Suprastructura drumurilor Pentru ca suprastructura drumurilor s ndeplineasc condiiile de confort i siguran, partea carosabil se amenajeaz cu un sistem de straturi numit sistem rutier, din materiale cu grosimi i rezistene mecanice diferite i care, preia ncrcrile din trafic. Numrul, grosimea i natura materialelor din straturile sistemului rutier se stabilesc prin calcul tehnico-economic numit i dimensionare a sistemului rutier. Straturile care alctuiesc sistemul rutier (fig.3.8) se grupeaz dup rolul pe care l ndeplinesc, purtnd denumirile: 1. mbrcmintea este stratul superior, uniform i impermeabil. Rol: - asigur rulajul vehiculelor n condiii optime; - protejeaz sistemul rutier la aciunea agenilor atmosferici; - transmite ncrcrile verticale i preia direct aciunile tangeniale produse de roile vehiculelor. Pentru reducerea consumului de material i pentru a rezista la uzura produs de traficul rutier, mbrcmintea se execut n dou straturi: - strat de suprafa (strat de uzur); - strat inferior, de legtur, numit n cazul mbrcminilor asfaltice, binder. 2. Stratul de baz se realizeaz din materiale rezistente deoarece n interul su presiunile verticale mari, transmise de roi, trebuie repartizate i reduse astfel nct s poat fi preluate de stratul inferior. 3. Stratul de fundaie poate fi realizat din materiale locale. Are rol de preluare a presiunilor transmise de stratul de baz, reducndu-le n continuare prin repartiie. Se calculeaz din condiia ca presiunile transmise s fie mai mici dect capacitatea portant a materialului patului. 4. Substratul (nisip sau balast) are o grosime de 7...10 cm dup compactare i ndeplinete rolurile: - drenant dreneaz apele pluviale care se infiltreaz n corpul drumului; - anticapilar taie ascensiunea capilar a apelor subterane; - anticontaminant mpiedic amestecarea materialului din stratul de fundaie cu pmntul din patul drumului; - antigel mrete grosimea total a sistemului rutier reducnd pericolul de nghe-dezghe al pmntului din patul drumului. 1.Dimensionarea i alctuirea straturilor rutiere se face n funcie de intensitatea i compoziia traficului pe care trebuie s l suporte sistemul rutier. Astfel, sistemele rutiere se pot clasifica n 3 categorii: - sisteme rutiere uoare trafic de 100...1500 t/zi; - sisteme rutiere mijlocii trafic de 1500...2500 t/zi;

- sisteme rutiere grele trafic mai mare de 2500 t/zi. Dup modul de comportare sub aciunilor ncrcrilor din trafic, se deosebesc: - sisteme rutiere nerigide sau suple, alctuite din materiale granulare cu sau fr liani plastici (fig.3.9.a) i mbrcmini asfaltice; - sisteme rutiere rigide, care cuprind unul sau mai multe straturi din beton de ciment, pe fundaii din material granular (fig.3.9.b); - sisteme rutiere semirigide, formate din pavaje de piatr fasonat (pavele, calupuri) sau sisteme rutiere care conin straturi stabilizate cu ciment sau cenu de termocentral, zgur granulat de furnal. n raport cu tipul sistemelor rutiere i cu perfecionarea tehnic a acestora se deosebesc drumuri de tipurile: inferior (provizoriu), intermediar (tranzitorii) i superior (moderne / perfecionate). 2.Principii de alctuire a straturilor rutiere Straturile rutiere se alctuiesc dup urmtoarele principii structurale: - principiul macadamului sau al mpnrii; - principiul betonului sau al amestecurilor compacte. 2.1. Straturile alctuite pe principiul macadamului (mpnrii) se execut din mai multe sorturi de piatr spart monogranulare, aternute n reprize, cu sau fr adaosuri de liant, cilindrate cu cilindri compresori, pn la ncletarea puternic a pietrelor. Rezistena i stabilitatea straturilor din care fac parte macadamurile obinuite (ordinare) sau tratate cu liant, este dat n special de frecarea intern a materialului pietros, lianii utilizai avnd doar rol de impermeabilizare a stratului. Agregatele trebuie s provin din roci dure, lipsite de fragilitate. 2.2. Straturile executate pe principiul betonului sunt alctuite din materiale cu granulozitate ntins i cuprind o gam larg de fraciuni ceea ce conduce la un strat cu structur compact i nchis, cu volum mic de goluri avnd pe ansamblu rezistene mecanice i stabilitate superioare macadamului. Materialele granulare sunt legate cu liant (ex. argil, bitum, ciment) rezultnd betoane argiloase, betoane asfaltice sau betoane de ciment. Rezistena straturilor este dat de coeziune. Amestecarea materialelor se face dup o anumit tehnologie, n malaxoare, dup care se aterne n strat uniform i se compacteaz cu dispozitive specifice. Dintre avantaje se menioneaz: - posibilitatea utilizrii materialelor locale; - executarea mecanizat; - reducerea volumului de transporturi; - rezistenele mecanice mari care conduc la durabilitate mare. Not: dac din agregatul mineral lipsesc granulele mari, peste 7 mm, stratul respectiv se numete mortar. Se regsesc mortare de ciment i mortare asfaltice.

Se precizeaz cu titlu informativ principalele materiale rutiere: - agregate minerale (sorturi de piatr spart sau materiale de balastier; - liant (bitum, ciment); - filer (pulbere mineral cu diametru inferior valorii de 0,09 mm. 3. Tipuri de mbrcmini rutiere 3.1. mbrcmini permanente i semipermanente pentru drumuri de interes local (drumuri intermediare) Partea carosabil este consolidat n general printr-o mpietruire realiznduse un strat care poate rezista la aciuni verticale, dar nu celor tangeniale. Se folosesc pentru circulaie local de intensitate redus i unde predomin traciunea animal. Tipurile de mpietruiri folosite sunt: a. din pietri (materiale extrase din balastiere); b. din piatr spart concasat (macadam). a. mpietruirile din pietri permit o execuie uoar, cu materiale locale ieftine; dintre variantele de realizare se menioneaz cea cu profil transversal n form de secer Se realizeaz un bombament curb; grosimea balastului n axul cii este de 20...25 cm. Dezavantajul este c se obine o grosime variabil a stratului de pietri pe limea cii care, poate fi eliminat prin ncastrare parial sau total a corpului mpietruirii n platform. Declivitatea transversal a patului drumului este de 3...4%. Balastul se aterne n dou straturi: primul strat este realizat din pietre mari alctuind o fundaie, iar al doilea strat este realizat din fraciune mai mrunt. Scurgerea apelor se asigur prin realizarea unui strat filtrant de nisip sub balast i execuia de drenuri sub acostamente. Dac se folosete pietri, materialul se aeaz n straturi de 5 cm grosime, apoi se cilindreaz (uscat) pn la ndesarea parial a materialului. Rezultate mai bune se obin prin amestecare n raport de 1/1 a balastului cu material concasat. Stratul mpietruit nu este rezistent la ncrcri tangeniale i la aciunea apei. Drumurile astfel realizate au caracter provizoriu. b. mpietruiri din piatr spart concasat (macadamuri) Soluia a fost utilizat din sec. XVII la construcia drumurilor. Denumirea provine de la numele inginerului englez Mac Adam (1820) care a enunat noi principii de realizare a straturilor rutiere din piatr spart. b.1. Macadamul obinuit (ordinar) se execut din dou sorturi de piatr spart manogranulare, care n ordinea folosirii se numesc sort de rezisten i sort de acoperire. Fundaia se realizeaz din material granular avnd grosimea de 15...20 cm, bine cilindrat, fr sorturi fine . Sortul de acoperire, din piatr spart n grosime de maximum 6 cm, se aterne n dou reprize a cte 15 kg/m2, timp n care se ud din abunden cu ap i prin antrenarea aerului umed din pori se formeaz un noroi fluid care ptrunde n goluri. Concomitent se face cilindrarea cu compresoare mai grele. Cantitatea

de ap necesar este 25% din volumul pietrei folosite. Cilindrarea se consider terminat cnd o piatr din sortul de rezisten aruncat n faa compresorului este sfrmat de acesta fr a ptrunde n corpul macadamului, a crui suprafa se prezint ca un mozaic. Macadamul se d n circulaie dup acoperire cu nisip grunos (15...18 kg/m2) care, sub aciunea circulaiei continu umplerea golurilor. b.2. Macadamul mbuntit n prima variant de execuie, macadamul se stropete cu soluii de sruri higroscopice (clorur de sodiu sau de calciu, emulsie de bitum). Rezultate mai bune se obin prin silicatarea (cu silicat de sodiu) sau bituminarea macadamului. Silicatul de sodiu, n prezena apei i CO2 atmosferic reacioneaz cu calcarul din piatr formnd silicea (SiO2) sub forma unui chit care umple golurile i impermeabilizeaz suprafaa macadamului. Emulsia de bitum i nisipul nchid macadamul asigurnd o acoperire i o mai bun protecie. A doua variant de execuie este folosirea macadamului asfaltic la care, stratul rutier este executat dup principiul macadamului i penetrare cu bitum folosit ca liant. Prin penetrare, bitumul (liantul) ptrunznd n straturile e piatr joac rol de lubrefiant nlesnind pietrelor s se aeze mai uor i mai bine n timpul cilindrrii. Sorturile de piatr folosite sunt: - pentru stratul de rezisten 40...60 mm; - pentru strat de uzur split 15...25 mm i 8...15 mm. Condiiile impuse pietrei sparte folosite sunt ca aceasta s provin din roci bazice care confer o bun adezivitate bitumului i ca materialul granular s fie uscat, curat i lipsit de material argilos. Domeniile de folosire sunt: mbrcmini rutiere pentru drumuri de interes local (grosime minim de cilindrare 6 cm); strat de baz pentru sisteme rutiere grele (grosime minim 12 cm dup cilindrare). Covoarele asfaltice sunt straturi din mixturi asfaltice (beton sau mortar asfaltic) n grosime de 2...3 cm care, pot fi executate prin aternerea unui strat de mixtur, fie prin repetarea unor tratamente bituminoase. mbrcminile rutiere semipermanente sunt realizate din macadam tratat cu liant; sunt cunoscute variantele de execuie de macadam asfaltic care conine bitum i macadamul cimentat la care, liantul folosit este cimentul. Macadamul asfaltic folosete bitumul introdus la cald prin procedeul penetrrii i eventual se folosete i la amestecarea (anrobarea) materialului granular. Se folosete ca mbrcmini (6 cm grosime) la sisteme rutiere mijlocii, drumuri de interes local, cu o durat de exploatare de 5...10 ani sau ca strat de baz (12 cm grosime) sub mbrcminile asfaltice ale sistemelor rutiere grele. Macadamul cimentat este penetrat cu mortar de ciment fluid. Este o soluie tehnic folosit rar n Romnia.

3.2. mbrcmini permanente (mbrcmini moderne) Din aceast categorie fac parte betoanele i mortarele asfaltice i mbrcminile din beton de ciment. 3.2.1. Betoane asfaltice Betonul asfaltic este o dispersie omogen de split sau criblur ntr-un mortar format din nisip, filer i un liant bituminos. Cele mai des utilizate n practic sunt asfaltul cilindrat i asfaltul turnat. Asfaltul cilindrat este o mixtur bituminoas alctuit pe principiul betonului, la care toate granulele scheletului mineral sunt nvelite n mod uniform cu o pelicul de bitum de 5...12 grosime. Compactarea mixturii se face prin cilindrare. Din punct de vedere al compoziiei se deosebesc: - mixturi nchise cu volum de goluri < 5% dup cilindrare, folosite pentru stratul de uzur al mbrcminilor; - mixturi deschise cu volum de goluri >5% avnd n compoziie granule fine de filer i nisip, folosite ca strat de legtur (binder). La prepararea mixturii cu bitum temperatura este de 1800C, iar la punctul de lucru, de 1300C. Dac se utilizeaz SUBIF (liant-suspensie de bitum filerizat), mixtura se execut la rece, n betoniere. Dup punerea n oper necesit 3...6 zile timp de uscare urmat de cilindrare. Asfaltul turnat este o mixtur asfaltic alctuit dup principiul betonului, n care golurile (20...25% din scheletul mineral) sunt umplute integral cu mastic bituminos. Se execut cu pietri mrgritar / criblur; aportul de liant este de 7...9% n cazul aternerii mecanice i 7,5...9,5% n cazul aternerii manuale.78

Temperatura de preparare a mixturii este de 170...1900C, iar timpul de amestecare necesar este 2...3 ore. Aplicarea se face dup cum urmeaz: - aternere manual su cu finisoare mecanice; - mprtiere nisip grunos sort 1...3 mm n cantitate de 2...3 kg/m2; - finisare cu rulouri uoare de 50kg. Se utilizeaz ca strat de uzur pentru drumuri n orae (trotuar + carosabil). Are avantajul c desfcut, prin retopire, poate fi reutilizat. 3.2.2. Betonul de ciment Betonul de ciment este utilizat pentru mbrcmini rutiere rigide. Este caracterizat prin: - mare capacitate de rezisten la ncovoiere; - uzur foarte mic; - aderen bun pentru pneuri, motiv pentru care se folosete la drumuri cu trafic intens i greu i mai ales cu climat umed. Fundaiile utilizate sunt realizate din straturi de: nisip sau balast; piatr

spart; balast stabilizat. Peste stratul de fundaie compactat se aterne un strat de egalizare de 2 cm din nisip, peste care se aterne o hrtie rezistent (de ambalaj sau Kraft) sau folie de polietilen pentru a mpiedica ptrunderea pastei de ciment n fundaie i solidarizarea dalei mbrcminii cu aceasta. Pe suprafaa amenajat i cofrat lateral cu longrine metalice speciale se aterne betonul compactndu-l cu vibrofinisoare care ruleaz ghidat pe longrine. ntruct betonul prezint variaii de volum la ntrire i din variaii de temperatur este necesar mprirea mbrcminii n dale (plane), prin rosturi dispuse longitudinal i transversal cii. Din punct de vedere al rolului, deosebim urmtoarele tipuri de rosturi: a. rosturi de contact (de lucru) care separ dale de beton de vrste diferite; b. rosturi de dilataie, executate la 100 m band de beton care permit deplasarea liber a dalelor la dilatarea i contracia termic; c. rosturi de contracie-ncovoiere (rosturi false care strbat ntreaga grosime a mbrcminii) i au rol de slbire a seciunii, de dirijare a fisurilor provocate de tensiuni din contracie la ntrirea betonului i din tasrile inegale ale fundaiei drumului. Suprafaa se protejeaz 24 ore cu acoperiuri sau corturi joase sprijinite pe longrine; n perioada de ntrire, pentru a evita pierderea apei prin evaporare, se acoper cu: - strat de nisip n stare umed, grosime 3 cm sau - folie de polietilen sau - pelicul din emulsie de parafin, bitum tiat, etc. Dup 21 zile de la execuie, se colmateaz rosturile cu mastic bituminos i se d n circulaie.