of 68 /68
85 3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR Activitatea practică de construcţie, modernizare şi întreţinere a drumurilor preconizează utilizarea unor materiale de calitate care să fie procurate, pe cât posibil, din apropierea zonei de amplasament a drumului, astfel încât cheltuielile de transport să fie minime. Luând ca determinant pentru găsirea soluţiei optime de execuţie costul minim al lucrărilor, se poate ajunge la utilizarea unor materiale diverse, care, pe baza unor cercetări sistematice şi prin folosirea unor tehnologii adecvate, se pot aduce în stadiul de utilizare curentă în tehnica rutieră. Marea varietate de materiale folosite în tehnica rutieră (pământuri, agregate naturale, lianţi) şi de tehnologii conduce impicit la apariţia unei diversităţi largi de straturi rutiere a căror comportare în exploatare sub acţiunea solicitărilor (trafic şi condiţii climaterice) trebuie corect apreciată prin calcule de dimensionare specifice. Abordarea problematicii dimensionării structurilor rutiere nu se poate realiza pentru fiecare structură rutieră posibilă, astfel încât marea varietate de straturi şi structuri rutiere existente trebuie grupate după principii bine determinate, fiecărei grupări corespunzându-i o metodă specifică de calcul. De asemenea, şi din punct de vedere al terminologiei rutiere este convenabilă o clasificare pragmatică a structurilor rutiere. 3.1. Clasificarea structurilor rutiere Pentru o corectă clasificare a structurilor rutiere este necesar să se cunoască în totalitate materialele utilizabile în straturile rutiere prin caracteristicile lor care intervin în cadrul metodelor de dimensionare adoptate, precum şi modul de comportare al acestora în exploatare, care poate conduce, prin studii atente şi, din păcate de durată, la concluzii interesante, menite de multe ori să influenţeze etapele de calcul de dimensionare, tehnologiile de execuţie, implementarea unor noi soluţii etc. În concordanţă cu diversificarea tipurilor de structuri rutiere, se remarcă preocupările specialiştilor din domeniu pentru elaborarea criteriilor de clasificare a acestora, precum şi pentru perfecţ ionarea metodelor de dimensionare. În acest domeniu, pornind de la realităţile sectorului rutier din ţara noastră din anii ’80 (grosimi reduse de straturi bituminoase), s-a urmărit stabilirea unor principii clare, care să conducă la o definire şi clasificare obiective şi concise ale structurilor rutiere, pe baza studierii comportării în exploatare a acestora.

3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR - ct.upt.ro · PDF file85 3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR Activitatea practic ă de construc ţie, modernizare şi între ţinere a drumurilor preconizeaz

Embed Size (px)

Text of 3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR - ct.upt.ro · PDF file85 3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR...

  • 85

    3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR Activitatea practic de construcie, modernizare i ntreinere a drumurilor preconizeaz utilizarea unor materiale de calitate care s fie procurate, pe ct posibil, din apropierea zonei de amplasament a drumului, astfel nct cheltuielile de transport s fie minime. Lund ca determinant pentru gsirea soluiei optime de execuie costul minim al lucrrilor, se poate ajunge la utilizarea unor materiale diverse, care, pe baza unor cercetri sistematice i prin folosirea unor tehnologii adecvate, se pot aduce n stadiul de utilizare curent n tehnica rutier. Marea varietate de materiale folosite n tehnica rutier (pmnturi, agregate naturale, liani) i de tehnologii conduce impicit la apariia unei diversiti largi de straturi rutiere a cror comportare n exploatare sub aciunea solicitrilor (trafic i condiii climaterice) trebuie corect apreciat prin calcule de dimensionare specifice. Abordarea problematicii dimensionrii structurilor rutiere nu se poate realiza pentru fiecare structur rutier posibil, astfel nct marea varietate de straturi i structuri rutiere existente trebuie grupate dup principii bine determinate, fiecrei grupri corespunzndu-i o metod specific de calcul. De asemenea, i din punct de vedere al terminologiei rutiere este convenabil o clasificare pragmatic a structurilor rutiere.

    3.1. Clasificarea structurilor rutiere Pentru o corect clasificare a structurilor rutiere este necesar s se cunoasc n totalitate materialele utilizabile n straturile rutiere prin caracteristicile lor care intervin n cadrul metodelor de dimensionare adoptate, precum i modul de comportare al acestora n exploatare, care poate conduce, prin studii atente i, din pcate de durat, la concluzii interesante, menite de multe ori s influeneze etapele de calcul de dimensionare, tehnologiile de execuie, implementarea unor noi soluii etc. n concordan cu diversificarea tipurilor de structuri rutiere, se remarc preocuprile specialitilor din domeniu pentru elaborarea criteriilor de clasificare a acestora, precum i pentru perfecionarea metodelor de dimensionare. n acest domeniu, pornind de la realitile sectorului rutier din ara noastr din anii 80 (grosimi reduse de straturi bituminoase), s-a urmrit stabilirea unor principii clare, care s conduc la o definire i clasificare obiective i concise ale structurilor rutiere, pe baza studierii comportrii n exploatare a acestora.

  • 86

    S-a inut seama de faptul c segmentarea exagerat n clasificarea structurilor rutiere are repercusiuni nsemnate asupra terminologiei utilizate, dar mai ales asupra metodelor de dimensionare aplicate, care n mod practic trebuie s fie adaptate fiecrei categorii de structuri rutiere considerate. De asemenea, s-a avut n vedere c, urmare a multiplelor lucrri de mbuntire a strii de viabilitate a drumurilor, a lucrrilor de modernizare sau ranforsare, precum i a apariiei i aplicrii de noi materiale i tehnologii (n special diversificarea i folosirea tot mai frecvent a straturilor din agregate naturale stabilizate cu ciment sau cu liani puzzolanici), s-a ajuns la o diversitate foarte mare de structuri rutiere, care nu mai puteau fi ncadrate n categoriile de structuri rutiere recunoscute la acea dat. Cercetrile desfurate au condus la necesitatea punerii n discuie a urmtoarelor propuneri viznd definirea i clasificarea structurilor rutiere:

    - o nou definire a structurilor rutiere i a complexelor rutiere; - o nou clasificare a structurilor rutiere; - luarea n considerare, n toate cazurile, la dimensionare, ranforsare, pentru stabilirea

    strategiei de ntreinere etc., a complexelor rutiere i nu numai a structurilor rutiere. Pentru atingerea acestor obiective s-a fcut apel la concepia general de alctuire i proiectare a construciilor, care se refer la dimensionarea unei structuri de rezisten, plasat pe o fundaie adus la anumii parametri tehnici bine stabilii, la solicitrile sigure sau posibile de-a lungul duratei de exploatare prognozate. n baza acestei concepii, s-a ajuns la concluzia nlocuirii termenului de sistem rutier cu structur rutier, care de altfel se constituie n elementul de rezisten al drumului. Dezbaterile purtate pe plan naional au condus la acceptarea noii concepii viznd definirea i clasificarea structurilor rutiere, care va fi prezentat n continuare. Definirea i clasificarea structurilor rutiere i a complexelor rutiere au fost concretizate aa cum se va vedea n continuare. Structura rutier este elementul de rezisten al drumului, prevzut i realizat pe partea carosabil i pe benzile de ncadrare, alctuit dintr-un ansamblu de straturi executate din materiale pietroase stabilizate sau nu cu liani, dup tehnologii adecvate, i dimensionate conform anumitor norme, avnd n ansamblu o capacitate portant stabilit n principal funcie de intensitatea traficului greu. Structura rutier n baza concepiei sus-menionate se construiete pe o fundaie format din:

    - terasamente, n care se include, dup caz, stratul de form; - terenul natural;

    innd seama de modul de alctuire i de comportare n exploatare, s-a ajuns la urmtoarea clasificare a structurilor rutiere:

    - structura rutier supl este alctuit dintr-un ansamblu de straturi realizate din materiale necoezive stabilizate mecanic sau/i cu liani hidrocarbonai, mbrcmintea i stratul de baz fiind realizate din mixturi asfaltice, sau, n mod excepional, din macadam bituminos sau din macadam (pietruire);

    - structura rutier rigid este alctuit dintr-un ansamblu de straturi stabilizate sau nu cu liani, peste care se realizeaz o mbrcminte din beton de ciment;

    - structura rutier mixt este constituit din straturi din agregate naturale stabilizate mecanic i cu liani hidraulici sau puzzolanici, n care apar n timp fisuri din contracie, iar mbrcmintea i eventual stratul de baz sunt straturi bituminoase. Stratul rutier din agregate

  • 87

    naturale stabilizate cu ciment sau cu liani puzzolanici poate fi strat de fundaie sau/i strat de baz. Straturile rutiere care alctuiesc structurile rutiere s-a propus s aib urmtoarele denumiri:

    - mbrcmintea rutier (strat de uzur i strat de legtur, pentru structurile rutiere suple i mixte, respectiv strat de uzur i strat de rezisten pentru structurile rutiere rigide);

    - stratul de baz (pentru structurile rutiere suple i mixte); - stratul (sau straturile) de fundaie, care s-ar putea denumi strat de rezisten (pentru

    structurile rutiere suple i mixte); - stratul (sau straturile) de fundaie, care s-ar putea denumi strat portant (pentru

    structurile rutiere rigide); - stratul (sau straturile) de protecie.

    Din alctuirea structurilor rutiere poate s lipseasc unul sau mai multe straturi, iar unele dintre straturi pot s ndeplineasc unul sau mai multe roluri. Complexul rutier poate fi definit ca o construcie alctuit din fundaie (terasamente i teren natural) i structura rutier, cu scopul de a servi n bune condiii i n siguran circulaia rutier. Se desprinde deci, necesitatea proiectrii ntregului complex rutier, acordndu-se o importan major alctuirii fiecrui strat, precum i conlucrrii dintre terasamente, teren natural i structura rutier.

    Se impune acordarea unei atenii deosebite stratului de form, definit ca fiind stratul superior al terasamentelor, amenajat pentru uniformizarea i sporirea capacitii portante la nivelul patului drumului (vezi punctul 2.3). Avnd n vedere modul de alctuire, materialele i tehnologiile folosite, metodele de dimensionare i comportarea n exploatare a structurilor rutiere realizate n Romnia, s-a obinut clasificarea acestora n forma prezentat n fig. 3.1. n cadrul acestei concepii, mprirea structurilor rutiere cu mbrcmini bituminoase n suple i mixte este dictat de existena sau nu n alctuirea structurii rutiere a cel puin unui strat realizat din agregate naturale stabilizate cu liani hidraulici sau puzzolanici. Pe de alt parte, grosimea straturilor bituminoase considerat n cazul acestei abordri este relativ redus, stratul din agregate naturale stabilizate cu ciment sau cu liani puzzolanici putnd fi strat de fundaie sau strat de baz. Straturile rutiere obinute prin stabilizarea agregatelor naturale cu ciment sau cu liani puzzolanici, dac lucreaz ca elemente monolit, posed o rigiditate ridicat care sporete continuu pn la o anumit vrst i trebuie dimensionate la oboseal. n cazul unor astfel de straturi rutiere se manifest contracii de tipurile urmtoare:

    - contracii primare, care cuprind contracia dinaintea ntririi i contracia hidraulic. Acestea sunt responsabile de primele contracii lente ale materialului dup punerea sa n oper i se produc chiar dac materialul este puin rezistent;

    - contracii termice, care sunt asociate fie variaiilor de temperatur zilnice, fie celor anuale. Primele sunt de ordinul a 20...30 oC, n timp ce celelalte pot atinge valori de 50...60 oC. Contracia materialelor stabilizate crete n timp, iar capacitatea lor de alungire (fr fisurare) scade o dat cu vrsta i numrul de solicitri suportate. Sub efectul contraciilor, straturile rutiere de acest tip fisureaz, fisurile transversale echidistante care apar avnd n permanen tendina de propagare prin straturile bituminoase superioare, sub efectul traficului i al variaiilor de temperatur.

  • 88

    Fig

    . 3.1

    . Cla

    sifi

    care

    a st

    ruct

    urilo

    r ru

    tiere

    .

  • 89

    Dac straturile rutiere din agregate naturale stabilizate cu ciment sau cu liani puzzolanici nu funcioneaz ca un element monolit, ci ca un element microfisurat, nu se dimensioneaz la oboseal, iar comportarea lor n exploatare este intermediar ntre straturile monolit i cele obinute din agregate naturale stabilizate mecanic. n alt ordine de idei, apariia straturilor rutiere din agregate naturale stabilizate cu ciment sau cu liani puzzolanici a determinat necesitatea lurii n considerare a unor noi criterii de dimensiona