ÎNTREŢINEREA ŞI EXPLOATAREA DRUMURILOR

Capitolul 1

ÎNTREŢINEREA DRUMURILOR

1.1. Rolul activităţii de întreţinere a drumurilor. Activităţi componente.

Reţeaua rutieră este un element al patrimoniului naţional. Drumul ne asigură accesul la oraş, la sat, la domiciliu sau la locul de muncă, el fiind o necesitate a vieţii cotidiene.

Patrimoniu colectiv, drumul se află în serviciul (la dispoziţia) utilizatorilor care doresc să poată circula în permanenţă economic, sigur şi confortabil.

Reţeaua rutieră, sub acţiunea traficului şi a factorilor climaterici, se degradează într-un mod inevitabil. Din acest motiv structurile rutiere se stabilesc pentru o anumită durată de serviciu. În cursul acestei perioade :

- îmbrăcăminţile se uzează. Rugozitatea lor se diminuează, iar fisurile ce se formează duc la apariţia permeabilităţii îmbrăcăminţilor.

- suprafaţa de rulare se deformează : uniformitatea este perturbată, securitatea şi confortul scad iar suprasarcinile dinamice devin importante.

- circulaţia creşte puternic în timp fiind necesară şi adaptarea structurii drumului pentru asigurarea rezistenţei corespunzătoare.

În absenţa unei întreţineri adecvate sfârşitul evoluţiei degradării structurii rutiere îl constituie distrugerea sa.

Reconstrucţia unei reţele rutiere este foarte oneroasă, iar un ciclu de construcţie – distrugere – construcţie, constituie o risipă pentru oricare societate. În ceea ce priveşte valoarea costului întreţinerii unui drum aceasta este de circa 1 % din costul circulaţiei vehiculelor pe drumul respectiv.

O întreţinere necorespunzătoare a reţelei de drumuri poate conduce la întreruperea circulaţiei care este inadmisibilă în anumite perioade şi în anumite direcţii. Un drum este o construcţie care funcţionează şi care evoluează în timp ca şi o fiinţă vie.

Întreţinerea drumurilor este un element indispensabil pentru desfăşurarea unei circulaţii corespunzătoare însă posibilităţile financiare ale societăţii permit rareori realizarea tuturor lucrărilor de întreţinere necesare în cele mai bune condiţii şi în special la timpul optim.

Întreţinerea drumurilor cuprinde totalitatea lucrărilor şi activităţilor ce trebuie să se desfăşoare permanent şi organizat în scopul menţinerii lor într-o stare tehnică corespunzătoare. Gama activităţilor care constituie întreţinerea drumurilor este următoarea :

- investigarea stării drumurilor;

- studiul traficului rutier;- supravegherea şi păstrarea în bune condiţii a tuturor

construcţiilor aferente drumului;- programarea şi executarea lucrărilor de întreţinere şi

reparaţii în vederea aducerii şi menţinerii drumurilor într-o stare bună de viabilitate tot timpul anului;

- realizarea semnalizării rutiere în conformitate cu reglementările actuale şi menţinerea acesteia într-o stare corespunzătoare;

- prevenirea şi combaterea efectelor iernii;- aplicarea legislaţiei rutiere în scopul păstrării integrităţii

drumurilor, inclusiv cea referitoare la transporturile de tonaj şi gabarit depăşit;

- ţinerea la zi a evidenţei tehnico-operative a reţelei rutiere, etc.

1.2. Factori care acţionează asupra drumurilor

Principalii factori care pot produce, într-un ritm lent sau rapid, uzura şi degradarea îmbrăcămintei drumului, a structurii rutiere, a platformei precum şi a celorlalte părţi componente ale drumului sunt :

- traficul rutier;- factorii climaterici.

Acţiunea acestor factori este amplificată sau încetinită în funcţie de modul în care a fost realizată construcţia drumului.

1.2.1. Acţiunea traficului rutier

Traficul rutier acţionează asupra drumurilor prin :- acţiuni verticale;- acţiuni orizontale;- acţiunea de ventuză.

Acţiunile verticale sunt transmise direct de vehicule suprafeţei de rulare şi de acolo sunt repartizate în sistemul rutier şi retransmise mai departe pământului din terasament.

Aceste acţiuni sunt amplificate de efectul dinamic al încărcărilor.Acţiunile orizontale (tangenţiale) se transmit doar îmbrăcămintei drumului

pe suprafaţa de contact între pneu şi partea carosabilă. Ele sunt generate de frânarea sau accelerarea vehiculelor precum şi de efectul cuplului motor. În curbe acţiunile orizontale sunt amplificate de efectul forţei centrifuge.

Acţiunea de ventuză (sucţiune), este generată de pneurile alcătuite din materiale deformabile, elastice, care datorită deformărilor sub acţiunea încărcărilor verticale şi a revenirii la forma iniţială, prin rotirea roţii pe suprafaţa drumului, absorb particulele fine (praful, noroiul, etc.) şi le îndepărtează de pe suprafaţă. Această acţiune duce la pierderea fracţiunii fine la pietruiri, cea care joacă rolul de “liant”, ducând astfel la dezgrădinarea materialului.

Repetarea încărcărilor din trafic duce la apariţia fenomenului de oboseală. Trecerea repetată pe aceeaşi suprafaţă de rulare a unui număr foarte mare de vehicule grele generează deformaţii mari care duc la reducerea capacităţii portante a complexului rutier. S-a constatat că factorul important în producerea acestui fenomen este traficul greu a cărui caracteristică principală o constituie încărcarea mare pe osie.

S-a constatat că trecerea unui vehicul de mare tonaj este echivalentă, ca efect, cu trecerea unui număr de 1.000.000 vehicule uşoare (autoturisme).

Influenţa traficului greu este hotărâtoare asupra comportării în exploatare a complexelor rutiere aşa cum se observă din tabelul 1.1.

Pentru a diminua această acţiune distructivă se iau măsuri la nivel naţional pentru limitarea tonajului (pe osie simplă sau dublă) la transporturile cu vehicule grele – tabelul 1.2.

Tabelul 1.1.Degradări provocate de traficul rutierÎncărcarea pe osie a vehiculului, tf.

Ponderea în traficul total, %

Degradări provocate suprafeţei de rulare, %

< 10 80 1010 – 12 12 20

> 13 8 75

Forma suprafeţei de contact dintre pneu şi suprafaţa îmbrăcămintei rutiere este influenţată şi de tipul sistemului de rulare (bandaje metalice, pneuri, şenile, etc.) precum şi de calitatea suspensiei vehiculelor ca şi de greutăţile părţilor suspendate şi nesuspendate care amplifică efectul dinamic al încărcărilor.Presiuneaspecifică pe îmbrăcămintea drumului , în România, nu trebuie să depăşească 0,6 Mpa pentru osia nemotoare şi 0,7 Mpa pentru osia motoare.

1.2.2. Acţiunea factorilor climatericiDeoarece drumurile sunt construcţii care suportă în permanenţă şi

solicitările datorate variaţiilor de temperatură, acţiunii apei, vântului, etc. ele suferă şi acţiunile distructive ale acestora.

Factorul cel mai distructiv îl constituie apa care :

Tabelul 1.2.Limitele maxime ale încărcărilor pe osii

Categorii de drumuri din punct de vedereal structurii rutiere

Tipul de osie

Distanţa între axele alăturate (m) :

< 1,40 <= 2,00 > 2,00Drumuri modernizate, euro-pene (E) şi alte drumuri des-chise traficului greu conformlistei aprobate de MinisterulTransporturilor,Construcţiilorşi Turismului

simplă 10,0dublă 1)

(tandem) 16,0triplă 2)

(tridem) 22,0

Alte drumuri modernizate

simplă 8,00dublă(tandem) 14,5triplă(tridem) 20,0

Drumuri pietruitesimplă 7,5dublă(tandem) 12,0

triplă(tridem) 16,5

1) Se consideră osie dublă (tandem) combinaţia de două axe având distanţa între ele de cel mult 2,00 m.La greutăţi inegale pe axe, tonajul pe axa cea mai încărcată ce face parte din tandem nu trebuie să depăşească tonajul maxim admis pe osia simplă pentru categoria de drum respectivă .

2) Se consideră osie triplă (tridem) combinaţia de trei axe având distanţa între ele de cel mult 1,40 m, iar masa pe două axe alăturate făcând parte din tridem nu trebuie să depăşească tonajul maxim admis pe osia dublă (cu aceeaşi distanţă între axe) pentru categoria de drum respectivă. Pentruosii multiple constituite din mai mult de trei axe alăturate, masa pe orice grup de axe alăturate nu trebuie să depăşească tonajul maxim admis pe osia astfel constituită (în funcţie de distanţa dintre axe) pentru categoria de drum respectivă.

- contribuie la diminuarea capacităţii portante a sistemului rutier prin înmuierea pământului din pat, infiltrarea în straturile rutiere şi favorizarea dezanrobajului care duce la apariţia unei game largi de defecţiuni (dezgrădinări), etc.) ;

- apa care stagnează pe partea carosabilă determină micşorarea coeficientului de frecare, dintre pneu şi suprafaţa de rulare, ducând la apariţia acvaplanării, duce prin împroşcare la diminuarea vizibilităţii, se infiltrează prin pori ducând la extinderea defecţiunilor;

- apa subterană poate ajunge în patul drumului pe diverse căi (capilaritate, infiltraţii) determinând în anumite condiţii degradări masive ale complexului rutier, mai ales în perioadele de dezgheţ, sub acţiunea traficului greu;

- apa poate duce la apariţia unor deformaţii importante a terasamentelor care se soldează cu tasări masive, alunecări de terenuri, prăbuşiri, etc.;

Cele arătate mai sus subliniază necesitatea îndepărtării rapide a apelor de pe platformă, şanţuri, taluzuri, etc.

1.3. Organizarea reţelei de drumuri din România

În România drumurile se împart, după folosinţă şi administrare, în două mari categorii prezentate în tabelul 1.3.

Tabelul 1.3. Clasificarea drumurilor din RomâniaCategoriile de drumuri după : Unităţi tutelare

Folosinţă Funcţionalitate

Publice

De interes - Autostrăzinaţional - Drumuri naţionale

Ministerul Transporturilor ,Cons-trucţiilor şi Turismului

De interes local: - Drumuri judeţene - Drumuri comunale - Străzi

Prefecturi,Primării (orăşeneşti şi comunale)

Private(de exploatare)

- Forestiere - Petroliere - Miniere - Agricole - Alte destinaţii

Intreprinderile beneficiare respective

1.3.1. Drumuri publice

Aceste drumuri au ca scop satisfacerea cerinţelor de transport ale economiei naţionale şi ale populaţiei. Drumurile publice de interes naţional asigură legăturile dintre capitala ţării şi oraşele reşedinţă de judeţ şi municipii sau alte localităţi importante, precum şi cu ţările vecine – figura 1.1.

Creşterea circulaţiei rutiere internaţionale în ţările Europei, după cel de al doilea război mondial, a dus la necesitatea creării unor trasee internaţionale, care înglobează diverse drumuri publice importante ale ţărilor respective, ce au format o reţea de drumuri deschise traficului internaţional. Aceste drumuri, denumite europene, sunt marcate cu indicatoare de semnalizare distincte, formate din panouri de culoare verde, pe care este înscris numărul drumului din reţeaua europeană precedat de litera E – de exemplu E .

Drumurile publice de interes local asigură legăturile dintre oraşele, comunele şi satele din cuprinsul judeţului sau cu cele din judeţele învecinate, cu gările, porturile, aeroporturile, staţiunile balneoclimaterice şi locurile de agrement situate în afara localităţilor. Situaţia drumurilor publice la data de 1 ianuarie 1991 este prezentată în tabelul 1.3.

Tabelul 1.3. Situaţia drumurilor publice în ianuarie 2006

Felul drumuluiLungime,

Km

Drumuri de interes naţional

Autostrăzi 228Drumuri naţionale (administrate şi gestionate de CNADNR1)

14.768

Total 14.996

Drumuri de interes local

Drumuri judeţene (administrate de Consiliile Judeţene)

36.010

Drumuri comunale (administrate de Consiliile Locale)

27.781

Total 63.791Străzi în oraşe 22.328Străzi în localităţi rurale (administrate de municipii,oraşe şi comune)

97.660

Total 119.988Total drumuri publice 198.775

1) Compania Naţională de Autostrăzi şi Drumuri Naţionale din România.

În traversarea localităţilor, drumurile publice îşi păstrează categoria în care sunt incluse, porţiunile respective de drum servind şi ca străzi.

Drumurile de exploatare, din punct de vedere funcţional, pot fi: forestiere, petroliere, miniere, agricole, precum şi alte categorii, şi se leagă direct de reţeaua drumurilor publice.

Administrarea şi întreţinerea drumurilor de exploatare este asigurată de beneficiarii lor.

Pentru România densitatea reţelei de drumuri este de 640 Km pentru 1000 Km2.

Capitolul 2

INVESTIGAŢII RUTIERE

Cunoaşterea stării reţelei rutiere se realizează prin efectuarea investigaţiilor rutiere privind :

- modul de desfăşurare al traficului ;- starea suprafeţei de rulare ;- capacitatea portantă a complexelor rutiere.

2.1. Investigarea traficului rutier

În cadrul acestei investigaţii se determină intensitatea traficului în vehicule fizice şi apoi în vehicule etalon : autoturisme pentru calculul capacităţii de circulaţie şi autovehicule A 13 şi R 10 pentru dimensionarea sistemelor rutiere .

Ca metode de investigaţie folosite se utilizează :- recensămintele de circulaţie ;- înregistrări automate cu aparate sau dispozitive de

înregistrare ;- anchete de trafic rutier ;- măsurători speciale pentru determinarea unor caracteristici

ale traficului rutier (cântăriri, determinarea vitezei de circulaţie, etc.).

2.2. Investigarea suprafeţei de rulare

Suprafaţa îmbrăcămintei influenţează în mod direct siguranţa şi confortul circulaţiei şi deasemeni şi condiţiile de exploatare ale drumului respectiv.

Calitatea suprafeţei de rulare se apreciază de cei ce folosesc drumul prin :- uniformitate ;- rugozitate ;- starea de degradare.

2.2.1. Uniformitatea suprafeţei de rulare

Aceasta caracterizează regularitatea şi permanenţa profilului suprafeţei, suprafaţa îmbrăcămintei fiind lipsită de ondulaţii şi denivelări ea apropiindu-se de profilul longitudinal de cel proiectat . Circulaţia rutieră este influenţată de uniformitatea suprafeţei de rulare din punct de vedere al :

- siguranţei circulaţiei : mişcarea pe verticală a vehiculelor datorită denivelărilor nu poate asigura un contact permanent al pneurilor vehiculului cu suprafaţa de rulare şi stânjeneşte posibilităţile de manevrare şi frânare ;- confortului în timpul deplasării care dă posibilitatea

efectuării unei deplasări cu viteză de circulaţie constantă .Uniformitatea influenţează şi acţiunea dinamică a vehiculului asupra

îmbrăcămintei şi implicit a sistemului rutier prin solicitările dinamice verticale care apar în vehicul în timpul deplasării sale pe o suprafaţă denivelată .

Stabilirea gradului de uniformitate a suprafeţei de rulare se poate efectua :- cu dreptarul de 3 m sau cu transversprofilograful în sens

transversal ; - cu profilograful, cu analizorul de profil longitudinal, cu

rigla mobilă, cu viagraful, etc. în sens longitudinal drumului.În afară de dreptar, la care măsurătoarea se efectuează în regim static, cu

celelalte aparate măsurătorile se fac în regim dinamic.Schematic acestea se prezintă astfel :

1. Transversprofilograf

2a. Riglă mobilă cu înregistrare automată

2b. Riglă mobilă cu citire la un indicator

Pentru determinarea valorii abaterii profilului faţă de dreptar se folosesc pene de lemn aşa cum se observă din figura de mai jos :

Analizorul de profil longitudinal (A.P.L.) este alcătuit din :- un braţ rigid, poartă-roată ;- şasiu ce se reazemă de braţ printr-un arc (resort) şi un

amortizor care asigură contactul permanent roată-şosea ;- cuplaj pentru vehiculul trăgător ;- pendul inerţial servind ca referinţă pentru măsurarea

deplasărilor unghiulare ale braţului port-roată traducând denivelările profilului longitudinal, independent de mişcările vehiculului trăgător .

Viagraful, a cărui schemă de principiu este prezentată în continuare, este compus dintr-un cadru metalic alcătuit din 3 grinzi articulate, care se sprijină pe 8 roţi de rulare identice, echidistante, repartizate pe lungimea a 6 metri . La mijloc se află o roată palpatoare care transmite denivelările suprafeţei de rulare sistemului de înregistrare grafică şi electronică .

1:103 cm

3 cm3 cm

2.2.2. Rugozitatea suprafeţei de rulareRugozitatea reprezintă proprietatea suprafeţei îmbrăcămintei rutiere de

aprezenta asperităţi care asigură stabilitatea vehiculelor în mişcare prin realizarea unei bune aderenţe între pneu şi carosabilul drumului .

Prezenţa apei pe suprafaţa îmbrăcămintei rutiere micşorează frecarea dintre pneu şi suprafaţa carosabilului . Analizând contactul dintre pneu şi suprafaţa îmbrăcămintei rutiere în prezenţa apei – figura 2.1. – se observă că :

Pană de apă

Peliculă subţire de apă

Contact cvasi-uscatPeliculă de apă

Pană de apă

Peliculă subţire de apă

Contact cvasi-uscatPeliculă de apă

Fig.2.1. Contactul dintre pneu şi suprafaţa îmbrăcămintei rutiere în prezenţa apei .

- valoarea coeficientului de frecare dintre pneu şi suprafaţa drumului depinde, aşa cum a rezultat în urma studiilor efectuate, de viteza vehiculului . Valoarea acestui coeficient scade cu cât viteza este mai mare întrucât apa din zona 1 nu are timp să fie eliminată ;

- capacitatea drenantă a pneurilor : cu cât sculptura pneurilor este mai accentuată cu atât mai repede se face evacuarea apei şi în acest mod creşte coeficientul de frecare ;

3 m

3 m

- capacitatea drenantă a suprafeţei de rulare este strâns legată de rugozitatea geometrică a acestuia . Pentru viteze de peste 80 – 100 Km/h, când apa nu poate fi evacuată de pe suprafaţa îmbrăcămintei, apare fenomenul de acvaplanare .

Pelicula de apă are o grosime variabilă între 3 – 5 mm iar valoarea coeficientului de frecare scade până la 0,1 .

Analizarea texturilor suprafeţei se face atât după aderenţa pneurilor cât şi după calităţile de evacuare a apei, aşa cum se observă din tabelul 2.1. În cadrul texturii se disting cele două forme : micro şi macrotextura .

Determinarea rugozităţii geometrice se poate face prin mai multe metode, aşa cum se observă din tabelul 2.2, din care cea mai utilizată este înălţimea de nisip (H.S.) .

Astfel se întinde o cantitate cunoscută (25 cm3) de nisip sort : 0,160 – 0,315 mm şi se împăştie pe suprafaţa îmbrăcămintei rutiere până acoperă toate denivelările, rezultând o suprafaţă regulată apropiată de un cerc .

Valoarea înălţimii de nisip determinată cu relaţia 2.1. caracterizează îmbrăcăminţile rutiere conform tabelului 2.3.

Volumul de nisipH.S. = ———————— (mm) (2.1.)

Suprafaţa de nisip

Rugozitatea poate fi apreciată şi prin determinarea rezistenţei la alunecare cu aparatul S.R.T. (pendul Leroux) .

Skid Resistance Tester (S.R.T.) măsoară rezistenţa la alunecare dintre plăcuţa de cauciuc montată la capul pendulului şi suprafaţa, în lungime de 127 mm, îmbrăcămintei rutiere – figura 2.3.

Tabelul 2.1.Analiza texturii suprafeţei rutiereAspectul suprafeţei

îmbrăcămintei rutiere

Textura : Modul de evacuare a apeiMicro Macro Statică Dinamică

netedă polizată fină slabă slabăondulată polizată mijlocie slabă bunăglasspapir rugoasă fină excelentă slabăcolţuroasă rugoasă mijlocie excelentă bunăcanelată polizată grosieră mijlocie excelentăcanelată, rugoasă rugoasă grosieră excelentă excelentăporoasă mijlocie grosieră bună excelentă

Rezultatele măsurătorii se exprimă în unităţi SRT de la 0 la 150 . Determinările se efectuează atât pe suprafaţă uscată cât şi pe suprafaţă umedă . Suprafaţa de rulare se caracterizează după valorile SRT conform tabelului 2.3.

Tabelul 2.3 Determinarea rugozităţii geometrice a îmbrăcămintei rutiere

Valori limită ale rugozităţii determinate cu : Caracterizarea suprafeţei de

rulareaparatul SRT, în unităţi SRT

înălţimea de nisip HS, în mm

SRT ≥ 70 HS ≥ 0,6 Suprafaţă bună, permite circulaţia cu viteze mai mari de 80 Km/h

55 ≤ SRT < 70 0,2 ≤ HS < 0,6 Suprafaţă satisfăcătoare, permite circulaţia cu viteze până la 80 Km/h

SRT < 55 HS < 0,2 Suprafaţă nesatisfăcătoare, pericol de derapare

Tabelul 2.2Nrcrt M e t o d e

Măsurarea gradului de

drenare

Condiţiile determinări

i1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

11.

Înălţimea de nisipAmprenta de mastic siliconicAnaliza stereo-fotograficăProfilometruZgomotul pneurilorLaserLaser depolarizantDrenometru cu presiune variabilă joasăDrenometru cu presiune variabilă înaltăDrenometru cu presiune constantăDrenometru de mare randament

IndirectăIndirectăIndirectăIndirectăIndirectăIndirectăIndirectăDirectă

Directă

DirectăDirectă

StaticăStaticăStaticăStatică

DinamicăDinamicăDinamică

Statică

Statică

StaticăDinamică

Fig.2.3. Aparatul S.R.T.

Valoarea coeficientului de frecare se poate determina şi cu stradograful – fig.2.4.

Fig.2.4. Stradograful (SCRIM)

Pe un autovehicul este montată roata de măsură pe un ax orizontal care face un unghi constant cu direcţia de deplasare a maşinii . În dotarea aparatului este inclus un rezervor de apă pentru determinarea valorii coeficientului de frecare pe suprafaţa umedă a îmbrăcămintei rutiere şi dispozitive de înregistrare a valorilor obţinute .

Principiul de măsurare este următorul : şasiul roţii – 1 este încărcat cu o anumită greutate P. Forţa F necesară pentru a menţine unghiul constant se măsoară cu ajutorul unui dinamometru înregistrator. Din relaţia :

P x f x a = F x d (2.2)se determină valoarea coeficientului de frecare f. Scala dinamometrului înregistrator cuprinde valori de la 0 la 20, o bună rugozitate fiind considerată când se înregistrează valori peste 13.

Valoarea coeficientului de frecare poate fi stabilită şi prin încercări de frânare prin determinarea distanţei de oprire a unui vehicul sau valoarea forţei de tracţiune a unui vehicul frânat. Aceste determinări prezintă însă o inconstanţă accentuată a valorilor obţinute, neputând fi comparate.

2.2.3. Starea de degradare a suprafeţei de rulare.

Caracteristică structurală a drumului, starea de degradare se poate inves-tiga fie vizual, de către o echipă compusă din două persoane care parcurge sectorulpe jos, fie cu ajutorul unor aparate (SIRANO,ARAN,GERPHO,etc.) montate pe autovehicule care înregistrează imaginea suprafeţei drumului pe film fotografic,bandă magnetică,C.D.-uri sau D.V.D.-uri. Se obţin astfel date care se folosesc la determinarea amplorii diferitelor tipuri de defecţiuni ale suprafeţei carosabilului,necesare evaluării stării tehnice a drumurilor.

2.3. Investigarea capacităţii portante a complexelor rutiere

Capacitatea portantă sau portanţa unui complex rutier reprezintă aptitudinea de a suporta încărcările din trafic şi repetarea lor în timp. Ea se apreciază prin determinarea unor caracteristici ale complexului rutier cum ar fi : deformaţia (elastică, plastică, totală), raza de curbură şi modulul de deformaţie echivalent.

Pentru aceste determinări se folosesc diferite metode şi aparate atât în regim static cât şi dinamic .

2.3.1. Determinarea deformaţiilor complexului rutier

Determinarea deformaţiilor complexului rutier se face cu ajutorul deflectometrelor şi deflectografelor. La noi în ţară se folosesc deflectometrele Bankelman şi Soiltest şi defletograful Lacroix, toate utilizabile numai în cazul sistemelor rutiere suple.

2.3.3.1. Deflectometrul cu pârghie BenkelmanDeflectometrul cu pârghie Benkelman măsoară faţă de un sistem de

referinţă deplasarea verticală a suprafeţei complexului rutier, deformată sub solicitarea roţilor duble ale osiei din spate a vehiculului de măsurare, după îndepărtarea acestuia .

Această deplasare verticală elastică este denumită deflexiune.Aparatul este compus – fig.2.5 – din :

- braţ suport – 1 ;

- suport anterior – 2 ;- tijă metalică – 3 , pentru susţinerea microcomparatorului ;- pârghie basculantă – 4 .

Fig. 2.5. Deflectometrul cu pârghie Benkelman

Deflectometrul Benkelman se utilizează la stabilirea deformabilităţii complexelor rutiere nerigide pe :

- drumuri nemodernizate, având îmbrăcăminţi provizorii, alcătuite din împietruiri, macadam sau macadam protejat cu tratamente bituminoase ;

- pe drumuri modernizate, cu îmbrăcăminţi bituminoase .Caracteristicile vehiculelor de măsurare sunt prezentate în tabelul 2.4.

Tabelul 2.4. Caracteristicile vehiculelor de măsurare

Nrcrt Caracteristica

Autocamion (autobasculantă) :

6135 R 8135R

102151. Sarcina pe osia din spate P, daN 7000 7600 100002. Presiunea aerului în pneurile din

spate (pa), at.6,25 6,25 6,75

Se recomandă utilizarea unui vehicul de măsurare cu sarcina pe osia din spate de 100 kN sau cât mai apropiată de această valoare.

Autovehiculul de măsurare se instalează cu una din roţile duble din spate deasupra punctului în care urmează a se face măsurătoarea şi se menţine frânat . Se introduce apoi vârful de contact al deflectometrului între pneurile roţilor duble din spatele vehiculului, astfel încât vârful de contact să fie plasat în centrul suprafeţei de contact dintre pneuri şi suprafaţa îmbrăcămintei – figura 2.6.

Fig.2.6. Modul de amplasare pentru măsurătoare a deflectometrului Benkelman.

Când se fac măsurători pe balast, pe împietruiri dezgrădinate sau pe macadam insuficient încleştat, vârful de contact se aşează pe suprafaţa drumului prin intermediul unei pastile metalice cu diametrul de 45 mm şi grosimea de 3,5 mm.

Se pun indicatoarele microcomparatorului la zero şi apoi, fără a depăşi timpul de staţionare a vehiculului de un minut, se îndepărtează acesta de pe punctul respectiv .

În momentul în care axa roţilor duble se găseşte în trecere la distanţa de 2,40 m de punctul de măsurare şi apoi, la o distanţă de cel puţin 5,00 m, se fac citiri pe microcomparator .

La drumurile moderne cu îmbrăcăminte bituminoasă măsurătorile deflectometrice se vor efectua într-o gamă de temperatură sau între +5°C ± 25°C când s-au utilizat la preparare nisipuri bituminoase .

Determinarea deformabilităţii complexului rutier se va efectua primăvara şi toamna, perioade în care complexul rutier lucrează în cele mai defavorabile condiţii hidrologice .

Valorile deflexiunilor corectate în funcţie de linia de influenţă se calculează cu relaţia :

d = 2 d5,0 – d2,4 , în 0,01 mm (2.3)

2.3.3.2. Deflectometrul cu pârghie Soiltest

Acest deflectometru măsoară faţă de un sistem de referinţă deplasarea pe verticală a suprafeţei complexului rutier sub solicitarea roţilor duble ale osiei din spate a vehiculului de măsurare în deplasare, în momentul în care osia din spate este în dreptul punctului de măsurare (deformaţia verticală totală) şi apoi când osia din spate este situată la distanţa de 4,55 m de punctul de măsurare, la distanţa de 4,55 m de punctul de măsurare (deformaţia verticală remanentă) .

Punctul de măsurare este amplasat în faţa roţilor duble ale vehiculului de măsurare, la distanţa de 1,35 m faţă de axa osiei din spate .

Deflexiunea complexului rutier reprezintă diferenţa dintre deformaţia verticală totală şi deformaţia verticală remanentă .

Aparatul este compus - fig.2.7.- din :- element de bază, pe care se fixează şi microcomparatorul –1;- suport anterior – 2 ;- şurub de blocare – 3 ;- pârghie basculantă posterioară – 4 ;

- pârghie basculantă anterioară – 5 ;- sonerie – 6 ;

Fig.2.7. Vedere de ansamblu a deflectometrului cu pârghie Soiltest.

Pentru măsurarea deformaţiilor verticale se folosesc vehiculele de măsurare prezentate în tabelul 2.4.

Autovehiculul de măsurare se instalează cu una din roţile duble în spatele punctului de măsurare la circa 1,35 m şi se menţine frânat . Se introduce apoi pârghia basculantă a deflectometrului între pneurile roţilor din spatele autovehiculului, astfel încât vârful de contact să fie plasat la distanţa de 1,35 m faţă de axa osiei din spate a vehiculului – figura 2.8.

Fig.2.8. Modul de amplasare a deflectometrului Soiltest.

Se aduce acul microcomparatorului la zero, cu soneria în funcţiune pentru a preveni blocarea tijei acestuia, şi se pune în funcţiune pentru a preveni blocarea tijei acestuia, şi se pune în mişcare vehiculul cât mai lin posibil pentru a nu se produce şocuri, ce ar putea cauza deformaţii sau deplasări suplimentare .

În timp ce vehiculul se deplasează se citeşte pe microcomparator valoarea maximă a deplasării verticale (corespunzătoare poziţiei vârfului de contact al deflectometrului între roţile duble ale osiei din spate) iar apoi se citeşte valoarea finală (corespunzătoare poziţei axei roţilor duble la aproximativ 4,55 m de punctul de măsurare), după care se închide soneria .

Citirile de pe cadranul microcomparatorului se transformă în valori ale deformaţiilor verticale prin multiplicarea lor cu 4, raportul dintre lungimea pârghiei anterioare şi lungimea pârghiei basculante posterioare .

Valorile deformaţiilor elastice (deflexiunilor) d, se calculează cu relaţiile :d = d1,35 – d4,55 , în 0,01 mm (2.4)

în cazul în care d4,55 are valori pozitive, mai mici decât d1,35 şi :

d = d1,35 + d4,55 , în 0,01 mm (2.5)în cazul în care d4,55 are valori negative .

Rezultatele măsurătorilor cu deflectometrul cu pârghie Soiltest pot fi transformate în valori corespunzătoare tehnicii de măsurare cu deflectometrul cu pârghie Benkelman cu ajutorul unor relaţii de echivalenţă.

În cazul utilizării tehnicilor de măsurare a deflexiunilor cu deflectometrele cu pârghie tip Benkelman şi Soiltest valoarea deflexiunii caracteristice (dc) specifice tehnicii de măsurare cu deflectograful Lacroix-ROMAN se obţine prin transformarea valorilor deflexiunilor caracteristice specifice cu ajutorul următoarelor relaţii:

- pentru sisteme rutiere suple:dc = dcB- 27 (2.6)dc = 0,88xdcS-6 (2.7)

- pentru sisteme rutiere semirigide:dc = d cB- 13 (2.8)dc = d cS- 3 (2.9)

în care : dc - deflexiunea caracteristică corespunzătoare tehnicii de măsurare cu deflectograful Lacroix-ROMAN, în 0,01 mm;

dcB - deflexiunea caracteristică corespunzătoare tehnicii de măsurare cu deflectometrul cu pârghie tip Benkelman, în 0,01 mm;

dcS - deflexiunea caracteristică corespunzătoare tehnicii de măsurare cu deflectometrul cu pârghie tip Soiltest, în 0,01 mm.

2.3.3.3. Deflectometrul cu masă căzătoare (Falling Weight Deflectometer)

Acest tip de deflectometru determină concomitent şi modulul de elasticitate al complexului rutier şi poate fi folosit şi la structurile rutiere rigide de la autostrăzi, drumuri, aeroporturi, străzi) .Acest deflectometru este cuplat la un microprocesor şi la un calculator care execută prelucrarea , pe bază de program, a datelor înregistrate de senzorii amplasaţi pe suprafaţa îmbrăcămintei (geofoni = traductori accelerometrici) şi afişează sau listează valorile deformaţiilor verticale şi ale modulilor de elasticitate.

Forţa F exercitată de acest deflectometru asupra îmbrăcămintei structurii rutiere are valoarea :

F = , N (2.10)

Schema deflectometrului F.W.D.unde :

M - masa căzătoare, a cărei valoare variază, în funcţie de alcătuirea sistemului rutier, între 50 şi 300 Kg ;

h - înălţimea de cădere = 0,20 – 0,40 m ;k - constanta resortului pe care cade masa M, N/m ;g - acceleraţia gravitaţională (9,81 m/s2).Impulsul provocat de căderea masei M are o durată de 28 microsecunde,

echivalentă cu cea a impulsului provocat de trecerea pe drum a unui vehicul greu cu viteza de 70 Km/h.

2.3.3.4. Deflectograful Lacroix

Acest aparat se utilizează la stabilirea deformaţiilor complexelor rutiere nerigide, cu îmbrăcăminţi bituminoase, pentru a pune în evidenţă variaţia capacităţii portante . Aparatul este montat pe un autocamion cu încărcarea de 9,1 tf pe osia din spate (91 kN) fiind compus dintr-o grindă în formă de T care alunecă pe suprafaţa părţii carosabile printr-o mişcare discontinuă .

Măsurătorile deflexiunii totale (elastice + plastice) se fac automat în profiluri transversale situate la 3,20 m unul de altul; în fiecare profil făcându-se 2 determinări corespunzătoare celor două perechi de roţi .

Rezultatele se înregistrează manual sau automat cu ajutorul unui dispozitiv electronic pe o bandă de hârtie fotografică (deflectogramă) concomitent cu înregistrarea manuală a poziţiilor kilometrice .

În timpul măsurătorilor camionul se deplasează cu o viteză de 2 Km/h putând efectua 8000 de măsurători pe zi cu o frecvenţă de 600 de măsurători pe 1 Km de drum .

În calcule se vor lua deflexiunile măsurate sub roata aflată la circa 1,00 m de marginea părţii carosabile .

Calculul şi prelucrarea datelor obţinute se poate face manual sau automat cu ajutorul calculatoarelor electronice .

Fig.2.8. - Schema deflectografului Lacroix

2.3.1. Determinarea modulului de deformaţie liniară

Modulul de deformaţie liniară E reprezintă raportul dintre presiunea specifică – p – transmisă uniform pe teren de placa de încărcare şi tasarea relativă – λ – suprafeţei încărcate multiplicate cu rigiditatea plăcii de încărcare precum şi de

natura terenului încercat . E = α , N/mm2 (2.11)

Modulul de deformaţie liniară echivalent se determină pentru mediile neomogene, stratificate sau complexele rutiere şi reprezintă modulul de deformaţie liniară a unui material ideal, omogen şi izotrop care, sub aceeaşi încărcare - p - , are aceeaşi tasare ca şi sistemul stratificat :

Pentru verificarea capacităţii portante a complexelor rutiere existente se consideră valorile lui α = 1,57 (multistrat) şi 1,20 (bistrat) .

Încărcarea se continuă până la atingerea unei presiuni limită sau a unei tasări limită utilizându-se trepte de încărcare de :

25…50 kPa în cazul nisipurilor afânate sau de îndesare medie şi al pământurilor coezive cu indicele de consistenţă Ic 0,50;

50...100 kPa în cazul structurilor rutiere, pietrişurilor, pămân-turilor nisipoase îndesate şi pământurilor coezive cu Ic > 0,50.

Încercarea se opreşte după obţinerea unei deformaţii relative efective λ mai mare decât deformaţia relativă de calcul,prezentată întabelul 2.5. Tabelul 2.5. Valoarea deformaţiilor relative de calcul.

Tipul structurii rutiereDeformaţiarelativă de

calculObserva-

ţiiStructuri rutiere neri-gide

Îmbrăcăminţi permanente 0,010La nive-lul patu-lui dru-mului

Îmbrăcăminţi semipermanente 0,020

Îmbrăcăminţi provizorii 0,030Structuri rutiere rigide 0,001

Îmbrăcă-minţi per-manente

Îmbrăcăminţi bituminoase în 2sraturi (uzură+binder)-bitumD 80/100

0,035

La supra-

faţa îm-

brăcă-

Îmbrăcăminţi bituminoase în 2sraturi (uzură+binder)-cu nisi-puri bituminoase,bitum D>100,pavaje din piatră cioplită

0,038

mintei

drumu-

lui

Îmbrăcă-minţi semipermanen-te

Covoare bituminoase executatela rece,mortare asfaltice,maca-damuri asfaltice

0,040

Covoare bituminoase 0,045Îmbrăcă-minţi pro-vizorii

Macadam protejat,pavaje dinpiatră brută 0,050

Macadam simplu 0,050Pietruiri din pietriş 0,060

Diametrul plăcii de încărcare d, în funcţie de lucrarea care se încearcă, se stabileşte conform tabelului 2.6.

Când determinarea se face pe straturi asfaltice, temperatura nu trebuie să depăşească + 20°C .

Suprafaţa pământului pe care se efectuează încercarea trebuie nivelată în prealabil fără ca structura acestuia să fie perturbată. Pentru obţinerea unui contact mai bun, cu placa de încărcare, pe suprafaţa nivelată se poate aşterne un strat de 1...2 cm grosime de ipsos sau de nisip uscat sort 0-1.

Tabelul 2.6. Stabilirea diametrului plăcii de încărcare

Lucrarea care se încearcăDiametrul

d,cm

AriaA,

cm2

Îmbrăcăminte bituminoasă din componenţaunei structuri rutiere nerigide 34 909

Straturi de bază şi de fundaţie din componenţaunei structuri rutiere rigide sau nerigide 50 1964

Patul căii şi stratul de bază pentru linii de caleferată 50 1964

Patul drumului pentru o structură rutieră nerigidă50

1964

Patul drumului pentru o structură rutieră rigidă 75 4418

Determinarea modulului de elasticitate statică echivalentRelaţia de calcul este următoarea :

E = , N/mm2 (2.12)

unde :- p = presiunea specifică pe placa de încărcare ;- λe = deformaţia relativă elastică :

λe = ,

- le = deformaţia elastică ;- d = diametrul plăcii de încărcare .

Fiecare treaptă de încărcare se menţine până la stabilizarea deformaţiei (0,03 mm în 5 minute) după care se face descărcarea aşteptându-se până la stabilizarea deformaţiei elastice (0,01 mm în 5 minute) :

E = (2.13)

Pentru fiecare treaptă se utilizează :- în cazul straturilor din materiale granulare : d = 50 cm ;

p = 60…80 kPa ;- în cazul straturilor din materiale cu coeziune : d = 34 cm ; p = 100 kPa .

Capitolul 3

INTREŢINEREA DRUMURILOR DIN PĂMÂNT

3.1. Defecţiuni

Drumurile din pământ au platforma amenajată şi dispozitivele de scurgere executate, putându-se exploata în bune condiţii pe vreme uscată.

Creşterea umidităţii duce la pierderea capacităţii portante la aceste drumuri, formându-se făgaşe, gropi şi denivelări care le fac impracticabile .

3.2. Metode de întreţinere a drumurilor din pământ

Pe vreme uscată :- se asigură scurgerea apelor prin executarea unei pante

transversale mari (3-4 %) ale platformei, curăţirea şanţurilor, etc.

- se reprofilează partea carosabilă cu autogrederul şi se compactează platforma cu utilaje adecvate ;

- aşternerea pe partea carosabilă de nisip sau balast în mai multe reprize ;

- balastarea părţii carosabile, deci trecerea drumului în altă categorie.

Când este posibil se recomandă stabilizarea pământurilor prin diverse tehnologii :

- stabilizarea mecanică a pământului ;- stabilizarea pământului cu var sau ciment ;- stabilizarea pământului cu substanţe chimice .

Stabilizarea mecanică a pământului, constă în îmbunătăţirea compoziţiei granulometrice a acestuia de obicei prin adaos de nisip şi compactarea stratului la umiditatea optimă în scopul obţinerii unei capacităţi portante mai ridicate şi condiţii mai bune de circulaţie pe timp umed.

Stabilizarea cu var, când există un pământ prăfos argilos cu o umiditate naturală ridicată. Procentul de var praf = 5-10 % din masa pământului uscat.

Pământului îi scade permeabilitatea şi îi cresc rezistenţele mecanice .Stabilizarea cu substanţe chimice a pământului.Avantaje :

- se pot aplica diversele straturi de rulare direct pe pământul tratat chimic pentru drumurile cu trafic uşor şi foarte uşor;

- posibilitatea reducerii grosimii straturilor de fundaţie din piatră spartă sau balast, pentru drumurile cu trafic greu şi foarte greu;

- posibilitatea execuţiei de platforme industriale, de parcare, acostamente, fără a mai fi necesar ca acestea să fie acoperite cu materiale granulare ca strat de fundaţie.

Operaţii principale :- reprofilarea cu lama autogrederului a suprafeţei părţii

carosabile şi scarificarea pământului pe grosimea prevăzută a fi realizată (18-20 cm) ;

- fărâmiţarea pământului scarificat cu un discuitor tractat ;- stropirea cu produse chimice, sub forma unor soluţii în apă

cu ajutorul cisternelor.Dozaje : 0,1-1,0 % produs chimic raportat la masa pământului uscat.Diluţia în apă este 10 %.

- amestecarea pământului tratat cu produs chimic, cu ajutorul frezelor rutiere;

- după amestecare se stropeşte din nou cu apă în vederea realizării umidităţii optime de compactare şi apoi se trece la reprofilarea suprafeţei stratului stabilizat chimic cu lama autogrederului;

- compactarea stratului se face cu utilaje de compactare grele (vibratoare sau compactoare cu pneuri de 16 tf);

- tratarea ulterioară a stratului din pământ stabilizat chimic cu produse hidrofobizate se realizează printr-un tratament bituminos , cu emulsie cationică.

Capitolul 4

INTREŢINEREA DRUMURILOR PIETRUITE

4.1. Defecţiunile drumurilor împietruite

Sub acţiunea traficului şi factorilor climaterici, împietruirile se degradează uşor prin dislocarea pietrelor, mai ales pe timp umed când se slăbeşte coeziunea şi încleştarea dintre pietre producându-se gropi “cuiburi de găină”, făgaşe, etc.

Defecţiuni :- văluriri – suprafeţe ondulate cu frecvenţa ondulaţiei de circa

1 m . Se datoresc granulozităţii necorespunzătoare a materialului folosit şi compactării insuficiente şi se produc sub acţiunea traficului intens şi greu, în special pe porţiunile cu porniri şi opriri dese.

- gropi (“cuiburi de găină”) – apar ca urmare a dislocării pietrelor din stratul de rulare sub acţiunea traficului şi a apei;

- făgaşele – tasări în profil transversal pe urmele de circulaţie frecventă a pneurilor vehiculelor. Se datoresc capacităţii portante scăzute a sistemului rutier, uzurii fâşiilor mai solicitate, folosirii unor materiale pietroase cu tendinţe de alterare, gelive sau cu conţinut ridicat de argilă ;

- degradări din îngheţ-dezgheţ – umflături neregulate ; pământ geliv, îngheţ, prezenţa apei şi a traficului greu ;

- praful – dislocarea materialului de agregaţie sub acţiunea traficului.

4.2. Metode de întreţinere şi reparare a drumurilor împietruite Metode :a) metode obişnuite ;b) tehnologii perfecţionate de întreţinere ;c) îmbrăcăminţi bituminoase uşoare .

a) Metode obişnuiteAceste metode cuprind următoarele etape :

1. aprovizionarea şi aşternerea materialului pietros. Se recomandă tot timpul anului, aşternerea fiind recomandată a se face pe timp umed, după ploi .Cantităţi : 50 – 300 m3/ Km/ an split 25/40 sau pietriş .

2. scarificarea şi reprofilarea pietruirilor – o metodă de bază pentru repararea drumurilor pietruite, se utilizează când pietruirea nu este complet degradată, dar suprafaţa are un număr mare de gropi.

Adaosul de piatră spartă 40-63 este de 300-600 m3/ Km/ an .Operaţii :

- curăţirea părţii carosabile de noroi şi praf ;- scarificarea şi reprofilarea cu autogrederul a împietruirii

degradate;- aşternerea uniformă şi la profil a pietrei sparte de adaos ;- compactarea la uscat a suprafeţei reprofilate, verificarea şi

corectarea profilului transversal ;- aşternerea splitului de împănare sort 16-25 în cantitate de

15-25 Kg/m2 ;- aşternerea de nisip, udare abundentă cu apă şi compactare

până la fixare definitivă ;- aşternerea nisipului de protecţie în grosime de 1 cm, operaţie

ce se repetă la nevoie .Când grosimea pietruirii este suficientă, se poate face reprofilarea şi

cilindrarea fără adaos de material pietros .

b) Metode perfecţionate de întreţinere a drumurilor pietruiteSe pot realiza structuri rutiere capabile să reziste în condiţii mai bune

acţiunilor combinate ale factorilor climaterici şi de trafic .Metode :

- impermeabilizarea macadamului prin acoperire cu tratamente bituminoase sau prin îndopare cu nisip bituminos ;- stabilizarea pietruirilor existente cu lianţi hidrocarbonaţi .

S-au utilizat : stabilizatori cu var şi bitumină, macadam îndopat cu nisip bituminos .

Macadamul îndopat cu nisip bituminos se utilizează la execuţia îmbrăcăminţilor bituminoase uşoare pentru drumuri de clasă tehnică IV şi V .

Pentru menţinerea unei suprafeţe de rulare corespunzătoare şi pentru îmbunătăţirea rugozităţii, stratul de macadam îndopat cu nisip bituminos se protejează prin execuţia unui tratament bituminos dublu, obişnuit sau întărit, realizat la rece cu emulsie bituminoasă cationică cu rupere rapidă .

Grosimea uzuală variază între 8...10 cm .Declivitate maximă în profil longitudinal = 7 % .Nisipul bituminos, trebuie să fie bine omogenizat şi să nu prezinte

impurităţi (lemn, cărbune, steril). Conţinutul de bitum  recomandat în nisipul bitu-minos nu trebuie să depăşească 8 % .

Cantitatea de nisip bituminos : 40-45 Kg/m2 .Utilaje necesare :

- autogreder pentru aşternerea nisipului bituminos ;- compactor cu rulouri netede de 10 –12 t.

După aşternerea nisipului bituminos se începe operaţia de compactare până când întreaga cantitate de nisip bituminos a pătruns în golurile dintre pietre,

astfel încât să rezulte o fixare a pietrei sparte şi a suprafeţei de rulare corespunzătoare, cu aspect mozaicat.

Când conţinutul de bitum din nisipul bituminos este peste 12 %, se recomandă aşternerea pe suprafaţa pietruirii a 10-15 Kg/m2 de nisip grăunţos cu continuarea compactării până la pătrunderea acestuia în nisipul bituminos .

Numărul optim de treceri ale compactorului se stabilesc prin încercări la începerea lucrării .

Protejarea macadamului îndopat se face prin execuţia unui tratament bituminos dublu sau întărit în termen de 30 zile de la execuţia stratului de macadam .

Recepţia lucrărilor la 2 luni după terminarea lucrărilor şi darea în circulaţie .

c) Îmbrăcăminţi bituminoase uşoare (I.B.U.)Îmbrăcăminţile bituminoase uşoare reprezintă un ansamblu de tehnologii

aplicate pentru repararea drumurilor pietruite.Aceste îmbrăcăminţi se aplică pe toate drumurile pietruite din clasele

tehnice III-V, când numărul vehiculelor ce depăşesc 5 tf nu este mai mare de 20 % din totalul traficului mediu zilnic .

Trebuie să se facă proiectarea pentru un trafic de 1500 vehicule în 24 ore, iar pentru dimensionare se va avea în vedere traficul de perspectivă apropiată (5-7 ani) şi condiţiile locale .

La proiectarea se va avea în vedere :- menţinerea în plan, profil longitudinal şi profil transversal a

elementelor geometrice existente, admiţându-se într-o măsură redusă amenajări locale în scopul măririi siguranţei circulaţiei ;

- partea carosabilă are lăţimea de 6 m ,iar platforma de 8 m ;- folosirea integrală a zestrei existente a drumului vechi ;- utilizarea la maxim a agregatelor minerale locale atât pentru

executarea straturilor de fundaţie cât şi pentru realizarea îmbrăcăminţii drumului ;

- asigurarea evacuării apelor subterane şi scurgerea apelor meteorice;

- combaterea fenomenelor de îngheţ-dezgheţ ;- repararea podeţelor necorespunzătoare ;- executarea consolidărilor de taluzuri şi apărări de maluri .

Cele mai utilizate tipuri de îmbrăcăminţi bituminoase uşoare :- anrobate bituminoase executate la cald cu bitum D 80/120 ;- betoane şi mortare asfaltice executate cu nisip bituminos ;- covoare asfaltice executate la cald sau la rece peste

pietruirea existentă stabilizată cu lianţi ;- pietruirea existentă din piatră spartă penetrată cu lianţi

bituminoşi şi etanşată cu tratamente bituminoase ;- anrobate bituminoase executate la rece, cu subif sau cu

emulsii bituminoase ;

- macadamuri bituminoase (penetrate sau semipenetrate) executate la cald sau la rece .

Capitolul 5

INTREŢINEREA DRUMURILOR CU ÎMBRĂCĂMINŢI BITUMINOASE

Deoarece îmbrăcăminţile bituminoase prezintă o serie de avantaje tehnice atât din punct de vedere al confortului cât şi a condiţiilor de exploatare, acest tip de îmbrăcăminţi sunt foarte răspândite atât la noi în ţară (peste 90 %) cât şi în străinătate.

Pentru executarea lucrărilor de întreţinere şi reparare a îmbrăcăminţilor bituminoase este necesară cunoaşterea tipurilor de defecţiuni care pot să apară,cau-zele care le-au promovat, precum şi măsurile şi tehnologiile pentru prevenirea şi remedierea acestora.

5.1. Defecţiunile îmbrăcăminţilor bituminoase

În funcţie de locul de apariţie defecţiunile se clasifică în :a) defecţiuni ce apar numai pe suprafaţa de rulare : suprafaţă şlefuită, exudată,

şiroită ;b) defecţiuni ale stratului de rulare : peladă, văluriri, refulări, suprafaţă cu

ciupituri, suprafaţă încreţită ;c) defecţiuni în îmbrăcămintea bituminoasă : fisuri şi crăpături, faianţări, făgaşe

longitudinale, praguri, gropi, rupturi de margine ;d) defecţiuni ale complexului rutier : degradări din îngheţ-dezgheţ, tasări mari

inegale.În funcţie de urgenţele de remediere avem :

- defecţiuni de gradul I grave : gropi, văluriri şi refulări mari, degradări provocate de îngheţ-dezgheţ, tasări locale, praguri, peladă în stratul de uzură, suprafaţă şlefuită ;

- defecţiuni de gradul II mijlocii : suprafaţă încreţită, văluriri şi refulări în stare incipientă, suprafaţă exudată, fisuri şi crăpături, faianţări, rupturi de margine, făgaşe longitudinale ;

- defecţiuni de gradul III, uşoare : suprafaţă cu ciupituri, suprafaţă poroasă, suprafaţă şiroită, peladă la tratamente bituminoase .

5.1.1. Defecţiuni de gradul IIISuprafaţă cu ciupituri – gropiţe cu diametrul în jur de 20 mm, adâncimea

lor atingând uneori grosimea stratului de uzură .

Ciupiturile pot apărea izolate : 2…3 pe 1 m2 sau într-un număr mai mare .Cauzele apariţiei ciupiturilor :

- la îmbrăcăminţile executate cu nisip bituminos ele apar datorită impurităţilor existente în nisipul bituminos (bulgări de argilă sau calcar, resturi de cărbune, lemn, etc.)

- impurităţi în agregatele naturale ;- neuniformitatea agregatului natural din punct de vedere al

durităţii, granule de rocă alterată sau moale, sfărâmate sub efectul circulaţiei;

- utilizarea la fabricarea mixturilor asfaltice, pentru stratul de uzură, a unui filer cu cocoloaşe.

Suprafaţă poroasă – se prezintă în general de o culoare mai deschisă, uneori porii observându-se cu ochiul liber, iar după ploaie suprafaţa respectivă rămâne un timp îndelungat umedă .

Cauze : conţinut redus de bitum şi absorbţie de apă mare ; curbă granulometrică necorespunzătoare a agregatului natural, compactare insuficientă sau executată la o temperatură sub 100 °C .

Suprafaţă şiroită – apare în cazul executării tratamentelor bituminoase când bitumul stropit nu acoperă în mod uniform suprafaţa tratată .

Cauze : nefuncţionarea uniformă a duzelor autostropitorului de bitum, utilizarea unui bitum cu impurităţi sau insuficient de fluid la o temperatură sub 180 °C .

Peladă la tratamente bituminoase : desprinderea, dezlipirea unor suprafeţe mici din tratamentul bituminos executat pe o îmbrăcăminte rutieră.

Cauze : necurăţirea corectă a suprafeţei pe care s-a executat stropirea bitumului.

În cazul straturilor asfaltice pelada se datorează :- punerii în operă a mixturii la o temperatură scăzută, sub 100

°C ;- aşternerea mixturii asfaltice fără condiţii bune de acroşare :

din cauza amorsării necorespunzătoare ;- lipsa curăţirii suprafeţei pe care se execută aşternerea

covorului asfaltic .

5.1.2. Defecţiuni de gradul II, mijlociiSuprafaţă încreţită – defecţiunea apare de obicei la marginea

părţii carosabile sub forma unor mici ridicături alternând cu şănţuleţe asemănătoare cu pielea de elefant ; fenomenul se întâlneşte frecvent la suprafeţele de asfalt turnat realizate pe porţiuni de drum cu declivităţi pronunţate (trotuare, etc.).

Cauze : exces de bitum sau bitum de consistenţă necorespunzătoare (cu penetraţie mare) .

Văluriri – sunt ondulări în profil longitudinal cu o frecvenţă de circa 1 m iar amplitudinea între 10…60 mm.

Îmbrăcămintea bituminoasă plastică, vălurită este împinsă lateral sub efectul traficului suprapunându-se peste unele porţiuni din îmbrăcămintea

corespunzătoare sau depăşind chiar bordura, această defecţiune purtând denumirea de refulare .

Cauze :- exces de bitum în mixtură ;- bitum moale (peste 120 zecimi de milimetru penetraţie) ;- conţinut redus de criblură 3-16 mm în masa mixturii

asfaltice ;- temperatura mediului ambiant este ridicată pe perioade lungi

la care se adaugă şi traficul greu cu multe schimbări de viteză, opriri, frânări, accelerări, etc.

Apar în special la îmbrăcăminţile cu stratul de uzură din mortar asfaltic executat cu nisip bituminos cu un schelet mineral slab .

Suprafaţă exudată – se prezintă ca o suprafaţă lucioasă, neagră, datorită excesului de bitum care aderă la pneurile vehiculelor şi poate provoca deraparea acestora. Apar de obicei după tratamente bituminoase prost executate .

Cauze : temperatură ridicată, circulaţie intensă .Fenomenul începe să se manifeste după câteva săptămâni, la tratamente şi

după câţiva ani de la darea în exploatare, în cazul betoanelor asfaltice care conţin bitum la limită sau peste limita superioară admisă şi insuficient compactate la aşternere .

Suprafeţele exudate pot apare şi cănd amorsarea stratului suport s-a făcut cu un exces de bitum > 0,5-0,6 Kg/m2.

Fisuri: discontinuităţi ale îmbrăcămintei bituminoase pe diferite direcţii . Când deschiderea lor este sub 3 mm se numesc fisuri,iar când este mai mare de 3 mm se numesc crăpături .

După poziţia lor pot fi : longitudinale, transversale, multiple, unidirecţionale sau pe direcţii diferite .

Fisurile şi crăpăturile longitudinale apar în axa drumului sau pe diverse generatoare ale părţii carosabile .

Cauze : - lipsa de decalare dintre rosturile de lucru ale stratului de

legătură şi a celor din stratul de uzură ;- contracţia stratului de fundaţie executat din materiale

stabilizate cu ciment ;- execuţia necorespunzătoare a legăturii dintre straturile de

uzură de pe cele două benzi de circulaţie .Fisurile şi crăpăturile pe diverse generatoare apar frecvent (sub acţiunea

traficului greu) în zonele unde stratul de bază nu a fost compactat suficient sau pe sectoarele unde capacitatea portantă a complexului rutier nu este constantă în acelaşi profil transversal (sectoare cu lărgiri sau deficienţe de execuţie) .

Cauze :- suprasolicitarea complexului rutier datorită vehiculelor da

mare tonaj sau a coloanelor care circulă pe o porţiune de drum în perioade imediat următoare dezgheţului ;

- insuficienţa liantului sau arderea lui în procesul de preparare a mixturilor asfaltice .

Fisurile şi crăpăturile transversale – deschideri ale suprafeţei îmbrăcămintei dispuse perpendicular sau sub o anumită înclinare faţă de axa drumului ; nu se transmit în alte straturi ale sistemului rutier. Deschideri de 1-3 mm şi apar la distanţe aproximativ egale. Pe timp călduros unele fisuri pot să se închidă ca să reapară pe timp friguros.

Cauze : - insuficienţa sau îmbătrânirea liantului ;- fisurarea datorită diferenţelor mari de temperatură la

intervale scurte de timp ;- oboseala materialului supus la solicitări repetate ;- datorită transmiterii fisurilor din contracţia fundaţiei în

special la straturile din materiale stabilizate cu ciment când nu este asigurată o grosime corespunzătoare a straturilor din mixtură asfaltică.

Fisurile şi crăpăturile multiple pe direcţii diferite : pornesc din axă şi se desfăşoară spre marginea părţii carosabile cu ramificaţii longitudinale sau oblice .

Cauze : - fenomenul de oboseală ce se manifestă la îmbrăcăminţile

vechi ;- greşeli la prepararea mixturii asfaltice : liant ars, conţinut

redus de liant, liant prea dur, etc.Fisurile unidirecţionale multiple : se prezintă ca fisuri longitudinale foarte

aproape unele de altele, dese, plasate în zona întinsă a îmbrăcămintei, datorită refulării mixturii sau formării de făgaşe, pe suprafeţele care suportă frecvent traficul.

Cauze : - bitum cu vâscozitate redusă în exces .

Faianţări : suprafeţe cu o reţea de fisuri longitudinale şi transversale (în pânză de paianjen ~ 5 cm sau în plăci 5-15 cm).

Apar la marginea îmbrăcămintei dar şi pe întreaga suprafaţă . Cauze :

- mişcarea pe verticală ;- datorită depăşirii capacităţii portante a complexului rutier ;- apar în special la marginea părţii carosabile fără borduri, cu

acostamente înalte care împiedică scurgerea apelor ;- contaminarea cu argilă a straturilor de fundaţie .

Chiar dacă îmbrăcămintea este calitativ bună ea se distruge datorită supraumezirii locale produsă de topirea lentilelor de gheaţă .

Rupturi de margine : apar în cazul în care nu există borduri pentru încadrarea îmbrăcăminţilor bituminoase şi nu s-au executat nici pene ranfort .

Dislocarea îmbrăcămintei şi ruperea ei la margine sub efectul traficului – margini ondulate care îngustează partea carosabilă şi creează utilizatorilor o senzaţie de nesiguranţă .

Cauze : - neacroşarea marginii îmbrăcămintei de stratul suport ;- trafic intens de vehicule cu bandaje metalice ;- contaminarea stratului suport cu argilă ;

- neasigurarea scurgerii apelor şi afectul de îngheţ-dezgheţ .Făgaşe longitudinale : tasări în profil transversal în zonele unde circulă

repetat autovehicule grele .Cauze :

- existenţa unui trafic greu şi intens care se desfăşoară pe aceleaşi urme ;

- subdimensionarea complexului rutier ;- insuficienta compactare a straturilor complexului rutier ;- straturi rutiere realizate din mixturi asfaltice executate din

agregate naturale rotunde (φ mic) ;- bitum de consistenţă redusă şi în exces .

5.1.3. Defecţiuni de gradul I , graveGropi : degradări de forme şi dimensiuni variate care apar ca urmare a

dislocării complete a îmbrăcămintei bituminoase şi uneori chiar a stratului suport, fie izolat, fie pe suprafeţe mai întinse .

Cauze :- dilocarea suprafeţelor faianţate ;- mixtura necorespunzătoare : bitum insuficient, compactare

necorespunzătoare, agregate murdare ;- scurgerea pe suprafaţa îmbrăcămintei unor substanţe

agresive : solvenţi petrolieri, uleiuri ;- acţiunea distructivă a vehiculelor cu şenile ;- dezvoltarea fisurilor şi crăpăturilor ;- aşternerea mixturilor asfaltice pe timp nefavorabil ;- neasigurarea scurgerii apelor din zona drumului ;- lipsa de întreţinere permanentă a suprafeţei de rulare şi

nerepararea imediată .Degradări provocate de îngheţ-dezgheţ : defecţiuni datorate fenomenelor

de umflări neregulate provocate de acumularea apei în zona de îngheţ şi transformarea acesteia în lentile sau fibre de gheaţă, precum şi diminuarea capacităţii portante a patului datorită sporirii locale a umidităţii în perioade de dezgheţ .

Cauze :- când există pământ geliv ;- o rezervă de apă în apropierea zonei de temperaturi negative ;- temperatură scăzută, îngheţ pe o durată îndelungată ;- trafic greu pe porţiunile afectate de dezgheţ .

Praguri : ridicături izolate care jenează desfăşurarea circulaţiei .Cauze :

- racordări greşite la rosturile de lucru ;- manevrarea greşită a lamei repartizatorului de mixturi

asfaltice ;- aşezarea greşită a longrinelor de ghidare ;- transmiterea pragului existent în stratul suport ;- cilindrare insuficientă sau la temperatură scăzută ;

- plombări executate cu mixtură asfaltică într-un strat prea gros ce depăşeşte nivelul suprafeţei adiacente ;

- umplerea în exces a eventualelor şanţuri săpate pentru subtraversări .

Suprafaţă şlefuită : se prezintă ca o suprafaţă lucioasă, fără asperităţi, de culoare mai deschisă .

Cauze :- apare mai frecvent în curbe şi intersecţii, unde vehiculele

sunt obligate să accelereze sau să decelereze ;- la o îmbrăcăminte cu o durată de exploatare îndelungată la

care stratul de uzură este realizat dintr-o mixtură asfaltică de tipul mortarelor asfaltice cu un procent de fracţiune fină prea ridicat, în care s-au utilizat agregate care se şlefuiesc uşor ;

- suprafaţa şlefuită este etanşă şi s-ar putea care din punct de vedere rutier ar fi corespunzătoare, însă ea favorizează deraparea vehiculelor, mai ales când este şi umedă .

Remedierea suprafeţelor şlefuite se poate realiza prin executarea de tratamente bituminoase rugoase sau prin aplicarea unor covoare asfaltice rugoase sau executarea unui clutaj cu criblură.

5.2. Modalităţi de întreţinere şi reparare a îmbrăcăminţilor bituminoase în sezon (15 martie – 15 octombrie).

5.2.1. Tratarea suprafeţelor asfaltice exudate.In perioada de vară când temperatura mediului ambiant depăşeşte 25 ... 300C, excesul de bitum care apare pe suprafaţa îmbrăcăminţilor bituminoase se va satura cu agregate naturale : se aşterne criblură 4.. 8 mm sau nisip de concasare 0 .. 4 mm, în una sau mai multe reprize, materialul fiind apoi cilindrat. Cantitatea de materialPentru aşternere variază între 5 ... 15 Kg/m2.

Aşternerea se face în straturi uniforme, executându-se mecanizat sau manual în cazul suprafeţelor mici.

5.2.2. Badijonarea suprafeţelor poroase.Suprafeţele poroase se badijonează cu emulsie bituminoasă cationică cu

un conţinut de bitum de circa 60 %.Tehnologia de execuţie cuprinde următoarele operaţii :

- se curăţă suprafaţa îndepărtându-se impurităţile ;- emulsia bituminoasă cationică se diluează cu apă curată, nealcalină, în recipiente curate, în proporţie de 1 :1 ;- se unge suprafaţa cu 0,8 ... 1,0 Kg/m2 emulsie diluată în cazul răspândirii manuale sau cu 0,5 ... 0,6 Kg/m2 în cazul pulverizării acesteia cu ajutorul aerului compri- mat;- se răspândeşte un strat uniform de nisip curat, de granulaţie 0 ... 4 mm, în cantita- te de cira 4 Kg/m2 ;- se execută o cilindrare uşoară pentru fixarea nisipului şi stabilitatea badijonării.

Circulaţia se deschide la circa 1 ... 2 ore după aşternerea nisipului. În ca-

zul stropirii manuale a emulsiei bituminoase cationice, se va evita frecarea energică a acesteia pentru a nu se produce ruperea prematură a emulsiei.

5.2.3. Colmatarea fisurilor şi crăpăturilor din îmbrăcăminţile bitumi- noase.

Fisurile (deschideri mai mici de 5 mm) se vor colmata cu mastic bituminos iar crăpăturile (deschideri mai mari ca 5 mm), se vor colmata cu mixtură asfaltică.

Colmatarea fisurilor se va face astfel :- se vor lărgi şi adânci folosindu-se dispozitive mecanice sau scoabe, şpiţuri, târnă- coape,etc.;- se vor curăţi fisurile cu peria de sârmă şi suflare cu aer comprimat ;- se vor îndepărta de pe partea carosabilă impurităţile rezultate ;- se amorsează fisurile cu bitum tăiat sau cu emulsie bituminoasă cationică ;- se prepară masticul bituminos din 28 ... 52 % bitum tip D 80/100 şi 72 ...68 % fi- ler de calcar ;- se toarnă în uşor exces masticul bituminos în fisuri ;- se netezeşte suprafaţa şi se pudrează cu nisip.

Crăpăturile se colmatează cu mixtură asfaltică de acelaşi tip cu cel folosit la executarea îmbrăcămintei rutiere.

Operaţiile componente sunt :- decaparea în lungul crăpăturii, a stratului de uzură, pe o lăţime de 10 ... 20 cm şi a stratului de legătură pe o lăţime de 5 cm, cu dalta, ciocanul sau târnăcopul sau fo- losind utilaje mecanice ;- curăţarea temeinică a porţiunilor decapate cu mătura sau peria şi îndepărtarea ma- terialului rezultat ;- amorsarea suprafeţelor decapate în lungul crăpăturii cu bitum tăiat ;- umplerea şi burarea crăpăturii pregătite în stratul de legătură cu mixtură asfaltică ;- umplerea spaţiului pregătit în stratul de uzură cu mixtură asfaltică, urmată de o compactare temeinică.

Toate aceste acţiuni de colmatare trebuie terminate până la sfârşitul luniioctombrie.

5.2.4. Repararea degradărilor şi a gropilor prin decaparea şi reface- rea îmbrăcămintei.

Tehnologia reparării cuprinde :- decaparea îmbrăcămintei degradate şi pregătirea suprafeţei în scopul aplicării îmbrăcămintei noi ;- plombarea suprafeţei decapate şi a gropilor cu mixtură asfaltică, inclusiv com- pactarea.

Pentru a nu stânjeni circulaţia rutieră pe sectoarele pe care se execută reparaţii, se recomandă să nu se decapeze decât atât cât se poate repara în cursul aceleiaşi zile.Ori de câte ori acest lucru nu este posibil se vor umple gropile neplombate cu materialul rezultat din decapare şi se vor semnaliza corespunzător porţiunile respective.

În scopul plombării gropilor şi a porţiunilor degradate cu mixtură asfaltică se vor executa următoarele operaţii :-marcarea suprafeţei necesară a fi decapată şi încadrarea suprafeţelor în patrulatere ;

- tăierea verticală a marginilor suprafeţei marcate, cu freza de asfalt sau cu dalta şi ciocanul în cazul suprafeţelor mici ;- scoaterea şi îndepărtarea materialului rezultat ;- curăţarea perfectă a suprafeţei decapate cu mături sau perii piassava sau prin suf- lare cu aer comprimat sau spălarea ei cu apă sub presiune ;- amorsarea suprafeţei curăţate cu bitum tăiat 0,4 Kg/m2) sau emulsie bituminoasă cationică (0,8 ... 1,0 Kg/m2), ungându-se toată suprafaţa cu ajutorul periei sau a unui dispozitiv de pulverizare. Bitumul tăiat va fi alcătuit din 60 % bitum D 80/ 100 şi 40 % white-spirit.

Emulsia bituminoasă cationică se diluează cu apă în proporţie de 1 : 1,înrecipiente curate.

Plombarea gropilor se face cu mixtură asfaltică respectându-se următoarele :- după ruperea emulsiei sau uscarea solventului din bitumul tăiat, se aşterne mix- tura asfaltică în straturi uniforme cu grosimea de maximum 4 cm ; se va asigura grosimea necesară astfel ca după compactare suprafaţa reparată să fie la acelaşi nivel cu suprafaţa adiacentă ;- compactarea temeinică a mixturii asfaltice aşternute cu maiuri manuale,rulouri, maiuri mecanice, cilindri compactori, etc.;- după terminarea compactării suprafaţa plombată se pudrează cu nisip grăunţos sau nisip de concasare 0 ... 4 mm, anrobat cu 2 ... 3 % bitum tăiat pentru asigura- rea etanşeităţii suprafeţei stratului de uzură.

Darea în circulaţie a suprafeţelor reparate se face după răcirea mixturiiasfaltice puse în operă.

Se recomandă ca mixtura asfaltică folosită la plombare să fie de acelaşi tip cu mixtura asfaltică existentă în stratul ce se repară.

5.2.5. Decaparea şi înlocuirea întregii structuri rutiere.Repararea defecţiunilor izolate cauzate de insuficienţa capacităţii portante

a complexului rutier cum este cazul faianţărilor, gropilor provenite din faianţări şi a degradărilor provocate de îngheţ-dezgheţ, se face prin decaparea şi înlocuirea structurii rutiere vechi cu o structură rutieră nouă, dimensionată şi alcătuită în modcorespunzător.

Tehnologia de execuţie cuprinde următoarele operaţii :- decaparea în zona afectată a întregii structuri rutiere folosind frezele rutiere ;- când terenul de fundaţie este alcătuit din pământ sensibil la îngheţ, se îndepărtea- ză şi acesta până la adâncimea de îngheţ ;- ori de câte ori se constată că terenul de fundaţie prezintă o umiditate excesivă provenită de la o sursă de alimentare continuuă, se iau măsuri de asanare,prin executarea de drenuri adecvate situaţiei locale ;- după asanarea terenului de fundaţie, în locul pământului necorespunzător se in- troduce un material necoeziv, bine compactat ;- peste substratul de fundaţie executat dintr-un material necoeziv, se poate executa un strat de fundaţie din balast sau nisip stabilizat cu ciment sau cu lianţi puzzola- nici ;- pentru a împiedica transmiterea fisurilor din stratul stabilizat cu ciment în îmbră-

cămintea bituminoasă, se recomandă introducerea între stratul stabilizat şi îmbrăcăminte, a unui strat de bază alcătuit din piatră spartă 40 ... 63 mm în grosime de 8 cm, după cilindrare, îndopată cu split bitumat; stratul de piatră spartă se execută la 12 ... 14 zile după punerea în operă a fundaţiei stabilizate cu ciment ;- peste acest strat de bază se execută îmbrăcămintea bituminoasă alcătuite din două straturi (legătură + uzură).

5.3. Modalităţi de întreţinere şi reparare a îmbrăcăminţilor bitumi- noase în extrasezon (15 octombrie – 15 martie).

Pentru repararea degradărilor îmbrăcăminţilor bituminoase în extrasezon, perioada de timp cuprinsă între 15 octombrie şi 15 martie, cu temperaturi în general sub +10oC, când nu există precipitaţii se recomandă lucrări de întreţinere de urgenţă. Aceste lucrări de întreţinere se referă la eliminarea următoarelor defecţiuni ale îmbrăcămintei bituminoase:

- crăpături;- gropi izolate;- peladă;- tasări locale.

Tipurile de lucrări de întreţinere pe timp friguros la îmbrăcăminţilebituminoase sunt:

- colmatarea crăpăturilor;- plombarea cu mixturi stocabile;- lucrări de întreţinere cu mixturi asfaltice la cald.

5.3.1. Colmatarea crăpăturilor.Colmatarea la rece are ca scop împiedicarea infiltrării apei şi fondanţilor

chimici în îmbrăcămintea bituminoasă pe timp friguros.Colmatarea se execută la o temperatură a suportului mai mare de +5oC, cu

mastic bituminos sau emulsie bituminoasă cationică cu rupere rapidă, pe suprafaţa uscată (EBCR60 sau EBCR65).

Crăpăturile se curăţă cu peria de sârmă şi prin suflare cu aer comprimat, iar impurităţile rezultate se îndepărtează de pe partea carosabilă. Emulsia bituminoasă cationică se toarnă în exces în crăpături, apoi se presară deasupra nisip natural sort 0-4.

5.3.2. Plombarea cu mixturi asfaltice stocabile.Acest tip de remediere se aplică în cazul gropilor izolate, peladei şi

tasărilor locale. Tipurile de mixturi stocabile sunt prezentate în tabelul 5.1.

Tabel 5.1. Tipuri de mixturi stocabile.

Nr.crt.

Tipul tehnologiei de preparare a mixturii asfaltice stocabile

Tipul mixturii asfaltice stocabile

Simbolul

Dimensiunea maximă a

granulei (mm)

Liantul

1 Tehnologie la cald Mixtură asfaltică

MASBF 8 Bitum fluxat

stocabilă cu bitum fluxat

2 Tehnologie la rece

Mixtură asfaltică stocabilă cu emulsie bituminoasă cationică

MASE16 16 Emulsie bituminoasă cationică cu rupere semilentă

MASE8 8

În funcţie de compoziţia agregatului natural (monogranular sau amestec) MASE8 se poate realiza în în 3 variante după cum urmează:

a) MASE 8I din criblură sort 4-8;b) MASE 8II din pietriş concasat sort 4-8;c) MASE 8III din amestec de criblură sort 4-8 şi nisip sort 0-4.

Mixtura tip MASE 8II se aplică la intervenţii de urgenţă pe drumuri de clasă tehnică IV-V şi străzi de categoria tehnică IV.

5.3.2.1. Mixtură asfaltică stocabilă cu bitum fluxat.Agregatele naturale care se utilizează la prepararea mixturii asfaltice

stabile sunt:- criblură sort 4-8;- nisip de concasare sort 0-4.

Compoziţia şi caracteristicile bitumului fluxat sunt prezentate în tabelul 5.2.

Tabelul 5.2. Bitumul fluxat.Caracteristici Condiţii de admisibilitate

Bitum tip D80/100 sau D100/120 (%) 70...93Fluxant, % 7...30Adezivitate faţă de agregatul natural utilizat, % Min. 80Vâscozitate dinamică la 60oC, P 6...8

Fluxantul este de tipul alcooli sau esteri, trebuie să fie compatibil cu bitumul şi să prezinte caracteristicile prezentate în tabelul 5.3.

Tabelul 5.3. Fluxantul.Caracteristici Condiţii de admisibilitate

Aspect la 20oC Lichid până la lichid vâscosDensitate la 20oC, g/cm3 0,8...1,0Vâscozitate Engler, oE:

- la 20oC (pentru fluanţi lichizi);- la 50oC (pentru fluanţi vâscoşi).

1...515...20

Punct de inflamabilitate, oC min 80

Principiul de alcătuire a mixturii asfaltice stocabile cu bitum fluxat este:- schelet mineral puternic, care să asigure suficientă stabilitate mixturii

pentru a rezista traficului, dată fiind vâscozitatea mai mică a liantului;

- volum mare de goluri pentru a favoriza evaporarea solventului din compoziţia bitumului fluxat şi creşterea vâscozităţii bitumului rezidual şi, în consecinţă, pentru a contribui la mărirea stabilităţii mixturii asfaltice puse în operă.Compoziţia şi caracteristicile mixturilor asfaltice stocabile preparată cu

bitum fluxat sunt prezentate în tabelul 5.4.

Tabelul 5.4. Compoziţia şi caracteristicile mixturii stocabile.

MaterialeCondiţii de admisibilitate

Trecut % prin ciurul (sita), mm16 8 4 0,63 0,2 0,1

Criblură 4-8 (%) din agregatul totalNisip de concasare 0-4 (%)din agregatul totalBitum (%)din mixturăCurba granulometrică a amestecului de agregate

75...85

până la 1004,0...4,8

100 80...100 5...35 0...10 0...6 0...4Densitatea aparentă, Kg/m3 min* 2.000*Determinările se fac pe epruvete Marshall confecţionate dintr-o mixtură cu temperatura de compactare de 120oC.

Stocarea mixturii asfaltice preparate cu bitum fluxat se face în bidoane din tablă sau PVC, închise etanş, sau în saci de polietilenă în condiţii de etanşeitate. Depozitarea se face obligatoriu în magazii închise pentru a-i feri de umiditate, precipitaţii atmosferice sau îngheţ.

Perioada de stocare a acestui tip de mixtură asfaltică este de maxim 90 zile de la preparare, în condiţiile respectării mediului de stocare prezentat mai sus.

5.3.2.2. Mixtură asfaltică stocabilă cu emulsie bituminoasă cationică.Agregatele naturale utilizate sunt:

- criblură sort 8-16;- criblură sort 4-8;- pietriş concasat sort 4-8;- nisip de concasare sort 0-4;- nisip natural sort 0-4.

Ca liant se foloseşte emulsie bituminoasă cationică cu rupere semilentă şi solvent (fluxant) tip EBCMS, cu caracteristicile prezentate în tabelul 5.5.

Tabelul 5.5. Caracteristicile emulsiei cationice.Caracteristici Condiţii de admisibilitate

1. Conţinutul de bitum, %2. Vâscozitate Engler la 20oC, oE3. Omogenitate: rest pe sita cu ţesătura de

sârmă de 0,63 mm, %4. Stabilitate la depozitare: rest pe sita cu

ţesătura de sârmă de 0,63 mm, după 7 zile, %5. Adezivitate faţă de agregatele utilizate, %

60...655,0...15,0

max. 0,5

max. 0,5min. 85

Ca solvent (fluxant) pot fi folosiţi:- white-spirit- kerosen;- alţi solvenţi (fluxanţi) agrementaţi tehnic.

Compoziţia şi densitatea mixturii asfaltice stocabile este prezentată în tabelul 5.6.

Tabelul 5.6. Compoziţia mixturii asfaltice stocabile preparată cu emulsie bituminoasă cationică.

Nr.crt.

Materiale

Condiţii de admisibilitate

MASE 16

MASE 8MASE 8

IMASE 8

IIMASE 8

III

1Criblură sort 8-16 (%)din agregatul total

50...70 - - -

2Criblură sort 4-8 (%)din agregatul total

Rest până la 100

100 - 85...90

3Pietriş concasat sort 4-8 (%)din agregatul total

- - 100 -

4Nisip sort 0-4 (%)din agregatul total

10...15 - - 5...15

5Bitum rezidual din emulsia bituminoasă (%)din agregatul total

4...5

6Apa de preumezire (%)din agregatul total

4

7 Densitatea aparentă, Kg/m3 min 2.000

Stocarea mixturii asfaltice se face ca şi în cazul mixturii stocabile preparate cu bitum fluxat. Perioada de stocare a acestui tip de mixtură este de maxim 30 zile de la preparare.

5.3.2.3. Execuţia lucrărilor de intervenţie cu mixturi asfaltice stocabile.

Tehnologia lucrărilor de intervenţie cuprinde:a) pregătirea suprafeţei şi decaparea îmbrăcămintei degradate, în scopul

aplicării mixturii asfaltice stocabile;b) plombarea suprafeţei decapate cu mixtură asfaltică stocabilă, inclusiv

compactarea;a) Suprafeţele trebuie pregătite în mod corespunzător, în acest scop se vor

executa următoarele operaţii:- marcarea suprafeţei care trebuie decapată pentru obţinerea unor forme

geometrice regulate cu muchii vii, ale căror laturi să fie paralele sau perpendiculare pe axa drumului;

- tăierea verticală a marginilor suprafeţei manual sau cu freze rutiere de asfalt);

- scoaterea şi îndepărtarea materialului decapat din perimetrul marcat;

- curăţarea suprafeţei decapate, cu mături şi perii piassava sau prin suflare cu aer comprimat;

- amorsarea suprafeţei curăţate cu bitum tăiat sau cu emulsie bituminoasă cationică cu rupere rapidă.

b) Lucrările de plombare se vor executa astfel:- se scoate mixtura stocabilă din ambalaj şi se omogenizează prin lopătare

pe o foaie de tablă sau placaj;- aşternerea mixturii asfaltice stocabile se face la o temperatură a suprafeţei

mai mare de -5oC, manual sau mecanizat, într-unul sau mai multe straturi de maxim 4 cm fiecare, în funcţie de adâncimea gropii;

- compactarea mixturii asfaltice se face cu compactori cu rulouri netede sau compactori cu pneuri, rulou compactor sau cu mai mecanic. La terminarea compactării suprafaţa plombată trebuie să fie la nivelul suprafeţelor adiacente din îmbrăcămintea asfaltică;

- după compactare suprafaţa plombată va fi badijonată obligatoriu cu emulsie tip EBCR sau cu bitum fluxat şi apoi acoperită cu un strat subţire de filer sau nisip fin, pentru etanşarea acesteia.

5.3.3. Lucrări de întreţinere cu mixturi asfaltice la cald.Aceste lucrări se execută în mod excepţional pentru a evita extinderea

degradărilor din îmbrăcămintea bituminoasă şi a asigura siguranţa circulaţiei rutiere.

Prepararea şi punerea în operă a mixturilor asfaltice la cald tip BA8 vor respecta normele în vigoare cu următoarele precizări:

- distanţa maximă de transport: 5 Km;- temperatura: minim +5oC.

Execuţia lucrărilor de intervenţie se realizează în două faze principale:a) pregătirea suprafeţei;b) execuţia lucrărilor.

a) Pentru pregătirea suprafeţei de remediat se vor executa după marcarea suprafeţei care trebuie să fie decapată (maxim 8 m2); celelalte operaţii menţionate în capitolul 5.3.2.3. pct. a;

b) Aşternerea mixturii asfaltice se face mecanizat, temperatura trebuie să fie de minim 135...140oC.

Compactarea mixturii asfaltice se realizează mecanizat, cu compactori cu rulouri netede sau cu cilindru vibrator.

La începutul operaţiei de compactare mixtura asfaltică trebuie să aibă temperatura cuprinsă între 130...135oC iar la sfârşitul operaţiei de compactare de minim 100oC.

După compactare se procedează la închiderea porilor prin răspândirea a 2...3 Kg/m2 nisip sort 0-4, anrobat cu (2...3)% bitum şi apoi se cilindrează. Suprafeţele remediate vor fi date în circulaţie imediat după răcirea mixturii.

Capitolul 6

INTREŢINEREA DRUMURILOR CU ÎMBRĂCĂMINŢI DIN BETON DE CIMENT

Îmbrăcămintea din beton de ciment are cheltuielile cele mai mici de întreţinere .

6.1. Defecţiunile îmbrăcăminţilor din beton de ciment

Defecţiunile se clasifică în funcţie de locul de apariţie şi în funcţie de urgenţele de remediere.În funcţie de locul de apariţie :

- defecţiuni ce apar numai pe suprafaţa de rulare ;- exfolierea , suprafaţa şlefuită (alunecoasă), făgaşe de

circulaţie longitudinale ;- defecţiuni de rosturi : decolmatarea rosturilor, mastic în

exces la rosturi ;- defecţiuni ale structurii dalei de beton : fisuri şi crăpături,

faianţări, tasări, fenomenul de pompaj, distrugerea totală a dalelor .

În funcţie de urgenţele de remediere defecţiunile se clasifică în :- defecţiuni de gradul I, grave : distrugerea totală a dalelor,

tasarea dalelor, faianţări, suprafaţă şlefuită ;- defecţiuni de gradul II, mijlocii : decolmatarea rosturilor,

fisuri şi crăpături, exfolierea suprafeţei (cojirea);- defecţiuni de gradul III, uşoare : mastic în exces la rosturi,

pompaj.

6.1.1. Defecţiuni de gradul I 1) Distrugerea totală a dalelorCauze : trafic intens şi greu . Îmbrăcămintea prezintă multe faianţări,

fisuri, crăpături, rupturi, tasări.Dalele se pot înlocui cu dale turnate la faţa locului .Alte soluţii :

- acoperirea îmbrăcămintei din beton de ciment degradată total cu o nouă îmbrăcăminte din beton cu armare continuă cu plasă metalică fie cu oţel obişnuit, după repararea prealabilă a ei ;

- ruperea îmbrăcămintei din beton, asanarea corpului drumului, reprofilarea suprafeţei de rulare cu anrobate bituminoase şi executarea unei îmbrăcăminţi rutiere elastice (inclusiv stratul de bază) care să evite transmiterea rosturilor şi fisurilor din fundaţie în stratul de suprafaţă ;

- în cazul suprafeţelor distruse local se pot executa plombări cu elemente din beton prefabricat care se lipesc cu răşini epoxidice .

2) Tasarea dalelor . Apariţia în dreptul unui rost transversal a unei diferenţe de nivel între capetele a două dale adiacente .

Cauza : terenul de fundaţie necorespunzător care îşi pierde capacitatea portantă, dala rămânând în consolă .

Remedieri : ridicarea dalelor tasate cu vinciuri, umplerea spaţiului gol de sub dală prin injectarea cu mortar slab de var şi ciment .

Alte remedieri : acoperirea suprafeţei tasate cu un mortar sau beton asfaltic după o prealabilă curăţire şi amorsare .

3) Faianţări . Suprafaţă cu discontinuităţi ale dalei (fisuri şi crăpături) pe întreaga grosime a sa şi care separă între ele plăci cu laturi de 10-30 cm.

Cauze : - lipsa unei fundaţii corespunzătoare pentru îmbrăcăminte ;- umezirea patului drumului ;- infiltraţii de apă de pe suprafaţă prin crăpături, fisuri şi

rosturi necolmatate în stratul de fundaţie şi în patul drumului ;

- oboseala îmbrăcămintei datorită duratei mari de exploatare sub efectul unui trafic greu şi intens ;

- teren de fundaţie sensibil la acţiunea de îngheţ-dezgheţ ;- fundaţii de nisip prăfos-argilos ;- dale subdimensionate .

Remediere : colmatarea fisurilor cu mastic bituminos .La faianţări masive – este necesară scoaterea acesteia, refacerea fundaţiei,

asanarea corpului drumului şi turnarea unei dale noi .Când faianţarea se datorează oboselii iar fundaţia şi patul sunt

corespunzătoare se procedează la ranforsarea sectorului . Ea rămâne ca o fundaţie peste care, după reprofilare cu anrobate bituminoase, se execută o îmbrăcăminte bituminoasă dimensionată corespunzător .

4) Suprafaţă şlefuită . Apare sub acţiunea traficului intens şi se prezintă fără nici un fel de asperităţi, ca un veritabil mozaic, devenind alunecoasă pe timp umed .

Este favorizată de existenţa unor agregate naturale de tipul bazaltului, care se lustruiesc uşor, precum şi a granulelor de pietriş neconcasat .

Refacerea se face prin : striere, buciardare precum şi prin executarea de tratamente bituminoase imense .

6.1.2. Defecţiuni de gradul II, mijlocii1) Decolmatarea rosturilor : masticul bituminos este evacuat din rosturi

sfărâmându-se uneori sub efectul circulaţiei, mai ales pe timp friguros.Cauze :

- compoziţie necorespunzătoare a masticului ;- bitum de consistenţă dură ;

- arderea bitumului la preparare .Remediere : îndepărtarea masticului necorespunzător din rosturi, curăţirea

acestora şi umplerea lor cu mastic bituminos sau cu mortar asfaltic .2) Fisuri şi crăpăturiCauze :

- variaţia de volum prin dilatare şi contracţie (proprietăţi structurale ale betonului) ;

- ruperea betonului în urma solicitărilor traficului rutier .

Fig.6.1. Tipuri de fisuri la îmbrăcăminţile din beton de ciment.

3) Fisurile şi crăpăturile transversale : aproximativ perpendiculare pe axa drumului şi sunt cauzate de diferenţa de temperatură şi umiditate între faţa superioară şi cea inferioară a dalei .

Sub acţiunea combinată a circulaţiei şi variaţiei de temperatură, eforturile de întindere din încovoiere duc la apariţia de fisuri şi crăpături.

Cauze :- teren de fundaţie cu rezistenţă insuficientă şi neuniformă ;- neuniformitatea stratului de fundaţie ;- lungimile prea mari ale dalelor ;- rezistenţele insuficiente ale betonului în special la întindere

din încovoiere ;- neglijarea tratării betonului imediat după punerea în operă .

4) Fisurile şi crăpăturile de colţ : Sunt dispuse diagonal .Cauze :

- încărcări mari aplicate pe colţurile dalei aflate în consolă ;- fundaţie necorespunzătoare sub dală .

5) Fisurile şi crăpăturile diagonale : apar după o direcţie aproximativ paralelă cu diagonala unei dale şi sunt îndreptate spre axa drumului .

Cauze :- contracţia betonului ;- natură expansivă a pământului de fundaţie ;- solicitări la încovoiere ca rezultat al acţiunii încărcărilor din

trafic ;

- rămânerea suspendată a marginilor dalei din cauza tasării fundaţiei, etc.

6) Fisurile şi crăpăturile de formă neregulatăCauze :- blocarea rosturilor din cauza unor impurităţi (granule de

balast foarte dure, etc.) .7) Exfolierea suprafeţei (cojirea) : dezagregarea unei părţi din mortarul

existent în zona superioară a dalei şi îndepărtarea acestuia sub acţiunea traficului . Reducerea grosimii dalei cu 1-5 cm .

Cauze :- vibrarea prea accentuată a suprafeţei betonului la execuţie ;- amestecul neuniform al betonului la execuţie ;- folosirea agregatelor necorespunzătoare ;- netratarea betonului după punerea în operă ;- efectul chimic al fondanţilor ce se folosesc pentru

combaterea poleiului şi a zăpezii ;- conţinutul mare de apă în beton la preparare .

8) Făgaşe datorită pneurilor cu crampoane : aceste defecţiuni apar în unele ţări unde pentru evitarea derapajului pe timp de iarnă (pe gheaţă sau polei) se folosesc pneuri cu crampoane . Din cauza mişcării roţilor aceste crampoane exercită mişcări repetate asupra suprafeţei îmbrăcămintei, ducând la dezagregarea ei, la o uzură prematură şi diferenţiată faţă de suprafaţa pe care se circulă mai puţin frecvent .

6.1.3. Defecţiuni de gradul III, uşoare1) Mastic în exces la rosturi : proeminenţe de înălţime variabilă până la

câţiva centimetri .2) Pompaj : fenomen de ridicare spre suprafaţa îmbrăcămintei a barbotinei

(noroiului) de sub dală printr-un rost sau crăpătură, sub influenţa mişcării dalei pe verticală datorită efectului traficului - figura

Fig.6.2. Schema fenomenului de pompaj.

Poate apărea de-a lungul rosturilor transversale sau longitudinale, în lungul fisurilor şi al marginilor îmbrăcămintei .

Cauze :

- prezenţa apei libere între fundaţie şi terenul de fundaţie, combinată cu încărcări sporite din trafic care acţionează asupra dalei şi o deformează . Sub presiunea dalei, argila amestecată cu apă este expulzată prin rost în exterior .

6.2. Modalităţi de întreţinere şi reparare a defecţiunilor la îmbrăcăminţile din beton de ciment

6.2.1. Tratarea suprafeţelor şlefuite- strierea transversală la circa 100 m (3 mm adâncime şi 7,5

mm lăţime) ;- strierea longitudinală – 2 mm adâncime şi 5-6 mm lăţime ;- buciardarea suprafeţei de rulare ;- tratament bituminos dublu invers

prima stropire 3-8 m : 10-11 Kg/mp ; bitum 0,8-0,9 Kg/mp;

a doua stropire 8-16 m : 15-16 Kg/mp; bitum 1,1-1,2 Kg/mp

La compactarea primului strat se va utiliza un compactor cu pneuri .6.2.2. Colmatarea fisurilor, crăpăturilor şi rosturilor Sub 3 mm se colmatează cu emulsie bituminoasă cationică sau cu mortar

realizat cu răşini epoxidice .Înainte de turnere fisura se curăţă perfect şi se îndepărtează materialul

care se desprinde iar peste fisura colmatată se aşterne nisip grăunţos .Rezultate bune cu mortare din răşini epoxidice.Colmatare cu mastic bituminos : crăpături sau rosturi cu deschiderea mai

mică de 3 mm.- scoaterea cu unelte potrivite a masticului bituminos degradat

;- curăţirea temeinică cu peria de sârmă a rosturilor sau a

crăpăturilor;- amorsarea rosturilor sau crăpăturilor cu bitum tăiat ;- prepararea masticului bituminos cu 20-25 % bitum D 80/120

şi 80-75 % filer de calcar .Altă reţetă :

Bitum D 80/120 = 40 % Deşeuri de cauciuc = 8 % Fibre textile = 4 % Praf de azbest = 48 % .

- turnarea manuală a masticului în rosturi sau crăpături ;- nivelarea suprafeţei rosturilor sau crăpăturilor şi aşternerea

pe deasupra a unui strat de nisip grăunţos .Colmatarea cu mortar asfaltic : în cazul rosturilor cu deschiderea mai mare

de 3 cm .

Mortarul : 10-12 % bitum D 80/120 ; 20-28 % filer de calcar ; 70-60 % nisip natural 0/7 mm .

Temperatura de preparare în jur de 180 °C.Introducere în rosturi sau crăpături la o temperatură înte 140…160 °C.

6.2.3. Repararea degradărilor locale Cu mortar epoxidic : se întăreşte rapid, are o aderenţă perfectă faţă de

betonul vechi şi asigură obţinerea unor rezistenţe mecanice mari .Proporţia între răşină şi întăritor = 4:1Agregat : filer de cuarţ sau nisip de râu 0-3 (0-7) mm Raportul liant/agregat = 1/3 … 1/4 la nisip şi 1/1 la f iler de cuarţ. Operaţii :

- pregătirea suprafeţei betonului prin decaparea suprafeţei, frecare cu peria de sârmă, degresare ;

- amorsarea suprafeţei betonului prin aplicarea unui film subţire de liant epoxidic şi întăritor (4:1);

- prepararea mortarului epoxidic manual în şarje de 5 Kg şi aşternere imediată a acestuia .

- protejarea suprafeţei degradate de acţiuni mecanice, ploaie sau insolaţii timp de 6 ore de la execuţie .

Temperaturile aerului în timpul operaţiilor trebuie să fie cuprinsă între 15 … 25 0C.

Reparare cu mortar sau beton cu emulsie de acetat de polivinil : pentru degradări de suprafaţă se pot utiliza mortare sau betoane de ciment în compoziţia cărora se adaugă acetat de polivinil (Aracet E 50 sau D 50 VM) sub formă de emulsie apoasă neplastifiată .

Se aplică mai întâi un strat de mortar fin de 2-3 mm pentru amorsare după care se aplică imediat stratul de mortar sau beton .

Se protejează 2-3 zile cu folie din material plastic sau carton asfaltat .Reparare cu beton de ciment armat cu fibre de oţelFibre : L = 20-50 mm ; ф = 0,2-0,5 mm .Domenii de utilizare : suprafaţa exfoliată, crăpături, faianţări şi tasări .Reparare cu mixturi asfaltice :la deschideri mai mari de 3 cm se vor

repara degradările cu mortar asfaltic .

Tabelul 1.2.Limitele maxime ale încărcărilor pe osii

Categorii de drumuri din punct de vedereal structurii rutiere

Tipul de osie

Distanţa între axele alăturate (m) :

< 1,40 <= 2,00 > 2,00Drumuri modernizate, euro-pene (E) şi alte drumuri des-chise traficului greu conformlistei aprobate de MinisterulTransporturilor,Construcţiilorşi Turismului

simplă 10,0dublă 1)

(tandem) 16,0triplă 2)

(tridem) 22,0

Alte drumuri modernizate

simplă 8,00dublă(tandem) 14,5triplă(tridem) 20,0

Drumuri pietruitesimplă 7,5dublă(tandem) 12,0

triplă(tridem) 16,5

Tabelul 1.3. Situaţia drumurilor publice în ianuarie 2006

Felul drumuluiLungime,

Km

Drumuri de interes naţional

Autostrăzi 228Drumuri naţionale (administrate şi gestionate de CNADNR1)

14.768

Total 14.996

Drumuri de interes local

Drumuri judeţene (administrate de Consiliile Judeţene)

36.010

Drumuri comunale (administrate de Consiliile Locale)

27.781

Total 63.791

Străzi în oraşe 22.328Străzi în localităţi rurale (administrate de municipii,oraşe şi comune)

97.660

Total 119.988Total drumuri publice 198.775

1) Compania Naţională de Autostrăzi şi Drumuri Naţionale din România.