DICU MIHAI - Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drumurilor

DICU MIHAI

UNELE TEHNOLOGII DE LUCRU APLICATE N

CONSTRUCIA DRUMURILOR

BUCURETI

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate n construcia drumurilor

pag.2

Prefa

Lucrarea intitulat: "UNELE TEHNOLOGII DE LUCRU APLICATE N CONSTRUCIA

DRUMURILOR", reprezint un suport de curs pentru studenii anului IV specialitatea Drumuri din

cadrul Facultii de Ci ferate, Drumuri i Poduri. n mare parte, este o lucrare n stilul personal

al autorului, a unor cursuri de specialitate editate n cadrul Universitii Tehnice de Construcii

Bucureti.

Prezentul manual este organizat i inspirat din programa analitic propus de prof.dr.ing.

Romanescu Constantin, precum i din notele de curs elaborate n perioada cnd rspundea de

aceast disciplin.

Scopul lucrrii este acela de a iniia cunotinele studenilor din anii terminali cu elemente

de tehnologie, vizionate n cadrul programelor de practic tehnologic i care vor fi completate la

curs cu casete video de specialitate.

Lucrarea nu are pretenia c a prezentat ntreg domeniul de tehnologie a lucrrilor de

drumuri i de aceea a fost intitulat "UNELE TEHNOLOGII DE LUCRU APLICATE N

CONSTRUCIA DRUMURILOR", tocmai pentru a rspunde scopului menionat.

AUTORUL

Dicu Mihai


pag.3

CAPITOLUL 1

1.1 Tehnologia lucrrilor de drumuri

Aceast materie se ocup de analiza modului de realizare a lucrrilor de terasamente i de

suprastructur a drumului. Tehnologia lucrrilor reprezint schema logic n care se nlnuie

operaii specializate pentru realizarea unui obiectiv. Prin ea se stabilete ordinea prin care intr n

aciune diversele utilaje de construcii specilizate pe tipuri de lucrri. Lanul de utilaje de construcii

operaionale n fronturi de lucru, poart denumirea de sistem de maini.

Aplicarea unei anumite tehnologii de lucru presupune o foarte bun cunoatere a proiectelor i a

pieselor componente. Astfel, n urma analizei planului de situaie (fig.1), a profilului longitudinal

(fig.2) i a profilelor transversale (fig.3), se studiaz tabloul de calcul a volumelor de terasamente

(tab.1), ce reprezint ultima faz de proiectare prin care se specific antemsurtoarea lucrrilor.

Pornind de la proiect, contructorul ce particip la o licitaie de obinere a unei lucrri de drumuri, i

stabilete modul de compensare a teresamentelor prin ntocmirea diagramei LALANNE (fig.8) i i

completeaz tabloul de micare a pmntului (tab.2).

Analiznd tabloul de micare a pmntului funcie de distanele de transport i productivitatea

utilajelor care sap precum i cele care realizeaz straturile de umplutur, constructorul va ntocmi

schema tehnologic de lucru prin alctuirea sistemei de maini n varianta sa optim. Pentru aceasta

va folosi METODA MULTICRITERIAL PENTRU ALEGEREA VARIANTEI OPTIME DE

MECANIZARE, ce va face obiectul prelegerilor de curs, viitoare.

Fig. 1 - Plan de situaie

Dicu Mihai


pag.4

Fig. 2 - Profil n lung

Fig. 3 - Profil transversal tip

1 - fundaie; 2 - strat de baz; 3- mbrcminte; 4 - strat de uzur; 5 - bordur;

6 - band de ncrcare; 7 - trepte de nfrire; 8 - rigol; 9 - parapet

Tabel 1

Calculul terasamentelor

Metoda distanelor aplicabile

Nr.

prof

il

Poziia

kilometric

km+m

Dis

tan

a di

ntre

prof

iluri

m

Dis

tan

a m

edie

m

Suprafee

m

Volume 2 m

Ampriz 3

Taluz

R

Taluz

D

1 6+850.00 12.50 3.90 2.30 48.75 28.75 17.00 212.50 1.15 14.375 0.95 11.875

25.00

2 875.00 17.50 5.40 4.80 94.50 84.00 21.00 367.50 1.80 31.50 1.20 21.00

10.00

3 885.00 11.00 6.80 1.10 74.80 12.10 12.50 137.50 2.30 25.30 0.75 8.25

12.00

Ti 897.00 1 11.00 10.50 - 115.5

0

- 22.00 242.00 3.85 42.35 - -

4 7+007.00 - 4.40 5.60 - - 17.80 - 1.75 - 3.15 -

1.2 Organizarea lucrrilor de terasamente

Dicu Mihai


pag.5

Lucrrile de terasamente sunt definite ca toalitatea operaiilor de sptur i umplutur executate n

lungul drumului, pentru realizarea corpului drumului.

Terasamentele reprezint volume de pmnt limitate de profile transversale analizate n faza de

proiectare. Pentru executarea lor trebuie s se tie cum este utilizat pmntulrezultat din spturi,

respectiv n ce profil de umplutur se folosete, la ce distan i cu ce utilaj se transport.

Aceast etap de studiu, completat cu detalierea procedeelor de lucru n sectoarele de sptur, i

cele din sectoarele de umplutur precum i cu varianta optim de mecanizare a lucrrilor, reprezint

proiectul tehnologic de execuie a terasamentelor.

Micarea pmnturilor pentru realizarea corpului drumului se efectueaz att n sens transversal ct

i n lungul drumului.

Pentru micarea transversal a pmntului, denumit i compensare n acelai profil se poate ntlni

trei cazuri posibile i anume:

cazul ideal cnd ntregul volum de pmnt spat este folosit pentru realizarea necesarului de

umplutur (fig. 4.a);

cazul n care necesarul de umplutur este mai mic dect volumul de sptur, prisosul fiind folosit

n lungul drumului (fig. 4.b);

cazul n care volumul de sptur din profil este mai mic dect necesarul de umplutur din acelai

profil, restul fiind adus din alte profile din lungul drumului (fig. 4.c)

Fig. 4 - Micarea transversal a pmntului

Pentru a realiza o lucrare economic, se acioneaz nc din faza de proiectare, cnd traseul

propus trebuie s conin ct mai multe profile transversale la care suprafeele de rambleu s fie

egale cu cele de debleu.

Dicu Mihai


pag.6

Depozitele de pmnt suplimentar precum i camerele de mprumut creaz i ele cheltuieli

suplimentare, care trebuie s fie ct mai mici. Soluiile cele mai economice le reprezint depozitarea

pmntului lng ampriza drumului sub form de CAVALIERI (fig.5), sau depozite pe taluzul de

rambleu, care duc la sporirea stabilitii umpluturilor (fig.6).

Fig. 5 - Depozite de pmnt

1 - sptur; 2- cavalier

Fig. 6 - Depozite pe taluzuri de mplinire

Pe acelai principiu, mai ales la traseele de drum din zonele de es, se pot utiliza camere de

mprumut din aceeai seciune transversal (fig.7).

Fig.7 - Camere de mprumut

Atunci cnd nu este posibil aplicarea acestor soluii tehnice, solicitarea unor terenuri la

factorii de decizie locali, pentru amplasarea depozitelor de pmnt sau pentru realizarea unor gropi

Dicu Mihai


pag.7

de mprumut se face numai dup ntocmirea epurei LALANNE i a momentelor de transport (fig.

8,9).

Fig.8 - Epura micrii pmntului

Figura 9 - Compensarea terasamentelor n epur

Pe epur apar sectoare n cadrul crora se realizeaz transportul cu acelai mijloc de

transport. Totodat, pentru a nu avea prea multe categorii de preuri pentru acelai mijloc de

transport se determin o distan medie general pentru toate volumele transportate. Distana medie

de transport este media geometric a disanelor pariale ale diverselor cantiti de sptur

transportate. Aceast distan se determin fcnd rapotul dintre suma momentelor de transport i

suma volumelor transportate cu un anumit mijloc de transport. Reamintim c momentul de transport

este produsul dintre volumul transportat i distana de transport aferent.

Din epura LALANNE se poate determina n final volumul de pmnt necesar sau n prisos

ce trebuie adus din groapa de mprumul sau dus n depozit. Aceste zone se gsesc la distana (D) de

sectorul de drum n execuie. Necesarul de autobasculante pentru transportul pmntului (N) se

determin din condiia, ca utilajul de spat-ncrcat s lucreze n flux continuu. Astfel n timp ce un

Dicu Mihai


pag.8

mijloc de transport se afl la ncrcat (N-1) autobasculante se gsesc pe traseu unele ncrcate altele

descrcate (fig. 10).

Figura 10 - Moment de transport

Tabel 2

Nr.

prof

il

Pozi

ia K

m.

Dis

t. n

tre p

rofil

uri

m

Volume

m

Com

pens

ri

n ac

ela

i pro

fil

m

3

3

Nec

esar

um

plut

ur,

m

Pris

os s

pt

ur,

m

3

Dep

ozit,

m

3

mpr

umut

, m3

Prof

il n

car

e se

tran

spor

t

3

Dis

tan

de

tran

spor

t, m

Transport cu

buldozerul Transport auto

Um

plut

ura

Sp

tur

Can

titat

ea

m Mom

ent

de

trasp

ort,

m

3

Can

titat

ea, m3

Mom

ent

de

trasp

ort,

m

3

3

1 6+850.0 60.0 25.5 27.5 32.5 - - - - - - - - -

25.00

2 875.0 91.0 82.250 8.75

0 - - - - - - - - - -

10.0

3 885.0 74.80 - - 74.80 - - - - - - - - -

12.0

Ti 897.00 1 112.20 - - 112.20 - - - - - - - - -

4 7-007.0 - - 272.5 - - 272.5 - - Ti 10 1 112.20 1122.0 - -

Execuia lucrrilor de terasamente

Prin lucrri de terasamente nelegem totalitatea operaiilor de sptur i umplutur pe direcia

axului drumului n vederea realizrii corpului su.

Dicu Mihai


pag.9

Fig. 11

Dup cum se observ, ciclul de lucru este SPTUR- TRANSPORT- UMPLUTUR,

lucrrile desfurndu-se pe operaii specifice cu utilaje de construcii specializate.

Lucrri pregtitoare execuiei terasamentelor ]1[

Lucrrile de terasamente sunt precedate ntotdeauna de o serie de lucrri pregtitoare pentru

asigurarea unei execuii corecte, continue i cu productivitate sporit. Cele mai importante lucrri

pregtitoare sunt: verificarea i restabilirea traseului; defriarea zonei de arbuti i tufiuri;

doborrea arborilor i scoaterea rdcinilor; asanarea zonei; extragerea brazdelor i decaparea

pmntului vegetal; pichetarea profilelor transversale; amenajarea drumurilor de acces.

Dicu Mihai


pag.10

Verificarea: restabilirea traseului ]1[

Pe baza planului de situaie i a profilului n lung se restabilesc aliniamentele i curbele traseului

proiectat, cu ajutorul reperelor care au servit la ntocmirea proiectului cu ocazia studiilor pe teren.

Pentru a putea reconstitui poziia punctelor principale ale traseului (vrfurile de unghi, tangentele de

intrare i ieire din curbe, bisectoarele, punctele intermediare ale aliniamentelor lungi etc.) n cazul

distrugerii picheilor n timpul execuiei, acetia se repereaz lateral amprizei cu martori (fig. 12).

Martorii se fixeaz pe obiective fixe aflate n apropierea traseului (socluri de cldiri, copaci mari

etc.), sau prin borne de beton. Axa traseului astfel materializat este nscris ntr-o tabel care se

pred constructorului.

Fig. 12: Poziia martorilor pe traseu: M1 i M2

- martori.

Defriarea zonei de arbuti i tufiuri ]1[

Pentru a uura circulaia vehiculelor de transport i lucrul mainilor care execut terasamentele,

suprafaa ce reprezint ampriza drumului, a gropilor de mprumut i a depozitelor, precum i a

drumurilor de acces, se cur de arbuti i tufiuri, nlesnind astfel i uscarea acestor suprafee

(fig.13,14).

Dicu Mihai


pag.11

Fig. 13. Tietor de tufiuri

Fig. 14. Main de scos rdcini

Organizarea tehnologic a sufrafeelor de lucru

Fig. 15. Organizarea tehnologic a suprafeelor de lucru

Dicu Mihai


pag.12

ra limi reduse;

- obiecte cu lungimi i limi comparabile; b- obiecte cu lungimi mari i

F - fia de lucru;

eF - lime echipament;

0S

lf

- suprapunerea fiilor de lucru;

- limea real a fiei;

is - sectoare;

ss Ll , - dimensiuni sector;

00 , Ll - dimensiuni obiecte;

tt Ll , - dimensiuni tehnologice; st

- spaiu tehnologic.

Pentru sigurana acoperirii ntregii suprafee a sectorului de lucru fiile se suprapun astfel

nct se poate scrie relaia:

sll ef =

n care:

fl - este limea fiei de lucru,

el - limea de trecere a echipamentului de lucru,

s - suprapunerea fiilor.

n figura 16, se prezint schema tehnologic de deplasare a defriatorului n fii

transversale cu toate elementele caracteristice unei scheme de mecanizare.

Lungimea sectorului se stabilete astfel nct s rezulte un numr ntreg de fii ),( fnn :

f

sf l

Ln =

Norma de timp a utilajului la defriarea mecanic se determin n funcie de productivitatea

de exploatere a acestuia cu relaia matematic:

EE

UM

PPNNTU 000.10==

n care:

Dicu Mihai


pag.13

UMN este numrul de uniti de msur naturale )(2m cuprinse n unitatea de msur

reprezentativ ( aR hUM = conform indicator de deviz sT ); EP - productivitatea de exploatere

orar, exprimat n hm /2 .

Fig.16 - Schema tehnologic de deplasare a defritorului

n fii transversale

Considernd dou situaii de lucru i anume:

maina taie numai tufiuri;

maina taie i arbori mai groi (izolai),

rezult c se pot aplica dou relaii de calcul pentru productiviti:

)/(6010

2

1

13

1 hmn

tKbvP

T

=

respectiv:

)/(10606010

2

1

42213

2 hmn

tntKbvP

T

=

n care:

b - limea fiei de lucru )( fl , n metri;

v - viteza de deplasare n timpul lucrului n hkm / ;

Dicu Mihai


pag.14

TK - coeficient de folosire a timpului de lucru )95.080.0( =TK ;

1n - numrul de treceri pe acelai loc )31( =n ;

1t - timpul unei ntoarceri la captul sectorului, n minute;

2n - densitatea arborilor groi pe suprafa, n habuc / ;

2t - timpul necesar pentru doborrea unui arbore, n minute.

Corespunztor acestor dou relaii rezult normele de timp urmtoare:

(ore/ha)

=

60

101

1

tKvb

nNTUT

respectiv:

(ore/ha)

=

5221

1

10660

10tntKvb

nNTUT

Rdcinile tufiurilor i arbutilor, care nu au dimensiuni prea mari, pot fi scoase cu maini

speciale pentru scos rdcini (fig.17). Frunzele, ramurile uscate i toate resturile vegetale rmase n

urma utilajelor se strng cu grebla i se depoziteaz n afar zonei drumului.

Doborrea arborilor i scoaterea buturugilor ]1[

Doborrea arborilor este o operaie care se execut de echipele de muncitori specialiti. Materialul

lemnos dobort se scoate n afara amprizei, se stivuiete i se inventariaz n vederea valorificrii.

Arborii cu diametru mic se doboar cu ajutorul unui buldozer, prin mpingerea cu lama ridicat la

maximum, pentru a mpiedica rsturnarea lor peste buldozer (fig.17.a). Cnd arborele a fost

dezrdcinat, se coboar lama i se mpinge spre locul de depozitare (fig.17.b).

Dicu Mihai


pag.15

Fig. 17. Doborrea arborilor

Arborii de diametru mare se taie ct mai aproape de nivelul terenului; buturugile i rdcinile se

scot ulterior, dac este necesar. Astfel:

la ramblee mai mici de 1 metru nlime se scot att buturugile ct i rdcinile

la ramblee de 1...2 metri nlime se scot numai buturugile, iar rdcinile pot rmne n pmnt

la ramblee de peste 2 metri nlime nu se scot nici buturugile i nici rdcinile

la deblee se scot obligatoriu att buturugile, ct i rdcinile.

Buturugile se pot extrage att manual, ct i mecanizat. Obinuit, buturugile se trag cu

ajutorul unui cablu i al unei maini puternice (buldozer, excavator etc.). Prin aceast metod se pot

scoate arbori ntregi, dac au diametru mic.

Dac buturuga este puternic ancorat n pmnt prin rdcini, atunci ndeprtarea ei se

realizeaz numai cu ajutorul explozivilor.

Buturugile arborilor mari se scot de obicei cu ajutorul explozivilor (fig. 18). Se execut sub

buturug o gaur de min nclinat la 450 i cu adncimea de 1,5...2 ori diametrul D al buturugii.

Artificierul introduce n gaura de min explozibilul, apoi bureaz i provoac explozia.

Fig. 18. Extragerea buturugilor:

1-dinamit; 2- fitil.

Dicu Mihai


pag.16

Buturugile arborilor mai mici (diametrul sub 30 cm) se scot introducnd lama buldozerului

sub buturug i manevrnd dispozitivul de ridicare a lamei.

Lemnul rezultat din scoaterea buturugilor i rdcinilor se adun i se depoziteaz n afara

amprizei.

Este indicat ca doborrea arborilor i mai ales scoaterea buturugilor s fie fcut n perioada

cnd pmntul nu este ngheat. Deoarece pdurile contribuie mult la aprarea drumurilor mpotriva

nzpezirii i a mediului nconjurtor mpotriva polurii este necesar s fie ndeprtai numai arborii

de pe zona strict necesar, cu acordul procedurilor legale de specialitate.

Asanarea amprizei ]1[

nainte de nceperea execuiei lucrrilor de terasamente, pe ampriz i zonele din imediata

apropiere trebuie prevzute lucrri pentru meninerea terenului n stare uscat.

Locurile mltinoase se asaneaz cu ajutorul unei reele de anuri, canale de evacuare i drenuri,

care evacueaz apele n aval de limitele amprizei.

Lucrrile de asanare se execut din timp, deoarece procesul de evacuare a apelor i uscare a

pmntului este, n general, lent.

Totodat, se vor lua msuri pentru asigurarea scurgerii apelor de suprafa, spre a evita stagnarea i

bltirea apelor pe terenurile agricole nvecinate sau alte proprieti.

Extragerea brazdelor i decaparea pmntului vegetal ]1[

Pmntul vegetal conine un procent ridicat de particule fine i vegetale, ceea ce le face

puternic compresibil i deci mai puin recomandabil la executarea terasamentelor. El este ndeprtat

de pe ampriz att la ramblee (fig. 19.a), ct i la deblee (fig. 19.b), urmnd s fie folosit la

mbrcarea taluzurilor, n vederea brzduirii sau nsmnrii lor.

Dicu Mihai


pag.17

Fig.19 - Extragerea pmntului vegetal

Pmntul vegetal se decapeaz pe o grosime de 10...30 cm cu lama buldozerului sau

autogrederului i se depoziteaz n afara amprizei drumului, pentru a fi folosit la mbrcarea

taluzurilor, la punerea n valoare i ameliorarea unor terenuri slab productive sau neproductive.

Dac suprafaa amprizei este nierbat, se pot extrage brazde cu ajutorul unor cuite speciale care

execut tieturi verticale n sens transversal i longitudinal. Se obin fii de 2...3 metri lungime cu

latura de 20...40 cm i grosimea de 6...10 cm care se stivuiesc cu iarba n jos, se ud i se acoper cu

rogojini ca s nu se usuce. Brazdele se folosesc la protejarea taluzurilor, dar sistemul este din ce n

ce mai rar folosit, deoarece comport un volum sporit de munc manual.

n figura 20 se prezint tehnologia de decapare a terenului vegetal precum i operaia invers de

tapetare a taluzelor noi n vederea stpnirii efectelor de eroziune a lor sub aciunea agenilor

naturali (ploi, vnt, topirea zpezii etc.).

Dicu Mihai


pag.18

Fig. 20. Scheme tehnologice de spare a stratului vegetal cu buldozeru

cu depozitare lng amplasament; b- cu transport la distan

Dicu Mihai


pag.19

Pichetarea profilului transversal ]1[

Pentru realizarea corect a lucrrilor de terasamente i pentru a nlesni controlul execuiei, este

necesar ca nainte de nceperea lucrrilor de terasamente s fie pichetate profilele transversale de pe

traseu, precum i lucrrile de art aferente. Operaia de pichetare are la baz elementele ce rezult

din planul de situaie, profilul transversal tip, profilul longitudinal, profile transversale curente,

precum i reperele de ax i de nivel restabilite pe teren.

n aliniament picheii se amplaseaz la distane de 20...50 metri, dup gradul de denivelare a

terenului, iar n curbe la distane de 5...10 metri.

Metoda cea mai simpl de pichetare a profilului transversal const n materializarea pe teren cu

rui simpli de lemn a marginilor amprizei i cu ajutorul abloanelor care dau i nclinarea

taluzurilor i nivelul platformei (fig. 21).

abloanele de nivel i cele care indic nclinarea taluzurilor se realizeaz simplu, din ipci de lemn.

Fig. 21. ablonarea terasamentelor de rambleu.

Pentru profilul de debleu se face o ablonare identic dup cum urmeaz:

Fig. 22. ablonarea terasamentelor de debleu.

Dicu Mihai


pag.20

EXECUIA MECANIZAT A SPTURILOR ]1[

Execuia mecanizat a terasamentelor trebuie s formeze un proces tehnologic unitar,

realizat cu o serie de utilaje dependente ntre ele, din punctul de vedere al operaiilor i al

productivitii. n cadrul fiecrui complex de utilaje exist un utilaj principal care prin parametrii si

determin alegerea ca tip i numr a celorlalte tipuri de utilaje. Toate utilajele care urmeaz acest

complex trebuie s asigure realizarea productivitii maxime a utilajului principal. Alegerea

utilajelor de spat depinde de:

posibilitile de lucru ale utilajelor; din acest punct de vedere, utilajele se pot grupa n: utilaje care

sap i ncarc; utilaje care sap, transport i niveleaz, utilaje pentru afnarea i scarificarea

pmntului

poziia frontului de lucru fa de nivelul terenului natural: astfel utilajele pot lucra: deasupra

nivelului terenului; la nivelul terenului; sub nivelul terenului

concentrarea i caracterul lucrrilor de terasamente, distane de transport

consistena pmntului de spat, respectiv dificultatea la spare.

n figura 23 se prezint principalele utilaje care sap i ncarc pmntul.

n funcie de poziia frontului de lucru fa de nivelul terenului de pe care lucreaz utilajul de spat,

se recomand folosirea urmtoarelor utilaje:

Pentru frontul de lucru la nivelul terenului:

buldozere

screpere i autoscrepere

autogredere

gredere elevatoare.

Pentru frontul de lucru nalt:

excavatoare cu echipament cu cup dreapt

excavatoare cu mai multe cupe.

Pentru frontul de lucru n adncime:

excavatoare cu echipament cu cup ntoars

graifre

dragline

Pentru executarea spturilor sub nivelul apei:

excavatoare cu echipament cu cup ntoars

excavatoare cu echipament de draglin

Dicu Mihai


pag.21

excavatoare cu echipament de graifr.

Fig. 23- Utilaje care sap i ncarc

Dicu Mihai


pag.22

Utilaje care sap i ncarc pmntul n mijloacele de transport

Din acest categorie fac parte: excavatoarele, draglina, graifrul i grederul elevator.

Fig.24 - Parametrii tehnologici ai excavatoarelor

Dicu Mihai


pag.23

a). Excavatoare.

Excavatoarele sunt cele mai utilizate maini de spat, deoarece au o mare capacitate de producie i

pot fi ntrebuinate la majoritatea lucrrilor de spturi, n special la cele de volum mare.

Fig. 25. Excavator cu lingur dreapt

Fig. 26. Excavaie frontal a spturilor cu excavatorul

Dicu Mihai


pag.24

La lucrrile de terasamente sunt folosite dou tipuri de excavatoare: excavatoarul cu lingur dreapt

i excavatorul cu lingur ntoars.

n figur 26 se prezint tipurile de abataje dup poziia lor fa de nivelul de ciculaie al

excavatorului, iar n figura 27 tipuri de abataje dup poziia nivelului de circulaie al excavatorului

fa de nivelul de ciculaie al autobasculantei.

Fig. 27. Tipuri de abataje dup poziia lor fa de nivelul de circulaie al excavatorului:

deasupra nivelului de circulaie; b- sub nivelul de circulaie; c- mixt.

Dicu Mihai


pag.25

Fig. 28. Tipuri de abataje dup poziia reciproc ntre nivelul de circulaie

al excavatorului i autobasculante:

a- la acelai nivel; b- la niveluri diferite.

a.1) Excavatorul cu lingur dreapt sap deasupra nivelului de staionare i execut spturi n

orice categorie de teren, chiar n stnc derocat n prealabil, cu condiia ca blocurile derocate s

aib volumul mai mic dect cupa execavatorului.

Cupa excavatoarelor curent folosite este de 0,25 ... 2 3m . La lucrrile de spturi se folosesc

excavatoare pe pneuri, avnd capacitate a cupei 0,25 3m care se deplaseaz cu uurin. La lucrrile concentrate, cu volume mari, se folosesc excavatoare cu capacitatea cupei de 1,00...2,00 .

n pmnturile consistente, grosimea stratului care se taie este mic, deoarece este nevoie de un

front de lucru mai nalt; n pmnturile slab coezive, stratul tiat este mai gros, de aceea cupa se

umple mai repede i frontul de lucru poate fi de nlime mic.

n baza acestor considerente, se definete drept nlime normal de umplere, nlimea

frontului de sptur pe care se face umplerea cupei printr-o singur trecere.

Pentru fronturi de lucru mai mari dect nlimea normal de umplere a cupei excavatorului,

sptura se execut n trepte.

Execuia spturilor cu excavatorul poate fi organizat aplicnd unul din urmtoarele

procedee:

frontal (fig. 29.a,b), prin sparea direct pe ntreaga seciune a profilului transversal, pmntul spat

fiind ncrcat n mijloacele de transport (1) care circul la nivelul platformei de lucru a

excavatorului (2) pentru adncimi mari, metoda frontal se aplic n trepte (fig. 30). Dup

executarea unei curse, excavatorul se ntoarce ncepnd o nou curs, la alt nivel, pn ce realizeaz

sptura pe ntregul profil transversal;

longitudinal (fig. 29 c,d), prin curse consecutive n lungul debleului, pe trepte corespunztoare

nlimii de umplere a cupei. Pmntul spat este ncrcat m mijloace de transport (1) care se

deplaseaz pe un drum paralel cu cel al excavatorului (2).

Dicu Mihai


pag.26

Dicu Mihai


pag.27

Fig. 29- Scheme tehnologice de spare cu excavator echipat cup dreapt

n cazul abatajelor adnci, n seciunea transversal se lucreaz n mai multe trepte de spare, aa

cum se prezint n figura 30.

Fig. 30 - Metoda de lucru n trepte

Fig. 31 - Metode de lucru n sens longitudinal

Productivitatea excavatoarelor se calculeaz cu urmtoarea relaie:

aKKKcnP = 260 ,

n care:

n - numrul de cicluri pe minut;

c - capacitatea cupei, n 3m ; 1K - coeficientul de umplere a cupei (0,70 ... 0,90);

2K - coeficientul de utilizare a mainii (0,8 ...0,9);

Dicu Mihai


pag.28

aK - coeficientul de afnare a pmntului (0,7 ...0,95).

a.2) Excavatorul cu lingur ntoars (invers) sap sub nivelul platformei de staionare a mainii.

Se folosete pentru executarea de tranee, gropi lungi de fundaie, anuri pentru conducte, drenuri,

canale, etc. (fig. 32).

Fig. 32 - Excavator cu lingur ntoars

Excavatorul cu lingur invers poate spa pn la o adncime de 3...5m sub nivelul de

staionare, dup aceleai scheme ca i ale excavatorului cu lingur dreapt.

Maina lucreaz foarte bine att n terenuri nisipoase, ct i n terenuri argiloase nengheate.

Schemele de lucru pentru acest tip de excavator sunt analoage cu cele pentru excavatorul cu

lingur dreapt, respectiv se poate folosi cu abataj cu naintare lateral sau frontal dup modul n

care este dispus calea de acces pe care circul mijloacele de transport.

n tabelul urmtor se prezint ciclurile de lucru ale excavatorului ]2[ .

Dicu Mihai


pag.29

Tabel 3

Scheme structurale ale ciclurilor la excavatoare

Nr.

crt. Tip echipament Schema structural a ciclului Componenta ciclului

1. Cup dreapt

04534'332312 ttttttTc +++++=

12t - timp de spare i ridicare cup;

23t - timp de rotire cu cup plin;

'33t - timp de descrcare;

34t - timp de rotire cu cupa goal;

45t - timp de coborre cup;

0t - timp pierdut n ciclu.

2. Cup invers

045'44342312 ttttttTc +++++=

12t - timp de spare;

23t - timp de ridicare cup plin;

34t - timp de rotire cu cupa plin;


45t - timp de rotire i coborre cu cupa goal;


3. Draglin

056'5545342312 tttttttTc ++++++=

12t - timp de coborre cupa goal;

23t - timp de spare;

34t - timp de ridicare cupa plin;

45t - timp de rotire cu cupa plin;




4. Graifer

045'443423'2212 tttttttTc ++++++=

12t - timp de coborre cup;

'22t - timp de spare;

Dicu Mihai


pag.30

23t - timp de ridicare cu cupa plin;

34t - timp de rotire cup plin;




Norma de timp unitar (NTU), utilizat n stabilirea variantei optime de mecanizare, se

bazeaz pe o serie de parametri de lucru ai excavatorului:

ck - coeficient de variaie a duratei ciclului n funcie de categoria terenului;

dk - coeficient care ine seama de condiii de descrcare a pmntului n

cup (n depozit 9,0=dk sau n mijloacele de transport 80,0=dk );

0k - coeficient de folosire a timpului de lucru n cadrul schimbului;

mk - coeficient care ine seama de gradul de calificare al mecanicului;

rk - coeficient care ine seama de variaia unghiului de rotire.

Valorile medii ale coeficieilor pentru diferite categorii de pmnt, pe grupe de capaciti

sunt prezentate n tabelul 4.

n cazul cel mai general se poate aplica relaia simplificat:

)36

3(ore/100m Tu

ac

kkqkTNTU

=

n care prin Tk s-a notat coeficientul global de timp )( 0 rmsdcT kkkkkkk = .

Durata ciclului )( 0T reprezint suma timpilor componeni i procesului de spare cu

excavatorul, corespunztor sprii i descrcrii unei cupe de pmnt inclusiv reducerea la poziia

iniial a echipamentului.

n tabelul 4 sunt prezentate schemele structurale ale duratelor ciclurilor pentru diversele

tipuri de echipamente de excavator. Pentru reducerea normei de timp a excavatorului n condiiile

unei scheme tehnologice date, se pot comasa diveri timpi ai ciclului (rotire cu ridicare cup sau

rotire cu coborre cup etc.).

Dicu Mihai


pag.31

Tabelul 4

Valorile medii ale coeficienilor de calcul a NTU pentru excavatoare

Capacitate 38,0 mq < 33 25,18,0 mqm 325,1 mq >

Categorie teren I II III I II III I II III

uk 1.00 0.97 0.95 1.00 0.97 0.95 1.00 0.97 0.95

ak 0.89 0.81 0.78 0.91 0.83 0.80 0.93 0.85 0.8?

ck 1.16 1.12 1.10 1.16 1.12 1.03 1.16 1.10 1.0?

0k 0.82 0.82 0.82 0.87 0.87 0.87 0.92 0.92 0.92

sk 0.82 0.82 0.82 0.80 0.80 0.78 0.78 0.78 0.78

mk 0.78 0.78 0.78 0.80 0.80 0.80 0.90 0.90 0.90

Fig.33- Clasificarea abatajelor dup deplasarea excavatorului fa de taluz.

a - abataj lateral; b- abataj frontal

n cazul abaterilor de diverse dimensiuni n seciune transversal, se aplic diverse

tehnologii de lucru:

Dicu Mihai


pag.32

Fig. 34 - Scheme tehnologice de spare cu excavator echipat cup dreapt

a,b - abataje laterale; c- abataj frontal ngust;

d,e - abataj frontal lateral

Fig. 35- Clasificarea abatajelor dup lime:

Dicu Mihai


pag.33

iA - abataj ngust; lA - abataj larg; A - abataj combinat;

cl - limea cupei; MSR - raza minim de scpare

a.3) Excavatorul cu mai multe cupe (cu elind) este o main cu producie continu, care sap i

ncarc pmntul n mijloace de transport (fig.36).

Fig. 36 - Excavator cu mai multe cupe

Excavatorul cu elind se ntrebuineaz la lucrri de volum mare avnd o productivitate de

50...150 hm /3 la tipurile uoare i de 200...500 hm /3 la cele grele. Capacitatea unei cupe este de

0,200...0.500 3m , iar adncimea maxim a spturilor poate fi de 12m, pentru o nclinare a taluzurilor de 45o

Maina se deplaseaz paralel cu frontul de lucru, la fiecare trecere spnd un strat cu

grosimea de 15...25 cm. Pmntul este ridicat ntr-un buncr, de unde se descarc n mijloace de

transport sau benzi transportoare.

.

b). Draglina.

Draglina are o cup suspendat prin cabluri de un bra mai lung dect al unui excavator.

Draglina sap sub nivelul platformei de staionare i descarc pmntul n ramblee, depozite sau

mijloace de transport, avnd o larg utilizare la extragerea produselor de balastier sub nivelul

apelor (fig.37)

Dicu Mihai


pag.34

Fig. 37 - Draglina

Ptrunderea cupei n pmnt se face numai sub aciunea greutii sale proprii, din care cauz

draglina nu poate fi folosit cu rezultate bune, dect n pmnturi uoare i mijlocii. n cazul

pmnturilor tari este necesar o prealabil scarificare.

La excavatoarele universale, care lucreaz n mod curent cu lingur dreapt, se poate lungi

braul cu un tronson suplimentar i apoi nlocui echipamentul de excavator cu cel de draglin.

Datorit lungimii mari a braului, draglina poate executa ramblee direct cu pmnt spat din

camerele laterale. Cupa are apacitatea de 0.25...1.50m

Fig. 38 - Metoda de lucru cu draglina

Cu draglina se pot executa ramblee pn la nlimea de 5m, ns din camere de mprumut

situate pe ambele pri ale drumului (fig. 39)

Spturile se pot executa cu draglina n dou feluri:

lateral (fig. 39.a), n care caz draglina se deplaseaz paralel cu axul spturii, la marginea lateral a

excavaiei;

frontal (fig. 39.b), n care caz draglina se deplaseaz n prelungirea marginii tranei.

Dicu Mihai


pag.35

Fig. 39 - Organizarea spturilor cu draglina

a- lateral; b- frontal

Fig. 40 - Scheme tehnologice de spare cu draglina

a - abataj frontal cu descrcare n depozite laterale;

abataj lateral cu descrcare n depozit;c - abataj lateral cu descrcare n autobasculante

c). Graifrul. Acesta este un tip de excavator dotat cu o cup special (graifr)

suspendat prin cabluri de braul excavatorului (fig.41) . Cupa are dou sau patru flci mobile, care

se pot nchide i deschide, apucnd pmntul ce trebuie spat. ]1[ .

Dicu Mihai


pag.36

Este folosit pentru sparea pmnturilor necoezive sau afnate n prealabil. Cu ajutorul

grafrului sunt scoase materialele spate din gropile de fundaii, puuri, etc., care se depoziteaz sau

se ncarc n vehicule.

Fig.41 - Graifr

d) Grederul elevator. Este o main rutier de spat, la care echipamentul caracteristic este

constituit dintr-un plug n form de disc montat la captul de jos al unei benzi transportoare. ]1[

Tipurile obinuite pot spa 300 ... 400 hm /3 , astfel c se recomand numai n cazul lucrrilor de volum mare.

Adncimea de tiere a plugului variaz ntre 15 i 30 cm, iar lungimea fiei spate la o

trecere a mainii ntre 20 i 25 cm.

Pmntul se ncarc cu ajutorul benzii transportoare n mijloacele de transport sau n

rambleu la distana de maximum 9m i nlime de 3m de la nivelul spturii.

Pentru nclinarea maxim de 27oC a benzii transportoare, grederul elevator poate executa

direct rambleuri mici, sub nlimea de 1,50m (fig.42). n acest caz maina trebuie s sape din

camere situate pe ambele sensuri ale drumului, pentru a lucra productiv i economic.

Fig.42 - Greder elevator

Dicu Mihai


pag.37

1.3.2.2 Utilaje care sap, transport i niveleaz

Utilajele din aceast categorie folosite la lucrrile de drumuri sunt buldozerul, screperul

tractat i autogrederul.

a) Buldozerul. Buldozerul este un tractor puternic, pe enile sau pneuri, prevzut cu echipament de

lucru de tipul lam orientabil, care poate lua diferite poziii. Acest utilaj poate spa pe o adncime

de 10 ... 20 cm n funcie de natura pmntului.

Buldozerele pot fi folosite la executarea urmtoarelor lucrri:

deschiderea traseelor noi de drumuri;

deplasarea pmntului spat pe distane relativ mici (cu distan pn la circa 30m);

nivelarea pmntului rezultat din sptur, n straturi uniforme;

nivelarea terenurilor accidentale, ondulate, cu gropi etc.;

curirea terenului de tufiuri i cioturi i decaparea stratului vegetal;

pregtirea i executarea drumurilor de acces pentru celelalte utilaje rutiere .

Fig. 43 - Buldozer

Debleele de adncime mai redus situate n apropierea unor ramblee, la o distan de pn la

40 ... 50 m, pot fi executate n ntregime cu buldozerul, prin sparea pmntului n straturi

succesive, orientate de sus n jos, pn la rambleu (fig.44).

Dicu Mihai


pag.38

Fig.44 - Lucru cu buldozerul n profil mixt

nclinarea straturilor de sptur nu trebuie s depeasc 30...35o

Pentru a calcula volumul pmntului spat dintr-o singur trecere se poate folosi urmtoarea

relaie:

, pentru a nu pierde

stabilitatea buldozerului n timpul lucrului.

tghlvp 2

2=

n care:

l - lungimea lamei, n m; h - nlarea lamei, n m;

- unghiul taluzului natural al pmntului n micare )30( 0= .

Coeficientul de pierdere este n funcie de distana de transport )( dL i se determin cu

relaia:

dp Lk 100051=

Dicu Mihai


pag.39

Fig.45 - Tierea straturilor n dini de ferstru

Buldozerul d rezultate foarte bune mai ales la executarea terasamentelor n profil mixt, cnd

deplasarea transversal a pmntului din debleu n rambleu se face pe distane scurte (fig.45).

Profilul mixt se realizeaz prin treceri succesive perpendiculare sau oblice pe axa drumului.

Pentru a spori productivitatea, este indicat ca tierea straturilor de pmnt s se fac sub forma

dinilor de ferstru (fig.35), care contribuie la diminuarea frecrii dintre lam i pmnt, asigurnd

astfel o deplasare mai uoar a buldozerului.

Acest utilaj este foarte productiv pe distane mici de transport (de exemplu, la distana de 10m,

productivitatea este de 43 hm /3 , pe cnd la distane de 100m, productivitatea scade la 4 hm /3 . Productivitatea se poate calcula cu formula:

]/[ 31 hmt

KKKVp da =

n care:

l - lungimea sectorului de nivelat, n m; L - lungimea lamei, n m; a - poriunea de nivelare ce se acoper prin trecerea urmtoare, n m; )5,0...3,0( ma >

medv - viteza medie de lucru, n sm / ;

it - timpul necesar pentru ntoarcere, n s;

n - numrul de treceri pentru nivelare pe acelai loc; - unghiul de nclinare al lamei n plan, n grade. Executarea rambleelor mici (sub 1m nlime) cu pmntul din camere de mprumut

presupune sparea i transportul pmntului pe fii perpendiculare pe axa drumului, depozitarea pe

ampriza viitorului rambleu i nivelarea apoi prin micari paralele cu axa drumului (fig.46)

Dicu Mihai


pag.40

Fig. 46 - Schema de mecanizare la sparea pmntului cu buldozere

a - spare n zig-zag; b - spare cu deplasare lateral n bucl nchis

Fig. 47 - Scheme de mecanizare la umplerea anurilor cu buldozere:

a - anuri nguste; b - anuri largi; l- cu lama nclinat; 2 - cu lama dreapt; 3 - ntr-o faz n zig-

zag;

4 - n dou faze nclinat; 5 - n dou faze mixt

Dicu Mihai


pag.41

n vederea reducerii normei de timp a buldozerelor se pot aplica metode de deplasare a

pmntului care s duc la reduceea pierderilor ]2[ .

Fig. 48- Seciunea aproximativ a prismei de pmnt format n faa lamei

Fig. 49 Metode de deplasare a pmntului

a - prisma de pmnt din faa lamei (p - pierderi, pV - volumul prismei);

b - deplasarea ntre dmburi; c- deplasarea n tranee; d - deplasarea n paralel; l - lam;

2 - volumul prismei; 3 - dmburi; 4 - tranee

Dicu Mihai


pag.42

Durata ciclului de lucru este n funcie de schema tehnologic de lucru i are n cele mai generale

cazuri urmtoarea expresie:

0ttttttT fgdtsc +++++= (sec)

n care:

st - timpul de spare;

tt - timpul de transport prin mpingere a pmntului;

dt - timpul de depozitare;

gt - timpul de revenire la poziia de ncepere a sprii;

it - timpi de ntoarcere sau schimbare a sensului de deplasare;

0t - timp pierdut n cadrul ciclului.

Calculul timpilor dts ttt ,, i gt se face pe baza distanelor parcurse i a vitezelor de deplasare

corespunztoare.

Lungimea de spare se determin n funcie de grosimea stratului spat i volumul prismei de

pmnt din fa lamei cu relaia:

=

=

tgkhh

khlV

Lhshs

ps 2

2

n care:

sh - este adncimea de spare, n m;

hk - coeficient de neuniformitate a grosimii stratului.

b). Grederul ]1[ . Grederul este alctuit dintr-un asiu metalic dispus pe patru roi i o lam metalic cu lungimea de 3,60m i nlimea de 0,50m care poate ocupa diferite poziii n spaiu. Poate fi

tractat sau autopropulsat (autogreder). Pe antierele de drumuri este utilizat la lucrrile de finisri

sau sparea pmntului, realizndu-se prin treceri succesive pentru ca, la deplasarea pmntului

lama s se poat ncrca mai bine (fig. 50).

Dicu Mihai


pag.43

Fig.50 - Grederul

Cu ajutorul grederului se execut ramblee din camere laterale de mprumut prin tierea

pmntului n straturi, de la marginea interioar spre cea exterioar (fig.51)

Fig.51- Execuia rambleelor cu grederul

Grederul este folosit i n executarea profilurilor mixte prin dou procedee:

decaparea stratului superficial al debleului prin cteva treceri i deplasarea pmntului tiat n

partea de umplutur a profilului (fig.52)

decaparea pmntului de la nceput pe toat adncimea, pentru a realiza n acelai timp i o

platform pe care s se poat deplasa (fig.53).

Cu autogrederele se mai poate realiza urmtoarele lucrri:

deblee pn la 0,7 m adncime;

ramblee pn la 1,0m nlime;

mprtierea i aternerea pmntului n straturi subiri, precum i a altor materiale (balast, nisip,

etc.);

profilarea patului drumului i a platformelor;

anuri, rigole i alte dispozitive de scurgere a apelor.

Fig.52- Execuia profilurilor mixte cu grederul:

1,2,3,4,5 - etapele execuiei lucrrilor de spturi;

1',2',3',4',5' - etapele execuiei lucrrilor de umplutur

Dicu Mihai


pag.44

Fig.53 Decaparea pmntului pe toat adncimea

nivelarea taluzurilor i finisri de terasamente, tierea acostamentelor nalte i a denivelrilor;

scarificarea i afnarea terenurilor tari i foarte tari;

aterneri de materiale pietroase pentru consolidarea cii etc.

n funcie de operaia pe care o execut, de forma reliefului i de natura pmntului, lama grederului

se folosete n diferite poziii. Pentru spare lama se nclin n plan orizontal cu un unghi de pn la

70o n funcie de natura pmntului; astfel, pentru sparea pmnturilor tari i a celor umede care se

lipesc de lam, lama trebuie s aib o nclinare mai pronunat (60 ... 70o), iar pentru sparea

pmnturilor i a celor nisipoase uscate, lama trebuie s aib o nclinare mai puin accentuat (45

...60o

Lucrrile executate cu grederul sau autogrederul nu mai necesit operaii de finisare.

).

Productivitatea autogrederelor se determin cu relaia:

,)(22

1000

3213

3

2

2

1

1 nnntVn

Vn

VnL

KFLP t

+++

++

= ]/[ 3 hm

n care:

L - lungimea sectorului de lucru, n m;

F - suprafaa seciunii transversale, n 2m ; tK - coeficient de utilizare a timpului de lucru;

321 ,, VVV - vitezele de deplasare n timpul operaiilor de tiere, transport i

finisare, n hkm / ; t - timpul de ntoarcere a autogrederului la captul sectorului de

Dicu Mihai


pag.45

lucru;

321 ,, nnn - numrul de treceri pentru tierea pmntului, deplasarea acetuia

i finisarea:

AFKn s21

= ; ;012 dKllnn = 23 nn = ;

sK - coeficientul de suprapunere a trecerilor de tiere (n medie 1,7);

A - suprafaa seciunii brazdei n pmnt compact, n 2m ; 0l - distana medie de transport, n m ;

l - distana de deplasarea la o singur trecere, n m ; dK - coeficient de suprapunere a trecerilor la deplasarea pmntului

(n medie 1,15).

Fig. 54 Executarea de spturi i umpluturi cu grederul n teren accidentat:

1,2 - spturi; 1',2' - umpluturi

c). Screperul. Este alctuit dintr-un asiu metalic care susine o cup deschis n partea superioar,

prevzut cu un cuit n partea din fa i cu un perete mobil n partea din spate. este mult

ntrebuinat la lucrrile de terasamente, deoarece execut ntregul complex de operaii: sap,

transport, aterne pmntul spat n straturi subiri i uniforme pe care le compacteaz ntr-o

oarecare msur prin treceri repetate, grosimea stratului depus poate varia n funcie de utilajul

folosit la compactare. Se poate deplasa cu uurin dintr-un punct la altul de lucru, fr a necesita

amenajarea drumurilor speciale. Screperul poate urca rampe pn la 20%. Lucreaz foarte bine

pmnturi uoare, cu consisten mijlocie, spnd pe o adncime de 15 ... 30 cm, n funcie de tipul

screperului. Pmnturile tari i foarte tari trebuie afnate n prealabil prin sacrificare. Screperul

lucreaz bine n pmnturile fr coeziune (nisipuri) i n pmnturi umede.

Dicu Mihai


pag.46

Screperul este productiv pe distane de transport mici (de exemplu, n pmnturi uoare un

screper cu cup de 6 3m are o productivitate de 12 hm /3 la distana de 100m i de 2 hm /3 la distana de 1000m). productivitatea se poate calcula cu formula:

]/[ 321 hmt

KKKVP a= ,

Fig. 55 Executarea rambleelor mici cu buldozerul

Fig. 56 - Screper

care:

V - volumul cupei, n 3m 1K - coeficientul de umplere a cupei (0,9 ... 1,1);

2K - coefientul de utilizare a mainii (0,8 ... 0,9);

t - durata unui ciclu umplerea cupei, inclusiv deplasarea dus- ntors), n h ; aK - coeficientul de afnare a pmntului n cup.

La lucrrile de terasamente se folosesc urmtoarele tipuri de screpere:

screpere mari, avnd cupa de 1,5 ... 2,5 3m , productive pentru transportul pmntului spat pn la 200m;

Dicu Mihai


pag.47

screpere mijlocii, avnd cupa de 6...8 3m , productive pentru transportul pmntului spat pn la 400...500m;

screpere mari, avnd cupa de 10...15 3m , productive pentru transportul pmntului spat pn la 700...800m;

Screperul se folosete la urmtoarele lucrri de terasamente:

deblee, cu depunerea pmntului n depozite laterale sau ramblee cu nlimi pn la 1,0 ... 1,5 m,

cu pmntul spat din camera de mprumut (fig.55).Pentru executarea de ramblee mai nalte dect

1,50m cu pmnt din camere laterale de mprumut se recomand o schem de micare n opt

(fig. 58);

spturi i umpluturi succesive longitudinale n teren accidentat (fig. 57).

Fig. 57 Execuia debleelor cu screpetul

Dicu Mihai


pag.48

Fig. 58 Execuia rambleelor mai nalte de 1,50m, cu screperul

Execuia debleului (D) i a rambeului (R) se face n straturi succesive, prin deplasarea

pmntului pe distana )( TD ]2[ .

grosimea stratului de pmnt spat s fie de 150-300mm, iar stratul descrcat de 200-300mm;

viteza de spare s fie de 2-4km/h, iar descrcarea de 5-8km/h;

razele minime de viraj 5-6m.

Fig.59 Deferena de nivel

dispunerea fiilor de spare i a celor de descrcare la distane egale (fig.59) pe tot parcursul

lucrului prin corespondena ntre straturi;

pentru micorarea rezistenelor la spare, tierea pmntului se face numai n linie dreapt

aplicndu-se diverse metode pentru mrirea eficacitii i anume:

sparea straturilor n grosime constant medie sau modificarea grosimii stratului n timpul sprii

(fig. 60)

Dicu Mihai


pag.49

Fig. 60 Metode de tiere cu screpere

a - grosime medie constant;

b - grosime descresctoare continuu;

c,d - tiere n trepte

alegerea unei ordini de spare a fiilor n ah sau cu interspaii (fig.61)

Fig. 61- Ordinea de spare a fiilor

a - n ah; b cu interspaii

Avnd n vedere c din ciclul de lucru al screperelor timpul de spare implic cele mai mari

rezistene, pentru reducerea puterii instalate se folosesc, n faza de spare, utilaje ajuttoare care pot

efectua mpingerea sau tractarea screperului. Un tractor ajutrtor poate s deserveasc dou sau mai

Dicu Mihai


pag.50

multe screpere n funcie de distana de transport (tab.5), aplicndu-se schema de lucru n zig-zag

sau eliptice (fig.62).

Fig.62- Modul de lucru al tractoarelor mpingtoare

a - schema n zig-zag simpl;

b - screpere multipl n zig-zag; c- schema eliptic n trepte

1 - tractor mpingtor; 2 - screpere n timpul sprii; 3- screpere n timpul deplasrii plin; 4,6 -

traiectoria tractorului mpingtor; 5 - traiectoria screperului plin; 7 - traiectoria screperului gol

Tabel 5

Numrul de screpere deservite de un tractor ajuttor

Distana de transport a pmntului

m

TRACTAT AUTOPROPULSAT

capacitate cup, 3m

3-5 6-8 8-15

100 2 2 -

250 4 3 2

500 5 4 3

700 - 6 4

1000 - - 6

Dicu Mihai


pag.51

n funcie de dimensiunile frontului de lucru, volumul de lucrri, distana de transport i condiiile

locale, se pot adopta diferite fluxuri de deplasare a screperelor. Acestea pot fi comasate n dou

grupe principale de scheme i anume: scheme eliptice i scheme n opt, cu variante de desfurare

n bucl, n spiral i respectiv n zig-zag (fig.63).

Fig. 63- Schema de deplasare a screperului:

a - n bucl; b- n zig-zag; c- cliptic; d - n spiral; e - n opt

Condiiile de utilizare a acestor scheme sunt:

Schema n bucl:

spturi i umpluturi prin compensare la platforme industriale;

transportul pmntului la mai mult de 200m;

spturi n canale cu descrcarea pmntului de ambele pri.

Schema n zig-zag:

gropile de mprumut situate de ambele pri sau pe o singur parte a rambleului;

lucrrile cu volum mare de pmnt;

lungimi mari ale frontului de lucru.

Schema eliptic:

executarea rambleelor din gropile de mprumut laterale;

rambleu de nlime mic i front de lucru de cca. 100m.

Schema n spiral:

schema eliptic deschis cu sparea pmntului de ambele pri ale rambleului;

limi mari de rambleu;

Dicu Mihai


pag.52

descrcarea pmntului n fii transversale.

Schema n opt:

n cazul rambleelor nalte i a debleelor adnci.

Schemele eliptice au dezavantajul c necesit viraje pe o singur parte a mainii ceea ce duce la

uzuri difereniate n sistemul de deplasare.

Pentru calculul normei de timp a screperelor se aplic relaia:

tu

ac

kkQkTNTU

=

36 )/( RUNore

n care:

cT - durata ciclului, n secunde;

0ttgtnttnT ddpssc ++++=

n care:

sn - numrul de spri din cadrul unui ciclu;

st - timpul necesar pentru o spare;

pt - timpul de transport plin;

dn - numr de descrcri din cadrul unui ciclu )( ds nn = ;

dt - timpul de descrcare;

gt - timpul de transport gol;

0t - timpul pierdut min)103( 0 =t .

Cantitatea de pmnt spat ntr-un ciclu se determin cu relaia:

qnQ s = ,

n care q reprezint capacitatea nominal a screperului, exprimat n 3m .

Pentru calculul timpilor ciclului se aplic relaia general n funcie de spaiu i vitez:

VLt =

Corespunztor fiecrui timp al ciclului se vor lua n consideraie distanele i vitezele de lucru

specific tehnologiei i schemei de lucru i anume: lungimea de spare /)( sL viteza de spare )( sv ;

lungimea de descrcare /)( dL viteza de deplasare la descrcare ).( dv

Dicu Mihai


pag.53

n cazul n care rezistena la tiere a pmntului este mare se face o operaie suplimentar de

SCARIFICARE. Echipamentul de scarificator este montat de buldozer (fig.52).

Fig.64

Fig.65 Scheme tehnologice de scarificare

a - cu deplasare circular; b- cu deplasare n zig-zag

Scarificarea se face n una sau mai multe treceri (de regul dou treceri perpendiculare).

Norma de timp a scarificatorului poate fi raportat att la volum (ore/ 3100m ) ct i la

suprafa (ore/ 2100m ), folosind relaiile stabilite pe baza figurii 64, dup cum urmeaz:

)100/()(60

)(10060

100 3morekhLsl

nttkVnfNTU

tsse

is

t

cV

+=

=

sau

)100/()(60

)(100 2morekLsl

nttNTUtse

isS

+=

n care:

Dicu Mihai


pag.54

SV NTUNTU , - norma de timp a utilajului raportat la volum, respectiv la

suprafa;

cT - durata ciclului, n minute;

V - cantitatea de lucrare executat ntr-un ciclu, n 3m sau 2m n - numrul de treceri peste acelai loc; tk - coeficientul de utilizare a timpului de lucru )8,0( =tk ;

st - timpul de spare

=

s

ss V

Lt , n minute;

Fig.66 Dimensiunile de calcul a normei de timp pentru scarificare

ncrcarea pmntului cu autoncrctor.

Utilajul specializat de ncrcare a pmntului este autoncrctorul. n tabelul 6 se prezint

tehnologia de lucru cu acest utilaj ]2[

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate n construcia drumurilor

Tabel 6

Procedee tehnologice de lucru cu ncrctorul de pneuri, frontal Nr.

crt. Procedeul tehnologic Schema tehnologic de lucru Fazele unui ciclu

Drum parcurs pe

faze

0 1 2 3 4 5

1 Procedeul pendular

1 Umplerea cupei (timpul de spare st )

2 Deplasarea napoi i sltarea cupei (timpul de retragere, plin, pt )

5m

3 Deplasarea nainte sau napoi a mijlocului de transport, de la locul de

staionare la locul de ncrcare (timp de ateptare IatI , )

4m

4 Bascularea cupei pentru descrcarea pmntului (timp de descrcare a cupei,

dt )

5 Deplasarea napoi sau nainte a mijloacelor de transport de la locul de

ncrcare la locul de staionare (timp de ateptare II

aTII , )

6 Deplasarea n fa ctre locul de spare i coborrea cupei (timp de deplasare

n gol, gt ) 5m

2 Procedeul n V

1 Umplerea cupei (timpul de spare t ) 2 Deplasarea napoi, perpendicular pe frontul de lucru i ridicarea cupei (timp

de retragere plin, rpt ) 8m

3 Deplasarea nainte pe o traiectorie la 15o dpt (timp de deplasare plin, )

4m

4 Bascularea cupei pentru descrcarea pmntului n mijlocului de transport

(timp de descrcare a cupei, dt )

5 Deplasarea napoi pe traiectoria la 15o rgt (timpul de retragere gol, )

4m


6 deplasarea nainte, perpendicular pe frontul de lcuru i coborrea cupei

(timpul de deplasare gol, dgt ) 8m

3 Procedeul n X

1 Umplerea cupei (timpul de spare, st )

2 Deplasarea napoi i ridicarea cupei pe o traiectorie la 45o

rpt (timpul de retragere

plin, )

10m

3 Deplasarea nainte paralel cu frontul de lucru, (timpul de deplasare plin,

dpt ) 14m

4 Bascularea cupei pentru descrcarea pmntului n mijlocul de transport

(timpul de descrcare a cupei, dt )

5 Deplasarea napoi pe o traiectorie la 45o rgt (timpul de etragere gol, )

10m

6 Deplasarea nainte, perpendicular pe frontul de lucru i coborrea cupei


4

Nivelare i spare strat

vegetal cu descrcare

direct

1 Umplerea cupei (timpul de spare, st )

l m

2 Ridicarea cupei i deplasarea nainte ctre mijlocul de transport (timpul de

deplasare plin, pt )

3 Bascularea cupei pentru descrcarea pmntului n mijlocul de transport

(timpul de descrcare a cupei, dt ) 2m


4 Deplasarea napoi i trecerea m fia urmtoare de lucru (timpul de deplasare

gol, gt ) l+4m

5 Coborrea cupei i deplasarea nainte, pentru intrarea n abataj (frontul de

lucru, rpt ) 2m

5

Nivelare i spare strat

vegetal cu descrcare prin

manevr

1 Umplerea cupei (timpul de spare, ts ) l m 2 Deplasarea napoi i ridicarea cupei (timp de retragere plin, perendicular pe

frontul de lucru, rpt ) l+7cm

3 Deplasarea nainte pe o traiectorie la 15o dpt (timp de deplasare plin, )

10m

4 bascularea cupei pentru descrcarea pmntului n mijlocul de transport

(timpul de descrcare a cupei, dt )

5 Deplasarea napoi pe traiectoria de 15o rgt (timpul de retragere n gol, )

15m

6 Deplasarea nainte, perpendicular pe frontul de lucru, i coborrea cupei


Dicu Mihai


Transportul pmntului

Transportul pmntului se poate face cu mijloace auto sau pe band rulant. Alegerea just a

mijlocului de transport este n funcie de distan, de cantitatea i felul materialului, ca i de calea pe

care se poate circula.

Tendina modern const n dezvoltarea larg a transportului auto, n special pe considerente

de simplitate i autonomie.

Transportul auto

Este tipul de transport cel mai des folosit la lucrrile de terasamente

pentru drumuri, deoarece deplasarea autocamioanelor cu sau fr remorci i a

tractoarelor cu remorci se poate face pe drumuri uor amenajate, cu declivitate

mare pn la 10%, iar tractoarele cu enile pot circula pe orice fel de teren.

a.1 - Transportul cu autobasculante este cel mai rspndit datorit capacitii

lor de transport variate, vitezei mari de deplasare, accesibilitii n aproape orice

punct de lucru, exploatrii i ntreinerii uoare. Pentru pmnturi se folosesc n

special autocamioanele cu ben basculant, completnd astfel modul de

mecanizare prin descrcarea mecanizat a pmntului. n prezent se construiesc

autobasculante de diferite capaciti, ajungnd pn la 50 3m . Numrul N de autocamioane necesare pentru deservirea unui excavator se stabilete n ipoteza c n timp ce un vehicul strbate ciclul de transport i

descrcare, )1( N vehicule pot fi ncrcate:

mdi ttvLtN ++= 2)1(

+++= md

itt

vL

lN 211

unde:

it - timpul de ncrcare a unui autocamion, n s;

dt - timpul de descrcare a unui autocamion, n s;

mt - timpul de manevr care se ia 15 ... 20s;

L - distana medie de transport;

Dicu Mihai


v - viteza medie de transport, n sm / . Viteza depinde de caracteristicile autovehiculelor, dar i de starea drumurilor. Timpul de

ncrcare depinde de tipul utilajului care sap i ncarc, iar cel de descrcare, de tipul

autovehiculelor.

a.2 - Dumperele sunt tractoare pe pneuri echipate cu cutii basculante putnd efectua

transportul materialului n locuri strmte, unde posibilitatea de ntoarcere a altor vehicule este

anevoioas sau inexistent. Ele se pot deplasa cu aceeai vitez nainte i napoi fr a se ntoarce la

captul sectorului de lucru.

Dumperele au capacitatea benelor de 1 ... 40 3m i se pot deplasa fr dificulti pe teren accidentat, fiind eficiente cnd distana de transport nu depete 5 Km (fig. 68)

Fig. 68 Transportul cu dumpere

a - n spaii strmte; b- n spaii largi

a.3 Transportul pmntului cu tractoare cu remorci este eficace n condiii dificile de teren

i cnd distana de transport nu depete 2 km.

n acest scop se pot folosi tractoare pe pneuri de putere mic i cu vitez de deplasare mare,

ct i tractoare pe enile, de putere mare i vitez de deplasare mic. Pentru transport sunt folosite

remorcile pe pneuri cu una sau dou osii i bena basculant.

Deosebit de eficace sunt semiremorcile pe pneuri care reazem pe partea din spate direct pe

tractor, de care se fixeaz prin intermediul unui pivot. n acest mod, se transmite tractorului o parte

din masa remorcii i a pmntului transportat, mrind fora de traciune a tractorului.

Dicu Mihai


Transportul pmntului cu banda transportoare

Transportul pmntului cu banda rulant se caracterizeaz printr-o funcionare continu, unitar i

de mare productivitate, cu un consum relativ mic de energie.

Instalaia se prezint sub forma unei construcii simple, care folosete pentru transport o band

cauciucat (fig. 69). Limea benzii variaz dup necesiti de la 0,30 la 1,20m i poate lucra pe

rampe cu nclinarea pn la 20...27o

, pentru distane de transport de 200...300m. Viteza de transport

a benzii variaz n funcie de puterea motorului folosit, de la 1,5 la 4 m/s.

Fig.69 Band rulant

ncrcarea benzii nu se face direct, ci prin intermediul unei plnii de ncrcare alimentate de un

buncr sau direct de cupa excavatorului. descrcarea pmntului de pe band se face prin jgheaburi.

Productivitatea unui transport este:

]/[3600 hkNvSP =

n care:

S - suprafaa prismei de pmnt de pe band bS 05,0( = n cazul benzilor

drepte i bS 11,0= n cazul benzilor sub form de canal);

b - limea benzii, n m; v - viteza de naintare a benzii, n sm / ;

- greutatea volumic a pmntului, n 3/ mkN .

Dicu Mihai


Fig. 70 Instalaii de transport cu band rulant

1...6 - buncre; 7 -band fix

Instalaiile de transport pe band rulant pot fi fixe sau mobile sau o combinaie a acestora

(fig. 70). O band rulant fix AB colecteaz pmntul adus de mai multe benzi mobile, care

deservesc direct excavatoarele la frontul de lucru. Tot pmntul este transportat n depozitul de la

captul benzii C.

Dicu Mihai


Execuia terasamentelor n umplutur

Dicu Mihai


1.3.5.1 Profile transversale n umplutur ]1[

Profilul transversal de rambleu sau umplutur este caracterizat de faptul c platforma

drumului se gsete, deasupra nivelului terenului natural cel puin cu nalimea dispozitivului de

scurgere de la profilul n debleu. Realizarea platformei n rambleu se face prin execuia unor

umpluturi din pmnt adus fie din lungul drumului din prisosul de sptur, fie din camere de

mprumut.

Elementele geometrice i forma drumului n profil transversal se stabilesc n funcie de

intensitatea i importana traficului i de viteza de proiectare, ce determin clasa tehnic a drumului,

precum i de natura pmntului din care se realizeaz umplutura i sunt specificate n profilul

transversal tip.

Dup nlimea cotei de execuie h din axa drumului, umpluturile sunt: mici, cu o nlime pn la 0,50m, putnd fi executate cu pmntul rezultat din anurile laterale,

eventual lrgite;

mijlocii, cu nlimea de la 0,50m la 2m, putnd fi executate i cu pmnt din debleuri, gropi sau

camere laterale de mprumut situate n apropierea drumului;

nalte, cu nlimea variind ntre 2 i 12 m executate cu pmnt din debleuri i din gropi de

mprumut, situate n afara drumului;

foarte nalte, cu nlimea peste 12m, cnd se ntocmesc proiecte speciale.

Rambleele mici i mijlocii sunt caracteristice regiunilor de es. Pentru a feri patul drumului

de apele care stagneaz n apropiere sau a celor provenite prin ascensiune capilar, se impune o

nlime minim a rambleului i anume:

n regiunile de es cu scurgere insuficient a apelor i unde exist pericolul ascensiunii apelor

subterane, nlimea h trebuie s fie de minimum 0,50 ... 0,60 m pentru nisipuri fine sau argiloase i de 0,70 ... 0,80 m pentru argilenisipoase sau prfoase;

pe sectoarele unde apele stagneaz timp ndelungat, nlimea rambleului este de minimum 1,50m

pentru nisipurile fine sau argiloase i de 1,80 pentru argilele prfoase i nisipoase;

n vecintatea lucrrilor de art i n zonele inundabile, rambleul trebuie s aib cota de execuie cu

minimum 0,50m deasupra nivelului apelor maxime.

Fig. 71 Taluzarea rambleelor mici

Dicu Mihai


Natura pmntului din care se execut corpul rambleului, condiioneaz nlimea maxim la

care poate fi executat, cu taluz 2:3, astfel:

cu argile prfoase i argile nisipoase se execut umpluturi pn la 6m nlime;

cu nisipuri fine i nisipuri argiloase se execut umpluturi cu ;7mh =

cu nisipuri mijlocii i mari se pot realiza umpluturi cu mh 10...8= ; umpluturile cu mh 12...10= pot fi realizate numai din pmnturi pietroase sau balast.

nclinarea taluzurilor de rambleu se alege mai mici dect panta taluzului natural al

pmntului folosit, pentru a mpiedica alunecarea.

Rambleele mici care se construiesc prin deplasarea lateral a pmntului din camere de mprumut se

execut cu taluzuri de 1:3...1:5 pentru a permite buna funcionare a utilajelor i n acelai timp,

redarea terenului n circuitul agricol (fig. 72).

Fig.72 Taluzarea rambleelor nalte

Rambleele cu nlimi pn la 6m se execut n general cu taluzuri de 2:3. Dac rambleul se

execut din material pietros, nclinarea taluzurilor poate fi mai aspr, de obicei ntre 1:0,75 i

1:1,25.

Rambleele cu nlimi mai mari dect cele mai sus menionate se execut cu taluzuri cu

nclinarea 2:3 pe nlimea admis ah , msurat de la muchia platformei, i cu nclinarea 1:3 pentru

diferena de nlime pn la teren (fig.72).

nclinarea taluzurilor de rambleu al cror picior se execut n albia major a unui ru se ia de

1:2...1:4, dup natura pmntului folosit (fig. 73).

Fig. 73 - Rambleu cu taluzul sub ap

Dicu Mihai


Amenajarea amprizei pentru execuia umpluturilor cuprinde urmtoarele operaii impuse de

necesitatea asigurrii stabilitii umpluturii:

decaparea stratului vegetal pe o grosime de 0,10 ... 0,20m, cnd terenul este orizontal sau cu

nclinare mic;

executarea unor trepte de nfrire, inclusiv decaparea stratului de pmnt vegetal pe limea de

minimum 1m i cu o pant de 2% pentru scurgerea apelor, cnd terenul are nclinarea pn la 1:3

(fig.74);

Fig. 74 Trepte de nfrire

executarea de ziduri de sprijin, contrabanchete, contrafori etc., inclusiv trepte de nfrire i

decaparea pmntului vegetal, cnd nlimea mplinirilor este mare, iar panta transversal a

terenului depete 1:5(fig.75).

Fig.75 Asigurarea stabilitii rambleelor

1 zid de sprijin de rambleu; 2 contrabanchet

Pmntul necesar executrii rambleului provine din spturile pentru crearea debleelor.

n cazul n care la proiectarea terasamentelor sunt necesare surse suplimentare de pmnt,

amplasamentul acestora se stabilete n conformitate cu legile privind fondul funciar i de comun

acord cu organele centrale i cele locale, evitndu-se degradarea terenurilor fertile. n acest sens este

posibil de amenajat camere de mprumut (fig. 76) sau se pot fixa locuri concentrate de extragere a

pmntului necesar; n aceste situaii, proiectele vor cuprinde msuri necesare pentru nivelarea

Dicu Mihai


corespunztoare a zonelor de unde s-a luat pmnt, pentru asigurarea scurgerii apelor i pentru

fertilizarea acestor terenuri.

n zonele de deal i de munte, la amplasarea gropilor de mprumut, se ine seama de necesitatea

asigurrii stabilitii terasamentelor.

Fig. 76 Amenajarea camerelor de mprumut

1.3.5.2. Tehnologia execuiei rambleelor

Pmntul necesar executrii rambleului este adus cu mijloace de transport la frontul de lucru

al umpluturilor. Execuia rambleului impune o atenie deosebit nu numai pentru calitatea

pmntului pus n oper, dar i pentru modul de execuie.

Rambleele se execut n straturi avnd nclinarea de 4% de la axa drumului spre taluzuri i a cror

grosime prescris variaz cu posibilitile utilajului de compactare, natura pmntului i utilajele cu

care se transport pmntul.

Pmntul transportat se descarc pe ampriz, se mprtie manual sau mecanizat n straturi

uniforme de grosimea prescris, cu nclinarea de 45 spre taluz pentru scurgerea apelor, i se

compacteaz fiecare strat. Operaiile se repet pn se ating cotele prevzute n proiect. Pentru

circulaia autovehiculelor i a utilajelor terasiere este necesar ca pe taluzurile rambleelor s se

prevad rampe de acces cu o declivitate de cel mult 10% care, dup terminarea lucrrilor, se

desfiineaz.

Dicu Mihai


Pmnturile cu care se execut umpluturile trebuie s fie corespunztoare lucrrilor de

terasamente. Practic umpluturile se execut din orice tip de pmnt, cu excepia mlurilor, a

turbelor, a argilelor umede sau ngheate, a pmnturilor cu ghips sau srate. Este obligatoriu ca

pmnturile folosite s aib umiditatea optim de compactare, indicele de consisten s fie mai

mare de 0,50 i s fie respectate unele reguli, i anume:

-pmnturile coezive care dup punerea n oper au fost nmuiate prin ploi sau circulaie, nu trebuie

acoperite cu alt strat de pmnt dect dup ce s-au uscat la umiditate optim de compactare. Dac

din considerente constructive nu se poate astepta acest interval de timp, pmntul este tratat cu praf

de var, sau ndeprtat;

-straturilor de pmnt argilos li se intercaleaz pe nlimea rambleului la fiecare 0,80 ... 1,00 m

straturi de nisip de 0,20 .. 0,40 m grosime, cu nclinri de 2...3% de la ax spre taluz;

-marginile dinspre taluz ale straturilor se realizeaz din pmnturi mai permeabile pentru a permite

eliminarea umiditii din corpul rambleului;

-n regiunile accidentate n care se ntrebuineaz pentru ramblee piatra provenit din derocri, este

necesar ca partea superioar a umpluturii, pe circa 1,50m s se realizeze cu material mai mrunt, ce

se poate compacta, evitndu-se astfel tasrile inegale.

n cazul extinderii lucrrilor de terasamente la modernizarea drumurilor existente,

umpluturile se por realiza simetric fa de ax (fig.77), pstrnd platforma la acelai nivel, sau prin

ridicarea nivelului platformei, modificnd n acelai timp i axa drumului (fig.78). n ambele cazuri

umpluturile se realizeaz tot n straturi orizontale, iar pentru nfrirea acestora cu umplutura

existent, trebuie s se efectueze trepte de nfrire pe taluzul iniial. Din motive economice, este

bine ca umplutura s se execute pe o singur parte a construciei existente.

Dicu Mihai


Fig. 77 Extinderea lucrrilor de terasamente, simetric fa de ax

Fig. 78 Extinderea lucrrilor de tersamente prin modificarea axei

1.3.5.3 - Mecanizarea lucrrilor de umplur

Fig. 79 - Soluii tehnologice de mecanizare a lucrrilor de terasamente

Dicu Mihai


1.3.5.4 Factorii care influeneaz compactarea ]1[

Umiditatea joac un rol foarte important n procesul de compactare. ntr-o anumit poziie,

apa joac rolul de lubrifiant, nlesnind aezarea perticulelor solide astfel nct, n urma sarcinilor

aplicate, acestea s ocupe un loc cu ct mai multe puncte de reazem n structura pmntului.

Prin spare, toate pmnturile se nfoiaz, respectiv i mresc volumul iniial datorit

creterii volumului de goluri, iar n consecin, greutatea volumic scade.

Aceste pmnturi, aezate n rambleu fr nici o operaie suplimentar, sub greutatea

proprie, a influenei factorilor climatici i n special a circulaiei se taseaz, redobndind cu timpul

starea de ndesare iniial (fig. 80). Fenomenul este un proces de lung durat i neuniform, ce nu

poate fi controlat i poate provoca, datorit tasrilor neuniforme, degradarea sistemului rutier,

respectiv dificulti n circulaie.

Fig. 80 - Tasarea rambleelor necompactate

innd seama de ritmul actual de execuie, de faptul c, n mod obinuit, att infrastructura

ct i suprastructura drumului se realizeaz n aceeai campanie de lucru, terasamentele trebuie s

fie compactate artificial, astfel nct pmntul din corpul rambleului s capete o capacitate portant

sporit.

Compactarea este un proces fizico-mecanic prin care, sub aciunea unei fore exterioare

aplicate asupra pmntului se caut s se mreasc numrul de contacte dintre granule printr-o

reaezare a acestora, a ptrunderii granulelor mai mici n spaiile dintre granulele mai mari,

eliminnd o anumit cantitate de aer i ap liber.

Lucrul mecanic folosit pentru compactare se consum n cea mai mare parte pentru

nvingerea coeziunii i a frecrii dintre granule.

Prin operaia de compactare a pmntului, se urmrete realizarea simultan a urmtoarelor

efecte:

sporirea greutii volumice a pmntului ca urmare a creterii prin ndesare, a numrului de

particule solide din unitatea de volum, n detrimentul volumului de goluri umplut cu ap i aer.

Dicu Mihai


Acest fapt determin o cretere corespunztoare a carcateristicilor mecanice; unghiul de

frecare intern, coeziunea, modul de deformaie i de elaticitate etc.;

diminuarea influenei apei asupra pmntului, prin scderea permeabilitii, a umiditii de saturare

i a sensibilitii la ap;

evitarea tasrii ulterioare a terasamentelor i a straturilor ce alctuiesc sistemul rutier.

Capacitatea de a se compacta a unui pmnt depinde de natura i umiditatea pmntului, de

grosimea stratului supus compactrii, de felul utilajului de compactare, precum i de lucrul mecanic

cheltuit de utilajele respective.

Compactarea mecanic a terasamentelor

Pmntul necesar realizrii corpului rambleului este aezat n straturi i compactat succesiv

cu ajutprul unor utilaje speciale pentru alegerea crora se au n vedere urmtoarele:

caracteristicile pmntului (coeziv sau necoeziv, curba granulometric, umiditatea etc.), constituie

factorul cel mai important;

-gradul de compactare care trebuie realizat;

-condiiile locale de lucru (volumul de lucru, ritmul de execuie, mrimea frontului de lucru,

anotimpul n care se execut lucrrile).

Prescripiile tehnice recomand utilajele adecvate pentru compactare, apreciind i numrul

de treceri necesare.

Compactarea pmntului poate fi realizat prin: circulaia vehiculelor i a utilajelor rutiere,

cu maini care exercit o presiune static, cu maini de bttorit i prin vibrare.

Compactarea pmntului prin circulaia vehiculelor.

Prin trecerea tractoarelor, screperelor i a altor vehicule cu enile presiunea specific

exercitat pe teren este de 0,4 ... 0,6 2/ cmdaN , iar la vehiculele cu roi, de 5 ... 6 2/ cmdaN . Totui dac circulaia este dirijat uniform pe toat limea platformei i stratul de pmnt are

grosimi de 10 ... 15 cm, se realizeaz sfrmarea bulgrilor, nivelarea pmntului i o oarecare

compactare prin simpla trecere a mainilor rutiere.

Dicu Mihai


Compactarea pmntului cu maini care exercit presiune static (cilindri compresori).

Acetia realizeaz compactarea pmntului prin rularea lor i sub aciunea greutii

transmise de tambure. Tamburele compresorilor pot fi metalice, cu fee netede sau cu proieminene

numite picior de oaie, sau pot fi alctuite i din mai multe pneuri.

Capacitatea lor de compactare este dat de greutatea mainii i de presiune specific exercitat

asupra pmntului. Greutatea cilindrilor compresori poate fi mrit dup necesiti prin lestare,

adic prin umplerea cilindrilor cu ap sau nisip.

Presiunea specific a cilindrilor compresori cu fee netede i a celor cu pneuri multiple se

exprim n cmdaN / de lime a tamburului sau pneului, iar pentru cei cu picior de oaie, 2/ cmdaN din suprafaa piciorului.

Cilindri compresori cu fee netede sunt de dou feluri:

tvlugi remorcai de un tractor (fig. 81), cu o greutate de circa 20kN care poate fi mrit prin

lestare. Se pot folosi i garnituri de mai muli tvlugi (fig. 82).

Fig. 81 - Tvlugi remorcai

Fig.82 - Garnituri de tvlugi

cilindri compresori autopropulsai, care pot fi cu dou axe i dou tambure (fig.83), cu dou axe i

trei tambure (fig. 84) i cu trei axe i trei tambure (fig. 85).

Dicu Mihai


Fig. 83 - Compactoare cu rulouri netede cu dou tambure

Fig. 84 - Compactoare cu rulouri netede cu dou axe i trei tambure

Fig. 85 - Compactoare cu rulouri netede cu teri axe i trei tambure

La lucrrile de compactare a tersamentelor se folosesc mai ales cilindri compresori cu dou

axe care au un tambur nivelator n fa i dou roi compactoare n spate.

Aciunea cilindrilor compresori cu fee netede este neuniform i redus la adncimi de 15...25 cm

la 6 pn la 8 treceri. Sunt utilizai la cilindrarea pmnturilor pietroase, a straturilor de piatr spart

etc. Deoarece n urma lor rmne o suprafa neted i plan, sunt folosii i la finisarea suprafeelor

compactate cu alte utilaje (picior de oaie, plci de bttorit, etc.). Productivitatea acestor utilaje este

redus (70 ... 80 hm /3 ), iar ritmul de compactare este lent. Sporirea numrului de treceri nu mrete grosimea stratului compactat. Cilindri compresori cu fee netede se deplaseaz n lungul

Dicu Mihai


axei, pe fronturi lungi, printr-o micare nainte i napoi. Cilindrarea se ncepe de la margine spre

mijlocul platformei, la fiecare trecere benzile alturate trebuind s se suprapun pe 15...20cm

(fig.86).

Fig. 86 - Suprapunerea benzilor cilindrate

Numrul de treceri N necesare pentru realizarea unui anumit grad de compactare se poate stabili pe baza lucrului mecanic prescris:

PhblN = 1000 ,

unde:

P - greutatea cilindrului compresor, n kN ;

L - lucrul mecanic prescris (5...15 3/ mkmkN ); b - limea fiei compactate, n m; h - grosimea stratului elementar compactat, n m; Cifra 1000 rezult din transformarea kilometrilor n metri.

Cilindri compresori picior de oaie sunt tvlugi alctuii dintr-un tambur pe suprafaa cruia sunt

fixate nite proieminene (fig. 87), numite picioare de oaie, cu lungimea de 18...25 cm.

Compactarea pmntului se produce datorit presiunii specifice foarte mari (40...70 2/ cmdaN ). Cilindrii picior de oaie dau o compactare mai puternic i mai uniform, cu un numr de treceri mai

mic dect cilindrii cu fee netede. Lucreaz foarte bine n pmnturi argiloase cu umiditatea mai

mic dect w optim. Dac pmntul este umed, el ader pe suprafaa piciorului de oaie, iar efectul compactrii este astfel redus. Nu compacteaz bine pmnturile nisipoase.

Fig. 87 - Tipuri de proieminene picior de oaie

Dicu Mihai


Cilindri compresori picior de oaie pot compacta straturi de 30 ... 50cm grosime prin 6 pn

la 8 treceri. Pe msura trecerii peste acelai strat, pmntul se ndeas i, n momentul cnd

picioarele ptrund numai o treime din lungimea lor, compactarea este terminat.

Compactoarele cu pneuri sunt remorcate sau autopropulsate. Cele remorcate (fig. 88) sunt alctuite

dintr-o osie pe care sunt montate 4 pn la 8 roi cu pneuri. Pe o osie este fixat o cutie care poate fi

ncrcat cu nisip sau cu alte materiale, pentru a-i mri greutatea. Pot fi i pe dou osii, avnd osia

din fa de 3 sau 5 pneuri i pe osia din spate 4 sau 6 pneuri, pentru ca roile din spate s calce

printre urmele celor din fa.

Fig. 88 - Tipuri de proeminene picior de oaie

Aceste compactoare acioneaz att prin presarea, ct i prin frmntarea pmntului,

expulznd cu uurin aerul din pori.

Pot fi folosite la compactarea pmnturilor coezive sau puin coezive n straturi de 40...60

cm prin 2 pn la 6 treceri, chiar dac umiditatea este mai mare dect umiditatea optim de

compactare.

Compactoarele cu pneuri autopropulsate au aceleai carcateristici ca i cele remorcate. Sunt

prevzute cu un grup de 2-4 roi cu pneuri pe osia din fa care este i directoare, i un grup de 4-6

roi cu pneuri pe osia din spate.

Fig. 89 - Necesitatea reglrii presiunii din pneuri la compactor

Pentru a spori productivitatea cilindrilor compresori cu pneuri se recomand ca pmntul

aternut pentru compactare s fie cilindrat n prealabil cu cilindri uori, cu fee netede.

Dicu Mihai


c) Compactarea cu maini vibratoare. Se realizeaz prin transmiterea n stratul pmntului a unor

oscilaii de frecven mare i amplitudine mic, sub aciunea crora coeziunea pmntului i

frecarea dintre particule devin mai mici, astfel nct granulele se mic liber unele fa de altele,

particulele mici ocupnd golurile dintre particulele mari.

Aceast metod de compactare se aplic pmnturilor necoezive i slab coezive, aciunea de

vibrare avnd efect pn la adncimea de 1,00.

Pentru vibrare sunt folosite plcile vibratoare, vibrocompactoarele i cilindrii compresori

vibratori.

Fig.90

n figura 90 se prezint modul de lucru cu cilindrul compactor. Astfel, fiile compactate se

suprapun la trecerile succesive cu 30-50cm pentru a nu se forma refulri de materiale ntre acestea.

Plcile vibratoare sunt alctuite dintr-o plac masiv, acionat de un motor cu explozie sau

electric, prin intermediul unei greuti dispuse excentric. Tipurile uoare sunt manevrate manual,

servind n special la compactarea taluzurilor (fig. 91). Cu ajutorul plcilor vibratoare se pot

compacta pmnturi nisipoase cu grosimea de 15 ... 25cm prin 4 pn la 6 treceri.

Fig. 91 - Plci vibratoare

Vibrocompactoarele sunt maini mai grele, prevzute cu una sau mai multe plci vibratoare. Pot

compacta straturi de pmnt de 50 ... 70cm grosime, prin 4 treceri.

Cilindri compresori vibratori sunt alctuii dintr-un tvlug tractat prevzut cu un vibrator. Astfel,

efectul de compactare prin vibrare este sporit i prin presiunea static asupra stratului de pmnt. O

Dicu Mihai


astfel de main are un efect de compactare de 10...15 ori mai mare dect un cilindru compresor

obinuit (fig. 92)

Fig.92 - Rulou vibrato

DICU MIHAI - Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drumurilor

Documents

Transcript of DICU MIHAI - Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drumurilor