

Figura 5.10 Echipament ZORN ZFG 3000 GPS

Figura 5.11 Excavarea pământului de fundare

Page 8: Către - Perfectionarea prin doctorat

v

Figura 5.12 Geotextil nețesut din polipropilenă cu rol de separare a straturilor

Figura 5.13 Curbă granulometrică pământ tip 4b

Figura 5.14 Încadrarea pământului de fundare de pe sectoarele experimentale 1, 2 și 3

în diagrama ternară

Figura 5.15 Diagrama Proctor normal/modificat pentru pământul de fundare de pe sectoarele

experimentale 1, 2 și 3 (SR 1913/13, 1983) Figura 5.16 Curbă granulometrică pământ tip 4d

Figura 5.17 Încadrarea pământului de fundare de pe sectoarele experimentale 4 și 5

în diagrama ternară

Figura 5.18 Diagrama Proctor normal pentru pământul de fundare stabilizat cu liant hidraulic rutier

Dorosol în procent de 3 % Figura 5.19 Lucrări de amenajare a platformei din pământ nestabilizat

Figura 5.20 Așternerea liantul cu “spreaderul” de liant

Figura 5.21 Lucrări de omogenizare a materialului

Figura 5.22 Compactarea amestecului cu cilindru compactor

Figura 5.23 Epruvete din pământ tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

a) încercarea la compresiune; b) încercarea la întindere prin despicare

Figura 5.24 Evoluția în timp a rezistențelor mecanice ale pământului de tip 4d stabilizat cu Dorosol

3 %

Figura 5.25 Comparație între modulii de deflecție determinați cu

Echipamentul ZORN ZFG, la nivelul patului drumului

Figura 5.26

Echipament Lucas, adaptat după: (AND 530, 2012)

1 – suport pârghie; 2 – braț mobil; 3 – punct de rotire a brațului mobil; 4 – punct de

citire a microcomparatorului; 5 - microcomparator; 6 - palpator; 7 – placă de încărcare;

8 – piston hidraulic; 9 – pompă hidraulică; 10 - manometru; 11 – contragreutate; 12 –

(h1/h2) – raportul brațelor pârghiei

Figura 5.27 Curbe presiune – tasare pentru:

a) pământ de fundare tip 4b; b) pământ de fundare tip 4d stabilizat cu Dorosol 3%

Figura 5.28 Compactare cu maiul bătător la frecvența de impact de 700 - 800 bătăi/minut

Figura 5.29 Compactare cu cilindru cu tambur lis cu masa de 5 tone

Figura 5.30 Compactare cu cilindru cu tambur lis cu masa de 16 tone

Figura 5.31 Dispersarea pietrei sparte pe sectoarele experimentale

Figura 5.32 Lucrări de ridicare la cotă a stratului din piatră spartă

Figura 5.33 Compactarea stratului din piatră spartă cu cilindru cu tambur lis cu masa de 5 tone

Figura 5.34 Mixtură asfaltică frezată de sort 0 – 31,5 mm

Figura 5.35 Curbă granulometrică mixtură asfaltică frezată

Figura 5.36 Diagrama Proctor modificat pentru mixtura asfaltică frezată, stabilizată cu Doroport 3,5

%

Figura 5.37 Amenajarea platformei

Figura 5.38 Așternerea mixturii asfaltice frezate, stabilizate cu Doroport 3,5 %, pe pistă

Figura 5.39 Compactarea mixturii asfaltice frezate, stabilizate cu Doroport 3,5 %

Figura 5.40 Epruvete din mixtură asfaltică frezată, stabilizată cu Doroport 3,5 %

a) încercarea la compresiune; b) încercarea la întindere prin despicare

Figura 5.41 Curbe presiune – tasare mixtură asfaltică frezată, stabilizată cu Doroport 3,5 %

Figura 5.42 Curbă granulometrică balast stabilizat cu Doroport 3.5 %

Figura 5.43 Diagrama Proctor modificat pentru balast stabilizat cu Doroport 3.5 %

Figura 5.44 Curbe presiune – tasare balast stabilizat cu Doroport 3,5 %

Figura 5.45 Evoluția în timp a rezistențelor mecanice ale amestecurilor stabilizate

Figura 5.46 Transportul mixturii asfaltice pe pista stației de cercetări rutiere

Figura 5.47 Așternerea mixturii asfaltice la cotă

Figura 5.48 Compactarea mixturii asfaltice

Figura 5.49 Transportul mixturii asfaltice pe pista stației de cercetări rutiere

Figura 5.50 Așternerea mixturii asfaltice la cotă

Page 9: Către - Perfectionarea prin doctorat

vi

Figura 5.51 Compactarea mixturii asfaltice

Figura 5.52 Transportul mixturii asfaltice pe pista stației de cercetări rutiere

Figura 5.53 Așternerea mixturii asfaltice la cotă

Figura 5.54 Compactarea mixturii asfaltice

Figura 5.55 Traductor rezistiv, dedicat, PAST 2

Figura 5.56

Dispunerea traductorilor rezistivi de monitorizare a deformațiilor specifice și a

presiunilor la nivelul patului drumului, pe arealul pistei de încercări a stației de cercetări

rutiere

Figura 5.57 Dispunerea traductorilor rezistivi de monitorizare a deformațiilor specifice la nivelul

straturilor stabilizate, pe arealul pistei de încercări a stației de cercetări rutiere

Figura 5.58 Traductor rezistiv, dedicat, SOPT 68A

Figura 5.59 Traductor rezistiv, dedicat, SOPT 68A introdus în pământul de fundare prin intermediul

cutiei de montaj

Figura 5.60 Caracteristici geometrice: a) traductori rezistivi PAST 2 și b) traductori presiune SOPT

68A (dimensiuni în mm)

Figura 5.61 Punte Wheatstone conectată la: varianta a) traductor presiune SOPT 68A, varianta b)

traductor deformații specifice PAST 2

Capitolul 6

Figura 6.1 Secțiuni de monitorizare a deformațiilor remanente

Figura 6.2 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 1

Figura 6.3 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 2

Figura 6.4 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 3

Figura 6.5 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 4

Figura 6.6 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 5

Figura 6.7 Distribuțiile deformațiilor specifice longitudinale în raport cu numărul de treceri

Figura 6.8 Distribuțiile deformațiilor specifice transversale în raport cu numărul de treceri

Figura 6.9 Distribuțiile presiunilor la nivelul pământului de fundare

Figura 6.10 Deflectometru cu pârghie Benkelman

Figura 6.11 Capacități portante determinate cu deflectometrul cu pârghie Benkelman la nivelul

suprafeței de rulare Figura 6.12 Pendul SRT UTA 0190 - UTEST

Capitolul 7

Figura 7.1 Caracteristicile solidului multistrat

Figura 7.2 Interfețe definite în programele de analiză numerică Calderom 2000 și Alize

Figura 7.3 Încărcare liniar uniformă pe perimetrul circular descris de circumferința pneului

Figura 7.4 Reper cartezian general

Figura 7.5 Reper cartezian local

Figura 7.6 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale

obținute pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.1

Figura 7.7 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale

obținute pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.1

Figura 7.8 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale

obținute pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.2

Figura 7.9 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale

obținute pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.3

Figura 7.10 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale

obținute pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.4

Figura 7.11 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale

obținute pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.5

Figura 7.12 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute

pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.1

Figura 7.13 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute

pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.2

Page 10: Către - Perfectionarea prin doctorat

vii

Figura 7.14 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute

pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.3

Figura 7.15 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute

pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.4

Figura 7.16 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute

pe cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.5

Page 11: Către - Perfectionarea prin doctorat

viii

Lista tabelelor

Capitolul 5

Tabelul 5.1 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN

Tabelul 5.2 Corespondența dintre gradul de compactare și modulul de deflecție

Tabelul 5.3 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN la nivelul patului drumului pe

sectoarele experimentale 1, 2 și 3

Tabelul 5.4 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN la nivelul patului drumului pe

sectoarele experimentale 4 și 5

Tabelul 5.5 Caracteristicile de compactare ale pământului tip 4d stabilizat cu liant hidraulic rutier

Dorosol în procent de 3 % Tabelul 5.6 Rezistențe mecanice medii ale pământului de tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

Tabelul 5.7 Parametri testare cu placa Lucas pentru pământ tip 4b

Tabelul 5.8 Rezultate teste placa Lucas pe pământul de fundare tip 4b

Tabelul 5.9 Parametri testare cu placa Lucas pentru pământ tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

Tabelul 5.10 Rezultate teste placa Lucas pe pământul de fundare tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

Tabelul 5.11 Granulozitate piatră spartă

Tabelul 5.12 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN

Tabelul 5.13 Granulozitate piatră spartă

Tabelul 5.14 Caracteristicile de compactare ale mixturii asfaltice frezate, stabilizate cu Doroport 3,5%

Tabelul 5.15 Rezultate obținute pe epruvete supuse la 12 cicluri de saturare – uscare si îngheț -

dezgheț

Tabelul 5.16 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN

Tabelul 5.17 Parametrii de testare cu placa Lucas pentru mixtură asfaltică frezată, stabilizată cu

Doroport 3,5 %

Tabelul 5.18 Rezultate teste placa Lucas pentru mixtura asfaltică frezată, stabilizată cu Doroport 3,5

%

Tabelul 5.19 Granulozitate balast

Tabelul 5.20 Caracteristicile de compactare ale balastului stabilizat cu Doroport 3.5 %

Tabelul 5.21 Rezultate obținute pe epruvete solicitate la 12 cicluri de saturare – uscare si îngheț -

dezgheț

Tabelul 5.22 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN pe sectoarele cu straturi din

balast stabilizat cu Doroport 3,5 %

Tabelul 5.23 Parametri testare cu placa Lucas pentru stratul de bază de pe sectorul experimental 3

(balast stabilizat cu Doroport 3,5 %)

Tabelul 5.24 Rezultate teste placa Lucas pentru stratul de bază de pe sectorul experimental 3 (balast

stabilizat cu Doroport 3,5 %)

Tabelul 5.25 Caracteristici fizico-mecanice epruvete anrobat bituminos de tip AB 31,5

Tabelul 5.26 Granulozitate agregate naturale pentru anrobat bituminos de tip AB 31,5

Tabelul 5.27 Dozaj agregate naturale pentru rețeta de anrobat bituminos de tip AB 31,5

Tabelul 5.28 Caracteristici fizico-mecanice epruvete beton asfaltic deschis de tip BAD 22,4

Tabelul 5.29 Granulozitate agregate naturale pentru betonul asfaltic deschis de tip BAD 22,4

Tabelul 5.30 Dozaj agregate naturale pentru rețeta de beton asfaltic deschis de tip BAD 22,4

Tabelul 5.31 Granulozitate agregate naturale pentru mixtură asfaltică stabilizată de tip MAS16

Tabelul 5.32 Dozaj agregate naturale pentru rețeta de mixtură asfaltică stabilizată de tip MAS16

Page 12: Către - Perfectionarea prin doctorat

ix

Tabelul 5.33 Caracteristici fizico-mecanice epruvete beton asfaltic deschis de tip BAD 22,4

Tabelul 5.34 Caracteristicile Marshall ale mixturilor asfaltice MAS16; BAD22,4 și AB31,5

Tabelul 5.35 Specificații tehnice traductori PAST 2

Tabelul 5.36 Specificații tehnice traductori SOPT 68A

Capitolul 6

Tabelul 6.1 Determinarea rugozității prin metoda SRT.

Măsurători inițiale

Tabelul 6.2 Determinarea rugozității prin metoda SRT.

Măsurători la 150000 de treceri ale ansamblului de rulare

Tabelul 6.3 Determinarea rugozității prin metoda SRT.

Măsurători la 250000 de treceri ale ansamblului de rulare

Tabelul 6.4 Determinarea rugozității prin metoda HS.

Măsurători inițiale

Tabelul 6.5 Determinarea rugozității prin metoda HS.

Măsurători la 150000 de treceri ale ansamblului de rulare Capitolul 7

Tabelul 7.1 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 1

Tabelul 7.2 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 2

Tabelul 7.3 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 3

Tabelul 7.4 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 4

Tabelul 7.5 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 5

Tabelul 7.6 Numărul de treceri ale vehiculelor pentru o suprapunere a amprentelor

Tabelul 7.7 Numărul de treceri ale vehiculelor pentru o suprapunere a amprentelor

Tabelul 7.8 Rezultate numerice

Page 13: Către - Perfectionarea prin doctorat
Page 14: Către - Perfectionarea prin doctorat

INTRODUCERE

1

Capitolul 1

INTRODUCERE

1.1 Generalități

Istoria drumurilor acoperă o perioadă vastă de timp, ce își are originile în vremurile în care

oamenii și animalele se deplasau pe cărări bătute cu piciorul și continuă neîntrerupt până la

autostrăzile cu multiple benzi de circulație din prezent. Trecerea de la cărări la drumuri a fost

marcată de inventarea roții.

Înlocuirea materialelor clasice cu mixturi asfaltice reciclate și/sau stabilizate a dus la

necesitatea elaborării unor noi modele analitice și numerice, adaptate caracteristicilor acestor

materiale (Ungureanu et al., 2018). În urma studiilor efectuate până în prezent, nu s-a reușit

fundamentarea exhaustivă a tuturor aspectelor legate de performanțele structurale ale sectoarelor

de drumuri realizate cu mixturi asfaltice reciclate, în raport cu tipul și variația parametrilor de

conlucrare dintre straturile clasice și cele în componența cărora se regăsesc materialele reciclate.

1.2 Motivația și obiectivele cercetării

Tematica generală a tezei de doctorat se referă la determinarea răspunsului structural la

acțiunea traficului al sectoarelor de drumuri în a căror alcătuire se regăsesc straturi de bază

realizate cu mixturi asfaltice îmbătrânite, reciclate la rece prin frezare și stabilizare. Studiile relativ

limitate din literatura de specialitate, care fac referire la această tematică, au condus la elaborarea

și realizarea unui program de cercetare ce poate fi clasificat pe două paliere: numeric și

experimental.

Principalele obiective urmărite în cadrul programului doctoral au fost:

• Descrierea cronologică a evenimentelor care au marcat evoluția drumurilor, de la

primele structuri de drumuri romane, până la structurile rutiere moderne;

Page 15: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

2

• Prezentarea alcătuirilor structurale a drumurilor utilizate în perioada Romană, în

timpul Evului Mediu, pe perioada Renașterii (structura Trésaguet, structura Telford și

structura McAdam), în perioada interbelică și în prezent;

• Elaborarea unui studiu de sinteză structurat pe două paliere care să prezinte cele

mai relevante teste realizate pe sectoare de drum experimentale și să descrie succint

rezultatele promovate de diverse echipe de cercetare, implicate în caracterizarea

răspunsului structural al sectoarelor de drum în a căror componență se regăsesc

materiale reciclate și/sau stabilizate;

• Descrierea și clasificarea principalelor tipuri de structuri rutiere moderne;

• Descrierea principiilor de alcătuire și caracterizarea aportului structural al

straturilor rutiere;

• Descrierea materialelor clasice și moderne utilizate la construcția sectoarelor

rutiere;

• Descrierea principiilor structurale aplicate straturilor rutiere;

• Identificarea și descrierea elementelor constructive ale ansamblelor de testare a

structurilor rutiere, de tip „stație pilot”;

• Conceperea și elaborarea unui program experimental complex care a avut ca

obiectiv principal caracterizarea răspunsului structural la acțiunea traficului ale

sectoarelor de drumuri realizate cu materiale reciclate și/sau stabilizate;

• Validarea rezultatelor experimentale prin intermediul analizelor numerice realizate

în programe automate de calcul.

1.3 Conținutul tezei

Teza de doctorat este structurată pe opt capitole, după cum urmează:

Capitolul 1 – Introducere, definește motivația și prezintă obiectivele ce stau la baza

programului de cercetare. De asemenea, este descris succint conținutul fiecărui capitol.

Capitolul 2 – Evoluția structurilor rutiere, descrie cronologic evenimentele care au marcat

evoluția drumurilor, de la primele structuri de drumuri romane, până la structurile rutiere moderne.

Capitolul 3 – Încercări realizate pe structuri rutiere experimentale, este divizat în două

secțiuni. În prima parte se prezintă premisele și factorii care au determinat apariția și dezvoltarea

testelor efectuate pe sectoare de drum experimentale, iar în cea de a doua parte, prin studierea

aproape exhaustivă a literaturii de specialitate, s-au selectat și prezentat cele mai importante studii,

Page 16: Către - Perfectionarea prin doctorat

INTRODUCERE

3

în raport cu metoda de reciclare și stratul rutier în componența căruia s-a utilizat mixtura asfaltică

reciclată.

Capitolul 4 – Alcătuirea structurilor rutiere, identifică și caracterizează principalii factori

care determină selecția unui anumit tip de structură rutieră. De asemenea, în cadrul capitolului 4

se descriu și se caracterizează particularitățile și aportul structural ale tipurilor de straturi rutiere

utilizate în alcătuirea drumurilor moderne.

Capitolul 5 – Cercetări experimentale privind eficiența structurală a sectoarelor de

drumuri reabilitate prin reciclare „la rece”, constă în descrierea programului experimental

dezvoltat în scopul determinării răspunsului structural la acțiunea traficului real al sectoarelor de

drumuri în a căror alcătuire se regăsesc straturi de bază realizate cu mixturi asfaltice îmbătrânite,

reciclate la rece prin frezare și stabilizare. În acest sens, se prezintă tehnologia de construcție a

straturilor rutiere clasice, tehnologia de reciclare și construcție a straturilor rutiere moderne și

testele de laborator și in-situ realizate pe durata execuției, iar în finalul capitolului se descriu

modalitățile de instrumentare a sectoarelor experimentale, în vederea monitorizării pe parcursul

testării.

Capitolul 6 – Rezultate ale programului experimental, a avut ca obiectiv principal

prezentarea rezultatelor programului experimental, raportate la parametrii ce caracterizează

comportamentul structural la diferite nivele de trafic ale sectoarelor de drum realizate cu materiale

reciclate și stabilizate. Astfel, pentru fiecare sector rutier ce a făcut obiectul programului

experimental:

• s-au determinat profilele transversale ale deformațiilor remanente;

• s-au trasat graficele de evoluție ale deformațiilor specifice transversale și

longitudinale în raport cu numărul de treceri;

• s-au determinat capacitățile portante;

• s-a reprezentat grafic variația presiunilor în funcție de traficul simulat.

Capitolul 7 – Modelarea numerică a comportării sectoarelor experimentale de drumuri la

acțiunea traficului rutier, prezintă rezultatele analizelor numerice efectuate pentru sectoarele

rutiere ce au făcut obiectul programului experimental. În acest sens, s-a utilizat programul

românesc CALDEROM 2000, respectiv programul francez de calcul al structurilor rutiere ALIZE-

LCPC. Pentru fiecare caz simulat numeric a fost identificată varianta de analiză (programul și tipul

conlucrării dintre straturi) care a furnizat rezultatele cele mai apropiate de cele experimentale. În

finalul capitolului, s-a realizat o analiză comparativă a rezultatelor numerice în raport cu cele

obținute pe cale experimentală.

Capitolul 8 – Concluzii generale. Contribuții personale. Valorificarea rezultatelor

programului doctoral, finalizează teza de doctorat prin sintetizarea concluziilor, prezentarea

contribuțiilor personale ale autorului și modul în care acestea au fost valorificate.

Page 17: Către - Perfectionarea prin doctorat

EVOLUȚIA STRUCTURILOR RUTIERE

4

Capitolul 2

EVOLUȚIA STRUCTURILOR RUTIERE

2.1 Introducere

Drumurile reprezintă o invenție complementară a roții (Dorobanțu și Andrei, 2015), de aceea

evoluția drumurilor și implicit, a structurilor rutiere a fost de-a lungul istoriei urmată și

condiționată în mod direct de dezvoltarea mijloacelor de transport. De la primele atelaje și până la

automobilul modern, mijloacele rutiere s-au perfecționat continuu, în contextul dezvoltării

societății omenești, în vederea asigurării nevoilor de deplasare a persoanelor și a bunurilor.

2.2 Drumurile romane. Principii de alcătuire și metode de construcție

Primele sectoare rutiere realizate pe baza unor principii de alcătuire și care prezintă o

alcătuire stratificată ce asigură structura de rezistență a căii de comunicație sunt reprezentate de

drumurile romane (Profiri, 1950; Eminet, 1957; Gunsten, 1972; Dorobanţu et al., 1980; APDP–

AND, 2002; Drakos, 2005). Cel mai cunoscut drum roman este „Via Appia” și a fost realizat la

cererea consulului Appius Claudius în anul 312 îHr (Fig. 2.1).

Figura 2.1 Drumul consular roman „Via Appia” (https://www.andantetravels.com/tours/worldwide-

escorted-tours/the-via-appia/)

Page 18: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

5

Drumul consular roman „Via Appia”, precum și restul rețelei rutiere romane, era alcătuit din

patru straturi cu rol structural (Fig. 2.2), (http://aragonromano.ftp.catedu.es). Grosimea totală a

straturilor utilizate la execuția drumurilor romane era de circa 100 – 150 cm. Dimensiunile

structurii puteau însă varia în funcție de tipul pământului de fundare. Materialele utilizate la

construcția drumului erau prelucrate manual, iar caracteristicile granulometrice erau selectate prin

compararea acestora cu elemente de dimensiuni cunoscute (de exemplu piatra spartă se compara

cu dimensiunile pumnului, iar balastul cu dimensiunile unei nuci).

Figura 2.2 Alcătuirea structurală a unui drum roman (http://aragonromano.ftp.catedu.es/roads.htm/)

Odată cu schimbarea formei de guvernare din republică în imperiu, civilizația romană a

cunoscut o dezvoltare accelerată, pe plan economic, cultural și teritorial. Astfel, în timpul primului

împărat roman, Iulius Caesar Octavianus Augustus (63 îHr. – 14 dHr.) s-au cucerit teritorii ce se

întindeau din nordul Africii până în Germania și Anglia și din Spania până în Persia. Pentru a

guverna aceste teritorii, Iulius Caesar Octavianus Augustus a decis construirea unei rețele extinse

de drumuri ce a însumat peste 80000 km. Vestigiile arheologice asociate rețelei rutiere romane din

era primului cezar, precum și ulterior acesteia, se regăsesc pe tot mapamondul, inclusiv în România

(Gunsten, 1972; Dorobanţu et al., 1980; APDP–AND, 2002).

Figura 2.3 Tronson al drumului imperial ce lega orașul Porolissum, capitala provinciei Dacia

Porolissensis de Napoca (Cluj-Napoca), Potaissa (Turda), Apulum (Alba Iulia), Ulpia Traiana

Sarmisegetusa, Tibiscum (Caransebeș), Drobeta Turnu Severin și peste podul de la Drobeta, de Roma

(http://www.porolissumsalaj.ro/)

Page 19: Către - Perfectionarea prin doctorat

EVOLUȚIA STRUCTURILOR RUTIERE

6

2.3 Drumurile construite în timpul Evului Mediu

Destrămarea Imperiului Roman de Apus și căderea Romei (476 dHr.) sunt datorate unor

valuri succesive de invazii barbare violente. Acest eveniment marcant este relatat de către istoricii

vremii sub denumirea de „Apusul civilizației” (Ward-Perkins, 2008). Din punct de vedere istoric,

căderea Imperiului Roman coincide cu începutul Evului Mediu.

În perioada feudală, schimbările politice repetate conduc la o diminuare considerabilă a

comerțului și a schimbului de bunuri. Acest considerent a implicat o scădere a taxelor colectate

pentru tranzitarea drumurilor. Astfel, majoritatea statelor feudale s-au axat pe utilizarea fondurilor

disponibile pentru dezvoltarea armatelor și a construcțiilor cu rol de apărare, iar rețeaua rutieră nu

a mai beneficiat de lucrări curente de întreținere.

2.4 Structuri rutiere moderne

Odată cu finalul Evului Mediu, omenirea a cunoscut un nou ciclu de evoluție pe toate

planurile. Drumurile existente, puține la număr și în stare nesatisfăcătoare, nu au putut asigura

nevoia de transport a populației. Astfel, au fost dezvoltate și construite o serie de structuri rutiere,

dintre care, unele stau la baza drumurilor construite și în prezent.

2.4.1 Structura Trésaguet

Pierre-Marie-Jérôme Trésaguet (1716 – 1796) a fost un inginer francez, ce a reintrodus

tehnica romană de construire a drumurilor, adaptând-o traficul din Franța sec XVIII. Astfel, în

1764 se dă în circulație primul drum modern realizat sub conducerea inginerului Trésaguet.

Structura rutieră care îi poartă numele era alcătuită din 3 straturi (Fig. 2.4), (Telford, 1933; Profiri,

1950; Mătăsaru et al., 1966; Dorobanţu, 2009; Zadnic și Zograuris, 2009).

Figura 2.4 Structura Trésaguet

Page 20: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

7

2.4.2 Structura McAdam

John Loudon McAdam (1756 - 1836) a fost un inginer scoțian, ce a condus ampla acțiune

de reabilitare a drumurilor strategice din Anglia sec XIX. Inginerul McAdam este inventatorul

unui strat rutier care a revoluționat rețeaua rutieră, strat ce se utilizează și în prezent și a cărui

denumire provine de la numele său (McAdam – macadam). Lucrarea de referință a inginerului

scoțian constă în artera rutieră ce unea Londra de Bristol. Pentru acest drum s-a adoptat o structură

nouă, stratificată, fără fundație (Fig. 2.5), (Dorobanțu și Andrei, 2015).

Figura 2.5 Structura McAdam

2.4.3 Structura Telford

Thomas Telford (1757 - 1834) a fost un inginer scoțian, contemporan cu McAdam, care a

propus o adaptare între structurile rutiere precedente pentru a realiza sectoare de drum continui,

pretabile atât regiunilor de șes sau deal, cât și celor muntoase. Telford a preluat metoda Trésaguet

și a adaptat-o prin introducerea a două straturi de suprafață realizate din piatră dură de formă cubică

și a bombamentului curb (Fig. 2.6).

Figura 2.6 Structura Telford

Page 21: Către - Perfectionarea prin doctorat

EVOLUȚIA STRUCTURILOR RUTIERE

8

2.4.4 Dezvoltarea îmbrăcăminților rutiere

Inginerul francez Sassenay (Franţa) stabilește în jurul anului 1840 un ghid de recomandări

referitor la folosirea rocilor asfaltice. Acest ghid cuprindea prescripții referitoare la omogenitatea

mixturii, conținutul optim de bitum și gradul de fărâmițare a rocii asfaltice. (Mătăsaru et al., 1966).

În anul 1871, inginerul francez Francou observă că străzile stropite cu reziduul (catran sau

smoală) încălzit rezultat din distilarea cărbunelui pentru obținerea gudronului, poate preveni

acumularea praful, asigurând astfel condiții mai bune de trafic. În anul 1876, un alt inginer francez,

Girardeau observă că stropirea cu acest reziduu este mai eficientă dacă se efectuează la temperaturi

ridicate, în sezonul cald (Dorobanțu și Andrei, 2015).

În anul 1901 se realizează primele tratamente cu gudron în Franța, în Monte–Carlo, iar 4 ani

mai târziu, în 1905, inginerul elvețian Aerberli brevetează tarmacadamul, un material obținut din

combinarea gudronului cu macadam.

În SUA, în 1900, Frederick Warren realizează, pentru prima dată în lume, o rețetă pentru

betonul asfaltic (Dorobanțu și Andrei, 2015). Acest invenție este brevetată în 1903 sub numele de

„beton asfaltic artificial”. În 1906 se realizează prima așternere bituminoasă, în grosime de 10 cm,

pe macadamul ce acoperea cea mai cunoscută arteră a epocii, Fifth Avenue din New York. Acest

eveniment marchează un punct de referință în domeniul tehnicii rutiere. Astfel, pe tot parcursul

secolului XX, administrațiile rutiere de pe tot mapamondul au adoptat îmbrăcămintea asfaltică,

adaptând-o la condițiile locale, climatice și de trafic. Evoluția tehnicii rutiere până la brevetarea

primei rețete de beton asfaltic este ilustrată în figura 2.7.

Figura 2.7 Evoluția tehnicii rutiere până la brevetarea betonului asfaltic

Page 22: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

9

2.5 Concluzii

Drumurile reprezintă o invenție complementară a roții. Prin urmare, evoluția drumurilor și,

implicit, a structurilor rutiere a fost, de-a lungul istoriei, urmată și condiționată în mod direct de

dezvoltarea mijloacelor de transport. Primele sectoare rutiere realizate pe baza unor principii de

alcătuire și care prezintă o compoziție stratificată ce asigură structura de rezistență a căii de

comunicație sunt reprezentate de drumurile romane. Ulterior, odată cu schimbarea formei de

guvernare din republică în imperiu, civilizația romană a dezvoltat noi tehnici de construcție a

drumurilor. Aceste tehnici au fost aplicate la scară largă, rețeaua rutieră romană însumând peste

80000 km.

După căderea Romei, construcția drumurilor nu a mai reprezentat o prioritate, iar tehnica

rutieră a stagnat pe toată durata Evului Mediu. Odată cu finalul Evului Mediu, omenirea a cunoscut

un nou ciclu de evoluție pe toate planurile. Drumurile existente, puține la număr și în stare

nesatisfăcătoare, nu au putut asigura nevoia de transport a populației. Astfel, se revine la tehnica

romană de construire a drumurilor și se dezvoltă noi tipuri de structuri rutiere, dintre care cele mai

notabile sunt: structura Trésaguet, structura McAdam și structura Telford.

În anul 1900, Frederick Warren realizează, pentru prima dată în lume, o rețetă pentru betonul

asfaltic. Acest nou material a revoluționat tehnica rutieră, fiind adoptat rapid de către toate

administrațiile rutiere din SUA și Europa. De-a lungul secolului XX betonul asfaltic este

perfecționat continuu, fiind dezvoltate rețete distincte pentru condiții climatice și de trafic variate.

Page 23: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

10

Capitolul 3

ÎNCERCĂRI REALIZATE PE STRUCTURI RUTIERE

EXPERIMENTALE

3.1 Introducere

Până la începutul secolului XX, structurile rutiere au fost realizate după conceptele formulate

în secolele XVIII și XIX de către cei trei pioneri ai industriei rutiere, Trésaguet, Telford și

McAdam (Blanchard, 1919; Goldbeck, 1919). Singurele îmbunătățiri aduse acestor structuri au

constat în înlocuirea materialelor utilizate la calea de rulare. Astfel, în orașe, odată cu apariția

automobilului, s-au realizat îmbrăcăminți rutiere din beton de ciment și din asfalt, pentru a asigura

condiții de trafic mai bune (Fig. 3.1).

Figura 3.1 Lucrări de așternere a unui strat bituminos – SUA sfârșitul secolului XIX

(http://asphaltmagazine.com/asphalthistory_two)

Page 24: Către - Perfectionarea prin doctorat

ÎNCERCĂRI REALIZATE PE STRUCTURI RUTIERE EXPERIMENTALE

11

În timpul primului război mondial (1914 – 1918), o mare parte din rețeaua rutieră din Europa

a fost distrusă de bombardamente. În aceste condiții, circulația autovehiculelor grele, cu care se

transporta muniția și proviziile, a fost realizată în condiții dificile, pe drumuri intens bombardate

sau pe drumuri provizorii (Fig. 3.2), (Overy, 2018).

Figura 3.2 Drum provizoriu destinat transportului muniției și a răniților – Verdun (Franța)

(https://www.reddit.com/r/worldwar1pics/comments/ajd138/a_french_supply_dump_just_behind_the_fro

nt_lines/)

După terminarea primului război mondial, statele Europene au monitorizat drumurile

nedistruse de bombardamente, iar concluziile acestor studii au fost prezentate în cadrul

Congresului IV AIPCR (fr. Association Internationale Permanente des Congrès de la route) de

la Sevilia (1926), respectiv la Congresul V AIPCR de la Milano (1930), (Dorobanțu și Andrei,

2015). În cadrul acestor congrese s-au promovat două elemente de noutate, ce stau la baza

conceperii structurilor rutiere moderne. Cel dintâi element se referă la primul model analitic de

calcul al unei structuri rutiere, iar cel de al doilea fundamentează modul de calibrare al acestui

model pe baza rezultatelor obținute prin teste realizate pe sectoare experimentale. Deși această

abordare a fost considerată viabilă de către toate administrațiile rutiere prezente la cele două

congrese, punerea în practică a fost întârziată, ca urmare a debutului celei de a doua conflagrații

mondiale (1939 – 1945).

După terminarea celui de al doilea război mondial infrastructura din Europa era, în mare

parte, ruinată (Beevor, 2014). Populația, indiferent de apartenența la cele două tabere (Puterile

Axei și Aliații), ducea lipsă de alimente, combustibil și locuințe. Din acest motiv, în multe regiuni,

raționalizarea din vremea războiului continuă pentru a putea satisface nevoile de bază. În acest

context, infrastructura rutieră a fost, inițial, doar reparată, iar punerea în practică a strategiei

agreate la congresele de la Sevilia și Milano a fost amânată din nou. Pe de altă parte, SUA devine,

după terminarea celui de al doilea război mondial, liderul politic, economic, industrial, militar,

tehnologic și cultural al vestului. Această stabilitate economică și politică constituie punctul de

plecare în dezvoltarea ulterioară a rețelei rutiere moderne din această țară.

Page 25: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

12

3.2 Determinări experimentale

Primele teste experimentale realizate pe sectoare de drumuri moderne au fost realizate în

SUA (Dorobanțu și Andrei, 2015). Între 1950 și 1952, în statul Maryland s-au testat diferite

sectoare de drum la acțiunea traficului dirijat. După finalizarea acestor teste, administrațiile rutiere

au concluzionat că rezultatele deduse prin dirijarea traficului pe o serie de artere de interes nu pot

fi generalizate la întreaga rețea rutieră. Astfel, între 1958 – 1960 se construiesc primele circuite

experimentale la Ottawa - Illinois de către American Association of State Highway Transportation

Officials (AASHTO). Cele 6 circuite experimentale au fost realizate în buclă, pe o lungime de 7

km și cuprindeau 234 de sectoare de drum cu structuri rigide și suple, atât în rambleu cât și în

debleu. Pe primul circuit a fost oprită circulația, fiind folosit ca sector martor. Celelalte 5 circuite

au fost solicitate la 1100000 de treceri de autovehicule cu două și trei osii. În cadrul testelor s-a

urmărit apariția și modul de evoluție a degradărilor, în vederea elaborării unor modele cauză –

efect și a implementării acestora în cadrul modelelor analitice de calcul. De asemenea, pe baza

constatărilor vizuale au fost stabilite o serie de criterii ce stau la baza nivelelor de servicii. Aceste

observații au fost incluse în primul ghid de proiectare a structurilor rutiere, elaborat în SUA, în

anul 1962 (AASHTO, 1962).

De la finalizarea primului ghid de proiectare și până la sfârșitul anilor ’90, aproape anual s-

au adus completări, multe dintre acestea fiind stabilite doar pe cale experimentală. Astfel, s-au

schimbat în mai multe etape autovehiculele de testare, au fost identificate tipuri noi de degradări,

au fost revizuite nivelele de serviciu și s-au introdus condiții geo-climatice noi (AASHTO, 1998).

Pe parcursul acestei perioade, încercări asemănătoare au fost realizate, izolat, și în alte țări, precum

Canada (McLeod, 1947), Olanda (Veen, 1953) și România (Dorobanțu, 1962).

3.3 Determinări experimentale realizate pe sectoare de drum în a căror

componență se regăsesc mixturi asfaltice reciclate la rece

În anul 1993 a fost construit un prim sector de drum experimental, în lungime de 366 m, în

a cărui componență s-au utilizat mixturi asfaltice frezate și reciclate la rece (Garg și Thompson,

1996). Acest proiect a fost realizat în urma unui parteneriat între University of Illinois și

Departamentul de Transport din Illinois, Urbana. Mixtura frezată a fost folosită integral la

construcția stratului de bază, în grosime de 203 mm. În urma testelor, s-a stabilit că rezistențele la

forfecare, compresiune, zdrobire și capacitatea portantă (determinată cu deflectometrul

Benkelman) ale sectorului experimental sunt similare celor determinate anterior pe sectoare de

drum realizate cu materiale clasice.

În anul 2003, un grup de cercetători de la Florida Institute of Technology a efectuat un

program experimental amplu destinat studiului utilizării mixturilor asfaltice frezate și stabilizate

Page 26: Către - Perfectionarea prin doctorat

ÎNCERCĂRI REALIZATE PE STRUCTURI RUTIERE EXPERIMENTALE

13

la construirea straturilor de bază din componența drumurilor cu structuri rigide (Cosentino et al.,

2003). Caracteristicile mecanice ale sectorului experimental au fost monitorizate continuu pentru

o perioadă de 8 săptămâni, iar impactul materialelor componente asupra mediului a fost cuantificat

după o perioadă de 12 luni de exploatare a drumului. În urma rezultatelor obținute, autorii au

concluzionat că performanțele mecanice ale structurilor rutiere rigide, realizate cu mixturi asfaltice

reciclate la rece, sunt superioare celor determinate pe structuri asemănătoare dar realizate cu

materiale clasice. Totodată, impactul aspra mediului înconjurător este diminuat, în special datorită

diminuării frecvenței cu care se realizează lucrările de întreținere a structurii, precum și prin

înlocuirea materialelor virgine.

În anul 2005, Mokwa și Peebles au realizat un studiu experimental privind posibilitatea

combinării mixturilor asfaltice reciclate la rece cu materiale clasice nelegate (pietriș, piatră spartă,

balast), (Mokwa și Peebles, 2005). Materialele nou dezvoltate au fost utilizate la construcția unor

sectoare experimentale, care au fost supuse unor serii de teste de laborator și in situ, cum ar fi:

teste de rugozitate, tomografii computerizate cu raze X, teste de permeabilitate, teste de

compactare și teste de deflectometrie. În urma analizei rezultatelor, s-a constatat că adaosul de

material reciclat nu modifică în mod substanțial caracteristicile fizice și mecanice ale materialelor

clasice utilizate la construcția straturilor de bază. Acest aspect este valabil pentru procente

semnificative de mixare (până la 50 % din masa materialului de bază), iar la valori superioare

poate chiar îmbunătăți performanțele fizico-mecanice inițiale.

În anul 2007, Departamentul de Transport al Statului Washington (WSDOT) a dispus

realizarea unui studiu axat pe posibilitățile de diminuare a cantității mari de asfalt frezat, stocat în

gropile și depozitele de deșeuri ale antreprenorilor din domeniul rutier (McGarrah, 2007). Această

problemă de mediu a reprezentat o consecință a unei limitări anterioare, impuse de WSDOT, care

permitea reciclarea mixturilor asfaltice în amestecuri noi de asfalt în proporție de până la 20 % din

materialul de bază. Alternativa studiată a constat în reciclarea la rece a mixturilor îmbătrânite și

utilizarea materialului nou obținut la construcția straturilor de bază ale drumurilor cu structuri

rigide și flexibile. În acest scop, au fost analizate strategiile de reabilitare a drumurilor

implementate de 7 agenții de transport din SUA. Rezultatele raportate de aceste agenții nu au

prezentat variații în cazul sectoarelor de drumuri realizate cu materiale reciclate la rece, localizate

în regiuni climatice similare și supuse la volume asemănătoare de trafic.

Tot în anul 2007, un grup de cercetători din Iowa a publicat rezultatele unui studiu

experimental îndelungat, axat pe comportamentul structural al sectoarelor de drumuri în

componența cărora se regăsește mixtură asfaltică reciclată la rece (Chen, 2007). Deși sectoarele

experimentale analizate erau localizate în regiuni diferite, de pe tot cuprinsul SUA, rezultatele

obținute au fost unanime și au probat caracteristicele mecanice avantajoase ale mixturilor asfaltice

frezate și reciclate. Totodată, autorii au concluzionat că prin utilizarea metodei de reciclare la rece

se reduce cu circa 60 % costul de construcție a straturilor de bază, iar timpul de execuție poate fi

diminuat, în situațiile în care depozitul de deșeu asfaltic este situat pe traseul drumului ce urmează

a fi reabilitat.

Page 27: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

14

În anul 2009, Locander a efectuat un studiu experimental axat pe determinarea

caracteristicilor elastice și mecanice, respectiv de permeabilitate a mixturilor asfaltice reciclate la

rece (Locander, 2009). Rezultatele au fost comparate cu cele determinate pe materiale clasice,

nelegate, existente în literatura de specialitate. Autorul a concluzionat că mixturile frezate și

stabilizate reprezintă un substituent viabil pentru agregatele virgine și, prin urmare, pot fi utilizate

la reabilitarea drumurilor din cadrul Departamentului Transporturilor din Colorado (CDOT).

Administrația rutieră a adoptat și implementat tehnica de reciclare la rece, iar o parte din rezultatele

deduse de Locander au fost incluse într-un îndrumar de proiectare destinat calcului structurilor

rutiere realizate cu materiale frezate și stabilizate.

În anul 2015, Departamentul Transporturilor din Virginia a dispus realizarea unui studiu

comparativ referitor la metodele utilizate de agențiile de transport din SUA pentru încorporarea

mixturilor asfaltice în straturi structurilor rutiere (Hope et al., 2015). Rezultatele acestui studiu au

arătat că indiferent de metoda aplicată, costurile finale ale sectoarelor de drum în componența

cărora se regăsesc straturi cu materiale reciclate sunt mai mici, în medie, cu aproximativ 30 % față

de costurile corespunzătoare structurilor clasice de drumuri. Totodată, în statele în care reciclarea

la rece a mixturilor asfaltice a fost aplicată la scară largă, s-au eliberat suprafețe extinse de pământ,

pe care anterior erau depozitate deșeurile de îmbrăcăminți asfaltice îmbătrânite.

În anul 2017, Mousa și colaboratorii săi au realizat un program experimental extins, conceput

pentru a determina procentul optim de mixtură asfaltică frezată care poate fi amestecată cu

agregate virgine în construcția straturilor de bază și de fundație (Mousa et al., 2017). Materialele

testate au inclus mixtură reciclată în procent de 0 %, 20 %, 60 %, 80 % și 100 %. Pentru fiecare

rețetă s-au realizat teste specifice precum: încercări la oboseală, încercări pentru evaluarea

conductivității hidraulice, încercări pentru determinarea capacității portante, ș.a. În urma analizei

rezultatelor, autorii au concluzionat că materialele ce includ mixturi frezate în procent de până la

60 % pot fi utilizate la construcția fundațiilor rutiere, iar pentru construcția stratului de bază se pot

utiliza rețete ce includ până la 20 % material reciclat. Aceste rezultate au fost obținute pentru

materiale nestabilizate și corespund cerințelor de proiectare aplicate structurilor rutiere egiptene.

În anul 2019, un grup de cercetători din Slovenia și Croația a efectuat un studiu experimental

în vederea cuantificării efectului ciclurilor de îngheț-dezgheț asupra caracteristicilor elastice ale

straturilor de bază în a căror componență intră mixturi asfaltice frezate. Rezultatele au arătat că

rețetele ce conțin până la 35 % material reciclat, nestabilizat, au cel mai stabil comportament la

gelivitate, respectiv cea mai mică deformație remanentă (Domitrovic et al., 2019). Totuși, autorii

au precizat că aceste rezultate se aplică strict pentru mixturile frezate analizate în studiu, iar în

cazul în care se dorește utilizarea materialului reciclat în procentaj mai mare, se recomandă

aplicarea unei tehnologii de stabilizare.

Page 28: Către - Perfectionarea prin doctorat

ÎNCERCĂRI REALIZATE PE STRUCTURI RUTIERE EXPERIMENTALE

15

3.4 Concluzii

În cadrul capitolului 3 s-au prezentat premisele și factorii care au determinat apariția și

dezvoltarea testelor efectuate pe sectoare de drum experimentale. Deși importanța acestor teste a

fost conștientizată încă din perioada interbelică (Congresul IV AIPCR de la Sevilia - 1926),

implementarea propriu zisă a fost întârziată de declanșarea celui de al doilea război mondial. După

finalizarea războiului, SUA au preluat strategiile formulate anterior la congresele mondiale de

drumuri, realizând concomitent atât extinderea rețelei rutiere prin metode clasice, cât și numeroase

programe de cercetare pentru dezvoltarea structurilor moderne de drumuri.

În urma lucrărilor de reabilitare a rețelei rutiere din SUA, efectuate în anii 1970 -1980, au

rezultat cantități mari de mixtură asfaltică frezată, depozitate pe terenuri virane. Astfel, deși noua

rețea rutieră a contribuit semnificativ la dezvoltarea economică, deșeurile provenite de la lucrările

de reabilitare au avut un impact negativ asupra mediului înconjurător. Pentru eliminarea acestui

neajuns au fost dezvoltate două metode de reutilizare a mixturilor asfaltice îmbătrânite, reciclarea

la rece și reciclarea la cald. Ambele metode au fost prezentate succint, iar avantajele metodei de

reciclare la rece au fost evidențiate în mod special. De asemenea, în cadrul capitolului, au fost

descrise cronologic cele mai semnificative studii experimentale desfășurate pe sectoare de drum

realizate cu materiale reciclate și/sau stabilizate. Rezultatele remarcabile obținute în cadrul acestor

studii, au fundamentat fezabilitatea programului experimental descris în cadrul capitolelor 5, 6 și

7. Astfel, pornind de la rețetele dezvoltate anterior, s-a urmărit utilizarea materialului reciclat

(mixtură asfaltică îmbătrânită) în procent de 100 % din componență straturilor de bază, fără a

utiliza alte materiale de adaos, în afară de agentul de stabilizare.

Page 29: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

16

Capitolul 4

ALCĂTUIREA STRUCTURILOR RUTIERE

4.1 Introducere

Structura rutieră reprezintă un ansamblu de straturi dimensionate în funcție de intensitatea

traficului preconizat și executate de la partea inferioară a drumului spre suprafață (Răcănel, 1987;

Lucaci et al., 2010). După caz, în alcătuirea unei structuri rutiere se pot regăsi atât materiale legate,

cât și nelegate. În funcție de alcătuire și modul de comportare la acțiunea traficului, structurile

rutiere se pot clasifica în 3 categorii principale:

• Flexibile (suple);

• Rigide;

• Mixte.

4.2 Straturi rutiere

Straturile rutiere reprezintă elementele componente ale drumului, ce sunt așternute pe partea

amenajată a terasamentelor (patul drumului), (Mătăsaru, 1968a, Mătăsaru 1968b). În componența

structurilor de drumuri moderne se pot regăsi următoarele tipuri de straturi rutiere:

• Îmbrăcăminte rutieră ;

• Strat de bază – se amenajează doar în cazul structurilor rutiere suple și mixte;

• Strat de fundație (strat portant) – se realizează pe pământul de fundare sau pe un

strat de formă și reprezintă elementul suport pentru restul structurii rutiere;

• Strat(uri) de protecție (de formă) – poate fi amenajat în configurații variate, în funcție

de tipul structurii rutiere și de volumul traficului preconizat.

Page 30: Către - Perfectionarea prin doctorat

ALCĂTUIREA STRUCTURILOR RUTIERE

17

4.3 Principiile de alcătuire și aportul structural ale straturilor rutiere

Tipurile principale de straturi rutiere descrise mai sus sunt, în general, compuse din mai

multe straturi secundare, fiecare dintre acestea fiind caracterizat prin anumite particularități

specifice. Se prezintă în continuare straturile rutiere utilizate la construcția drumurilor județene și

naționale din România și rolurile pe care acestea le îndeplinesc în cadrul complexelor rutiere.

4.3.1 Îmbrăcămintea rutieră

Îmbrăcămintea rutieră reprezintă elementul structural situat la partea superioară a drumului,

care se află în contact direct cu traficul rutier Fig. (4.1 – 4.2), (Lucaci et al., 2000; Răcănel et al.,

2014).

Figura 4.1 Lucrări de așternere a îmbrăcăminților bituminoase: a) strat de uzură; b) strat de legătură

Figura 4.2 Execuția unei îmbrăcăminți rutiere din beton de ciment

(http://imlaurentiu.blogspot.com/2013/03/executarea-lucrarilor-de-drumuri_7687.html/)

Îmbrăcămințile rutiere bituminoase se pot clasifica în următoarele categorii (Romanescu și

Răcănel, 2003):

a) b)

Page 31: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

18

• Îmbrăcăminți rutiere bituminoase provizorii;

• Îmbrăcăminți rutiere bituminoase ușoare;

• Îmbrăcăminți rutiere bituminoase grele;

• Îmbrăcăminți rutiere bituminoase speciale.

Îmbrăcămințile rutiere din beton de ciment reprezintă elementul caracteristic care

diferențiază structurile rutiere rigide de cele suple/semirigide, (Delatte, 2014). În practică,

răspunsul structural și comportarea în exploatare a structurilor rutiere rigide se confundă cu cele

ale îmbrăcăminților rutiere din beton de ciment. Aceste tipuri de îmbrăcăminți se execută pe toata

aria părților carosabile și a benzilor de încadrare, sub forma unor dale din beton cu grosimea medie

de circa 18 - 25 cm.

Îmbrăcămintea rutieră din piatră fasonată se poate clasifica după caracteristicile pietrelor

componente, după cum urmează (Alexandrescu, 1957):

• îmbrăcăminți rutiere din pavele normale de tip transilvănean (cu fața pătrată), (Fig.

4.3);

• îmbrăcăminți rutiere din pavele normale de tip dobrogean (cu fața dreptunghiulară);

• îmbrăcăminți rutiere din pavele abnorme, de forma prismatică;

• îmbrăcăminți rutiere din calupuri realizate din pavele mici de formă cubică.

Figura 4.3 Îmbrăcăminte rutieră din pavele de tip transilvănean realizată în timpul domniei regelui

Ferdinand I – Fălești, Republica Moldova (https://tineri.md/foto)

Stratul de legătură se poziționează la partea inferioară a îmbrăcăminților rutiere și realizează

conectarea stratului de uzură cu straturile de bază sau de fundație (Fig. 4.1 b). În acest mod, stratul

de legătură preia tensiunile normale, precum și o parte din tensiunile tangențiale și le distribuie la

stratul de fundație.

Page 32: Către - Perfectionarea prin doctorat

ALCĂTUIREA STRUCTURILOR RUTIERE

19

4.3.2 Stratul de bază

Stratul de bază se realizează între stratul inferior al îmbrăcăminții bituminoase și stratul de

fundație (Fig. 4.4), (Andrei, 2014). Acest strat preia tensiunile tangențiale și tensiunile normale

generate din acțiunea traficului rutier și le redistribuie stratului de fundație. În general, stratul de

bază se realizează din anrobate bituminoase, agregate de carieră sau materiale frezate, reciclate și

stabilizate.

Figura 4.4 Lucrări de așternere a unui strat de bază din balast stabilizat

(https://www.abcnewstransilvania.ro/news/a-inceput-asternerea-stratului-de-balast-stabilizat-pe-drumul-

judetean-103g-sandulesti-dj-103i-cheile-turzii/)

4.3.3 Stratul de fundație

Stratul de fundație, (Fig. 4.5) se amenajează peste terenul de fundare și are următoarele roluri

(Kumar, 2018): rol de rezistență, rol drenant, rol anticapilar, rol antigel, rol anticontaminant.

Figura 4.5 Lucrări de așternere a unui strat de fundație din balast și piatră spartă

(https://m.ebihoreanul.ro/stiri/drumul-colector-din-zona-strazii-ogorului-ar-putea-fi-gata-luna-viitoare-

157565.html)

Page 33: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

20

În situațiile în care aceste roluri nu pot fi îndeplinite de către materialele locale existente, iar

importul unor materiale externe este nerentabil din punct de vedere financiar, se recomandă

amenajarea unor straturi de protecție.

Straturile de protecție se așază direct pe patul drumului. Rolul acestora este de a proteja

structura rutieră de unele efecte dăunătoare, a căror acțiune nu poate fi anulată de către stratul de

fundație. După caz, se pot amenaja următoarele tipuri de straturi de protecție (Erkens et al., 2016):

• Strat de protecție drenant;

• Strat de protecție anticapilar;

• Strat de protecție cu rol anticontaminant (Fig. 4.4);

• Strat de protecție cu rol antigel.

Figura 4.6 Material geotextil anticontaminant utilizat ca strat de separare a doua tipuri de materiale –

granulare și filtru drenant

(https://www.spatiulconstruit.ro/gama-de-produse/geotextile-netesute-din-polipropilena-si-poliester-

pentru-separare-filtrare-protectie-mecanica-ranforsare-si-drenaj/339)

Patul drumului reprezintă elementul suport al structurii rutiere prin intermediul căruia se

realizează legătura dintre suprastructură și infrastructură.

4.3.4 Principii structurale aplicate straturilor rutiere

Straturile rutiere prezintă caracteristici fizice, mecanice și de portanță distincte, în funcție de

materialele componente, de tehnologia de execuție și de rolul pe care acestea îl îndeplinesc în

cadrul structurii rutiere (Lucaci et al., 2000). În ce privește modul de alcătuire si execuție a

straturilor rutiere, se trec în revistă următoarele principii structurale:

Page 34: Către - Perfectionarea prin doctorat

ALCĂTUIREA STRUCTURILOR RUTIERE

21

• Principiul structural al compactării - Materialul din care este alcătuit fiecare strat

rutier trebuie se aibă o granulozitate corespunzătoare, care sa permită obținerea,

printr-o compactare adecvată, a unei densități satisfăcătoare și, implicit, a unei

capacități portante cât mai ridicată;

• Principiul structural al macadamului - Straturile rutiere din materiale nelegate se

execută prin așternere în reprize a unor sorturi monogranulare, de dimensiuni din ce

în ce mai mici. După fiecare repriză de așternere se realizează compactarea

materialului, până în momentul în care granulele componente ale sortului nu mai

pătrund în stratul format, ci se sfărâmă sub rulourile compactorului;

• Principiul structural al betonului – Straturile rutiere din agregate naturale sau

materiale reciclate prin frezare și legate între ele cu un liant permit, după întărire,

obținerea unui material cu rezistente mecanice avantajoase;

• Principiul structural al pavajelor - Straturile rutiere din pietre fasonate, cu

configurații geometrice variate, așezate pe un strat suport, formează un ansamblu

uniform si stabil.

4.4 Concluzii

Principalii factori care determină selecția unui anumit tip de structură rutieră sunt

reprezentați de trafic și de materialele disponibile în zonă. Prin determinarea relației dintre cei doi

factori se pot dezvolta alcătuiri economice a straturilor rutiere, atât în ceea ce privește grosimea

cât și tipul de materiale utilizate. Tipul structurii, precum și alcătuirea straturilor rutiere se

selectează în conformitate cu traficul preconizat pe toată durata de serviciu a drumului și cu

caracteristicile terenului de fundare.

Activitatea practică de construire, întreținere și modernizare a drumurilor presupune

utilizarea unor materiale cu proprietăți fizice și mecanice avantajoase, care sa fie procurate, pe cât

posibil, din vecinătatea zonei de amplasament a drumului. Selectând ca determinante pentru

alegerea soluției optime de execuție/reabilitare, reducerea deșeurilor și costul minim al lucrărilor,

se pot identifica alternative viabile la materiale clasice, nelegate, din componența straturilor de

bază și de fundație. Astfel, pe baza unor cercetări experimentale sistematice și prin folosirea unor

tehnologii moderne, se pot aduce în stadiul de utilizare materiale frezate, reciclate și stabilizate.

Straturile rutiere realizate cu acest tip de materiale pot prezenta un comportament structural

asemănător sau mai avantajos comparativ cu cel al straturilor prezentate în acest capitol. Acest

considerent a stat la baza studiului experimental și numeric prezentat în cadrul capitolelor 5, 6, 7

și Anexa A.

Page 35: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

22

Capitolul 5

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA

STRUCTURALĂ A SECTOARELOR DE DRUMURI

REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

5.1 Introducere

Sub acțiunea traficului rutier, a condițiilor climaterice și hidrogeologice, pe parcursul

exploatării, straturile și implicit structurile rutiere obosesc, se degradează și își diminuează treptat

capacitatea portantă până la atingerea unui punct critic. Pentru evitarea acestui punct critic,

lucrările de întreținere și/sau reabilitare sunt necesare și obligatorii la intervale de timp bine

stabilite, pentru reducerea degradărilor și pentru aducerea capacității portante efective la nivelul

celei necesare, în conformitate cu rapoartele referitoare la traficul rutier actual și de perspectivă.

5.2 Ansamble de testare a structurilor rutiere de tip „stație pilot”

În cadrul programelor experimentale destinate structurilor rutiere, încercările accelerate

reprezintă o etapă intermediară, de legătură, între testele clasice de laborator și studiile realizate

pe sectoarele de tip integrat (la scară reală) în cale curentă (Moya et al., 2018). Din punct de vedere

a condițiilor de testare, se disting două tipuri de stații pilot, după cum urmează:

• Stații pilot cu parametri hidro-climatici controlați;

• Stații pilot cu parametri hidro-climatici aleatorii;

Pista pe care se realizează transmiterea și circulația sarcinii din trafic poate fi: de tip liniar

(de exemplu: Stația pilot a Universității Delft), de tip circular (la majoritatea instalațiilor de tip

„accelerated load testing” - ALT) sau de tip cvasi-eliptic (de exemplu: Stația pilot CEDEX

Madrid), (http://www.cedex.es/CEDEX/lang_castellano/; https://www.tudelft.nl/en/ceg/about-

faculty/departments/engineering-structures/sections-labs/pavement-engineering).

Page 36: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

23

5.3 Stația pilot pentru încercarea accelerată a structurilor rutiere ALT-

LIRA ”prof. univ. emerit ing. Dimitrie Atanasiu”

Prima instalație din cadrul Universității Tehnice ”Gh. Asachi” Iași, destinată încercărilor

accelerate pe structuri rutiere a fost pusă în funcțiune în anul 1957 (Zarojanu, 2007). În prezent,

stația pilot a Facultății de Construcții și Instalații, denumită ALT-LIRA ”prof. univ. emerit ing.

Dimitrie Atanasiu” se află la a treia generație de testare, parametrii constructivi fiind modernizați

în două etape precedente de către corpul didactic și specialiștii din domeniul rutier.

5.3.1 Elemente constructive

Pentru încercarea accelerată a structurilor rutiere la solicitarea complexă a traficului în

condiții hidro-climatice controlate, în componența stației pilot ALT-LIRA se regăsesc trei

subansamble constructive (figura 5.1).

Figura 5.1 Instalația pentru realizarea condițiilor hidrologice. Secțiune prin cuvă

Page 37: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

24

1 - perete de rezistență: 35 cm; 2 - beton ușor cu zgură granulată pentru izolare termică: 35 cm;

3 - hidroizolație: 5 cm; 4 - izolație termică (polistiren expandat): 10 cm; 5 - zidărie cărămidă: 7,5 cm;

6 - beton egalizare: 10 cm; 7 - beton de pantă: 4 ~ 16 cm; 8 - strat filtrant din balast: 10 ~ 22 cm;

9 - pardoseală din beton; 10 - conductă pentru inundare; 11 – apometru; 12 - vană pe conducta de

inundare; 13 - tub pentru controlul nivelului de apă; 14 - conductă evacuare apă; 15 - vană pe conducta de

evacuare; 16 - pompă cu ax vertical; 17 - cămin colectare apă

În cadrul ultimei etape de modernizare s-a îmbunătățit fiabilitatea instalației de simulare a

traficului. Astfel, partea mecanică actuală este alcătuită din trei subansamble distincte (Fig. 5.2):

• Braț de rulare - structura de bază metalică (Fig. 5.2 – notația a);

• Subansamblu roți - câte unul la fiecare capăt al brațului (Fig. 5.2 – notația b);

• Două grinzi de rezemare - asigură rezemarea elastică a brațului pe subansamblul roții

duble (Fig. 5.2 – notația c).

Figura 5.2 Stația pilot pentru încercarea accelerată a structurilor rutiere ALT-LIRA ”prof. univ. emerit

ing. Dimitrie Atanasiu”

Page 38: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

25

5.4 Program experimental pentru investigarea structurilor rutiere reabilitate

prin reciclare „la rece”

5.4.1 Conceptul și modul de alcătuire a sectoarelor experimentale

În cadrul programului experimental au fost proiectate și executate trei structuri rutiere

semirigide cu strat de bază din amestecuri stabilizate cu lianți hidraulici rutieri și două structuri

rutiere suple cu strat de bază din piatră spartă (structuri clasice pentru rețeaua rutieră din Romania).

În figura 5.3 se ilustrează poziționarea structurilor rutiere pe sectoarele experimentale ale pistei

pilot a stației de cercetări rutiere ALT-LIRA.

Figura 5.3 Amplasarea sectoarelor experimentale pe pista pilot a stație de cercetări rutiere

Structura rutieră a sectorului experimental 1 prezintă următoarea alcătuire constructivă:

• Strat de uzură (rulare) din mixtură asfaltică stabilizată (MAS) cu dimensiunea

maximă a granulei de 16 mm (MAS 16 rul. 50/70);

• Strat de legătură (en. binder) din beton asfaltic deschis (BAD) cu criblură de

dimensiunea maximă a granulei de 22,4 mm (BAD 22,4 leg. 50/70);

• Strat de fundație superior din piatră spartă amestec sort 0-63 mm;

• Strat de fundație inferior din balast sort 0-63 mm;

• Pământ de fundare tip 4b.

Configurația geometrică a sectorului experimental 1 este prezentată în figura 5.4.

Page 39: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

26

Figura 5.4 Sector experimental 1 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Structura rutieră a sectorului experimental 2 prezintă următoarea alcătuire constructivă:

• Strat de uzură (rulare) din mixtură asfaltică stabilizată cu dimensiunea maximă a

granulei de 16 mm (MAS 16 rul. 50/70);

• Strat de legătură (en. binder) din beton asfaltic deschis cu criblură de dimensiunea

maximă a granulei de 22,4 mm (BAD 22,4 leg. 50/70);

• Strat de bază din mixtură asfaltică frezată (sort 0-31,5 mm) reciclată la rece cu liant

hidraulic rutier;

• Strat de fundație din balast sort 0-63 mm;

• Pământ de fundare tip 4b.

Configurația geometrică a sectorului experimental 2 este prezentată în figura 5.5.

Figura 5.5 Sector experimental 2 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Page 40: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

27

Structura rutieră a sectorului experimental 3 prezintă următoarea alcătuire constructivă:

• Strat de uzură (rulare) din mixtură asfaltică stabilizată cu dimensiunea maximă a

granulei de 16 mm (MAS 16 rul. 50/70);

• Strat de legătură (en. binder) din beton asfaltic deschis cu criblură de dimensiunea

maximă a granulei de 22,4 mm (BAD 22,4 leg. 50/70);

• Strat de bază din balast (sort 0-31,5 mm) stabilizat cu liant hidraulic rutier;

• Strat de fundație din balast sort 0-63 mm;

• Pământ de fundare tip 4b.

Configurația geometrică a sectorului experimental 3 este prezentată în figura 5.6.

Figura 5.6 Sector experimental 3 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Structura rutieră a sectorului experimental 4 prezintă următoarea alcătuire constructivă:

• Strat de uzură (rulare) din mixtură asfaltică stabilizată cu dimensiunea maximă a

granulei de 16 mm (MAS 16 rul. 50/70);

• Strat de legătură (en. binder) din beton asfaltic deschis cu criblură de dimensiunea

maximă a granulei de 22,4 mm (BAD 22,4 leg. 50/70);

• Strat de bază din anrobat bituminos (AB) cu criblură de dimensiunea maximă a

granulei de 31,5 mm (AB 31,5 bază 50/70);

• Strat de fundație superior din balast (sort 0-31,5 mm) stabilizat cu liant hidraulic

rutier;

• Strat de fundație inferior din balast sort 0-63 mm;

• Strat de formă din pământ tip 4d stabilizat cu liant hidraulic rutier.

Configurația geometrică a sectorului experimental 4 este prezentată în figura 5.7.

Page 41: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

28

Figura 5.7 Sector experimental 4 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

Structura rutieră a sectorului experimental 5 prezintă următoarea alcătuire constructivă:

• Strat de uzură (rulare) din mixtură asfaltică stabilizată cu dimensiunea maximă a

granulei de 16 mm (MAS 16 rul. 50/70);

• Strat de legătură (en. binder) din beton asfaltic deschis cu criblură de dimensiunea

maximă a granulei de 22,4 mm (BAD 22,4 leg. 50/70);

• Strat de bază din anrobat bituminos cu criblură de dimensiunea maximă a granulei

de 31,5 mm (AB 31,5 bază 50/70);

• Strat de fundație superior din piatră spartă amestec optimal sort 0-63 mm;

• Strat de fundație inferior din balast sort 0-63 mm;

• Strat de formă din pământ tip 4d stabilizat cu liant hidraulic rutier.

Configurația geometrică a sectorului experimental 5 este prezentată în figura 5.8.

Page 42: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

29

Figura 5.8 Sector experimental 5 - configurație geometrică (dimensiuni în cm)

5.4.2 Înlăturarea structurilor rutiere existente în stația de cercetare ALT -LIRA

În prima etapă a programului experimental au fost excavate structurile rutiere existente în

incinta stației de cercetări rutiere ALT-LIRA (Fig. 5.9). De asemenea, a fost curățată în profunzime

cuva stației pentru a putea găzdui noile sectoare experimentale.

După îndepărtarea structurilor rutiere existente, s-a evaluat umiditatea pământului de

fundare. Valoarea determinată în amplasament depășește cu cca. 15 % umiditatea optimă de

compactare Wopt ≈ 16% (AND 530, 2012). Totodată, s-au realizat și măsurători ale modulului

dinamic de deflecție ( modul de elasticitate denumire conform Mecanicii clasice - mecanica

analitică și a mediilor deformabile) și a capacității portante a pământului de fundare existent,

rezultatele obținute fiind nesatisfăcătoare (Tabelul 5.1). Prin urmare, s-a impus excavarea în

întregime a pământului (Fig. 5.9).

Page 43: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

30

Figura 5.9 Excavarea și transportul materialului existent în interiorul cuvei

Măsurătorile au fost realizate în conformitate cu prevederile normativului „AND 530 – 2012

– Instrucțiuni privind controlul calității terasamentelor, Anexa 4 – Metode rapide de teren pentru

estimarea capacității portante și a gradului de compactare” (5.1), (AND 530, 2012):

𝐸𝑣2 ≈ 600 × ln300

300 − 𝐸𝑣𝑑 (5.1)

unde:

- Evd – modulul dinamic de deflecție (elasticitate);

- s1, s2, s3 – amplitudinea tasării plăcii;

- Ev2 – modulul de deformație liniară.

Figura 5.10 Echipament ZORN ZFG 3000 GPS

Tabelul 5.1 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN

Evd [MPa] s1 [mm] s2 [mm] s3 [mm] Ev2 [MPa]

14,57 2,285 1,248 1,098 29,87

10,49 2,232 2,091 2,110 21,36

Page 44: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

31

Corespondența dintre gradul de compactare al stratului și modulul dinamic de deflecție

(elasticitate) este prezentată în tabelul 5.2 (STAS 2914, 1984).

Tabelul 5.2 Corespondența dintre gradul de compactare și modulul de deflecție (STAS 2914, 1984)

Tip material Modulul dinamic de deflecție

Evd [MPa]

Grad de compactare

[%]

Pământ sau material coeziv

>35 >100

>31,6 >99

>28,3 >98

>25,0 >97

>22,5 >96

>20 >95

În conformitate cu prevederile standardului „STAS 2914 – 1984 - Lucrări de drumuri.

Terasamente. Condiții tehnice generale de calitate”, gradul de compactare pentru pământuri sau

materiale coezive este de minim 97 % (pentru Evd > 25,0 MPa). În urma analizei datelor din

tabelele 5.1 și 5.2 se poate concluziona că valorile gradului de compactare a pământului de fundare

existent nu respectau condițiile minimale, aspect ce a determinat excavarea și înlocuirea acestuia

(Fig. 5.11).

Figura 5.11 Excavarea pământului de fundare

5.4.3 Amenajarea patului drumului

În prima fază de amenajare a patului drumului s-a dispus, la cota inferioară, un material

geotextil nețesut din polipropilenă cu rol de separare a straturilor. Acest material previne

contaminarea pietrișului cu rol filtrant cu pământul de fundare, în conformitate cu cerințele

normativului actual pentru utilizarea materialelor geo-sintetice la lucrările de construcții (NP 075,

2002), (Fig. 5.12).

Page 45: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

32

Figura 5.12 Geotextil nețesut din polipropilenă cu rol de separare a straturilor

În cea de a doua fază, au fost amenajate două gropi de împrumut, iar pământul excavat din

acestea a fost transportat la stația de cercetări rutiere. Caracteristicile geotehnice ale pământului

rezultat din prima groapă de împrumut și folosit în patul drumului pe sectoarele experimentale 1,

2 și 3, determinate pe cale experimentală sunt următoarele (STAS 2914, 1984):

• Compoziția granulometrică pe fracțiuni: argilă 40 %; praf 49 %; nisip 11 %;

• Umiditatea naturală - 30,4 %;

• Umflare liberă – 65 %;

• Humus 0 – 1 % incolor;

• Caracteristici de compactare Proctor normal:

- Greutate volumetrică maximă în stare uscată: ρdmax = 1664 kg/m3;

- Umiditate optimă de compactare: wopt = 15,90 %.

În conformitate cu indicațiile din „STAS 2914 – 1984 –Lucrări de drumuri. Terasamente.

Condiții tehnice generale de calitate” caracteristicile granulometrice și de plasticitate permit

încadrarea pământului de fundare de pe sectoarele experimentale 1, 2 și 3 în categoria 4b (calitatea

materialului pentru terasamente fiind „mediocră”), (STAS 2914, 1984) . În figura 5.13 se prezintă

grafic caracteristicile granulometrice ale pământului, iar în figura 5.14 se ilustrează încadrarea în

diagrama ternară, conform datelor obținute. Datele determinate prin încercarea Proctor

normal/modificat sunt reprezentate grafic în figura 5.15 (SR 1913/13, 1983).

Figura 5.13 Curbă granulometrică pământ tip 4b

Page 46: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

33

Figura 5.14 Încadrarea pământului de fundare de pe sectoarele experimentale 1, 2 și 3

în diagrama ternară

Figura 5.15 Diagrama Proctor normal/modificat pentru pământul de fundare de pe sectoarele

experimentale 1, 2 și 3 (SR 1913/13, 1983)

Caracteristicile geotehnice ale pământului rezultat din cea de a doua groapă de împrumut și

folosit în patul drumului pe sectoarele experimentale 4 și 5, determinate pe cale experimentală,

sunt următoarele (STAS 2914, 1984):

• Compoziția granulometrică pe fracțiuni: argilă 42 %; praf 58 %; nisip 0 %;

• Umiditatea naturală – 27,3 %;

• Umflare liberă – 125 %;

• Humus 0 – 1 % incolor.

Page 47: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

34

În conformitate cu indicațiile din „STAS 2914 – 1984 –Lucrări de drumuri. Terasamente.

Condiții tehnice generale de calitate” caracteristicile granulometrice și de plasticitate permit

încadrarea pământului de fundare de pe sectoarele experimentale 4 și 5 în categoria 4d (calitatea

materialului pentru terasamente fiind „rea”), (STAS 2914, 1984) . În figura 5.16 se prezintă grafic

caracteristicile granulometrice ale pământului, iar în figura 5.17 se ilustrează încadrarea în

diagrama ternară, conform datelor obținute.

Figura 5.16 Curbă granulometrică pământ tip 4d

Pentru determinarea modulului de deflecție (elasticitate) a pământului de fundare s-a utilizat

deflectometrul dinamic ușor ZORN ZFG 3000 GPS. Aceste determinări au fost realizate în

conformitate cu prevederile din normativul „AND 530 – 2012 - Instrucțiuni privind controlul

calității terasamentelor” (AND 530, 2012). Rezultatele determinărilor sunt prezentate în tabelele

5.3 și 5.4.

Figura 5.17 Încadrarea pământului de fundare de pe sectoarele experimentale 4 și 5

în diagrama ternară

Page 48: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

35

Tabelul 5.3 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN la nivelul patului drumului pe

sectoarele experimentale 1, 2 și 3

Sector Evd [MPa] s1 [mm] s2 [mm] s3 [mm] Ev2 [MPa]

1 34,83 0,656 0,647 0,636 74,05

2 37,31 0,609 0,612 0,589 79,68

3 34,09 0,675 0,66 0,645 72,37

Tabelul 5.4 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN la nivelul patului drumului pe

sectoarele experimentale 4 și 5

Sector Evd [MPa] s1 [mm] s2 [mm] s3 [mm] Ev2 [MPa]

4 13,46 2,02 1,543 1,45 27,54

5 15,98 1,457 1,393 1,375 32,84

Rezultatele obținute în urma testării cu deflectometrul ZORN pe sectoarele 4 și 5 (pe pământ

de fundare tip 4d) nu satisfac valorile minimale prezentate în tabelul 5.2. Astfel, pentru

îmbunătățirea proprietăților elastice, s-a selectat varianta stabilizării pământului cu liant hidraulic

rutier. În figura 5.18 se prezintă diagrama Proctor normal pentru materialul rezultat, iar

caracteristicile de compactare sunt listate în tabelul 5.5.

Figura 5.18 Diagrama Proctor normal pentru pământul de fundare stabilizat cu liant hidraulic rutier

Dorosol în procent de 3 % (SR 1913/13, 1983)

Tabelul 5.5 Caracteristicile de compactare ale pământului tip 4d stabilizat cu liant hidraulic rutier

Dorosol în procent de 3 %

Caracteristici de compactare Notație Valoare

Umiditate optimă în domeniul umed Wopt [%] 14,9

Densitate în stare uscată maximă în domeniul umed ρdmax [g/cmc] 1,821

Page 49: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

36

Stratul din pământ tip 4d stabilizat cu liant hidraulic rutier s-a realizat în următoarea

succesiune tehnologică:

• S-a amenajat platforma din pământul nestabilizat (Fig. 5.19);

• S-a așternut liantul cu „spreaderul” de liant (Fig. 5.20);

• S-a amestecat materialul până la omogenizare cu un reciclator (Fig. 5.21);

• S-a transportat materialul în cuva stației rutiere și s-a compactat amestecul cu un cilindru

compactor (Fig. 5.22).

Figura 5.19 Lucrări de amenajare a platformei din pământ nestabilizat

Figura 5.20 Așternerea liantul cu “spreaderul” de liant

Figura 5.21 Lucrări de omogenizare a materialului

Page 50: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

37

Figura 5.22 Compactarea amestecului cu cilindru compactor

În timpul execuției, au fost prelevate mostre de amestec pentru confecționarea de epruvete

cilindrice, în vederea determinării rezistențelor la compresiune si întindere prin despicare la

intervalele de timp specifice (3, 7, 14 și 28 de zile), (Fig. 5.23), (SR 8942/6, 1975; AND 532,

1997).

Figura 5.23 Epruvete din pământ tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

a) încercarea la compresiune; b) încercarea la întindere prin despicare

Deoarece în cadrul programului experimental au fost testate, în total, 40 de epruvete din

pământ de tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %, la intervale de timp diferite, este dificilă compararea

valorilor obținute după caracteristici exprimate prin aceeași unitate de măsură. Astfel, pentru

fiecare set de epruvete cu caracteristici identice, s-a calculat abaterea medie pătratică (Ecuația 5.2)

pentru a se identifica devierea rezultatelor de la tendința generală (Voineagu et al., 2007).

𝜎 = √(𝑆2)2 = √∑ (𝑥𝑖 − �̅�)2𝑛𝑖=1

𝑛 (5.2)

Page 51: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

38

Unde:𝑆2 =∑ (𝑥𝑖−�̅�)

2𝑛𝑖=1

𝑛−1; xi – valoarea obținută pentru proba cu numărul „i”; �̅� − valoarea

medie; n – numărul total de probe. În figura 5.24 se ilustrează evoluția grafică în timp a

proprietăților mecanice ale materialului de fundare.

Tabelul 5.6 Rezistențe mecanice medii ale pământului de tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

Interval

timp

[zile]

Rezistența

medie la

compresiune

[MPa]

Abatere

medie

pătratică

[mm]

Rezistența

medie la

întindere

[MPa]

Abatere

medie

pătratică

[mm]

3 1.66 0.1 0.07 5*10-3

7 2.12 0.2 0.1 10-2

14 2.25 0.2 0.18 10-2

28 2.67 0.2 0.22 2*10-2

Figura 5.24 Evoluția în timp a rezistențelor mecanice ale pământului de tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

Pentru a evidenția performanțele elasto-mecanice ale pământului de tip 4d stabilizat cu liant

hidraulic rutier Dorosol 3 %, se prezintă grafic, în figura 5.25, o comparație între modulii de

deflecție determinați anterior pentru pământul de tip 4b și cei obținuți prin repetarea testelor cu

echipamentul ZORN pe materialul nou de fundare. De asemenea, capacitatea portantă a celor două

tipuri de pământuri de fundare a fost determinată prin testare in-situ cu placa Lucas (Fig. 5.26),

(AND 530, 2012; ASTM D1195 / D1195M, 2015; ASTM D1196 / D1196M, 2016). Rezultatele

obținute indică o creștere a capacității portante de până la 11 ori în cazul pământului stabilizat (443

MPa), comparativ cu pământul de tip 4b (38 MPa), (Tabelele 5.7 – 5.10, Fig. 5.27).

Page 52: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

39

Figura 5.25 Comparație între modulii de deflecție determinați cu

Echipamentul ZORN ZFG, la nivelul patului drumului

Figura 5.26 Echipament Lucas, adaptat după: (AND 530, 2012)

1 – suport pârghie; 2 – braț mobil; 3 – punct de rotire a brațului mobil;

4 – punct de citire a microcomparatorului; 5 - microcomparator; 6 - palpator; 7 – placă de încărcare;

8 – piston hidraulic; 9 – pompă hidraulică; 10 - manometru; 11 – contragreutate;

12 – (h1/h2) – raportul brațelor pârghiei

Page 53: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

40

Tabelul 5.7 Parametri testare cu placa Lucas pentru pământ tip 4b

Parametri

Treapta de încărcare Interval presiune

1 2 --- 0,7 σ0,max 0,3 σ0,max

σ0,max [kN/m2] 0,50 0,45 Treapta 1 0,35 0,15

α0 [mm] -0,1083 2,2596 Treapta 2 0,315 0,135

α0 mm/(kN/m2) 4,7608 2,5036 Treapta corespunzătoare

α0 mm/(kN2/m4) 10,338 5,7929 --- 0,7 s 0,3 s

Ev [kN/m2] 19,92 38,71 Treapta 1 2,824 0,838

Ev2/Ev1 --- 1,94 Treapta 2 3,623 2,703

Tabelul 5.8 Rezultate teste placa Lucas pe pământul de fundare tip 4b

Primul ciclu de încărcare Descărcare Al doilea ciclu de

încărcare

Pas

încărcare

(*)

Presiunea σ

[𝑘𝑁/𝑚2]

(**)

Tasarea s

[mm]

(***)

(*) (**) (***) (*) (**) (***)

1 0,00 0,000 9 0,24 4,044 12 0,00 2,323

2 0,08 0,294 10 0,12 3,757 13 0,08 2,426

3 0,16 0,708 11 0 2,323 14 0,16 2,741

4 0,24 1,626 15 0,24 3,214

5 0,32 2,600 16 0,32 3,756

6 0,40 3,572 17 0,40 4,186

7 0,45 4,173 18 0,45 4,514

8 0,50 4,714

*Pas încărcare; **Presiune; ***Tasare.

Page 54: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

41

Tabelul 5.9 Parametri testare cu placa Lucas pentru pământ tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

Parametri

Treapta de încărcare Interval presiune

1 2 --- 0,7 σ0,max 0,3 σ0,max

σ0,max [kN/m2] 0,50 0,45 Treapta 1 0,35 0,15

α0 [mm] -0,0049 0,2131 Treapta 2 0,315 0,135

α0 mm/(kN/m2) 0,2117 0,3547 Treapta corespunzătoare

α0 mm/(kN2/m4) 1,3036 0,2037 --- 0,7 s 0,3 s

Ev [kN/m2] 229,09 443,18 Treapta 1 0,229 0,056

Ev2/Ev1 --- 1,93 Treapta 2 3,623 0,345

Tabelul 5.10 Rezultate teste placa Lucas pe pământul de fundare tip 4d stabilizat cu Dorosol 3 %

Primul ciclu de încărcare Descărcare Al doilea ciclu de

încărcare

Pas

încărcare

(*)

Presiunea σ

[𝑘𝑁/𝑚2]

(**)

Tasarea s

[mm]

(***)

(*) (**) (***) (*) (**) (***)

1 0,00 0,000 9 0,24 0,346 12 0,00 0,210

2 0,08 0,011 10 0,12 0,332 13 0,08 0,247

3 0,16 0,065 11 0 0,210 14 0,16 0,276

4 0,24 0,120 15 0,24 0,311

5 0,32 0,200 16 0,32 0,345

6 0,40 0,291 17 0,40 0,381

7 0,45 0,351 18 0,45 0,420

8 0,50 0,426

*Pas încărcare; **Presiune; ***Tasare.

Page 55: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

42

Figura 5.27 Curbe presiune – tasare pentru:

a) pământ de fundare tip 4b; b) pământ de fundare tip 4d stabilizat cu Dorosol 3%

5.4.4 Amenajarea stratului de fundație inferior din balast

Stratul de fundație inferior a fost realizat din balast sort 0 – 63 mm, cu proprietățile conforme

cu prevederile standardului românesc „SR EN 13242+A1 – 2009 – Agregate din materiale

nelegate sau legate hidraulic pentru utilizare în inginerie civilă și în construcția de drumuri” (SR

EN 13242, 2009). Lucrările de execuție a fundației au urmat indicațiile prezentate în „STAS 6400

– 1984 – Lucrări de drumuri. Straturi de bază și de fundație. Condiții tehnice generale de calitate”

și în „Ghidul privind tehnologia de execuție a straturilor de fundație din balast”, indicativ CD

148-2003 (STAT 6400, 1984; CD 148, 2003). Astfel, așternerea s-a realizat în două straturi, fiecare

dintre acestea fiind compactate utilizând maiul bătător și cilindri compactori cu tambur lis, până

la obținerea unui grad de compactare satisfăcător (Fig. 5.28 – 5.30).

Figura 5.28 Compactare cu maiul bătător la frecvența de impact de 700 - 800 bătăi/minut

Page 56: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

43

Figura 5.29 Compactare cu cilindru cu tambur lis cu masa de 5 tone

Figura 5.30 Compactare cu cilindru cu tambur lis cu masa de 16 tone

5.4.5 Amenajarea stratului de fundație superior

➢ Amenajarea stratului de fundație superior din piatră spartă - amestec optimal

Amenajarea stratului de fundație superior din piatră spartă amestec optimal a fost realizată

cu material de tip rocă magmatică sort 0 - 63 mm (Tabelul 5.11), cu proprietățile conforme cu

prevederile standardului românesc „SR EN 13242+A1 – 2009” (SR EN 13242, 2009). Astfel,

așternerea s-a realizat în două straturi, fiecare dintre acestea fiind compactat utilizând maiul bătător

și cilindri compactori cu tamburi lis până la atingerea gradului de compactare impus (Fig. 5.31 –

5.33).

Figura 5.31 Dispersarea pietrei sparte pe sectoarele experimentale

Page 57: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

44

Figura 5.32 Lucrări de ridicare la cotă a stratului din piatră spartă

Figura 5.33 Compactarea stratului din piatră spartă cu cilindru cu tambur lis cu masa de 5 tone

Tabelul 5.11 Granulozitate piatră spartă

Dimensiune

ochiuri [mm] >63 63 45/50 40 31,5 25 16 8 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063

Trecut prin ciur [%]

Valori

nominale - 100 96,2 88,8 74,6 68,7 60,1 49,4 32,5 26,3 19,5 13,8 6,6 5,1 1,6

După finalizarea lucrărilor de amenajare a fundației superioare din piatră spartă amestec

optimal, s-au efectuat determinări cu deflectometrul ZORN, în vederea verificării condițiilor

minimale privind caracteristicile elastice ale stratului (AND 530, 2012). Valorile obținute (Tabelul

5.12) sunt satisfăcătoare (superioare valorilor standardizate prezentate în tabelul 5.2). Așadar, nu

au fost necesare lucrări suplimentare de îmbunătățire a caracteristicilor elasto-mecanice ale

stratului din piatră spartă.

Tabelul 5.12 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN

Sector Evd [MPa] s1 [mm] s2 [mm] s3 [mm] Ev2 [MPa]

1 120,97 0,202 0,178 0,179 309,74

7 130,81 0,176 0,171 0,169 343,66

Page 58: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

45

➢ Amenajarea stratului de fundație superior din mixtură asfaltică frezată,

stabilizată cu liant hidraulic rutier în proporție de 3,5 %

Stratului de fundare superior al sectorului experimental 2 a fost realizat din mixtură asfaltică

frezată de sort 0 – 31,5 mm (Fig. 5.34), cu proprietăți conforme cu prevederile standardului

românesc „SR EN 13242+A1 – 2009 – Agregate din materiale nelegate sau legate hidraulic

pentru utilizare în inginerie civilă și în construcția de drumuri” (Tabelul 5.13, Fig. 5.35), (SR EN

13242, 2009). Lucrările de amenajare au fost realizate în conformitate cu prevederile standardului

românesc „STAS 10473/1-1987 –Straturi din agregate naturale sau pământuri stabilizate cu

ciment” și normativului „AND 532-1997 - Normativ privind reciclarea la rece a îmbrăcămintei

rutiere” (STAS 10473, 1987; AND 532, 1997).

Liantul hidraulic rutier utilizat pentru stabilizarea mixturii asfaltice frezate respectă

prevederile standardului românesc „SR EN 13282/1-2013 –Lianți hidraulici rutieri. Partea 1:

Întărirea rapidă a lianților hidraulici rutieri. Compoziție, specificații și criterii de conformitate”.

Conform producătorului, liantul Doroport constă într-un amestec de compuși hidraulici, clincher

de ciment Portland și alți constituenți minori, ce conferă un aport semnificativ caracteristicilor

fizico-mecanice și chimice ale agregatelor naturale și pământurilor cu care intră în combinație

(Doroport – Fișa tehnică de produs, 2020).

Figura 5.34 Mixtură asfaltică frezată de sort 0 – 31,5 mm

Tabelul 5.13 Granulozitate piatră spartă

Dimensiune

ochiuri [mm] >31,5 31,5 25 16 8 4 2 1 0,2 0,9

Trecut prin ciur [%]

Valori

nominale - 100 90,12 79,69 63,68 43,38 30,37 18,93 7,44 1,95

Intervale

acceptabilitate - 100 90-100 72-90 51-75 35-59 35-59 18-34 8-17 6-11

Page 59: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

46

Figura 5.35 Curbă granulometrică mixtură asfaltică frezată

Caracteristicile de compactare ale mixturii asfaltice frezate stabilizate cu Doroport 3,5 %

sunt listate in tabelul 5.14 și reprezentate sub formă grafică în figura 5.36.

Tabelul 5.14 Caracteristicile de compactare ale mixturii asfaltice frezate, stabilizate cu Doroport 3,5 %

(SR 1913/13, 1983)

Caracteristici de compactare Notație Valoare

Umiditate optimă în domeniul umed Wopt [%] 5,10

Densitate în stare uscată maximă în domeniul umed ρdmax [g/cm3] 2,005

Figura 5.36 Diagrama Proctor modificat pentru mixtura asfaltică frezată, stabilizată cu Doroport 3,5 %

(SR 1913/13, 1983)

Stratul din mixtură asfaltică frezată stabilizată cu liant hidraulic rutier s-a amenajat în

următoarea succesiune tehnologică:

• S-a amenajat platforma din mixtură asfaltică nestabilizată (Fig. 5.37);

• S-a așternut liantul cu „spreaderul” de liant și s-a omogenizat cu freza;

Page 60: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

47

• S-a transportat materialul omogenizat în incinta stației de cercetări rutiere și s-a așternut

pe pista (Fig. 5.38);

• S-a compactat amestecul cu un cilindru compactor cu tambur lis (Fig. 5.39).

Figura 5.37 Amenajarea platformei

Figura 5.38 Așternerea mixturii asfaltice frezate, stabilizate cu Doroport 3,5 %, pe pistă

Figura 5.39 Compactarea mixturii asfaltice frezate, stabilizate cu Doroport 3,5 %

În timpul execuției, au fost prelevate 50 de mostre de amestec pentru confecționarea de

epruvete cilindrice, în vederea determinării rezistențelor la compresiune si întindere prin despicare

la intervalele de timp specifice (3, 7, 14, 28 și 60 de zile), (Fig. 5.40), (SR 8942/6, 1975; AND

532, 1997). Procedurile de testare și de prelucrare a datelor sunt similare celor aplicate în cazul

amestecurilor din pământ stabilizat.

Page 61: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

48

Figura 5.40 Epruvete din mixtură asfaltică frezată, stabilizată cu Doroport 3,5 %

a) încercarea la compresiune; b) încercarea la întindere prin despicare

Aceeași metodologie de testare s-a aplicat și în cazul amestecului din balast stabilizat, utilizat

la amenajarea stratului de bază, descris în cadrul secțiunii următoare. Din acest considerent,

rezultatele experimentale obținute pentru cele două tipuri de amestecuri stabilizate sunt prezentate

grupat, sub formă grafică, în figura 5.45.

De asemenea, au fost confecționate probe din mixtură asfaltică frezată și stabilizată cu

Doroport 3,5 %, în vederea determinării pierderilor de masă prin saturare – uscare și prin îngheț –

dezgheț (Tabelul 5.15), (STAS 10473/1, 1987). Caracteristicile elastice finale ale stratului de

fundație superior din mixtură asfaltică frezată, stabilizată cu liant hidraulic rutier în proporție de

3,5 % au fost determinate prin testare in-situ cu deflectometrul ZORN și placa statică Lucas

(Tabelele 5.16 – 5.18, Fig. 5.41), (AND 530, 2012; ASTM D1195 / D1195M, 2015; ASTM D1196

/ D1196M, 2016).

Tabelul 5.15 Rezultate obținute pe epruvete supuse la 12 cicluri de saturare – uscare si îngheț - dezgheț

Indicativ

probă

Masă probă

(saturare-uscare) [g]

Masă probă

(îngheț - dezgheț) [g] Pierderea de masă prin

saturare – uscare [%]

Pierderea de masă prin

îngheț – dezgheț [%] La 7

zile

După 14

cicluri

După 13+1

zile

După 14

cicluri

I 867,8 812,3 858,8 782,0 6,40 8,94

II 872,6 872,6 860,6 763,7 6,39 8,94

III 864,4 809,1 860,0 784,9 6,40 8,94

Valoare medie 6,40 8,94

Valoare maximă admisă conform STAS 10473, 1987 10 10

Page 62: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

49

Tabelul 5.16 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN

Sector Evd [MPa] s1 [mm] s2 [mm] s3 [mm] Ev2 [MPa]

2 169,17 0,142 0,141 0,117 497,93

Tabelul 5.17 Parametrii de testare cu placa Lucas pentru mixtură asfaltică frezată, stabilizată cu

Doroport 3,5 %

Parametri

Treapta de încărcare Interval presiune

1 2 --- 0,7 σ0,max 0,3 σ0,max

σ0,max [kN/m2] 0,50 0,45 Treapta 1 0,35 0,15

α0 [mm] -0,0221 0,9234 Treapta 2 0,315 0,135

α0 mm/(kN/m2) 1,3541 0,9932 Treapta corespunzătoare

α0 mm/(kN2/m4) 2,1025 -1,0408 --- 0,7 s 0,3 s

Ev [kN/m2] 123,36 565,37 Treapta 1 0,709 0,228

Ev2/Ev1 --- 4,58 Treapta 2 3,623 1,133

Tabelul 5.18 Rezultate teste placa Lucas pentru mixtura asfaltică frezată, stabilizată cu Doroport 3,5 %

Primul ciclu de încărcare Descărcare Al doilea ciclu de încărcare

Pas

încărcare

(*)

Presiunea σ

[𝒌𝑵/𝒎𝟐]

(**)

Tasarea s

[mm]

(***)

(*) (**) (***) (*) (**) (***)

1 0,00 0,000 9 0,24 1,110 12 0,00 0,917

2 0,08 0,060 10 0,12 1,093 13 0,08 0,997

3 0,16 0,241 11 0 0,917 14 0,16 1,077

4 0,24 0,457 15 0,24 1,098

5 0,32 0,639 16 0,32 1,119

6 0,40 0,828 17 0,40 1,146

7 0,45 1,017 18 0,45 1,172

8 0,50 1,185

*Pas încărcare; **Presiune; ***Tasare.

Page 63: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

50

Figura 5.41 Curbe presiune – tasare mixtură asfaltică frezată, stabilizată cu Doroport 3,5 %

5.4.6 Amenajarea stratului de bază

➢ Amenajarea stratului de bază din balast stabilizat cu liant hidraulic rutier în

proporție de 3,5%

La amenajarea stratului de bază de pe sectorul experimental 3 s-a utilizat balast sort 0 – 31,5

mm (Tabelul 5.19, Fig. 5.42), extras de la balastiera Cristești (Târgu Neamț, România). Aceste

agregate respectă prevederile standardului românesc „SR EN 13242+A1 – 2009 – Agregate din

materiale nelegate sau legate hidraulic pentru utilizare în inginerie civilă și în construcția de

drumuri” (SR EN 13242, 2009). Lucrările de amenajare au fost realizate în conformitate cu

prevederile standardului „STAS 10473/1-1987 – Straturi din agregate naturale sau pământuri

stabilizate cu ciment” și normativului „AND 532 – 1997 –Normativ privind reciclarea la rece a

îmbrăcămintei rutiere” (STAS 10473, 1987; AND 532, 1997).

Tabelul 5.19 Granulozitate balast

Dimensiune

ochiuri [mm] >31,5 31,5 25 16 8 4 2 1 0,2 0,9

Trecut prin ciur [%]

Valori

nominale - 100 100 85,47 70,02 58,64 45,87 33,21 15,16 10,05

Intervale

acceptabilitate - 100 90-100 72-90 51-75 35-59 35-59 18-34 8-17 6-11

Page 64: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

51

Figura 5.42 Curbă granulometrică balast stabilizat cu Doroport 3.5 %

Pentru stabilizarea stratului de balast s-a utilizat același liant hidraulic rutier (Doroport –

Fișa tehnică de produs, 2020), în procentaj identic (3,5 %) ca în cazul descris mai sus, cu privire

la stabilizarea mixturii asfaltice frezate. Caracteristicile de compactare ale balastului sort 0 – 31,5

mm stabilizat cu Doroport 3,5 % sunt prezentate in tabelul 5.20 si in figura 5.43.

Tabelul 5.20 Caracteristicile de compactare ale balastului stabilizat cu Doroport 3.5 %

(SR 1913/13, 1983)

Caracteristici de compactare Notație Valoare

Umiditate optimă în domeniul umed Wopt [%] 5,50

Densitate în stare uscată maximă în domeniul umed ρdmax [g/cmc] 2,159

Figura 5.43 Diagrama Proctor modificat pentru balast stabilizat cu Doroport 3.5 % (SR 1913/13, 1983)

Pe parcursul execuției, au fost confecționate probe din balast stabilizat cu Doroport 3.5 %,

în vederea determinării pierderilor de masă prin saturare – uscare și prin îngheț – dezgheț (Tabelul

5.21), (STAS 10473/1, 1987). Caracteristicile elastice finale ale stratului de bază din balast

stabilizat cu liant hidraulic rutier în proporție de 3,5 % au fost determinate prin testare in-situ cu

deflectometrul ZORN și placa statică Lucas (Tabelele 5.22 – 5.24, Fig. 5.44), (AND 530, 2012;

ASTM D1195 / D1195M, 2015; ASTM D1196 / D1196M, 2016).

Page 65: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

52

Tabelul 5.21 Rezultate obținute pe epruvete solicitate la 12 cicluri de saturare – uscare si îngheț - dezgheț

Indicativ

probă

Masă probă

(saturare-uscare) [g]

Masă probă (îngheț -

dezgheț) [g] Pierderea de masă prin

saturare – uscare [%]

Pierderea de masă prin

îngheț – dezgheț [%] La 7

zile

După 14

cicluri

După 13+1

zile

După 14

cicluri

I 864,4 843,6 861,9 819,1 2,41 4,97

II 867,1 846,1 860,4 817,6 2,42 4,97

III 869,3 848,3 868,3 825,1 2,42 4,98

Valoare medie 2,41 4,97

Valoare maximă admisă conform STAS 10473, 1987 10 10

Tabelul 5.22 Rezultate măsurători realizate cu echipamentul ZORN pe sectoarele cu straturi din balast

stabilizat cu Doroport 3,5 %

Sector Evd [MPa] s1 [mm] s2 [mm] s3 [mm] Ev2 [MPa]

3 177,17 0,248 0,027 0,107 535,79

4 204,55 0,111 0,111 0,107 687,11

Tabelul 5.23 Parametri testare cu placa Lucas pentru stratul de bază de pe sectorul experimental 3 (balast

stabilizat cu Doroport 3,5 %)

Parametri

Treapta de încărcare Interval presiune

1 2 --- 0,7 σ0,max 0,3 σ0,max

σ0,max [kN/m2] 0,50 0,45 Treapta 1 0,35 0,15

α0 [mm] -0,0193 0,6822 Treapta 2 0,315 0,135

α0 mm/(kN/m2) 1,1705 0,1031 Treapta corespunzătoare

α0 mm/(kN2/m4) 0,7426 0,5333 --- 0,7 s 0,3 s

Ev [kN/m2] 128,30 576,59 Treapta 1 0,481 0,173

Ev2/Ev1 --- 4,49 Treapta 2 3,623 0,768

Page 66: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

53

Tabelul 5.24 Rezultate teste placa Lucas pentru stratul de bază de pe sectorul experimental 3 (balast

stabilizat cu Doroport 3,5 %)

Primul ciclu de încărcare Descărcare Al doilea ciclu de încărcare

Pas

încărcare

(*)

Presiunea σ

[𝑘𝑁/𝑚2]

(**)

Tasarea s

[mm]

(***)

(*) (**) (***) (*) (**) (***)

1 0,00 0,000 9 0,24 0,771 12 0,00 0,685

2 0,08 0,051 10 0,12 0,728 13 0,08 0,684

3 0,16 0,174 11 0 0,685 14 0,16 0,717

4 0,24 0,330 15 0,24 0,749

5 0,32 0,431 16 0,32 0,766

6 0,40 0,564 17 0,40 0,792

7 0,45 0,668 18 0,45 0,848

8 0,50 0,742

*Pas încărcare; **Presiune; ***Tasare.

Figura 5.44 Curbe presiune – tasare balast stabilizat cu Doroport 3,5 %

Determinările pe cale experimentală a rezistențelor mecanice la compresiune și întindere

prin despicare au urmat aceeași procedură, iar rezultatele sunt prezentate grafic, comparativ la

cazul anterior (mixtură asfaltică stabilizată cu Doroport 3,5 %), în figura 5.45 (STAS 10473/2,

1986).

Page 67: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

54

Figura 5.45 Evoluția în timp a rezistențelor mecanice ale amestecurilor stabilizate

➢ Amenajarea stratului de bază din anrobat bituminos de tip AB 31,5

La amenajarea stratului de bază, de pe sectoarele experimentale 4 și 5, s-a utilizat anrobat

bituminos cu criblură de tip AB 31,5, cu proprietăți conforme cu prevederile din standardul „SR

EN 13108/1-2006+AC/2008 – Mixturi asfaltice. Specificații pentru materiale. Partea 1: Betoane

asfaltice” și din normativul „AND 605/2016 – Normativ privind mixturile asfaltice executate la

cald. Condiții tehnice de proiectare, preparare și punere în operă a mixturilor asfaltice” (SR EN

13108, 2008; AND 605, 2016). După cum se poate observa în tabelul 5.25, a fost selectat dozajul

de bitum de 4,5 %, deoarece această valoare satisface toate cerințele indicate în normativ. În

continuare, s-au determinat caracteristicile granulometrice, respectiv rețeta finală a mixturii

(Tabelele 5.26 și 5.27), (SR EN 933-1:2002/A1, 2006).

Tabelul 5.25 Caracteristici fizico-mecanice epruvete anrobat bituminos de tip AB 31,5

Caracteristici UM

Dozaj bitum Limite

acceptabilitate

AND 605/2016 3,60 3,80 4,00 4,20 4,40

Stabilitate (S) la 60 °C kN 8,5 8,6 10,1 9,3 8,9 6,15 - 13

Indice de curgere (I) mm 2,46 2,67 2,75 2,94 3 1,5 - 4

Raport S/I kN/mm 3,46 3,22 3,67 3,16 2,97 ≥ 1,6

Densitatea aparentă kg/m3 2,32 2,32 2,35 2,35 2,34 ---

Absorbție de apă %

volum 4,50 4,35 4,22 3,86 3,51 1,5 - 6

Sensibilitate la apă % --- --- 87,8 --- --- ≥ 80

Page 68: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

55

Tabelul 5.26 Granulozitate agregate naturale pentru anrobat bituminos de tip AB 31,5

Dimensiune

ochiuri [mm] 31,5 25 22,4 16 11,2 8 5,6 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063

Tip agregate Trecut prin ciur [%]

Criblură

16 - 31,5 mm

100 96,82 85,47 17,06 0,24 0,11 --- ---- --- --- --- --- --- ---

Criblură

8 - 16 mm

--- --- 100 97,16 41,81 7,90 1,06 0,34 0,22 --- --- --- --- ---

Criblură

4 - 8 mm

--- --- --- --- 100 92,99 54,88 19,29 4,92 3,22 2,33 1,74 1,17 0,57

Nisip concasare

0 - 4 mm

--- --- --- --- --- --- 100 99,28 72,1 47,88 32,32 21,78 12,40 6,78

Nisip natural

0 - 4 mm

--- --- --- --- --- --- 100 95,84 70,56 52,12 37,30 14,52 3,62 1,44

Filer --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 100 98,84 87,84 70,46

Amenajarea stratului de bază din anrobat bituminos de tip AB 31,5 s-a efectuat în următoarea

succesiune tehnologică:

• S-a așternut un geo-compozit din polipropilenă consolidat prin coasere pe o grilă din

polivinil alcool, pentru întârzierea transmiterii fisurilor, de la straturile stabilizate cu liant hidraulic

rutier la cele din mixtură asfaltică (NP 075, 2002);

• S-a transportat mixtura asfaltică pe pista stației de cercetări rutiere (Fig. 5.46);

• S-a așternut mixtura asfaltică la cotă (Fig. 5.47);

• S-a compactat amestecul cu un cilindru compactor cu tambur lis (Fig. 5.48).

Figura 5.46 Transportul mixturii asfaltice pe pista stației de cercetări rutiere

Page 69: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

56

Tabelul 5.27 Dozaj agregate naturale pentru rețeta de anrobat bituminos de tip AB 31,5

Dimensiune

ochiuri [mm] 31,5 25 22,4 16 11,2 8 5,6 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063

Tip agregate Trecut prin ciur [%]

Criblură

16 - 31,5 mm

33 31,5 28,2 5,63 0,08 0,04 --- ---- --- --- --- --- --- ---

Total 33 % criblură 16 - 31,5 mm

Criblură

8 - 16 mm

12 12 12 11,6 5,02 0,95 0,13 0,04 0,03 --- --- --- --- ---

Total 12 % criblură 8 - 16 mm

Criblură

4 - 8 mm

10 10 10 10 10 9,30 5,49 1,93 0,49 0,32 0,23 9,30 5,49 0,12

Total 10 % criblură 4 - 8 mm

Nisip concasare

0 - 4 mm

20 20 20 20 20 20 20 19,8 14,4 9,58 6,46 4,36 2,48 1,36

Total 20 % nisip concasare 0 - 4 mm

Nisip natural

0 - 4 mm

20 20 20 20 20 20 20 19,1 14,1 10,4 7,46 2,90 0,72 0,29

Total 20 % nisip natural 0 - 4 mm

Filer 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4,94 4,39 3,52

Total 5 % filer

Total amestec 100 %: 33 % criblură 16 - 31,5 mm + 12 % criblură 8 - 16 mm + 10 % criblură 4 - 8 mm + 20 % nisip

concasare 0 - 4 mm + 20 % nisip natural 0 - 4 mm + 5 % filer

Curbă amestec

agregate 100 98,95 95,2 72,2 60,1 55,2 50,6 46 34 25,3 19,1 12,3 7,71 5,23

Limite

inferioare

AND 605/2016

90 --- 82 72 --- 54 --- 37 22 --- --- --- 3 2

Limite

superioare

AND 605/2016

100 --- 94 88 --- 74 --- 60 47 --- --- --- 12 7

Page 70: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

57

Figura 5.47 Așternerea mixturii asfaltice la cotă

Figura 5.48 Compactarea mixturii asfaltice

5.4.7 Amenajarea straturilor de legătură din beton asfaltic deschis tip BAD 22,4

Rețeta betonului asfaltic deschis de tip BAD 22,4 s-a conceput după metoda prezentată în

secțiunea precedentă.. Valorile mediate ale caracteristicilor fizico-mecanice, determinate prin

testarea a 50 de epruvete cu dozaje de bitum distincte, sunt prezentate în tabelul 5.28.

Caracteristicile granulometrice, respectiv rețeta finală a mixturii din beton asfaltic deschis de tip

BAD 22,4 sunt listate în tabelele 5.29 și 5.30 (SR EN 933-1:2002/A1, 2006).

Tabelul 5.28 Caracteristici fizico-mecanice epruvete beton asfaltic deschis de tip BAD 22,4

Caracteristici UM

Dozaj bitum Limite

acceptabilitate

AND 605/2016 3,80 4,00 4,20 4,40 4,60

Stabilitate (S) la 60 °C kN 6,6 7,2 7,8 7,4 6,9 6,15 - 13

Indice de curgere (I) mm 2,31 2,58 2,93 3,17 3,65 1,5 - 4

Raport S/I kN/mm 2,86 2,79 2,66 2,33 1,89 ≥ 1,6

Densitatea aparentă kg/m3 2,40 2,42 2,44 2,44 2,43 ---

Absorbție de apă %

volum 3,91 3,11 2,51 2,36 2,19 1,5 - 6

Sensibilitate la apă % --- --- 85 --- --- ≥ 80

Page 71: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

58

Tabelul 5.29 Granulozitate agregate naturale pentru betonul asfaltic deschis de tip BAD 22,4

Dimensiune

ochiuri [mm] 31,5 25 22,4 16 11,2 8 5,6 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063

Tip agregate Trecut prin ciur [%]

Criblură

16 - 31,5 mm

--- 100 88,94 14,68 0,18 --- --- ---- --- --- --- --- --- ---

Criblură

8 - 16 mm

--- --- 100 97,29 44,86 5,30 1,13 0,46 --- --- --- --- --- ---

Criblură

4 - 8 mm

--- --- --- --- 100 95,96 43,87 4,26 0,56 --- --- --- --- ---

Nisip concasare

0 - 4 mm

--- --- --- --- --- 100 99,72 95,97 71,28 50,27 35,58 24,87 15,16 8,57

Nisip natural

0 - 4 mm

--- --- --- --- --- 100 99,94 99,32 76,40 61,22 49,26 23,73 6,51 0,95

Filer --- --- --- --- --- --- --- --- --- 100 99,50 98,95 98,50 86,00

Straturile de legătură din beton asfaltic deschis de tip BAD 22,4 s-au realizat in următoarea

succesiune tehnologică:

• S-a transportat mixtura pe pista stației de cercetări rutiere cu ajutorul unui încărcător frontal

(Fig. 5.49);

• S-a așternut un geotextil cu rol antifisură și s-a amorsat suprafața;

• S-a așternut mixtura asfaltică la cotă (Fig. 5.50);

• S-a compactat amestecul cu un cilindru compactor cu tambur lis (Fig. 5.51).

Figura 5.49 Transportul mixturii asfaltice pe pista stației de cercetări rutiere

Page 72: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

59

Tabelul 5.30 Dozaj agregate naturale pentru rețeta de beton asfaltic deschis de tip BAD 22,4

Dimensiune

ochiuri [mm] 31,5 25 22,4 16 11,2 8 5,6 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063

Tip agregate Trecut prin ciur [%]

Criblură

16 - 31,5 mm

--- 22 19,5 3,23 0,04 --- --- ---- --- --- --- --- --- ---

Total 22 % criblură 16 - 31,5 mm

Criblură

8 - 16 mm

--- 30 30 29,2 13,5 1,59 0,34 0,14 --- --- --- --- --- ---

Total 30 % criblură 8 - 16 mm

Criblură

4 - 8 mm

--- 10 10 10 10 9,60 4,39 0,43 0,06 --- --- --- --- ---

Total 10 % criblură 4 - 8 mm

Nisip concasare

0 - 4 mm

--- 17 17 17 17 17 16,95 16,31 12,12 8,55 6,05 4,23 2,58 1,46

Total 17 % nisip concasare 0 - 4 mm

Nisip natural

0 - 4 mm

--- 17 17 17 17 17 17 16,8 12,9 10,4 8,37 4,03 1,11 0,16

Total 17 % nisip natural 0 - 4 mm

Filer --- 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3,98 3,96 3,94 3,44

Total 4 % filer

Total amestec 100 %: 22 % criblură 16 - 31,5 mm + 30 % criblură 8 - 16 mm + 10 % criblură 4 - 8 mm + 17 % nisip

concasare 0 - 4 mm + 17 % nisip natural 0 - 4 mm + 4 % filer

Curbă amestec

agregate --- 98,95 95,2 72,2 60,1 55,2 50,6 46 34 25,3 19,1 12,3 7,71 5,23

Limite

inferioare

AND 605/2016

90 --- 82 72 --- 54 --- 37 22 --- --- --- 3 2

Limite

superioare

AND 605/2016

100 --- 94 88 --- 74 --- 60 47 --- --- --- 12 7

Page 73: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

60

Figura 5.50 Așternerea mixturii asfaltice la cotă Figura 5.51 Compactarea mixturii asfaltice

5.4.8 Amenajarea straturilor de uzură din mixtură asfaltică stabilizată tip MAS 16

Caracteristicile granulometrice, respectiv rețeta finală a mixturii din beton asfaltic deschis

de tip MAS 16 sunt listate în tabelele 5.31 și 5.32 (SR EN 933-1:2002/A1, 2006).

Tabelul 5.31 Granulozitate agregate naturale pentru mixtură asfaltică stabilizată de tip MAS 16

Dimensiune

ochiuri [mm] 31,5 25 22,4 16 11,2 8 5,6 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063

Tip agregate Trecut prin ciur [%]

Criblură

16 - 31,5 mm

--- --- --- --- --- --- --- ---- --- --- --- --- --- ---

Criblură

8 - 16 mm

--- --- --- 97,70 --- 5,90 --- --- --- --- --- --- --- ---

Criblură

4 - 8 mm

--- --- --- 100 --- 100 17,70 1,10 --- --- --- --- --- ---

Nisip concasare

0 - 4 mm

--- --- --- 100 --- 100 98,90 82,70 65,40 --- --- 26,40 --- 18,70

Nisip natural

0 - 4 mm

--- --- --- 100 --- 100 100 100 100 --- --- 91,60 --- 75,90

Filer --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Compatibilitatea caracteristicilor fizice ale fibrelor celulozice și ale mixturii a fost verificată,

prin testarea a 50 de epruvete, câte 10 pentru fiecare dozaj distinct de bitum (Tabelul 5.33), (STAS

10473/2, 1986).

Page 74: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

61

Tabelul 5.32 Dozaj agregate naturale pentru rețeta de mixtură asfaltică stabilizată de tip MAS 16

Dimensiune

ochiuri [mm] 31,5 25 22,4 16 11,2 8 5,6 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063

Tip agregate Trecut prin ciur [%]

Criblură

16 - 31,5 mm

--- --- --- --- --- --- --- ---- --- --- --- --- --- ---

Total 0 % criblură 16 - 31,5 mm

Criblură

8 - 16 mm

53,00 --- --- 51,80 --- 3,10 --- --- --- --- --- --- --- ---

Total 53 % criblură 8 - 16 mm

Criblură

4 - 8 mm

20,00 --- --- 20,00 --- 20,00 3,50 0,20 --- --- --- --- --- ---

Total 20 % criblură 4 - 8 mm

Nisip concasare

0 - 4 mm

20,00 --- --- 20,00 --- 20,00 19,80 16,50 13,10 --- --- 5,30 --- 3,70

Total 20 % nisip concasare 0 - 4 mm

Nisip natural

0 - 4 mm

7,00 --- --- 7,00 --- 7,00 7,00 7,00 7,00 --- --- 6,40 --- 5,30

Total 7 % nisip natural 0 - 4 mm

Filer --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Total 0 % filer

Total amestec 100 %: 0 % criblură 16 - 31,5 mm + 53 % criblură 8 - 16 mm + 20 % criblură 4 - 8 mm + 20 % nisip

concasare 0 - 4 mm + 7 % nisip natural 0 - 4 mm + 0 % filer

Curbă amestec

agregate --- --- --- 90 --- 44 --- 25 17 16 --- --- 10 9

Limite

inferioare

AND 605/2016

--- --- --- 100 --- 59 --- 37 25 22 --- --- 14 12

Limite

superioare

AND 605/2016

--- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---

Page 75: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

62

Tabelul 5.33 Caracteristici fizico-mecanice epruvete mixtură asfaltică stabilizată de tip MAS 16

Caracteristici UM

Dozaj bitum Standardul care

definește metoda

de încercare 4,10 4,30 4,50 4,70 4,90

Densitate aparentă

determinată pe epruvete

cilindrice

mg/m3 6,6 7,2 7,8 7,4 6,9 SR EN 12697-

6:2012

Volum de goluri % 2,31 2,58 2,93 3,17 3,65 SR EN 12697-

8:2004

Volum de goluri umplute cu

bitum % 2,86 2,79 2,66 2,33 1,89

SR EN 12697-

8:2004

Densitate maximă

determinată prin metoda

volumetrică

mg/m3 2,40 2,42 2,44 2,44 2,43 SR EN 12697-

5:2019

Test Schellenberg % 3,91 3,11 2,51 2,36 2,19 SR EN 12697-

18:2004

Straturile de uzură din mixtura asfaltică stabilizată de tip MAS 16 s-au amenajat in

următoarea succesiune tehnologica:

• S-a transportat mixtura pe pista stației de cercetări rutiere cu ajutorul unui încărcător frontal

(Fig. 5.52);

• S-a așternut mixtura asfaltică la cotă (Fig. 5.53);

• S-a compactat amestecul cu un cilindru compactor cu tambur lis (Fig. 5.54).

Figura 5.52 Transportul mixturii asfaltice pe pista stației de cercetări rutiere

Figura 5.53 Așternerea mixturii asfaltice la cotă Figura 5.54 Compactarea mixturii asfaltice

Page 76: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

63

Tabelul 5.34 Caracteristicile Marshall ale mixturilor asfaltice MAS 16; BAD 22,4 și AB 31,5

Nr.

epruvetă Tipul mixturii

Φ

[mm]

H

[cm]

mu

[g]

m1

[g]

m2

[g]

Densitate

aparentă medie

[g/cm3]

Raport S/I

[kN/mm]

1 MAS 16 101,6 6,42 1156,5 1161,2 664,7

2,328

Valoare obținută

3,16

Interval acceptare

1,5 -6

2 MAS 16 101,6 6,29 1151,3 1154,6 663,8

3 MAS 16 101,6 6,30 1153,4 1156,9 662,1

4 MAS 16 101,6 6,38 1147,9 1152,5 658,6

5 MAS 16 101,6 6,24 1122,9 1126,8 642,6

6 MAS 16 101,6 6,30 1153,3 1157,8 661,0

7 BAD 22,4 101,6 6,30 1136,6 1140,1 658,6

2,346

Valoare obținută

2,81

Interval acceptare

1,5 -6

8 BAD 22,4 101,6 6,30 1132,4 1138,4 653,0

9 BAD 22,4 101,6 6,37 1130,5 1137,1 652,0

10 BAD 22,4 101,6 6,31 1137,9 1144,2 658,6

11 BAD 22,4 101,6 6,20 1135,2 1139,6 659,1

12 BAD 22,4 101,6 6,29 1138,9 1143,8 658,9

13 AB 31,5 101,6 6,29 1124,7 1129,3 651,1

2,312

Valoare obținută

3,75

Interval acceptare

1,5 -6

14 AB 31,5 101,6 6,31 1121,7 1128,6 644,3

15 AB 31,5 101,6 6,36 1117,2 1122,7 639,9

16 AB 31,5 101,6 6,25 1119,2 1124,9 644,7

17 AB 31,5 101,6 6,62 1131,0 1143,2 641,9

18 AB 31,5 101,6 6,31 1118,7 1128,3 643,0

Page 77: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

64

5.5 Instrumentarea sectoarelor experimentale cu traductori rezistivi de

monitorizare a deformațiilor specifice și a presiunilor

Distribuțiile deformațiilor specifice au fost monitorizate prin intermediul a 20 de traductori

rezistivi, dedicați, tip PAST 2 (PAvement Strain Transducers), atașați la nivelul patului drumului

și la baza straturilor stabilizate (Fig. 5.55 - 5.57), (Dynatest PAST 2 – Fișa tehnică de produs,

2020). Distribuțiile presiunilor au fost monitorizate prin intermediul a 5 traductori de presiune,

dedicați, tip SOPT 68A (SOil Presure Transducers), atașați la nivelul pământului de fundare (Fig.

5.58 – 5.59), (Dynatest SOPT 68A – Fișa tehnică de produs, 2020). Configurațiile geometrice și

specificațiile tehnice ale traductorilor rezistivi PAST 2 și SOPT 68A sunt ilustrate și listate în

figura 5.60 și tabelele 5.35 – 5.36.

Figura 5.55 Traductor rezistiv, dedicat, PAST 2 (https://www.dynatest.com/pavement-strain-transducers-

past)

Figura 5.56 Dispunerea traductorilor rezistivi de monitorizare a deformațiilor specifice și a presiunilor la

nivelul patului drumului, pe arealul pistei de încercări a stației de cercetări rutiere

Page 78: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

65

Figura 5.57 Dispunerea traductorilor rezistivi de monitorizare a deformațiilor specifice la nivelul

straturilor stabilizate, pe arealul pistei de încercări a stației de cercetări rutiere

Figura 5.58 Traductor rezistiv, dedicat, SOPT 68A

Figura 5.59 Traductor rezistiv, dedicat, SOPT 68A introdus în pământul de fundare prin intermediul

cutiei de montaj

Figura 5.60 Caracteristici geometrice: a) traductori rezistivi PAST 2 și b) traductori presiune SOPT 68A

(dimensiuni în mm)

Page 79: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

66

Tabelul 5.35 Specificații tehnice traductori PAST 2 (Dynatest PAST 2 – Fișa tehnică de produs, 2020)

Caracteristică Valoare/atribut

Interval măsurare < 1500 microdeformații

Material fibră din sticlă și material epoxidic

Adeziv recomandat epoxidic – silicon – PFT

Temperatură de lucru - 30 ~ + 150°C; - 22 ~ + 300°F

Rezistență 120 Ω ± 1 %

Voltaj < 12 V

Modul de elasticitate suporți ~ 2200 MPa

Arie activă ~ 0,5 cm2

Durată de viață < 108 cicluri

Durată de serviciu > 36 luni

Echivalare tensiuni

admisibile 110

1000 /

N

m m

Tabelul 5.36 Specificații tehnice traductori SOPT 68A (Dynatest 68A – Fișa tehnică de produs, 2020)

Caracteristică Valoare/atribut

Interval măsurare 10 - 20 kPa; 100 – 800 kPa

Material titan în stare pură

Adeziv recomandat epoxidic

Temperatură de lucru - 30 ~ + 150°C; - 22 ~ + 300°F

Rezistență 4 x 350 Ω

Voltaj < 12 V

Durată de viață > 3 x 106 cicluri

Durată de serviciu > 36 luni

Page 80: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

67

Utilizarea traductorilor rezistivi pentru monitorizarea variațiilor presiunilor și deformațiilor

specifice reprezintă o metodă experimentală clasică, fiind pusă în practică din a doua jumătate a

secolului 20 (Hoffmann, 1989; Sharpe, 2008; Anon, 2014a; Anon, 2014b). Această metodă

presupune convertirea diferențelor de tensiune apărute pe parcursul solicitării în deformații

specifice și presiuni, cu ajutorul unui aparat matematic bazat pe teoria punții Wheatstone (Fig.

5.61).

Figura 5.61 Punte Wheatstone conectată la: varianta a) traductor presiune SOPT 68A, varianta b)

traductor deformații specifice PAST 2 (adaptat după Giurgiutiu, 2015)

Evaluarea deformațiilor specifice se realizează plecând de la ecuația 5.3.

rezultând

=

R

RGF

R

R

GF

=

(5.3)

unde:

𝐺𝐹 reprezintă factorul de transformare al traductorului rezistiv.

Pentru stabilirea raportului ∆𝑅

𝑅 se utilizează valoarea tensiunii de ieșire V0:

3 20

3 4 1 2

IN

R RV V

R R R R

= −

+ +

(5.4)

Page 81: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

68

unde:

𝑉𝐼𝑁 este valoarea tensiunii de intrare.

Notând cu ∆𝑅 variația lui R1, ecuația 5.4. devine:

0 3 2

3 4 1 2IN

V R R

V R R R R R

= −

+ + +

(5.5)

Ținând cont de faptul că R1 = R2 și R3 = R4 și notând 𝑉𝑟 =𝑉0

𝑉𝐼𝑁, ecuația 5.5 poate fi

transformată:

(5.6)

După stabilirea relațiilor de transformare dintre tensiunea relativă și raportul rezistențelor,

variațiile deformațiilor specifice pentru fiecare traductor rezistiv se pot calcula aplicând ecuația

5.7.

( )

4

1 2 4

1 2

r

r r

r

VRV VR

GF GF GF V

= = = −

(5.7)

Page 82: Către - Perfectionarea prin doctorat

CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ A SECTOARELOR

DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

69

5.6 Concluzii

Pentru a evalua performanțele structurilor rutiere în a căror componență se regăsesc straturi

realizate cu materiale reciclate și stabilizate a fost proiectat și desfășurat un program experimental

complex în cadrul stației pilot pentru încercarea accelerată a structurilor rutiere ALT-LIRA ”prof.

univ. emerit ing. Dimitrie Atanasiu”, a Facultății de Construcții și Instalații Iași. În acest sens,

arealul stației pilot a găzduit 3 structuri rutiere semirigide cu strat de bază din amestecuri stabilizate

cu lianți hidraulici rutieri și 2 structuri rutiere suple cu strat de bază din piatră spartă (structuri

clasice pentru rețeaua rutieră din Romania). Primele 3 structuri rutiere au fost pre-dimensionate

conform cerințelor aferente drumurilor ce comportă un trafic cel mult mediu (drumuri cu două

benzi de circulație), iar ultimele 2 structuri rutiere sunt specifice drumurilor cu un trafic cel puțin

mediu.

Conform legislației în vigoare din domeniul rutier, pentru fiecare material component al

structurilor rutiere (clasic sau reciclat) s-a realizat o serie de analize geotehnice și mecanice de

laborator, precum și teste in-situ. Rezultatele obținute în urma acestor analize au validat

materialele folosite, prin comparație cu valorile minimale ale caracteristicilor fizice, mecanice și

elastice stipulate în standardele românești. Totodată, aceste rezultate au reliefat proprietățile

avantajoase ale materialelor reciclate și stabilizate, net superioare celor ale materialelor clasice

utilizate în tehnica rutieră curentă. Astfel, analizând rezultatele deduse din suita de teste realizate

în etapa de construire și instrumentare a structurilor rutiere se pot formula următoarele concluzii:

• Mixtura asfaltică frezată reciclată la rece cu liant hidraulic rutier poate fi o soluție

viabilă și eficientă pentru înlocuirea unui strat de bază sau de fundație din agregate

naturale;

• Evaluarea experimentală a calității patului drumului, realizată cu deflectometrul

dinamic ușor GPS ZORN ZFG 3000 și placa statică Lucas, a oferit rezultate

convenabile, în special pentru pământul stabilizat cu liant hidraulic. Capacitatea

portantă a pământului stabilizat a fost de peste zece ori mai mare comparativ cu cea

a pământului natural (la 7 zile după execuție);

• Materialul reciclabil (mixtura asfaltică) prezintă o curbă granulometrică

asemănătoare cu cele de referință. Acest rezultat dovedește că este posibilă obținerea

acestor caracteristici particulare de clasificare in-situ, fără a adăuga materiale

suplimentare, cu excepția agentul de reciclare;

• Evoluția în timp a rezistențelor la compresiune și întindere ale mixturii asfaltice

frezate și stabilizate și ale balastului stabilizat prezintă o tendință ascendentă

pronunțată, iar valorile ultime ale acestor caracteristici mecanice sunt superioare

celor ale materialelor de construcție necoezive (piatră spartă, balast, etc).

Page 83: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

70

Capitolul 6

REZULTATE ALE PROGRAMULUI EXPERIMENTAL

6.1 Introducere

Tipurile de sectoare experimentale descrise în capitolul anterior (cele realizate cu materiale

clasice și cele obținute prin înglobarea straturilor din materiale reciclate) au fost supuse acțiunii

traficului rutier prin parcurgerea a 1000000 de treceri cu sarcina osiei standard de 115 kN, la o

viteză medie de 20 km/h.

6.2 Investigarea profilurilor transversale ale deformațiilor remanente

Pentru trasarea profilurilor transversale ale deformațiilor remanente s-au efectuat măsurători

în 40 de secțiuni de monitorizare (Fig. 6.1), la fiecare 50000 de treceri în intervalul 0 – 250000 de

treceri, respectiv la fiecare 100000 de treceri în intervalul 300000 – 1000000 de treceri. Numărul

total de treceri (1000000) corespunde la 500000 de cicluri complete cu sarcina de 57,5 kN pe roți.

Distribuțiile deformațiilor remanente înregistrate pentru fiecare sector experimental prin

prelucrarea valorilor obținute pentru cele 40 de borne de măsurare sunt prezentate grafic în figurile

6.2 – 6.7.

Figura 6.1 Secțiuni de monitorizare a deformațiilor remanente

Page 84: Către - Perfectionarea prin doctorat

REZULTATE ALE PROGRAMULUI EXPERIMENTAL PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ

A SECTOARELOR DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

71

Figura 6.2 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 1

Figura 6.3 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 2

Figura 6.4 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 3

Figura 6.5 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 4

Page 85: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

72

Figura 6.6 Profilul transversal al deformațiilor remanente pe sectorul experimental numărul 5

Sectoarele experimentale 1 și 5 prezintă alcătuiri clasice pentru structurile de drumuri din

România destinate căilor de comunicație rutiere ce deservesc traficul cel mult mediu (sectorul 1)

și traficul cel puțin mediu (sectorul 5). Sectoarele experimentale 2 și 4 au fost proiectate pentru a

găzdui un trafic moderat spre intens, dar spre deosebire de sectorul numărul 5, în componența

straturilor s-au utilizat și materiale stabilizate / reciclate. Similar, diferența dintre sectorul

experimental 3 și sectorul experimental 1 constă în înlocuirea stratului de fundație clasic cu un

material nou, obținut prin stabilizarea balastului rutier.

Per ansamblu, valorile ultime și distribuțiile deformațiilor remanente corespund alcătuirilor

structurale ale sectoarelor. Analizând componența straturilor prezentată în secțiunea 5.4.1 și

valorile ultime ale deformațiilor specifice, se observă că utilizarea materialelor stabilizate /

reciclate nu influențează starea de degradare dezvoltată la nivelul stratului de uzură ca urmare a

intensității traficului rutier.

6.3 Distribuția deformațiilor specifice longitudinale la baza straturilor

bituminoase

Pentru monitorizarea deformațiilor specifice dezvoltate la baza straturilor bituminoase,

fiecare sector experimental a fost instrumentat cu câte doi traductori rezistivi. Primul traductor a

fost montat la mijlocul distanței dintre cele două seturi de roți, iar cel de al doilea a fost dispus pe

traiectoria roții motrice. Conform practicii curente în încercări accelerate aceste regiuni sunt

considerate vulnerabile la apariția și dezvoltarea unor deformații specifice longitudinale excesive

(Mallick și El-Korchi, 2017).

La începutul încercării accelerate, după aproximativ 50000 de treceri, deformațiile specifice

înregistrate de către cei doi traductori rezistivi prezentau valori apropiate, cuprinse în intervalul

210 – 230 μstrain pentru sectorul experimental 1, respectiv 100 – 130 μstrain pentru sectoarele

experimentale 2, 3 și 4 (Fig. 6.7). Odată cu creșterea numărului de treceri, diferențele dintre datele

Page 86: Către - Perfectionarea prin doctorat

REZULTATE ALE PROGRAMULUI EXPERIMENTAL PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ

A SECTOARELOR DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

73

înregistrate de traductori devin semnificative. Astfel, după cum se poate observa în figura 6.7,

după depășirea pragului de 200000 de treceri ale brațului de rulare, deformațiile specifice

înregistrate pe traiectoria roții motrice cresc accelerat.

Figura 6.7 Distribuțiile deformațiilor specifice longitudinale în raport cu numărul de treceri

După terminarea celor 500000 de cicluri ale ansamblului de rulare, valorile maxime ale

deformațiilor specifice longitudinale au fost înregistrate pentru sectorul experimental 1 (264

μstrain pentru traductorul rezistiv 1 și 356 μstrain pentru traductorul rezistiv 2) și sectorul

experimental 4 (265 μstrain pentru traductorul rezistiv 1 și 320 μstrain pentru traductorul rezistiv

2). Datele înregistrate de traductorii dispuși pe sectoarele experimentale 2, 3 și 5 prezintă valori

apropriate. Astfel, deformațiile specifice maxime înregistrate de primul traductor rezistiv sunt de

202 μstrain pentru sectorul experimental 2, 201 μstrain pentru sectorul experimental 3 și 204

μstrain pentru sectorul experimental 5. Similar, deformațiile specifice maxime captate de cel de al

doilea traductor rezistiv sunt de 241 μstrain pentru sectorul experimental 2, 249 μstrain pentru

sectorul experimental 3 și 287 μstrain pentru sectorul experimental 5. Corespondența acestor

rezultate se datorează faptului că toate sectoarele experimentale au fost realizate utilizând aceeași

componență a straturilor de legătură și de uzură.

Page 87: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

74

6.4 Distribuția deformațiilor specifice transversale la nivelul straturilor

stabilizate

Distribuțiile deformațiilor specifice transversale în raport cu numărul de treceri a

ansamblului de rulare a stației de încercări rutiere accelerate sunt prezentate grafic în figura 6.8.

Figura 6.8 Distribuțiile deformațiilor specifice transversale în raport cu numărul de treceri

Atât valoarea maximă cât și rata de creștere a deformațiilor specifice transversale sunt mai

mari în cazul sectorului experimental 1, comparativ cu rezultatele înregistrate pentru restul

sectoarelor. Acest aspect era de așteptat, deoarece primul sector experimental a fost realizat

exclusiv cu materiale clasice, fără a utiliza nicio tehnică de stabilizare în vederea îmbunătățirii

caracteristicilor mecanice. Prin comparație, în cazul sectorului experimental 2, ce înglobează un

strat de bază din mixtură asfaltică reciclată și stabilizată, valoarea maximă a deformațiilor specifice

transversale (700 μstrain) este mai mică cu 17,70 % față de cea înregistrată pentru primul sector.

Cea mai mică valoare din setul de date prelucrate corespunde sectorului experimental 4 (207

μstrain), pentru care stratul de bază a fost realizat în totalitate din balast stabilizat, iar grosimea

totală a structurii rutiere însumează 89 cm.

Pentru sectoarele experimentale realizate cu aceeași alcătuire structurală și pe aceeași

adâncime maximă (sectoarele 4 și 5), înlocuirea pietrei sparte cu balast stabilizat conduce la o

scădere cu 51 % a valorii maxime înregistrate pentru deformațiile specifice transversale (207

μstrain – sectorul experimental 4; 312 μstrain – sectorul experimental 5). Aceeași observație este

validă și pentru sectoarele experimentale 1, 2 și 3, unde înlocuirea pietrei sparte cu balast stabilizat

și mixtură asfaltică reciclată și stabilizată induce o diminuare de aproximativ 30 % a deformațiilor

Page 88: Către - Perfectionarea prin doctorat

REZULTATE ALE PROGRAMULUI EXPERIMENTAL PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ

A SECTOARELOR DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

75

specifice transversale (850 μstrain – sectorul experimental 1; 605 μstrain – sectorul experimental

2; 597 μstrain – sectorul experimental 3). Aceste rezultate întăresc concluziile preliminare

determinate pe baza datelor prezentate anterior, conform cărora performanțele structurale ale

mixturilor asfaltice învechite prelucrate prin frezare, reciclare și stabilizare sunt comparabile sau

superioare celor ale materialelor clasice pentru construcția drumurilor.

6.5 Distribuția presiunilor la nivelul pământului de fundare

Distribuțiile presiunilor la nivelul pământului de fundare în raport cu numărul de treceri a

ansamblului de rulare a stației de încercări rutiere accelerate sunt prezentate grafic în figura 6.9.

Figura 6.9 Distribuțiile presiunilor la nivelul pământului de fundare

După cum se poate observa, valorile minime ale presiunilor corespund sectoarelor

experimentale 4 și 5 (5,4 kPa și 6,4 kPa), pentru care pământul de fundare a fost stabilizat cu liant

hidraulic rutier. Pentru sectoarele experimentale 1, 2 și 3 pământul de fundare nu a fost îmbunătățit

și, prin urmare, valorile maxime ale presiunilor dezvoltate sunt semnificativ mai mari comparativ

cu cele înregistrate pe sectoarelor 4 și 5. Astfel, pentru sectorul experimental 1 presiunea maximă

este de 9,7 kPa, pentru sectorul experimental 2 - 7,8 kPa, iar pentru sectorul experimental 3 - 7,5

kPa. Diferența dintre cele două seturi de valori se datorează, în principal, proprietăților mecanice

și elastice avantajoase ale pământurilor de fundare stabilizate. Aceste caracteristici au fost

evidențiate în cadrul testelor prezentate în capitolul anterior, conform cărora capacitatea portantă

și modulul de elasticitate a pământurilor stabilizate cresc de aproximativ 10 ori în comparație cu

valorile determinate pentru pământurile nestabilizate (pământ tip 4b).

Page 89: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

76

6.6 Capacitățile portante ale sectoarelor experimentale, determinate cu

deflectometrul cu pârghie tip Benkelman

Pentru determinarea capacității portante a sectoarelor experimentale s-au realizat măsurători

de deformabilitate la 250000 și 1000000 de treceri cu deflectometrul cu pârghie tip Benkelman.

Caracteristicile deflectometrului cu pârghie Benkelman utilizat în cadrul programului

experimental sunt prezentate schematic în figura 6.10.

Figura 6.10 Deflectometru cu pârghie Benkelman

Capacitățile portante determinate pentru cele 5 sectoare rutiere experimentale, la 250000 și

1000000 de treceri ale ansamblului de rulare, sunt reprezentate grafic în figura 6.11. Valorile

maxime au fost normalizate conform cerințelor aplicate sectoarelor rutiere din România

(magnitudinea încărcării de 57,5 kN și temperatura medie de 20 oC). Conform specificațiilor din

normativul „CD 155 Instrucțiuni tehnice pentru determinarea stării tehnice a drumurilor

moderne” (2001), corespondența dintre volumul traficului simulat și capacitățile portante

determinate la nivelul suprafețelor de rulare indică faptul că toate structurile rutiere analizate au

performanțe structurale „excepționale”. Totodată, în normativul indicat se specifică valoarea

maxim admisibilă a capacității portante de 70 mm/100 pentru sectoarele rutiere cu trafic greu și

trafic foarte greu. După cum se poate observa în figura 6.11, la solicitări din trafic extrem de greu,

sectoarele realizate cu materiale reciclate și stabilizate (sectoarele 2, 3 și 4) au dezvoltat deformații

verticale maxime cuprinse între 25 % și 69 % din valoarea admisibilă indicată în legislația în

vigoare. De asemenea, se poate observa că pentru toate structurile rutiere analizate, deformațiile

verticale la nivelul suprafeței de rulare cresc cu aproximativ 26 % în intervalul 250000 – 1000000

de treceri. Analizând distribuțiile valorilor maxime, per ansamblu, se observă că sectoarele rutiere

realizate cu materiale reciclate și stabilizate prezintă un comportament structural superior celui

caracteristic sectoarelor cu alcătuire clasică.

Page 90: Către - Perfectionarea prin doctorat

REZULTATE ALE PROGRAMULUI EXPERIMENTAL PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ

A SECTOARELOR DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

77

Figura 6.11 Capacități portante determinate cu deflectometrul cu pârghie Benkelman

6.7 Determinarea rugozităților suprafețelor îmbrăcăminților rutiere ale

sectoarelor experimentale

Rugozitate este o caracteristică de ordin funcțional, pentru orice tip de îmbrăcăminte rutieră,

prin intermediul căreia se asigură aderența în parametri normali dintre pneuri și suprafața drumului

(Burlacu et al., 2016; Burlacu et al., 2018). Asigurarea unei rugozități corespunzătoare conduce la

satisfacerea cerințelor obligatorii ale suprafeței de rulare privind caracteristica antiderapantă,

respectiv componenta de siguranță și confort a circulației.

Rugozitatea unei îmbrăcăminți rutiere poate fi determinată prin două metode experimentale

distincte:

• Rugozitatea SRT (en. Skid resistance test);

• Rugozitatea HS (fr. Hauter de sable).

În cadrul programului experimental au fost utilizate ambele metode de determinare a

rugozității. Metoda SRT constă în convertirea energiei cinetice dezvoltată de pendul prin frecare

cu suprafața de rulare în unități PTV (en. SRT), (Fig. 6.12),

(https://www.precisa.ro/produs/pendul-srt-uta-0190-utest/).

Figura 6.12 Pendul SRT UTA 0190 - UTEST

Rugozitățile sectoarelor experimentale determinate prin metoda SRT sunt prezentate în

tabelele 6.1 - 6.3.

Page 91: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

78

Tabelul 6.1 Determinarea rugozității prin metoda SRT.

Măsurători inițiale

Sector

Locație în

profil

transversal

Rugozitate [unități PTV] Rugozitate medie

[unități PTV] 1 2 3 4 5

1

Pe urma roții 71 70 71 71 72 71,00

În exteriorul

roții 72 71 72 72 73 72,00

2

Pe urma roții 71 71 72 72 72 71,60

În exteriorul

roții 71 70 71 71 72 71,00

3

Pe urma roții 70 70 70 70 71 70,20

În exteriorul

roții 71 71 72 73 73 72,00

4

Pe urma roții 70 70 71 71 72 70,80

În exteriorul

roții 71 71 71 71 72 71,20

5

Pe urma roții 73 73 74 74 74 73,60

În exteriorul

roții 72 72 72 72 72 72,00

Tabelul 6.2 Determinarea rugozității prin metoda SRT.

Măsurători la 150000 de treceri ale ansamblului de rulare

Sector

Locație în

profil

transversal

Rugozitate [unități PTV] Rugozitate medie

[unități PTV] 1 2 3 4 5

1 Pe urma roții 63 63 63 63 63 63,00

2 Pe urma roții 68 68 68 68 68 68,00

3 Pe urma roții 62 62 62 62 62 62,00

4 Pe urma roții 60 60 60 60 60 60,00

5 Pe urma roții 59 59 59 59 59 59,00

Page 92: Către - Perfectionarea prin doctorat

REZULTATE ALE PROGRAMULUI EXPERIMENTAL PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ

A SECTOARELOR DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

79

După cum se poate observa în tabelul 6.1, la începutul testării toate valorile rugozității erau

superioare valorii minime admisibile (70 unități PTV) stipulate în standardul AND 605 (2016).

Odată cu creșterea număr de treceri ale ansamblului de rulare, rezistența la aderență scade și,

implicit rugozitatea suprafeței.

Tabelul 6.3 Determinarea rugozității prin metoda SRT.

Măsurători la 250000 de treceri ale ansamblului de rulare

Sector

Locație în

profil

transversal

Rugozitate [unități PTV]

Rugozitate medie

[unități PTV]

1 2 3 4 5

1

Pe urma roții 52 52 52 52 52 52

Pe urma roții 55 56 54 54 55 55

Pe urma roții 53 53 53 53 53 53

2

Pe urma roții 58 58 58 58 58 58

Pe urma roții 64 64 63 63 63 63

Pe urma roții 50 50 51 50 49 50

3

Pe urma roții 55 56 56 56 55 56

Pe urma roții 54 54 54 53 53 54

Pe urma roții 53 53 53 53 53 53

4

Pe urma roții 54 54 54 54 54 54

Pe urma roții 54 54 54 54 54 54

Pe urma roții 56 56 56 55 55 56

5

Pe urma roții 52 53 52 52 53 52

Pe urma roții 51 51 52 52 52 52

Pe urma roții 52 52 53 53 53 53

Page 93: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

80

Valorile rugozităților determinate prin metoda HS sunt prezentate în tabelele 6.4 – 6.6.

Tabelul 6.4 Determinarea rugozității prin metoda HS.

Măsurători inițiale

Sector

Locație în

profil

transversal

Volum

nisip

[mm3]

Diametrul măsurat [mm] Media D

[mm]

MTD

[mm] 1 2 3 4

1

Pe urma

roții 25000 195 200 188 191 194 0,85

În

exteriorul

roții

25000 192 198 179 188 189 0,89

2

Pe urma

roții 25000 188 175 190 170 181 0,97

În

exteriorul

roții

25000 191 185 181 187 186 0,92

3

Pe urma

roții 25000 215 208 214 205 211 0,72

În

exteriorul

roții

25000 208 215 204 215 211 0,72

4

Pe urma

roții 25000 204 205 206 200 204 0,77

În

exteriorul

roții

25000 206 189 200 192 197 0,82

5

Pe urma

roții 25000 180 183 178 185 182 0,97

În

exteriorul

roții

25000 195 190 197 193 194 0,85

Tabelul 6.5 Determinarea rugozității prin metoda HS.

Măsurători la 150000 de treceri ale ansamblului de rulare

Sector

Locație în

profil

transversal

Volum

nisip

[mm3]

Diametrul măsurat [mm] Media D

[mm]

MTD

[mm] 1 2 3 4

1 Pe urma

roții 30000 255 260 256 258 257 0,58

2 Pe urma

roții 20000 255 220 233 241 237 0,45

3 Pe urma

roții 19000 237 225 220 228 228 0,47

4 Pe urma

roții 27000 210 185 240 192 207 0,80

5 Pe urma

roții 25000 237 260 280 241 255 0,49

Page 94: Către - Perfectionarea prin doctorat

REZULTATE ALE PROGRAMULUI EXPERIMENTAL PRIVIND EFICIENȚA STRUCTURALĂ

A SECTOARELOR DE DRUMURI REABILITATE PRIN RECICLARE „LA RECE”

81

6.8 Concluzii

Corelând rezultatele testelor realizate pe materiale (prezentate în capitolul 5) cu cele

determinate pe structura rutieră (prezentate în capitolul 6) se pot formula următoarele concluzii:

• Modulii de deflecție (elasticitate) a pământului de fundare de tip 4d stabilizat cu liant

hidraulic rutier Dorosol 3 %, determinați cu echipamentului ZORN ZFG 3000 GPS

și placa Lucas sunt de 10 ori mai mari comparativ cu cei ai pământului de fundare

nestabilizat de tip 4b. De asemenea, rezistențele mecanice medii la compresiune

(2,67 MPa) și întindere (0,22 MPa) ale pământului stabilizat, determinate la 28 de

zile, prezintă valori convenabile.

• Caracteristicile granulometrice ale tuturor materialelor stabilizate (pământ tip 4d și

balast) si ale materialelor reciclate și stabilizate (mixtura asfaltică) se încadrează în

limitele impuse în normativele în vigoare. Acest aspect demonstrează faptul că

metodele de stabilizare și reciclare prezentate în acest studiu pot fi implementate

direct pe șantier, fără a fi necesar transportul agregatelor în stații fixe și fără a utiliza

materiale de adaos.

• Caracteristicile mecanice ale materialelor reciclate și stabilizate sunt superioare celor

ale materialelor de construcție clasice, necoezive (piatră spartă și balast), utilizate la

construcția straturilor nelegate din componența structurilor rutiere.

• În ansamblu, valorile maxime și distribuțiile deformațiilor remanente corespund

alcătuirilor structurale ale sectoarelor. Analizând alura profilului transversal complet

al deformațiilor remanente a sectoarelor de pe arealul pistei de încercare se observă

că adâncimea crește odată cu numărul de treceri.

• Analizând componența straturilor prezentată în secțiunea 5.4.1 și valorile ultime ale

deformațiilor specifice, se observă că utilizarea materialelor stabilizate / reciclate nu

influențează starea de degradare dezvoltată la nivelul stratului de uzură ca urmare a

acțiunii traficului rutier.

• Distribuțiile deformațiilor specifice longitudinale urmează același tipar înregistrat

pentru distribuțiile deformațiilor remanente. Ambele seturi de valori demonstrează

că regiunile cele mai susceptibile de apariția degradărilor sunt localizate sub roata

motrice a ansamblului de testare.

• Deformațiile specifice longitudinale maxime înregistrate pe sectorul experimental 1

sunt mai mari, în medie, cu aproximativ 30 % față de valorile înregistrate pe

sectoarele experimentale 2 și 4. Acest fapt se datorează alcătuirilor constructive

avantajoase a sectoarelor 2 și 4, ce permit distribuții convenabile ale eforturilor

Page 95: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

82

secționale. Aceste sectoare au în componență straturi stabilizate din balast și pământ

(sectorul 4), respectiv mixtură asfaltică reciclată (sectorul 2).

• În cazul sectoarelor 4 și 5 deformațiile specifice transversale prezintă o evoluție

cvasiliniară până la atingerea valorilor maxime. Aceste sectoare au fost realizate cu

straturi de bază clasice de 25 cm din piatră spartă și balast stabilizat.

• În cazul sectoarelor experimentale 1, 2 și 3, curbele ce reprezintă distribuțiile

deformațiilor specifice transversale prezintă două paliere distincte. Primul palier este

caracterizat de o creștere accelerată a deformațiilor specifice, iar cel de al doilea

palier prezintă o creștere constantă a deformațiilor specifice transversale în raport cu

numărul de treceri.

• Pentru sectoarele experimentale realizate cu aceeași alcătuire structurală și pe aceeași

adâncime maximă (sectoarele 4 și 5), înlocuirea pietrei sparte cu balast stabilizat duce

la o scădere de 51 % a valorii maxime înregistrate pentru deformațiile specifice

transversale. Aceeași observație este valabilă și pentru sectoarele experimentale 1, 2

și 3, unde înlocuirea pietrei sparte cu balast stabilizat și mixtură asfaltică reciclată și

stabilizată induce o diminuare de aproximativ 30 % a deformațiilor specifice

transversale.

• Valorile minime ale presiunilor la nivelul patului drumului corespund sectoarelor

experimentale 4 și 5 (5,4 kPa și 6,4 kPa), pentru care pământul de fundare a fost

stabilizat cu liant hidraulic rutier.

• Conform specificațiilor din normativul CD 155-2001, corespondența dintre volumul

traficului simulat și capacitățile portante determinate la nivelul suprafețelor de rulare

indică faptul că toate structurile rutiere analizate au performanțe structurale

„excepționale”.

• Pentru toate structurile rutiere analizate, deformațiile verticale la nivelul suprafeței

de rulare cresc cu aproximativ 26 % în intervalul 250000 – 1000000 de treceri. La

solicitări din trafic extrem de greu, sectoarele realizate cu materiale reciclate și

stabilizate (sectoarele 2, 3 și 4) au dezvoltat deformații verticale maxime cuprinse

între 25 % și 69 % din valoarea admisibilă indicată de legislația în vigoare.

• Evaluarea stării tehnice a structurilor rutiere presupune determinarea rugozități,

deoarece aceasta constituie o caracteristică funcțională a suprafeței de rulare, ce

influențează parametrii de siguranță și confort ai traficului rutier.

• În cazul sectoarelor experimentale evaluate prin metodele SRT și HS rezultatele sunt

comparabile. Astfel, la depășirea pragului de 250000 de treceri sunt necesare lucrări

de întreținere în vederea menținerii în parametri normali a aderenței dintre pneuri și

suprafața de rulare.

Page 96: Către - Perfectionarea prin doctorat

MODELAREA NUMERICĂ A COMPORTĂRII SECTOARELOR DE DRUMURI

EXPERIMENTALE LA ACȚIUNEA TRAFICULUI RUTIER

83

Capitolul 7

MODELAREA NUMERICĂ A COMPORTĂRII

SECTOARELOR EXPERIMENTALE DE DRUMURI LA

ACȚIUNEA TRAFICULUI RUTIER

7.1 Introducere

Răspunsul structural al sectoarelor rutiere experimentale la acțiunea traficului a fost

determinat și pe cale numerică, prin simularea testelor accelerate cu ajutorul a două software-uri

dedicate. În acest sens, s-a utilizat programul românesc CALDEROM 2000 (PD 177, 2001),

respectiv programul francez de calcul al structurilor rutiere ALIZE-LCPC (ALIZE-LCPC

Software manual, 2011).

7.2 Definirea modelelor numerice

Pentru fiecare strat din componența sectoarelor experimentale au fost definiți parametrii

necesari structurii de calcul (modulul de elasticitate E, coeficientul lui Poisson υ și grosimea h),

(Fig. 7.1, Tabelele 7.1 – 7.5).

Figura 7.1 Caracteristicile solidului multistrat

Page 97: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

84

Tabelul 7.1 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 1

Strat E [MPa] υ h [cm]

1 3600 0,350 5

2 3000 0,350 6

3 500 0,250 20

4 161 0,270 20

5 74 0,420 semi-finit

Tabelul 7.2 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 2

Strat E [MPa] υ h [cm]

1 3600 0,350 5

2 3000 0,350 6

3 1200 0,250 20

4 161 0,270 20

5 74 0,420 semi-finit

Tabelul 7.3 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 3

Strat E [MPa] υ h [cm]

1 3600 0,350 5

2 3000 0,350 6

3 1200 0,250 20

4 161 0,270 20

5 74 0,420 semi-finit

Page 98: Către - Perfectionarea prin doctorat

MODELAREA NUMERICĂ A COMPORTĂRII SECTOARELOR DE DRUMURI

EXPERIMENTALE LA ACȚIUNEA TRAFICULUI RUTIER

85

Tabelul 7.4 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 4

Strat E [MPa] υ h [cm]

1 3935 0,350 19

2 1000 0,250 25

3 300 0,270 25

4 270 0,270 20

5 74 0,420 semi-finit

Tabelul 7.5 Parametrii structurii de calcul pentru sectorul experimental 5

Strat E [MPa] υ h [cm]

1 3935 0,350 19

2 500 0,250 25

3 300 0,270 25

4 270 0,270 20

5 74 0,420 semi-finit

7.3 Definirea ipotezelor de calcul pentru analiza numerică

Așa cum s-a menționat, ambele programe de analiză numerică utilizează metoda multistrat

Burmister (Dorobanțu și Andrei, 2015). Pentru aplicarea metodei Burmister în cadrul analizelor

numerice au fost admise următoarele simplificări și ipoteze de calcul:

• Toate materialele din care sunt construite straturile sunt considerate izotrope,

omogene și elastice;

• Straturile superioare sunt infinite în plan orizontal, dar au o grosime finită, iar stratul

inferior (pământul de fundare) este infinit în ambele planuri (orizontal și vertical);

• Încărcarea este de natură statică;

• Eforturile tangențiale sunt nule la suprafața stratului superior;

• Eforturile normale sunt nule în afara zonei încărcate, precum și la adâncime infinită

în stratul ultim;

Page 99: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

86

• Condițiile de continuitate dintre straturi au fost formulate în 5 variante distincte (Fig.

7.2):

➢ Calderom 2000 - toate interfețele definite prin aderență totală, iar

caracteristicele de deformabilitate modelate conform specificului

structurilor rutiere din Romania;

➢ Alize varianta 1 – toate interfețele definite prin aderență totală, iar

caracteristicele de deformabilitate modelate conform specificului

structurilor rutiere din Romania;

➢ Alize varianta 2 – interfața îmbrăcăminte asfaltică - strat inferior

definită de 1/2 aderență și 1/2 lunecare, iar caracteristicele de

deformabilitate modelate conform specificului structurilor rutiere din

Romania;

➢ Alize varianta 3 – toate interfețele definite prin aderență totală, iar

caracteristicele de deformabilitate modelate conform specificului

structurilor rutiere din Franța.

➢ Alize varianta 4 – interfața îmbrăcăminte asfaltică - strat de baza

definită de 1/2 aderență și 1/2 lunecare, iar caracteristicele de

deformabilitate modelate conform structurilor rutiere din Franța.

Figura 7.2 Interfețe definite în programele de analiză numerică Calderom 2000 și Alize

7.4 Condiții de încărcare

Sarcina transmisă prin pneuri a fost asimilată cu o încărcare liniară și punctiformă, cu

repetare delimitată de perimetrul circular descris de circumferința roților (Fig. 7.3).

Figura 7.3 Încărcare liniar uniformă pe perimetrul circular descris de circumferința pneului

Page 100: Către - Perfectionarea prin doctorat

MODELAREA NUMERICĂ A COMPORTĂRII SECTOARELOR DE DRUMURI

EXPERIMENTALE LA ACȚIUNEA TRAFICULUI RUTIER

87

Condițiile de rezemare și încărcare au fost definite într-un reper cartezian general (O, X, Y,

Z) cu axa OZ descendentă (Fig. 7.4). În figura 7.5 este ilustrat reperul local (O’, X1, Y1, Z1), unde

O’Z1 se obține prin translarea axei OZ în punctul O’ (O’ – punct de monitorizare).

Figura 7.4 Reper cartezian general

Figura 7.5 Reper cartezian local

Analiza numerică prin metoda Burmister s-a realizat pentru fiecare încărcare în parte, prin

permutarea repetată a datelor de calcul în reperul cartezian local. Fiecare reper cartezian local

constituie un sistem axial simetric centrat pe încărcare. În ambele programe de analiză numerică

reperele axiale nu sunt definite de utilizator, ci reprezintă un instrument de calcul independent.

7.5 Notații și convenții de semne

Efortul axial N(x) pe fiecare strat al structurii rutiere se calculează ca sumă algebrică a

proiecțiilor, pe axa stratului, ale forțelor aflate pe una din cele două părți delimitate de secțiunea

(x). În ambele programe de analiză numerică (Calderom 2000 și Alize) se consideră pozitiv efortul

axial care supune la compresiune secțiunea (x) și negativ efortul de sens contrar. Aceeași convenție

de semne se păstrează și în cazul în care aria finită a stratului analizat se reduce la o arie

infinitezimală din jurul unui punct (determinarea tensiunilor în punctele de monitorizare). Astfel,

Page 101: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

88

în cadrul analizei s-au utilizat următoarele notații (conform reperelor carteziene ilustrate în figurile

7.3 și 7.4):

• σα – tensiune într-un punct de monitorizare situat pe direcția α (cu α = X, Y sau Z);

• σαβ - tensiune într-un punct de monitorizare situat pe planul normal paralel cu Oα

după direcția Oβ (cu α = X, Y sau Z si β = X, Y sau Zα = β);

• σi - tensiune orizontală extremă (cu i = 1 pentru tensiune maximă si cu i = 2 pentru

tensiune minimă);

• ɛσ - deformație specifică măsurată într-un punct situat pe direcția σ (cu σ = X, Y sau

Z);

• ɛαβ – deformație specifică măsurată într-un punct situat pe un plan paralel cu Oαβ;

• ɛi – deformație specifică extremă măsurată într-un punct situat pe direcția orizontală

(cu i = 1 pentru tensiune maximă si cu i = 2 pentru tensiune minimă).

7.6 Limitările modelelor numerice

Principala limitare impusă în ambele programe de analiză numerică se referă la numărul

maxim de straturi. Sectoarele experimentale analizate conțin maxim 5 straturi, iar numărul maxim

impus în interfața de analiză este de 10 straturi. Acest aspect a permis divizarea unor straturi în

două corpuri solide elastice identice. Astfel, prin compararea rezultatelor determinate pe sectoare

identice, analizate unitar și prin divizarea straturilor, s-a stabilit criteriul de convergență a analizei

numerice de 2 %.

7.7 Echivalarea traficului simulat cu traficul real în cale curentă

Echivalarea traficului simulat cu traficul real în cale curentă s-a realizat prin aplicarea

egalității descrise de ecuația 7.1 (Cososchi și alții, 2009).

2 ·N ·P · 𝑛1

𝑛2 =

𝛼∗𝑁𝑟

𝜇𝑖 (7.1)

Unde:

• N – numărul rotațiilor grinzii de rulare;

• P – sarcina transmisă de roata dublă a instalației;

• n1 – numărul de treceri ale roții duble pe fâșia cea mai solicitată a pistei inelare;

• n2 – numărul de treceri ale roții duble pe un profil transversal al pistei inelare;

*Pentru circulația pe aceeași urmă se adoptă n1 = n2.

• α – raportul vehiculelor pe un sens de circulație;

• Nr – numărul de vehicule reale.

*Se consideră vehiculul greu autocamionul precum si vehiculele derivate cu 3 osii, având

încărcarea de 62 kN (osie simplă) + 2 · 80 kN (osie dublă), iar influența osiei duble se

consideră 1,15 · 80 kN.

Page 102: Către - Perfectionarea prin doctorat

MODELAREA NUMERICĂ A COMPORTĂRII SECTOARELOR DE DRUMURI

EXPERIMENTALE LA ACȚIUNEA TRAFICULUI RUTIER

89

• μi – numărul de treceri pentru o suprapunere a amprentei; se stabilește conform tabelului 7.6

Tabelul 7.6 Numărul de treceri ale vehiculelor pentru o suprapunere a amprentelor

Categoria vehiculului

Sarcina pe osie Numărul de

treceri pentru o

suprapunere 𝜇 kPa kN

Vehicul cu osie simplă și roți

simple 5…10 22.5…45.5 6,25

Vehicul cu osie simplă și roți

duble

≤10 ≤45,5 2,95

10…20 45,5…91,0 2,64

20…30 91,0…135,0 2,37

Vehicul cu osii tandem și roți

simple

≤10 ≤45,5 4,05

10…15 45,5…68,0 2,73

Vehicul cu osii tandem și roți

duble

10…15 45,5…68,0 1,13

15…20 68,0…90,5 1,93

20…50 90,5…227 1,03

Valorile traficului real, reprezentate prin numărul de treceri ale vehiculelor grele asimilate

traficului simulat în stație sunt listate în tabelul 7.7.

Tabelul 7.7 Numărul de treceri ale vehiculelor pentru o suprapunere a amprentelor

Trafic simulat

Treceri ansamblu rulare

Trafic real

Treceri vehicul greu în cale curentă

Număr de rotații Număr de treceri pe

aceeași urmă Pe sens de circulație

Pe ambele sensuri de

circulație

50000 100000 241190 482380

100000 200000 482380 964760

150000 300000 964760 1929520

200000 400000 1205950 2411900

250000 500000 1447140 2894280

300000 600000 1688330 3376660

350000 700000 1915860 3831720

Page 103: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

90

7.8 Rezultatele analizei numerice a sectoarelor experimentale

Rezultatele obținute pe cale numerică (tensiunile normale maxime, deformațiile specifice

transversale și longitudinale maxime) sunt prezentate grupat în tabelul 7.7. Variația stării de

tensiuni – deformații specifice pe adâncimea sectoarelor experimentale, precum și parametrii de

calcul impuși pentru fiecare situație analizată sunt prezentate în cadrul Anexei A.

Tabelul 7.8 Rezultate numerice

Program,

variantă

de calcul

Tensiuni și

deformații

specifice

Sectorul 1 Sectorul 2 Sectorul 3 Sectorul 4 Sectorul 5

Val

ori

Cal

der

om

2000

ℇr

[microdef] 195 81,6 81,6 80,4 119

σt

[MPa] - 0,295 0,295 0,089 -

ℇz

[microdef] 497 390 390 140 159

Val

ori

Ali

ze

var

ianta

1

ℇr

[microdef] 194,7 81,6 81,6 80,3 119

σt

[MPa] - 0,294 0,294 0,090 -

ℇz

[microdef] 496,6 390,9 390,9 145,2 163,1

Val

ori

Ali

ze

var

ianta

2

ℇr

[microdef] 346,4 224,8 224,8 149,9 185,5

σt

[MPa] - 0,521 0,521 0,209 -

ℇz

[microdef] 218,0 171,7 171,7 81,7 91,7

Val

ori

Ali

ze

var

ianta

3

ℇr

[microdef] - 35,9 35,9 8,0 -

σt

[MPa] - 1,60 1,60 0,683 -

ℇz

[microdef] - 40,9 40,9 61,8 -

Val

ori

Ali

ze

var

ianta

4

ℇr

[microdef] - 21,7 21,7 33,0 -

σt

[MPa] - 1,292 1,292 0,963 -

ℇz

[microdef] - 118,9 118,9 23,7 -

7.9 Studiu comparativ între rezultatele obținute pe cale experimentală și

rezultatele obținute pe cale numerică

Valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale la baza straturilor bituminoase și

valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale la nivelul straturilor stabilizate obținute

Page 104: Către - Perfectionarea prin doctorat

MODELAREA NUMERICĂ A COMPORTĂRII SECTOARELOR DE DRUMURI

EXPERIMENTALE LA ACȚIUNEA TRAFICULUI RUTIER

91

pe cale experimentală au fost comparate cu valorile obținute pe cale numerică. Pentru fiecare sector

experimental se prezintă analiza comparativă a valorilor în figurile 7.7 - 7.16.

Figura 7.7 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.1

Figura 7.8 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.2

Figura 7.9 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.3

Page 105: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

92

Figura 7.10 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.4

Figura 7.11 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.5

Figura 7.12 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.1

Page 106: Către - Perfectionarea prin doctorat

MODELAREA NUMERICĂ A COMPORTĂRII SECTOARELOR DE DRUMURI

EXPERIMENTALE LA ACȚIUNEA TRAFICULUI RUTIER

93

Figura 7.13 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.2

Figura 7.14 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.3

Figura 7.15 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.4

Page 107: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

94

Figura 7.16 Grafic comparativ între valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale obținute pe

cale experimentală și pe cale numerică – Sectorul experimental nr.5

7.10 Concluzii

Corelând rezultatele testelor realizate pe structura rutieră (pe materialele componente și per

ansamblu) cu cele obținute prin intermediul analizelor numerice se pot formula următoarele

concluzii:

• Prin cercetarea experimentală întreprinsă și analiza numerică în programele de calcul

Calderom 2000 și Alize, s-a putut constata faptul că rezultatele privind

dimensionarea sectoarelor rutiere experimentale și răspunsul structural al acestora la

solicitările din trafic constituie o garanție obiectivă privind implementarea în țara

noastră a structurilor rutiere în a căror componență se regăsesc materiale reciclate și

stabilizate .

• Ambele programe de analiză numerică utilizează metoda multistrat Burmister.

Astfel, problema echilibrului limită dintre solide elastice suprapuse se rezolvă prin

asimilarea cu două straturi, primul de grosime finită, iar al doilea de grosime

semifinită. În această abordare stratul superior (sau straturile, după caz) nu mai este

o placă subțire (aspect comun al metodelor analitice ce au precedat metodei

Burmister) ci un strat în care eforturile și curburile (deformata) la fața superioară și

inferioară, sunt diferite.

• Deși ambele programe de analiză a structurilor rutiere utilizează metoda Burmister,

rezultatele obținute diferă. Acest aspect se datorează condițiilor de continuitate dintre

straturi care, în cazul programului Alize pot fi modelate distinct pentru fiecare

interfață.

• Discrepanțele dintre rezultatele obținute în urma modelărilor numerice realizate cu

programe similare și bazate pe metoda Burmister sunt întâlnite des în practica

comună de proiectare a structurilor rutiere elastice. Astfel, în marea majoritate a

țărilor europene, rezultatele obținute în urma proiectării sunt comparate cu cele

Page 108: Către - Perfectionarea prin doctorat

MODELAREA NUMERICĂ A COMPORTĂRII SECTOARELOR DE DRUMURI

EXPERIMENTALE LA ACȚIUNEA TRAFICULUI RUTIER

95

existente în bazele de date ale administratorilor rutieri. Spre exemplu, în țările anglo-

saxone, rezultatele teoretice se compară cu rezultatele experimentale existente din

testarea celor 1500 de sectoare experimentale ce constituie baza de date comună a

administratorilor rutieri. Pentru validarea datelor de proiectare se acceptă o variație

de maxim 5 % față de datele experimentale de referință. Pe de altă parte, în țările

latine, se realizează determinări de laborator pe diverse tipuri de mixturi asfaltice și

se compară rezultatele cu cele obținute teoretic prin proiectarea mixturii din straturile

bituminoase. Dacă rezultatele sunt asemănătoare pentru două tipuri distincte de

mixturi se reia calculul. (Dorobanțu și Andrei, 2015)

• În funcție de parametrii analizați, un sector experimental poate fi modelat în variante

multiple, iar validitatea rezultatelor poate fi probată doar pe cale experimentală.

Metodele de analiză exemplificate în acest studiu comparativ sunt clare și bine

susținute matematic pentru sisteme rutiere a căror straturi au o comportare liniar

elastică.

• Analizând valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale, se observă că

pentru toate sectoarele rutiere, analiza numerică bazată pe programul Alize, în cea

de a doua variantă, a furnizat rezultatele cele mai apropiate de cele experimentale. În

această abordare, interfața de la baza îmbrăcăminţii asfaltice constă în strat de baza

definit de 1/2 aderență și 1/2 lunecare, iar caracteristice de deformabilitate au fost

modelate conform specificului structurilor rutiere din Romania.

• Analizând valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale, se observă că

pentru primul sector rutier analiza numerică în programul românesc Calderom 2000

a furnizat rezultate asemănătoare cu cele determinate pe cale experimentală. În

această abordare, toate interfețele au fost definite prin aderență totală, iar

caracteristicele de deformabilitate au fost modelate conform specificului structurilor

rutiere din Romania. În cazul sectoarelor rutiere 2, 3, 4 și 5, analiza numerică în

programul Alize, în prima variantă, a furnizat rezultatele cele mai apropiate de cele

obținute pe cale experimentală. În această abordare, toate interfețele au fost definite

prin aderență totală, iar caracteristicele de deformabilitate au fost modelate conform

specificului structurilor rutiere din Romania.

• Din toate cazurile analizate, doar un singur set de rezultate furnizat de programul

românesc de dimensionare a structurilor rutiere coincide cu valorile determinate pe

cale experimentală. Acest aspect indică o limitare a acestui software cu privire la

capacitatea de modelare numerică a structurilor rutiere realizate cu materiale

reciclate și stabilizate. În cazul programului francez, Alize, nu există această limitare.

Prin urmare, în funcție de datele de intrare și de tipul conlucrării dintre straturi, pentru

fiecare sector experimental analizat a fost identificat un set de rezultate numerice

corespunzător valorilor determinate pe cale experimentală.

Page 109: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

96

Capitolul 8

CONCLUZII GENERALE. CONTRIBUȚII PERSONALE.

VALORIFICAREA REZULTATELOR PROGRAMULUI

DOCTORAL

8.1 Concluzii generale

➢ Drumurile reprezintă o invenție complementară a roții. Prin urmare, evoluția drumurilor

și, implicit, a structurilor rutiere a fost, de-a lungul istoriei, urmată și condiționată în mod

direct de dezvoltarea mijloacelor de transport.

➢ În anul 1900, Frederick Warren realizează, pentru prima dată în lume, o rețetă pentru

betonul asfaltic. Acest nou material a revoluționat tehnica rutieră, fiind adoptat rapid de

către toate administrațiile rutiere din SUA și Europa. De-a lungul secolului XX betonul

asfaltic este perfecționat continuu, fiind dezvoltate rețete distincte pentru condiții

climatice și de trafic variate.

➢ Până la începutul secolului XX, structurile rutiere au fost realizate după premisele și

conceptele clasice, formulate în secolele XVIII și XIX de către cei trei pioneri ai industriei

rutiere, Trésaguet, Telford și McAdam.

➢ Structura rutieră modernă reprezintă un ansamblu de straturi dimensionate în funcție de

intensitatea traficului preconizat și executate de la partea inferioară a drumului spre

suprafață. Principalii factori care determină selecția unui anumit tip de structură rutieră

sunt reprezentați de trafic și de materialele din zonă. Prin determinarea relației dintre cei

doi factori se pot dezvolta alcătuiri economice ale straturilor rutiere, atât în ceea ce

privește grosimea cât și tipul de materiale utilizate. Tipul structurii, precum și alcătuirea

straturilor rutiere se selectează în conformitate cu traficul preconizat pe toată durata de

serviciu a drumului și cu proprietățile terenului de fundare.

Page 110: Către - Perfectionarea prin doctorat

CONCLUZII GENERALE. CONTRIBUȚII PERSONALE.

VALORIFICAREA REZULTATELOR PROGRAMULUI DOCTORAL

97

➢ În cadrul capitolului 3 s-au prezentat premisele și factorii care au determinat apariția și

dezvoltarea testelor efectuate pe sectoare de drum experimentale. Deși importanța acestor

teste a fost conștientizată încă din perioada interbelică (Congresul IV AIPCR de la Sevilia

- 1926), implementarea propriu zisă a fost întârziată de declanșarea celui de al doilea

război mondial. După finalizarea războiului, SUA au preluat strategiile formulate anterior

la congresele mondiale de drumuri, realizând concomitent atât extinderea rețelei rutiere

prin metode clasice, cât și numeroase programe de cercetare pentru dezvoltarea

structurilor moderne de drumuri.

➢ În cadrul capitolului 3, au fost descrise cronologic cele mai semnificative studii

experimentale desfășurate pe sectoare de drum realizate cu materiale reciclate și/sau

stabilizate. Rezultatele remarcabile obținute în cadrul acestor studii, au fundamentat

fezabilitatea programului experimental descris în cadrul capitolelor 5, 6 și 7. Astfel,

pornind de la rețetele dezvoltate anterior, s-a urmărit utilizarea materialului reciclat

(mixtură asfaltică îmbătrânită) în procent de 100 % din componența straturilor de bază,

fără a utiliza alte materiale de adaos, în afară de agentul de stabilizare.

➢ Pe baza unor cercetări experimentale sistematice și prin folosirea unor tehnologii

moderne, se pot aduce în stadiul de utilizare materiale frezate, reciclate și stabilizate.

Straturile rutiere realizate cu acest tip de materiale pot prezenta un comportament

structural asemănător sau mai avantajos comparativ cu cel al straturilor prezentate în

capitolul 4. Acest considerent a stat la baza studiului experimental și numeric prezentat

în cadrul capitolelor 5, 6, 7 și Anexa A.

➢ Pentru a evalua performanțele structurilor rutiere în a căror componență se regăsesc

straturi realizate cu materiale reciclate și stabilizate a fost proiectat și desfășurat un

program experimental complex în cadrul stației pilot pentru încercarea accelerată a

structurilor rutiere ALT-LIRA ”prof. univ. emerit ing. Dimitrie Atanasiu”, a Facultății de

Construcții și Instalații Iași. În acest sens, arealul stației pilot a găzduit 3 structuri rutiere

semirigide cu strat de bază din amestecuri stabilizate cu lianți hidraulici rutieri și 2

structuri rutiere suple cu strat de fundație din piatră spartă (structuri clasice pentru rețeaua

rutieră din Romania). Primele 3 structuri rutiere au fost pre-dimensionate conform

cerințelor aferente drumurilor ce comportă un trafic cel mult mediu (drumuri cu două

benzi de circulație), iar ultimele 2 structuri rutiere sunt specifice drumurilor cu un trafic

cel puțin mediu.

➢ Conform legislației în vigoare din domeniul rutier, pentru fiecare material component al

structurilor rutiere (clasic sau reciclat) s-au realizat o serie de analize geotehnice și

mecanice de laborator, precum și teste in-situ. Rezultatele obținute în urma acestor analize

au validat materialele folosite, prin comparație cu valorile minimale ale caracteristicilor

fizice, mecanice și elastice stipulate în standardele românești. Totodată, aceste rezultate

au reliefat proprietățile avantajoase ale materialelor reciclate și stabilizate, superioare

celor ale materialelor clasice utilizate în tehnica rutieră curentă. Astfel, analizând

Page 111: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

98

rezultatele deduse din suita de teste realizate în etapa de construire și instrumentare a

structurilor rutiere se pot formula următoarele concluzii:

• Mixtura asfaltică frezată reciclată la rece cu liant hidraulic rutier poate fi o soluție

viabilă și eficientă pentru înlocuirea unui strat de bază sau de fundație din agregate

naturale;

• Evaluarea experimentală a calității patului drumului, realizată cu deflectometrul

dinamic ușor GPS ZORN ZFG 3000 și placa statică Lucas, a oferit rezultate

convenabile, în special pentru pământul stabilizat cu liant hidraulic. Capacitatea

portantă a pământului stabilizat a fost de peste zece ori mai mare comparativ cu

cea a pământului natural (la 7 zile după execuție);

• Materialul reciclabil (mixtura asfaltică) prezintă o curbă granulometrică

asemănătoare cu cele de referință. Acest rezultat dovedește că este posibilă

obținerea acestor caracteristici particulare de clasificare in-situ, fără a adăuga

materiale suplimentare, cu excepția agentul de reciclare;

• Evoluția în timp a rezistențelor la compresiune și întindere ale mixturii asfaltice

frezate și stabilizate și ale balastului stabilizat prezintă o tendință ascendentă

pronunțată, iar valorile ultime ale acestor caracteristici mecanice sunt superioare

celor ale materialelor de construcție necoezive (piatră spartă, balast, etc).

➢ Capitolul 6 a avut ca obiectiv principal prezentarea rezultatelor programului

experimental, raportate la parametrii ce caracterizează comportamentul structural la

diferite nivele de trafic ale sectoarelor de drum realizate cu materiale reciclate și

stabilizate. Corelând rezultatele testelor realizate pe materiale (prezentate în capitolul 5)

cu cele determinate pe structura rutieră (prezentate în capitolul 6) se pot formula

următoarele concluzii:

• Modulii de deflecție (elasticitate) a pământului de fundare de tip 4d stabilizat cu

liant hidraulic rutier Dorosol 3 %, determinați cu echipamentului ZORN ZFG

3000 GPS și placa Lucas sunt de 10 ori mai mari comparativ cu cei ai pământului

de fundare nestabilizat de tip 4b. De asemenea, rezistențele mecanice medii la

compresiune (2,67 MPa) și întindere (0,22 MPa) ale pământului stabilizat,

determinate la 28 de zile, prezintă valori convenabile.

• Caracteristicile granulometrice ale tuturor materialelor stabilizate (pământ tip 4d

și balast) si ale materialelor reciclate și stabilizate (mixtura asfaltică) se încadrează

în limitele impuse în normativele în vigoare. Acest aspect demonstrează faptul că

metodele de stabilizare și reciclare prezentate în acest studiu pot fi implementate

direct pe șantier, fără a fi necesar transportul agregatelor în stații fixe și fără a

utiliza materiale de adaos.

Page 112: Către - Perfectionarea prin doctorat

CONCLUZII GENERALE. CONTRIBUȚII PERSONALE.

VALORIFICAREA REZULTATELOR PROGRAMULUI DOCTORAL

99

• Caracteristicile mecanice ale materialelor reciclate și stabilizate sunt superioare

celor ale materialelor de construcție clasice, necoezive (piatră spartă și balast),

utilizate la construcția straturilor nelegate din componența structurilor rutiere.

• În ansamblu, valorile maxime și distribuțiile deformațiilor remanente corespund

alcătuirilor structurale ale sectoarelor. Analizând alura profilului transversal

complet al deformațiilor remanente a sectoarelor de pe arealul pistei de încercare

se observă că adâncimea crește odată cu numărul de treceri.

• Analizând componența straturilor prezentată în secțiunea 5.4.1 și valorile ultime

ale deformațiilor specifice, se observă că utilizarea materialelor stabilizate /

reciclate nu influențează starea de degradare dezvoltată la nivelul stratului de

uzură ca urmare a acțiunii traficului rutier.

• Distribuțiile deformațiilor specifice longitudinale urmează același tipar înregistrat

pentru distribuțiile deformațiilor remanente. Ambele seturi de valori

demonstrează că regiunile cele mai susceptibile de apariție a degradărilor sunt

localizate sub roata motrice a ansamblului de testare.

• Deformațiile specifice longitudinale maxime înregistrate pe sectorul experimental

1 sunt mai mari, în medie, cu aproximativ 30 % față de valorile înregistrate pe

sectoarele experimentale 2 și 4. Acest fapt se datorează alcătuirilor constructive

avantajoase a sectoarelor 2 și 4, ce permit distribuții convenabile ale eforturilor

secționale. Aceste sectoare au în componență straturi stabilizate din balast și

pământ (sectorul 4), respectiv mixtură asfaltică reciclată (sectorul 2).

• În cazul sectoarelor 4 și 5 deformațiile specifice transversale prezintă o evoluție

cvasiliniară până la atingerea valorilor maxime. Aceste sectoare au fost realizate

cu straturi de bază clasice de 25 cm din piatră spartă și balast stabilizat.

• În cazul sectoarelor experimentale 1, 2 și 3, curbele ce reprezintă distribuțiile

deformațiilor specifice transversale prezintă două paliere distincte. Primul palier

este caracterizat de o creștere accelerată a deformațiilor specifice, iar cel de al

doilea palier prezintă o creștere constantă a deformațiilor specifice transversale în

raport cu numărul de treceri.

• Pentru sectoarele experimentale realizate cu aceeași alcătuire structurală și pe

aceeași adâncime maximă (sectoarele 4 și 5), înlocuirea pietrei sparte cu balast

stabilizat conduce la o scădere de 51 % a valorii maxime înregistrate pentru

deformațiile specifice transversale. Aceeași observație este valabilă și pentru

sectoarele experimentale 1, 2 și 3, unde înlocuirea pietrei sparte cu balast stabilizat

și mixtură asfaltică reciclată și stabilizată are ca efect o diminuare de aproximativ

30 % a deformațiilor specifice transversale.

Page 113: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

100

• Valorile minime ale presiunilor la nivelul patului drumului corespund sectoarelor

experimentale 4 și 5 (5,4 kPa și 6,4 kPa), pentru care pământul de fundare a fost

stabilizat cu liant hidraulic rutier.

• Conform specificațiilor din normativul CD 155-2001, corespondența dintre

volumul traficului simulat și capacitățile portante determinate la nivelul

suprafețelor de rulare indică faptul că toate structurile rutiere analizate au

performanțe structurale „excepționale”.

• Pentru toate structurile rutiere analizate, deformațiile verticale la nivelul

suprafeței de rulare cresc cu aproximativ 26 % în intervalul 250000 – 1000000 de

treceri. La solicitări din trafic extrem de greu, sectoarele realizate cu materiale

reciclate și stabilizate (sectoarele 2, 3 și 4) au dezvoltat deformații verticale

maxime cuprinse între 25 % și 69 % din valoarea admisibilă indicată de legislația

în vigoare.

• Evaluarea stării tehnice a structurilor rutiere presupune determinarea rugozități,

deoarece aceasta constituie o caracteristică funcțională a suprafeței de rulare, ce

influențează parametrii de siguranță și confort ai traficului rutier.

• În cazul sectoarelor experimentale evaluate prin metodele SRT și HS rezultatele

sunt comparabile. Astfel, la depășirea pragului de 250000 de treceri sunt necesare

lucrări de întreținere în vederea menținerii în parametri normali a aderenței dintre

pneuri și suprafața de rulare.

➢ Capitolul 7 a avut ca obiectiv principal prezentarea rezultatelor analizelor numerice,

raportate la parametrii ce caracterizează comportamentul structural la diferite nivele de

trafic, al sectoarelor de drum realizate cu materiale reciclate și stabilizate. Corelând

rezultatele testelor realizate pe structura rutieră (pe materialele componente și per

ansamblu) cu cele obținute prin intermediul analizelor numerice se pot formula

următoarele concluzii:

• Prin cercetarea experimentală întreprinsă și analiza numerică în programele de

calcul Calderom 2000 și Alize, s-a putut constata faptul că rezultatele privind

dimensionarea sectoarelor rutiere experimentale și răspunsul structural al acestora

la solicitările din trafic constituie o garanție obiectivă privind implementarea în

țara noastră a structurilor rutiere în a căror componență se regăsesc materiale

reciclate și stabilizate .

• Ambele programe de analiză numerică utilizează metoda multistrat Burmister.

Astfel, problema echilibrului limită dintre solide elastice suprapuse se rezolvă prin

asimilarea cu două straturi, primul de grosime finită, iar al doilea de grosime

semifinită. În această abordare stratul superior (sau straturile, după caz) nu mai

este o placă subțire (aspect comun al metodelor analitice ce au precedat metoda

Page 114: Către - Perfectionarea prin doctorat

CONCLUZII GENERALE. CONTRIBUȚII PERSONALE.

VALORIFICAREA REZULTATELOR PROGRAMULUI DOCTORAL

101

Burmister) ci un strat în care eforturile și curburile (deformata) la fața superioară

și inferioară, sunt diferite.

• Deși ambele programe de analiză a structurilor rutiere utilizează metoda

Burmister, rezultatele obținute diferă. Acest aspect se datorează condițiilor de

continuitate dintre straturi care, în cazul programului Alizee pot fi modelate

distinct pentru fiecare interfață.

• Discrepanțele dintre rezultatele obținute în urma modelărilor numerice realizate

cu programe similare și bazate pe metoda Burmister sunt întâlnite des în practica

comună de proiectare a structurilor rutiere elastice. Astfel, în marea majoritate a

țărilor europene, rezultatele obținute în urma proiectării sunt comparate cu cele

existente în bazele de date ale administratorilor rutieri. Spre exemplu, în țările

anglo-saxone, rezultatele teoretice se compară cu rezultatele experimentale

existente din testarea celor 1500 de sectoare experimentale ce constituie baza de

date comună a administratorilor rutieri. Pentru validarea datelor de proiectare se

acceptă o variație de maxim 5 % față de datele experimentale de referință. Pe de

altă parte, în țările latine, se realizează determinări de laborator pe diverse tipuri

de mixturi asfaltice și se compară rezultatele cu cele obținute teoretic prin

proiectarea mixturii din straturile bituminoase. Dacă rezultatele sunt asemănătoare

pentru două tipuri distincte de mixturi se reia calculul. (Dorobanțu și Andrei,

2015)

• În funcție de parametrii analizați, un sector experimental poate fi modelat în

variante multiple, iar validitatea rezultatelor poate fi probată doar pe cale

experimentală. Metodele de analiză exemplificate în studiile comparative

prezentate sunt clare și bine susținute matematic pentru sisteme rutiere ale căror

straturi au o comportare liniar elastică.

• Analizând valorile maxime ale deformațiilor specifice longitudinale, se observă

că pentru toate sectoarele rutiere, analiza numerică bazată pe programul Alize, în

cea de a doua variantă, a furnizat rezultatele cele mai apropiate de cele

experimentale. În această abordare, interfața de la baza îmbrăcăminții asfaltice

constă în strat de baza definit de 1/2 aderență și 1/2 lunecare, iar caracteristicile

de deformabilitate au fost modelate conform specificului structurilor rutiere din

Romania.

• Analizând valorile maxime ale deformațiilor specifice transversale, se observă că

pentru primul sector rutier analiza numerică în programul românesc Calderom

2000 a furnizat rezultate asemănătoare cu cele determinate pe cale experimentală.

În această abordare, toate interfețele au fost definite prin aderență totală, iar

caracteristicele de deformabilitate au fost modelate conform specificului

structurilor rutiere din Romania. În cazul sectoarelor rutiere 2, 3, 4 și 5, analiza

Page 115: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

102

numerică în programul Alize, în prima variantă, a furnizat rezultatele cele mai

apropiate de cele obținute pe cale experimentală. În această abordare, toate

interfețele au fost definite prin aderență totală, iar caracteristicele de

deformabilitate au fost modelate conform specificului structurilor rutiere din

Romania.

• Din toate cazurile analizate, doar un singur set de rezultate furnizat de programul

românesc de dimensionare a structurilor rutiere coincide cu valorile determinate

pe cale experimentală.

8.2 Contribuții personale

Pe baza concluziilor prezentate, se pot sintetiza următoarele contribuții personale, în raport

cu domeniul studiat:

➢ Descrierea cronologică a evenimentelor care au marcat evoluția drumurilor, de la primele

structuri de drumuri romane, până la structurile rutiere moderne.

➢ Prezentarea alcătuirilor structurale a drumurilor utilizate în perioada Romană, în timpul

Evului Mediu, pe perioada Renașterii (structura Trésaguet, structura Telford și structura

McAdam), în perioada interbelică și în prezent.

➢ Identificarea celor mai reprezentative lucrări de specialitate, din domeniul reciclării

mixturilor bituminoase îmbătrânite, prin prezentarea listei bibliografice.

➢ Elaborarea unui studiu de sinteză structurat pe două paliere care să prezinte cele mai

relevante teste realizate pe sectoare de drum experimentale și să descrie succint rezultatele

promovate de diverse echipe de cercetare, implicate în caracterizarea răspunsului

structural al sectoarelor de drum în a căror componență se regăsesc materiale reciclate

și/sau stabilizate.

➢ Descrierea materialelor clasice și moderne utilizate la construcția sectoarelor rutiere.

➢ Identificarea și descrierea elementelor constructive ale ansamblelor de testare a

structurilor rutiere, de tip „stație pilot”.

➢ Conceperea și elaborarea unui program experimental ce a avut ca obiectiv principal

caracterizarea răspunsului structural la acțiunea traficului ale sectoarelor de drumuri

realizate cu materiale reciclate și/sau stabilizate. În cadrul studiilor experimentale, se pot

distinge următoarele activități specifice și contribuții:

• Proiectarea unor configurații variate de structuri rutiere semirigide și suple, în a

căror componență se regăsesc materiale reciclate și/sau stabilizate.

• Evaluarea pământului de fundare existent în stația pilot ALT-LIRA.

Page 116: Către - Perfectionarea prin doctorat

CONCLUZII GENERALE. CONTRIBUȚII PERSONALE.

VALORIFICAREA REZULTATELOR PROGRAMULUI DOCTORAL

103

• Stabilizarea pământului de fundare provenit din două gropi de împrumut,

excavate în afara amplasamentului.

• Realizarea unei suite de teste pentru determinarea caracteristicilor

granulometrice și de compactare, a modulilor de elasticitate și a capacității

portante ale pământurilor de fundare stabilizate și nestabilizate.

• Construirea sectoarelor experimentale în arealul stației pilot ALT-LIRA,

utilizând tehnici de punere în operă clasice și moderne.

• Reciclarea și stabilizarea unor mixturi asfaltice îmbătrânite conform metodei de

reciclare „la rece”.

• Realizarea unei suite de teste pentru determinarea caracteristicilor

granulometrice și de compactare, modulilor de elasticitate și capacității portante

ale mixturilor reciclate și stabilizate.

• Instrumentarea straturilor din componența sectoarelor rutiere experimentale.

• Adaptarea parametrilor de testare la caracteristicile traficului rutier din România.

• Simularea traficului din cale reală prin parcurgerea a 1000000 de treceri cu

sarcina osiei standard de 115 kN, la o viteză medie de 20 km/h.

• Analiza variațiilor parametrilor definitorii ai comportamentului structural ale

sectoarelor de drumuri experimentale: deformații remanente, deformațiilor

specifice transversale, deformațiilor specifice longitudinale, capacități portante

și presiuni la nivelul pământului de fundare.

➢ Identificarea metodelor de modelare și analiză ce furnizează rezultate cât mai apropiate

de cele determinate pe cale experimentală.

➢ Realizarea unor analize numerice cu scopul de a verifica și valida rezultatele obținute pe

cale experimentală;

➢ Realizarea unui studiu comparativ între rezultatele numerice obținute prin utilizarea a

două tipuri distincte de programe de calcul a structurilor rutiere.

➢ Realizarea unui studiu comparativ între rezultatele obținute pe baza analizei numerice și

a celor furnizate pe baza programului experimental.

8.3 Valorificarea rezultatelor programului de doctorat

Pe parcursul programului doctoral, activitatea de cercetare desfășurată s-a valorificat în

următoarele moduri:

Page 117: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

104

➢ Participarea, în calitate de membru, la activitatea de cercetare desfășurată în cadrul unui

proiect național:

"Contract nr. 466P/22.03.2017 – Studii și cercetări prin încercări accelerate în Stația

de încercări accelerate din cadrul Facultății de Construcții și Instalații a structurilor rutiere

sustenabile realizate cu amestecuri stabilizate cu lianți hidraulici rutieri produși de Holcim

România și utilizați la modernizarea și consolidarea de drumuri"

➢ Publicarea, în calitate de autor sau coautor, a unui număr de 7 de lucrări științifice, astfel:

Lucrări publicate în reviste cotate ISI cu factor de impact ridicat (zona roșie, FI: 4,419)

(1)

1. Ungureanu D, Țăranu N, Hoha D, Zghibarcea Ș, Isopescu DN, Boboc V, Oprișan G,

Scutaru MC, Boboc A, Hudișteanu I (2020) Accelerated testng of a recycled road structure

made with reclaimed asphalt pavement material, 262, 120658.

Lucrări în curs de publicare în reviste/volume ISI Proceedings (1):

1. Hoha D, Țăranu N, Ungureanu D, Boboc V, Isopescu DN, Pleșcan EL, Boboc A,

Scutaru MC, Domnița LI (2019) Investigations regarding the degradation state of a

Romanian country road, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering,

Volume 789, International Conference CIBv2019 Civil Engineering and Building Services

1-2 November 2019, Brașov, Romania, 789, 012024.

Lucrări publicate în reviste BDI (3):

1. Boboc V, Boboc A, Hoha D, The analysis of road traffic on Calea Unirii Street în Suceava

City, Bulletin of the Transilvania University of Braşov, Vol. 10 (59), No. 1, 2017.

2. Hoha D, Boboc V, Boboc A, The behaviour of a flexible road pavement under accelerated

loading test, Bulletin of the Transilvania University of Braşov, Vol. 10 (60), No. 1, 2018.

3. Hoha D, Țăranu N, Ungureanu D, Boboc A, Isopescu DN, Boboc V, Accelerated testing

of road structures made of traditional and recyclable materials. Experimental set-up, The

Bulletin of the Polytechnic Institute of Jassy, Construction, Architecture Section, Vol.

65(69), No. 3, pp 147-160.

Lucrări publicate în volume ale conferințelor naționale (2):

1. Hoha D, Încercarea accelerată a structurilor rutiere, Creații Universitare – Al XI-lea

Simpozion Național, Iași, 1 iunie 2018.

2. Hoha D, Boboc V, Boboc A, Evaluarea stării tehnice a unui tronson de drum RO-LTPP în

timp, Al XV-lea Congres Național de Drumuri și Poduri din România, Iași, 19-22

septembrie 2018

➢ Contribuții la elaborarea unor materiale didactice la disciplinele de drumuri din cadrul

Facultății de Construcții și Instalații Iași.

Page 118: Către - Perfectionarea prin doctorat

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

105

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. AASHTO (1998) Guide for Design of Pavement Structures. AASHTO Rigid Pavement vol.

2.

2. ALIZE-LCPC Software manual, version 1.3 (2011), disponibil on-line la: http://www.alize-

lcpc.com/documents/ALIZE-MU-V130-GB.pdf.

3. Al-Khateeb GG (2020) Traffic and pavement engineering. Editura CRC Press.

4. AND 530 (2012) Instrucțiuni privind controlul calității terasamentelor, Anexa 4 – Metode

rapide de teren pentru estimarea capacității portante și a gradului de compactare (in

Romanian).

5. AND 532 (1997) Normativ privind reciclarea la rece a îmbrăcămintei rutiere (in Romanian).

6. AND 605 (2016) Normativ privind mixturile asfaltice executate la cald. Condiții tehnice de

proiectare, preparare și punere în operă a mixturilor asfaltice (in Romanian).

7. Andrei R, Stoica C (2014) Drumurile în concepția generației actuale. Editura Societății

Academice ― Matei - Teiu Botez, Iași.

8. Anon (2014) The strain gauge. Dokuz Eylul University

(http://web.deu.edu.tr/mechatronics/TUR/strain_gauge.htm).

9. APDP–AND (2002) În memoria drumurilor. Ed. Indesit – Bucureşti.

10. ASTM D1195 / D1195M – 09 (2015) Standard test method for repetitive static plate load tests

of soils and flexible pavement components, for use in evaluation and design of airport and

highway pavements.

11. ASTM D1196 / D1196M – 12 (2016) Standard Test Method for Nonrepetitive Static Plate

Load Tests of Soils and Flexible Pavement Components, for Use in Evaluation and Design of

Airport and Highway Pavements.

12. Blanchard AH (1919) American Highway Engineers Handbook. J. Wiley and Sons Edit. New

York - SUA.

13. Brockenbrough RL (2009) Highway engineering handbook. Editura McGraw-Hill, USA.

Page 119: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

106

14. Burlacu AF, Răcănel C, Burlacu A (2016) The influence of road materials characteristics on

road safety. Romanian Journal of Materials, 46, 4, 552-559.

15. Burlacu A, Burlacu AF, Răcănel C (2018) Road safety management in Romania. 5th

International Conference on Road and Rail Infrastructure (CETRA), Zadar, CROATIA.

16. CD 148 (2003) Ghid privind tehnologia de execuție a straturilor de fundație din balast (in

Romanian).

17. CD 155 (2001) Instrucțiuni tehnice pentru determinarea stării tehnice a drumurilor moderne

(in Romanian).

18. Chrisholm H (2015) The Encyclopedia Britannica, Volume 5. Editura Arkose Press, UK.

19. Cososchi B, Taranu N, Zarojanu HG, Andrei R, Boboc V, Muscalu M, Banu OM (2009) D3.2

Accelerated load testing 1-200K passes.

20. Delatte NJ (2014) Concrete pavement design, construction and performance. Editura CRC

Press.

21. Domitrovic J, Rukavina T, Lenart S (2019) Effect of freeze-thaw cycles on the resilient moduli

and permanent deformation of RAP/natural aggregate unbound base mixtures, Transportation

Geotechnics, 18, 83-91.

22. Dorobanţu S (2009) AIPCR: 100 de ani de la constituire. Revista "Drumuri Poduri Nr.73.

23. Dorobanțu S și Andrei R (2015) Evoluția principiilor de alcătuire și dimensionare a

structurilor rutiere. Editura Societății Academice „Matei-Teiu Botez”, Iași.

24. Doroport - Fișa tehnică de produs (2020), disponibilă on-line la:

https://www.holcim.ro/sites/romania/files/documents/10.01_Doroport_RO_fisa_tehnica_0.p

df.

25. Dorosol - Fișa tehnică de produs 015-07/166, 2020.

26. Drakos C (2005) Pavement Design Principles. University of Florida USA.

27. Dynatest PAST 2 - Fișa tehnică de produs (2020), disponibilă on-line la:

http://files.eltronic.dk/dynatest/Website/PAST.pdf.

28. Dynatest SOPT 68A - Fișa tehnică de produs (2020), disponibilă on-line la:

http://files.eltronic.dk/dynatest/Website/PAST.pdf.

29. Echipament ZORN ZFG pentru determinarea caracteristicilor mecanice in situ (2007),

Agrementul Tehnic 004-07/919-2007.

Page 120: Către - Perfectionarea prin doctorat

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

107

30. Erkens S, Liu X, Anupam K, Yiqiu T (2016) Functional pavement design. Editura CRC Press,

China.

31. Giurgiutiu V (2015) Structural health monitoring of aerospace composites. Elsevier,

Amsterdam, Holland.

32. Hindley M (2017) Destination Casablanca: Exile, Espionage, and the Battle for North Africa

in World War II. Editura PublicAffairs.

33. Hoffmann K (1989) An introduction to measurements using strain gauges. HBM Publication,

Darmstadt, Germany.

34. Hoppe EJ, Lane SG, Fitch M, Shetty S (2015) Feasibility of reclaimed asphalt pavement

(RAP) use as road base and subbase material Report No. VCTIR 15-R6, available online at:

http://www.trb.org/Materials/Blurbs/171992.aspx.

35. Hubbart CC (2017) Causes of defects and deteriorations in asphalt pavements: Thesis. Editura

Forgotten Books.

36. https://www.spatiulconstruit.ro/gama-de-produse/geotextile-netesute-din-polipropilena-si-

poliester-pentru-separare-filtrare-protectie-mecanica-ranforsare-si-drenaj/339.

37. https://tineri.md/foto-construit-pe-timpul-lui-ferdinand-i-drumul-pavat-din-centrul-orasului-

falesti-este-o-atractie-turistica/.

38. https://www.tudelft.nl/en/ceg/about-faculty/departments/engineering-structures/sections-

labs/pavement-engineering/research/accelerated-pavement-testing/.

39. Jones D, Harvey J, Mateos A, Al-Qadi I (2012) Advances in pavement design through full-

scale accelerated pavement testing. CRC Press Taylor & Francis, Netherlands.

40. Kumar RS (2018) Pavement design. Editura Universities Press.

41. Locander R (2009) Analysis of using reclaimed asphalt pavement (RAP) as a base course

material Research Report No. 2009-5, available online at:

https://www.codot.gov/programs/research/pdfs/2009/rapbase.pdf/view.

42. Lucaci G, Costescu I, Belc F (2000) Construcția drumurilor. Editura Tehnică, București.

43. Lucaci G, Belc F, Bancea C, Costescu C (2010) Drumuri. Elemente de proiectare. Editura

Politehnica.

44. Mallick RB, El-Korchi T (2017) Pavement Engineering: Principles and Practice, Third

Edition. CRC Press Taylor & Francis, Boca Raton, USA.

Page 121: Către - Perfectionarea prin doctorat

SOLUȚII EFICIENTE DIN MATERIALE RECICLABILE PENTRU STRUCTURI RUTIERE

108

45. McGarrah EJ (2007) Evaluation of current practices of reclaimed asphalt pavement/virgin

aggregate as base course material Report No. WA-RD 713.1, available online at:

https://www.wsdot.wa.gov/Research/Reports/700/713.1.htm.

46. NP 075 (2002) Normativ pentru utilizarea materialelor geosintetice la lucrările de construcții

47. Overy R (1918) World War I From Sarajevo to Versailles. Edit. Dorling Kindersley Ltd.

48. Papagiannakis AT și Masad EA (2008) Pavement design and materials. Editura Wiley.

49. PD 177 (2001) Normativ pentru dimensionarea structurilor rutiere suple si semirigide (metoda

analitica), (in Romanian).

50. Răcănel I (1987) Drumuri moderne. Racordări cu clotoida. Editura Tehnică, București.

51. Răcănel C, Burlacu A (2014) Laboratory studies concerning „warm mix” technology applied

to asphalt mixtures with local limestone aggregates for base course. Sustainability, eco-

efficiency and conservation in transportation infrastructure asset management, 139-145.

52. Romanescu C și Răcănel C (2003) Reologia lianților bituminoși și a mixturilor asfaltice.

Editura Matrix Rom, București.

53. Rogers M și Enright B (2016) Highway engineering. Third Edition. Editura John Wiley &

Sons Inc.

54. SR 1913/13 (1983) Teren de fundare. Determinarea caracteristicilor de compactare.

Încercarea Proctor (in Romanian).

55. SR 8942/6 (1975) Încercarea la compresiune monoaxială (in Romanian).

56. SR EN 1097-6 (2013) Încercări pentru determinarea caracteristicilor mecanice şi fizice ale

agregatelor. Partea 6: Determinarea densităţii şi a absorbţiei de apă a granulelor (in

Romanian).

57. SR EN 12697-6 (2012) Mixturi asfaltice. Metode de încercare pentru mixturi asfaltice

preparate la cald. Partea 6: Determinarea densității aparente a epruvetelor bituminoase (in

Romanian).

58. SR EN 12697-8 (2004) Mixturi asfaltice. Metode de încercare pentru mixturi asfaltice

preparate la cald. Partea 8: Determinarea caracteristicilor volumetrice ale epruvetelor

bituminoase (in Romanian).

59. SR EN 12697-22+A1 (2007) Mixturi asfaltice. Metode de încercare pentru mixturi asfaltice

preparate la cald. Partea 22: Încercare de ornieraj (in Romanian).

Page 122: Către - Perfectionarea prin doctorat

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

109

60. SR EN 12967-34 (2012) Mixturi asfaltice. Metode de încercare pentru mixturi preparate la

cald. Partea 34: Încercarea Marshall (in Romanian).

61. SR EN 13036-1 (2010) Caracteristici ale suprafeței drumurilor și aeroporturilor. Metode de

încercare. Partea 1: Măsurarea adâncimii macrotexturii suprafeței îmbrăcămintei, prin tehnica

volumetrică a petei.

62. SR EN 13108/1-2006+AC (2008) Mixturi asfaltice. Specificații pentru materiale. Partea 1:

Betoane asfaltice (in Romanian).

63. SR EN 13242+A1 (2009) Agregate din materiale nelegate sau legate hidraulic pentru utilizare

în inginerie civilă și în construcția de drumuri (in Romanian).

64. SR EN 13282/1 (2013) Lianți hidraulici rutieri. Partea 1: Întărirea rapidă a lianților hidraulici

rutieri. Compoziție, specificații și criterii de conformitate (in Romanian).

65. STAS 2914 (1984) Lucrări de drumuri. Terasamente. Condiții tehnice generale de calitate (in

Romanian).

66. STAS 6400 (1984) Lucrări de drumuri. Straturi de bază și de fundație. Condiții tehnice

generale de calitate (in Romanian).

67. STAS 10473/1 (1987) Straturi din agregate naturale sau pământuri stabilizate cu ciment (in

Romanian).

68. Ungureanu D, Țăranu N, Hoha D, Zghibarcea Ș, Isopescu DN, Boboc V, Oprișan G, Scutaru

MC, Boboc A, Hudișteanu I (2020) Accelerated testng of a recycled road structure made with

reclaimed asphalt pavement material, 262, 120658.

69. Ungureanu R, Răcănel C, Grisic G (2018) Hot asphalt mixture containing waste products. 5th

International Conference on Road and Rail Infrastructure (CETRA), Zadar, CROATIA.

70. Viatop Premium – Fișa tehnică de produs (2020), disponibilă on-line la:

https://www.jrs.eu/jrsAssets/docs/strassenbau/produktflyer/en/viatop-premium-

productflyer.pdf.

71. Ward-Perkins B (2008) Căderea Romei si sfârșitul civilizației. Editura ALL.

72. Wheel (2010). Wikipedia Encyclopedia.