SOLU ŢII ECOLOGICE PENTRU LUCR ĂRILE DE ART Ă ŞI DE …old.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri de doctorat/Rezumate/Hutopila_v2.pdf · Soluţii ecologice pentru lucrările de artă

Soluţii ecologice pentru lucrările de artă şi de apărare-consolidare la drumurile forestiere teză de doctorat – ing. Valentin Hutopilă

- 1 -

UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” BRA ŞOV Şcoala Doctorală Interdisciplinar ă

Departament de cercetare: Exploatări Forestiere, Amenajarea Pădurilor şi Măsurători Terestre

ing. Valentin V. HUTOPIL Ă

SOLUŢII ECOLOGICE PENTRU LUCR ĂRILE DE ART Ă ŞI DE APĂRARE-CONSOLIDARE LA DRUMURILE FORESTIERE

ECOLOGICAL SOLUTIONS FOR CROSSING WORKS AND

REINFORCEMENT-CONSOLIDATION WORKS FROM FOREST ROADS

Rezumatul tezei de doctorat Summary of PhD Thesis

CONDUCĂTOR ŞTIIN ŢIFIC Prof.univ.dr.ing. Gheorghe IGNEA

BRAŞOV 2013


- 2 -

MINISTERUL EDUCA ŢIEI, CERCET ĂRII, TINERETULUI ŞI SPORTULUI

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRA ŞOV

Braşov, B-dul Eroilor 29, 500036, Tel. 0040-268-413000, Fax 0040-268-410525 RECTORAT

D-lui (D-nei)…………………..……………………………………………………………………

Vă aducem la cunoştinţă că în ziua de 29.03.2013 ora 13:00, în sala SI2 la Facultatea de Silvicultură şi Exploatări Forestiere, va avea loc susţinerea publică a tezei de doctorat intitulată: “SOLUŢII ECOLOGICE PENTRU LUCRĂRILE DE ARTĂ ŞI DE APĂRARE-CONSOLIDARE LA DRUMURILE FORESTIERE”, elaborată de ing. Valentin V. HUTOPILĂ, în vederea obţinerii titlului de ştiinţific de DOCTOR, în domeniul Silvicultură.

Componenţa COMISIEI DE DOCTORAT, numită prin: Ordinul Rectorului Universităţii Transilvania

Nr. 5440 din 28.09.2012

PREŞEDINTE: Prof. univ. dr. ing. Gheorghe SPÂRCHEZ PRODECAN al Facultăţii de Silvicultură şi Exploatări Forestiere Universitatea Transilvania din Braşov

CONDUCĂTOR ŞTIIN ŢIFIC: Prof. univ. dr. ing. Gheorghe IGNEA Universitatea Transilvania din Braşov

REFERENŢI: Prof. univ. dr. ing. Dan ZAROJANU Universitatea “Ştefan cel Mare” din Suceava Cercet. şt. gr. I, dr.ing. Ionel POPA I.C.A.S. Bucureşti Prof. univ. dr. ing. Valentina CIOBANU Universitatea Transilvania din Braşov

Vă invităm să luaţi parte la şedinţa publică de susţinere a tezei de doctorat.

Aprecierile şi observaţiile dumneavoastră asupra conţinutului tezei, vă rugăm să le

trimiteţi în timp util, pe adresa Facultăţii de Silvicultură şi Exploatări Forestiere, Str. Şirul Beethoven, nr. 1, 500123, Braşov, pe numărul de fax: 0268/475705, sau la adresa de e-mail: [email protected]


- 3 -

PREFAŢĂ

Este cunoscut faptul că în ţara noastră, în peste 90% din cazuri, lucrările de artă (traversare) sunt realizate din prefabricate din beton armat, acestea încadrându-se în categoria lucrărilor grele şi costisitoare ce presupun folosirea unor materiale energo intensive care deseori prezintă degradări datorită agresivităţii mediului. Degradarea acestor structuri generează reziduri care poluează mediul înconjurător.

Prin prezenta lucrare propunem soluţii ecologice pentru realizarea podurilor şi podeţelor, soluţii bazate pe lemn şi derivate din lemn precum şi tablă ondulată. Principalele aspecte care contează la un pod sunt rezistenţa şi flexibilitatea – exact calităţile lemnului. Lemnul constituie unul dintre principalele materiale ce poate fi folosit la realizarea lucrărilor de artă, de apărare şi consolidare din sectorul forestier, datorită caracteristicilor fizico-mecanice superioare şi a avantajelor de ordin tehnic şi constructiv pe care le prezintă. Lemnul lamelar încleiat sau glulam este un produs modern cu calităţi superioare lemnului masiv obişnuit care conferă posibilitatea utilizării acestuia la realizarea unor structuri deosebite pentru lucrările de artă. Realizarea podurilor şi podeţelor pe structură din tablă ondulată reprezintă o altă alternativă viabilă pentru soluţiile aplicate în prezent pe drumurile forestiere mult mai scumpe şi greu de realizat. Cu ajutorul acestor tipuri de structuri este posibilă economisirea materiei prime şi în acelaşi timp obţinerea unor soluţii arhitecturale deosebite. Prin această lucrare nu se are pretenţia de a se rezolva în totalitate aspectele cele mai importante şi definitorii ale lucrărilor de artă de pe drumurile forestiere, dar să se aducă câteva contribuţii la aceste soluţii ecologice. Această lucrare a fost elaborată în perioada 01. Octombrie. 2007, data admiterii la doctorat şi septembrie 2012, când a fost susţinută în cadrul Departamentului de Exploatări Forestiere, Amenajarea Pădurilor şi Măsurători Terestre, de la Facultatea de Silvicultură şi Exploatări Forestiere – Braşov. Teza de doctorat a fost elaborată sub îndrumarea directă a domnului profesor doctor inginer Gheorghe IGNEA, un om cu o răbdare deosebită căruia îi ţin să-i mulţumesc pentru sfatul şi îndemnul acordat, pentru încurajarea permanentă şi nu în ultimul rând, pentru că m-a acceptat ca doctorand. Mulţumesc profesorilor consultanţi, şef lucrări dr. ing. Stelian Alexandru BORZ, prof. univ. dr. ing. Valentina CIOBANU, pentru sprijinul în formularea şi concepţia finală a lucrării. Alese mulţumiri adresez şi conducerii Universităţii Transilvania din Braşov şi Facultăţii de Silvicultură şi Exploatări Forestiere – Braşov, pentru înţelegerea acordată şi punerea la dispoziţie a materialelor de studiu şi facilităţilor necesare întocmirii acestei cercetări. Mulţumesc doamnei prof. univ. dr. ing. Valentina CIOBANU şi domnilor dr. ing. Ionel Popa, şeful staţiunii ICAS din Câmpulung Moldovenesc, prof. univ. dr. ing. Dan ZAROJANU pentru atenţia cu care au examinat lucrarea în calitate de referenţi oficiali. Mulţumesc conducerii Direcţiei Silvice Suceava, OS Pojorîta, OS Tomnatic, OS Moldoviţa, etc. pentru amabilitatea de a-mi pune la dispoziţie date necesare şi pentru ajutorul acordat în efectuarea cercetărilor în teren. Mulţumesc domnului ing. Radu de la firma S.C Techo Util Lemn S.R.L Gura Humorului, domnului ing. Ghioc Bogdan de la firma S.C. Glulam S.A pentru sfaturile acordate cu privire la lemnul impregnat şi lemnul lamelar încleiat.


- 4 -

Ţin să-i mulţumesc primarului comunei Pojorâta, jud. Suceava, ing. Ioan Bogdan Codreanu, Primăria Pojorâta fiind actualul meu loc de muncă, care m-a înţeles şi a fost întotdeauna alături de mine, prin învoiri repetate în scopul elaborării tezei de doctorat.

Nu pot să uit şi să nu mulţumesc şi familiei mele, părinţilor şi soţiei, pentru suportul moral şi care mi-au fost mereu alături, încurajându-mă în toţi aceşti ani.


- 5 -

C U P R I N S

CAPITOLUL 1: Scopul şi obiectivele cercetărilor. Locul cercetărilor. Metodologia de cercetare

1.1. Scopul cercetărilor 9

1.2. Obiectivele tezei 1 0

1.3. Locul cercetărilor – condiţii fizico-geografice 1 0

1.3.1. Aşezarea geografică - limite 1 0 - 1 1

1.3.2. Relieful 1 1 - 1 2

1.3.3. Alcătuire geologică şi clima teritoriului studiat 1 2 - 1 4

1.3.4. Reţeaua hidrografică 1 4

1.3.4.1. Tipurile de reţea hidrografică 1 4 - 1 5

1.3.4.2. Bazinele hidrografice 1 5 - 1 6

1.3.4.3. Particularităţile hidrografice 1 6 - 1 9

1.3.5. Flora şi fauna 1 9

1.4. Metodologia de cercetare 2 0

CAPITOLUL 2: Stadiul actual al cunoştinţelor privind lucrările de artă şi apărare-consolidare

2.1. Stadiul actual al cunoştinţelor privind lucrările de traversare a drumurilor forestiere

2 1

2.1.1.Aspecte generale privind infrastructura transporturilor forestiere 2 1

2.1.2.Podurile 2 1 - 2 4

2.1.3.Influenţa caracteristicilor cursurilor de apă asupra podurilor 2 4 - 2 5

2.2.Stadiul actual al cunoştinţelor privind lucrările de apărare-consolidare a drumurilor forestiere

2 5

2.3.Criterii de alegere a soluţiilor tehnice pentru lucrările de artă de pe drumurile forestiere

2 5 - 2 7

CAPITOLUL 3: Cercetări privind fiabilitatea podurilor şi podeţelor amplasate pe drumurile forestiere din regiunea Obcinilor Bucovinei

3.1. Factori care influenţează fiabilitatea podurilor şi a podeţelor 2 8

3.1.1.Clasificarea factorilor care acţionează asupra podurilor şi podeţelor 2 8 - 2 9

3.1.2.Acţiunea traficului asupra podurilor şi podeţelor amplasate pe drumuri forestiere 2 9

3.2.Cercetări privind comportamentul podurilor şi podeţelor din zona studiată în raport cu principalii factori de influenţă

2 9

3.2.1. Cercetări privind comportarea podurilor şi podeţelor din zona studiată în raport cu acţiunea şi caracteristicile cursurilor de apă

2 9 - 3 8

CAPITOLUL 4: Soluţii ecologice pentru lucrările de traversare a drumurilor forestiere

4.1. Poduri şi podeţe din lemn 3 9

4.1.1.Aspecte generale privind podurile din lemn. Lemnul ca material de construcţie pentru poduri

3 9

4.1.2.Conservarea şi protecţia lemnului 3 9 - 4 0

4.1.3. Solicitări maxime din convoaie de vehicule 4 0


- 6 -

4.1.3.1. Momente din încărcări permanente 4 0 - 4 2

4.1.3.2. Momente din vehicul 4 2 - 4 3

4.1.4. Alcătuirea tablierelor din grinzi longitudinale din glulam şi traverse din lemn semicircular

4 3 - 4 7

4.1.5.Suprastructuri de poduri din glulam cu tabliere longitudinale 4 8 - 5 1

4.1.6.Tabliere din lemn rotund 5 2 - 5 3

4.1.6.1 Tabliere din lemn rotund cu grinzi simple 5 3 - 5 6

4.2.Poduri pe structură din tablă ondulată – Noţiuni generale 5 7 - 6 0

CAPITOLUL 5: Concluzii şi contribuţii personale

5.1 Concluzii 6 1 - 6 2

5.2. Aspecte privind eficienţa economic a investiţiilor 6 2 - 6 3

5.3. Criterii de bază privind alegerea unor soluţii tehnice pentru lucrările de traversare a drumurilor

6 3

5.4 Contribuții personale 6 4

Bibliografie selectivă 6 5 - 7 4


- 7 -

C O N T E N T S CHAPTER 1: Research Aim and Objectives. Research Location. Research

Methodology

1.1. Research aim 9

1.2. Objectives of the thesis 1 0

1.3. Research location – condiţii fizico-geografice 1 0

1.3.1. geographic location – Limits 1 0 - 1 1

1.3.2. Relief 1 1 - 1 2

1.3.3. Geological structure and climate territory studied 1 2 - 1 4

1.3.4. Higrography 1 4

1.3.4.1. Hydrographic network types 1 4 - 1 5

1.3.4.2. Hidrographic basins 1 5 - 1 6

1.3.4.3 Hidrographic particularities 1 6 - 1 9

1.3.5. Flora and dauna 1 9

1.4. Research methodology 2 0

CHAPTER 2: Stadiul actual al cunoştinţelor privind lucrările de artă şi apărare-

consolidare

2.1. State of Arts Regarding the Forest Roads Crossing Works 2 1

2.1.1. GeneralAspecte Regarding the Forest Transportation Infrastructure 2 1

2.1.2. Bridges 2 1 - 2 4

2.1.3. Influence of hidrography Characteristics on Bridges 2 4 - 2 5

2.2. State of Arts Regarding the Reinforcement-Consolidation Works of Forest Roads 2 5

2.3. Chosing Criteria for Technical Solutions Regarding the Crossing Works and Reinforcement-Consolidation Works for Forest Roads

2 5 - 2 7

CHAPTER 3: Research Regarding the Liability of Bridges and Culverts Located on

Forest Roads from Obcinele Bucovinei Region

3.1. Factors which Influence the Bridges and Culverts Reliability 2 8

3.1.1.Classification of Factors which Act on Bridges and Culverts 2 8 - 2 9

3.1.2.Traffic Action upon Bridges and Culverts from Forest Roads 2 9

3.2.Research Regarding Bridges and Culverst Behaviour from the Studied Zone in Rapport With the main Influence Factors

2 9

3.2.1. Research on the behavior of the studied area bridges and culverts from the action and the characteristics of watercourses

2 9 - 3 8

CHAPTER 4: Ecological Solutions for Crossing Works from Forest Roads

4.1.Timber Bridges and Culverts 3 9

4.1.1.General Aspects Regarding Timber Bridges. Wood as a Costruction Material for Bridges

3 9

4.1.2.Wood Conservation and Protection 3 9 - 4 0

4.1.3. Maximum Stresses from Vehicles Convoies 4 0

4.1.3.1. Moments of permanent loads 4 0 - 4 2

4.1.3.2. Moments of vehicle 4 2 - 4 3

4.1.4.Composition of Londitudinal Beams Decks (with Cover Layer Realized from Transversal Semiround Wood)

4 3 - 4 7

4.1.5.Bridge Glulam Superstructures with Longitudinal Decks 4 8 - 5 1


- 8 -

4.1.6.Roundwood Decks 5 2 - 5 3

4.1.6.1 Round wooden decks with simple beams 5 3 - 5 6

4.2.Corrugated Steel-Structure Bridges 5 7 - 6 0

CHAPTER 5: Conclusions and Personal Contributions

5.1. Conclusions 6 1 - 6 2

5.2. Aspects of economic efficiency 6 2 - 6 3

5.3. Basic criteria for selection of technical solutions for road crossing works 6 3

5.4. Personal contributions 6 4

Selective References 6 5 - 7 4


- 9 -

CAPITOLUL 1

SCOPUL ŞI OBIECTIVELE CERCET ĂRILOR. LOCUL CERCET ĂRILOR ŞI METODOLOGIA DE CERCETARE

1.1 SCOPUL CERCETĂRILOR

Contrar situaţiei întâlnite în alte ţări, în condiţiile ţării noastre, în peste 90% din cazuri, lucrările de traversare sunt realizate din prefabricate din beton armat, acestea încadrându-se în categoria lucrărilor grele şi costisitoare ce presupun folosirea unor materiale energo intensive. De asemenea, sub influenţa factorilor de mediu şi a traficului, dar şi a duratei de serviciu depăşite (România, ţara podurilor expirate, 2012), 63% dintre podurile din România nu mai îndeplinesc condiţiile necesare de funcţionare.

Atât construcţia, cât şi degradarea podurilor realizate din materiale cum ar fi betonul armat şi diferite aliaje metalice, generează un impact mare asupra mediului, în primul caz prin emisii de noxe pentru extragerea materiei prime, prelucrarea, transportul şi punerea în operă, iar în ultimul caz prin reziduurile care sunt deversate-emanate în mediul înconjurător, în special în cazul degradării betoanelor.

Sectorul forestier românesc nu face notă discordantă din acest punct de vedere, majoritatea lucrărilor de traversare şi apărare-consolidare fiind realizate din materiale cum ar fi betonul. Prin comparare cu betonul şi oţelul ca materiale de construcţie a podurilor, lemnul este un material sustenabil, atât în cea ce priveşte aprovizionarea cu materie primă cât şi în ceea ce priveşte prelucrarea, transportul şi punerea în operă. Cu toate că România dispune de resurse importante de lemn, podurile şi podeţele din lemn nu sunt folosite deocamdată, întrucât nu se dispune sau se dispune limitat de tehnologii moderne pentru realizarea grinzilor, tehnologii care să asigure şi tratarea acestora împotriva putrezirii şi atacului diferitor insecte dăunătoare.

Problema se prezintă sub aceeaşi formă şi în cazul lucrărilor de apărare-consolidare, betonul şi zidăria din piatră fiind principalele materiale de construcţie a acestora.

Întrucât lemnul reprezintă o soluţie economică şi ecologică dovedită în multe state ale lumii, ca şi datorită faptului că în ultima perioadă au apărut tehnologii noi ce vizează realizarea de materiale alternative pe bază de lemn, unul dintre scopurile lucrării de faţă constă în studiul şi promovarea din punct de vedere tehnico-economic a produselor din lemn pentru realizarea lucrărilor de traversare.

De asemenea, datorită faptului că drumurile forestiere din ţara noastră prevăd multe lucrări de apărare-consolidare, un alt scop al prezentei lucrări este acela de a oferi soluţii fezabile din punct de vedere tehnic şi economic pentru refacerea acestor lucrări prin folosirea de materiale reciclabile, sau a unor materiale sustenabile din punct de vedere ecologic.


- 10 -

1.2 OBIECTIVELE TEZEI Obiectivele propuse în prezenta teză de doctorat constau în:

Documentarea bibliografică şi realizarea stadiului actual al cunoştinţelor privind lucrările de artă şi cele de apărare-consolidare de pe drumurile forestiere;

Determinarea prin cercetări de teren a factorilor care afectează starea podurilor şi podeţelor de pe drumurile forestiere din zonă, cu identificarea acelor aspecte care conduc la deteriorări şi disfuncţii a cestor lucrări şi care trebuie evidenţiate în vederea ameliorării lor încă din faza de proiectare;

Identificarea vehiculelor şi convoaielor utilizate la transportul lemnului şi care trebuie luate în considerare la dimensionarea elementelor constitutive ale podurilor de pe reţeaua de drumuri forestiere;

Cercetarea şi prezentarea unor soluţii alternative pentru podurile şi podeţele din beton armat, folosite aproape în exclusivitate în prezent la drumurile forestiere, soluţii sustenabile şi „prietenoase” cu mediul natural.

Studierea caracteristicilor mecanice ale esenţelor lemnoase din România preconizate a fi utilizate la construcţia podurilor şi podeţelor;

Studiul comportării podurilor şi podeţelor pe lucrările existente în reţeaua de drumuri forestiere din România;

Stabilirea tehnicilor şi procedeelor de realizare a podurilor si podeţelor din lemn pentru drumurile forestiere, cât și a celor din tablă ondulată. 1.3. LOCUL CERCETĂRILOR. CONDI ŢII FIZICO – GEOGRAFICE 1.3.1 Aşezare geografică – limite Teritoriul în care s-au efectuat cercetările din prezenta lucrare este reprezentat cu precădere de către Obcinile Bucovinei (figura 1.1). Teritoriul se regăseşte in NE Orientalilor româneşti, fapt pentru care sunt o unitate distinctă a Carpaţilor. Deşi unele trăsături de asemănare se întâlnesc şi mai spre nord sau mai spre sud, cea mai expresivă arie se încadrează între valea Sucevei şi valea Moldovei. Limita nordică este aşezată pe Valea Sucevei, la Vicovu de Sus, de la izvoare până la ieşirea din munte pe o distanţă de 65 km. La Sud, limita începe de la Iacobeni, de pe Valea Bistriţei, apoi spre Mestecănişului (afluent al râului Bistriţa), se continuă cu Pasul Mestecăniş (care se află la o altitudine 1096m), apoi râul Valea Putnei (un afluent important al râului Moldova, care desparte Obcina Mestecănişului de masivul Giumalău) şi Valea Moldovei care începe de la Pojorâta până spre Gura Humorului ( Păltinoasa) , care desparte Obcina Feredeului şi Obcina Mare de munţii Stănişoarei şi masivul Rarău.

Limita vestică prezintă o construcţie geologică diferită a Obcinei Mestecănişului (şisturi cristaline) faţă de Obcina Feredeului şi Obcina Mare, înscrise pe formaţiunile sedimentare ale fli şului.


- 11 -

Fig. 1.1. - Harta Obcinelor Bucovinei

Din punct de vedere administrativ, întreaga arie a Obcinelor Bucovinei face parte din

judeţul Suceava.

1.3.2 Relieful

Cea mai importantă trăsătură a reliefului Obcinelor Bucovinei o constituie „paralelismul culmilor şi văilor” pe direcţia nord-vest sud-est, direcţie concordantă cu aceea a structurii geologice (Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

Următoarea trăsătură importantă o reprezintă înălţimea redusă a Obcinelor Bucovinei, înălţime care scade ca altitudine spre Podişul Sucevei.(Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

Obcinele Bucovinei se regăsesc la o altitudine medie a reliefului de cca. 1000 m, urmată de Obcina Mestecănişului (1150 m), de Obcina Feredeului (1100 m) şi Obcina Mare (870 m).

Altitudinea în lungul culmilor principale a celor trei obcine realizează o medie de circa 1350 m pentru Obcina Mestecănişului, 1300 m pentru Obcina Feredeului şi 1100 m pentru Obcina Mare (Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

Fruntaşul ca altitudine este vârful Lucina (1590 m), care se găseşte la Nordul Obcinei Mestecănişului, iar cea mai joasă altitudine se găseşte la ieşirea văilor Suceava (480 m) şi Moldova (460 m) din Obcine (Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

„Cu toate că altitudinea medie este redusă, celelalte caracteristici morfometrice (energie, fragmentare, declivitate) şi întreg ansamblul peisagistic duc la concluzia că Obcinele Bucovinei reprezintă o unitate tipic montană” (Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

„Energia medie de relief arată o valoare de 400 m”, ea fiind mai mare pe cristalin (Obcina Mestecănişului), de 460 m, şi mai redusă în Obcinile flişului, de 380 m. Ca o medie a valorii


- 12 -

medii a energiei, împreună cu altitudinea medie redusă, încadrează Obcinile Bucovinei în categoria munţilor joşi (Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

„Fragmentarea reliefului oscilează, mai frecvent, în jur de 700-800 m, ceea ce, împreună cu energia relativ redusă, explică caracterul de spinări largi ale obcinilor”. (Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

Înclinarea versanţilor are valori între 50 şi 450. Cel mai des se întâlnesc declivităţi între 150 şi 250.

În bazinele de recepție se întâlnesc pante mai mari de 250 şi, local, pantele mai mici de 150 se întâlnesc în jumătatea inferioară a versanţilor văilor principale. Obcinile Bucovinei se pot separa în 2 etaje: unul superior, cu forme mai evoluate, înclinări mai reduse, teșite si unul inferior care are caracteristici adâncirea văilor cuaternare (cu cca 200m). Această separare se face sub aspectul declivităților.

Imaginea de ansamblu a Obcinilor Bucovinei este reprezentată de un relief de munţi joşi, în culmi prelungite, paralele şi cu o moderată fragmentare şi declivitate. 1.3.3 Alcătuire geologică şi clima teritoriului studiat

În alcătuirea geologică a Obcinilor Bucovinei intră trei categorii de formaţiuni litologice:. sedimentare, magmatice si metamorfice sau șisturi cristaline.

Obcina Mestecănișului se află într-o zonă cristalino-mezozoică, ea este formată din părți magmatice, sedimentare și metamorfice. Printre aceste apar așa zisele gnaise de Rarău, care sunt niște formațiuni metamorfice de până la 800 milioane ani. Din punct de vedere tectonic, formaţiunile din zona cristalino-mezozoică sunt intens cutate, sub forma unor pânze de şariaj, realizate în mişcările austriece din Cretacicul mediu. Cea mai inferioară este pânza Iacobeni (Infrabucovinică), vizibilă pe o porţiune mică la confluenţa pârâului Mestecăniş cu Bistriţa Aurie, peste care este şariată pânza Subbucovinică (Mestecăniş), ce apare între Iacobeni şi Valea Putnei.

La rândul ei, aceasta din urmă este acoperită de pânza bucovinică, ce se extinde până la contactul cu flişul (confluenţa Sadovei cu Moldova). Cea superioară este pânza Transilvană, din care se mai păstrează doar ofiolitele de la Breaza. În zona Obcinei Feredeului și Obcinei mari apar rocile predominant detririce care sunt groase de sute și mii de metri, care sunt apărute în perioada Jurasicului superior. Partea de vest a flişului, denumită fli ş intern, apare ca o fâşie îngustă (300m-3km), începând din versantul drept al pârâului Sadova şi continuându-se spre nord-vest, pe aliniamentul Breaza – Benea – Moldova – Suliţa. Este format din gresii, calcare grezoase, marne şi argile de vârstă tithonică şi cretacică, care, tectonic, constituie doua pânze: pânza de Ceahlău (în vest), şariată peste pânza de Teleajen.

Din pârâul Roatele (afluent pe stânga Sadovei) spre S, pânza de Ceahlău acoperă în întregime pânza de Teleajen. Reliefal, flişului intern îi corespunde culoarul depresionar Moldova – Sadova, care separă Obcina Mestecănişului de Obcina Feredeului. Părţii de est a flişului, denumită fli şul extern, îi corespund Obcina Feredeului şi Obcina Mare. Aici apar: silicoliote, gresii, marne, argile. Este puternic cutat, fiind separat în trei pânze: Audia, Tarcău şi Vrancea.

Obcina Feredeului apare pe pânza de Audia, care este formată din: marne negre și argile verzi și roșii, gresii cuarțoase, toate aceste purtând numele de depozite cretacice și gresia micacee de Prisaca care poartă numele de paleocen-eocen.


- 13 -

Caracteristica cea mai importantă a pânzei de Audia este un abrupt accentuat de 300-400 m care se situează în estul flancului al acestei obcini. Obcina Mare se află situată pe pânzele de Vrancea și Tarcău , alcătuite din roci cretacice superioare (marno-calcare sau fucoide, gresii calcaroase) şi, mai ales, paleogene şi miogene inferioare.

Acestea din urmă au dezvoltare foarte mare, fiind caracterizate prin gresii variate de tip Tarcău, Fusaru, Kliwa, cu durități diferite, imprimând aspecte morfologice diferite ale acestei obcini (culmi prelungi și ulucuri depresionare).

În Oligocen (partea mijlocie a Paleogenului) au fost condiţii optime pentru formarea de roci bituminoase (şisturi bituminoase), cum sunt disodilele, marnele albe şi menilitele, considerate generatoare de hidrocarburi. Puncte fosiliere mai cunoscute sunt la Piatra Pinului (în apropiere de cabana Ariniş) şi pe pârâul Văcăreni (afluent pe stânga al Humorului). Pânza de Tarcău, este situată peste pânza Vrancea, fiind extinsă mai mult spre este astfel încât o acoperă complet la Soloneț și la Valea Putnei. “Sub aspect climatic, Obcinile Bucovinei sunt situate spre extremitatea nord-estică a provinciei central-europene, cu un climat temperat-moderat-continental suport, cu unele influenţe ale climatului continental din est şi ale celui subbaltic (boreal) din nord.

Prin altitudinea pe care o au, landşaftul Obcinilor se include în ţinutul (etajul) climatic al munţilor mijlocii de la periferia acestei provincii, caracterizată printr-un climat temperat-boreal-montan” (Guiguman et al., 1960). Factorul determinant (factorul cosmic), ca şi în alte regiuni determină clima Obcinilor Bucovinei, iar pe lângă acesta mai întâlnim și factorii dinamici: circulaţia generală şi regională a atmosferei și factorii geografici: de relief şi particularităţile suprafeţei active. “Radiaţia solară globală este de şi sub 110 kcal/cm2/an, cu valorile cele mai ridicate în timpul verii” (Apăvăloaie şi Barbu, 1974). Ea este mai mică decât pe culmi, acesta se datorează faptului că umiditatea și nebulozitatea sunt mai accentuate, și a frecvenţei ceţurilor cu menţinerea lor o bună parte din zi în umbră.

Obcinile Bucovinei se găsesc situate sub protecția barajului orografic, datorită unui număr mare de obstacole și culmi vulcanice întâlnite, unde masele atlantice ajung cu o umiditate mai scăzută, dar apreciabilă, în prima parte a verii. Poziția obcinilor față de circulația generală a atmosferei este determinată de poziția centrilor barici de pe continentul european. În anotimpul rece, Obcinile Bucovinei întâlnesc cel mai des masele de aer polar și siberian, de unde rezultă vânturile de N și de NV. Masele de aer tropical ajung mult mai rar, dar când ajung, domolesc asprimea climatului. Stările de vreme variabilă din anotimpurile primăvara şi toamna, se datorează deplasărilor ciclonice care sunt destul de frecvente şi prin pătrunderea efemeră a maselor polare sau tropicale. Valorile bilanțului radiativ are valori diferite local, deoarece, suprafaţa activă care este exprimată prin văi, depresiuni și culmi, ceea ce caracterizează un relief variat, care este acoperit de pajiști și păduri, și nu în ultimul rând, din cauza acestor factori apar diferențieri locale care au loc prin manifestarea tuturor elementelor climatice și în circulația aerului. În spaţiul Obcinilor Bucovinei, apar modificări climatice în două faze: în sens vertical(pornesc de la fundul văilor spre culmi) și în sens orizontal( de la est la vest și de la nord la sud). Datorită faptului că zonalitatea verticală interferă cu cea orizontală, se pot separa două subdistricte: 1. Subdistrictul nord-vestic, unde înălţimile sunt mai mari şi unde influenţele central-europene şi boreale sunt mai evidente, exprimate prin temperaturi şi amplitudini termice mai scăzute, precipitaţii mai bogate;


- 14 -

2. Subdistrictul sud-estic, care are înălţimi mai mici, unde dominant este fondul climatic central-european, suportând climatul continental de.

Acest lucru este remarcat prin temperaturile şi amplitudinile termice mai ridicate, precipitaţii mai scăzute (se remarcă frecvenţa celor de convecţie), topiri mai rapide ale statului de zăpadă, evapotranspiraţie mai activă.

Pentru caracterizarea temperaturii aerului s-au folosit datele staţiunii Câmpulung Moldovenesc (642 m), iar pentru comparaţie datele staţiilor Rădăuţi (387 m), din podişul extracarpatic, Vatra Dornei – Poiana Stampei (905 m) şi Rarău (1536 m), situate în plină zonă carpatică.

Obcinile Bucovinei sunt cuprinse între izotermele anuale de 60 în estul şi sud-estul regiunii şi 20 pe culmile mai înalte din nord-vest.

Izoterma de 60 marchează, cu aproximaţie, contactul Obcinilor Bucovinei cu Podişul Sucevei, localizându-se pe văile principale destul de adânc în interiorul muntelui: pe Moldova până în localitatea Fundu Moldovei, pe Moldoviţa până în localitatea Moldoviţa, iar pe Suceava până în amonte de localitatea Brodina.

Izoterma de 20 formează enclave reduse, corespunzătoare vârfurilor mai înalte de 1400 m din Obcina Feredeului şi Obcina Mestecănişului. În ultimul deceniu, la Câmpulung Moldovenesc temperatura medie anuală a fost de 6,40, faţă de 8,20 la Rădăuţi, 4,10 la Poiana Stampei şi 2,30 la Rarău.

Obcinile Bucovinei, în luna iulie, sunt cuprinse de izoterma 170, acesta ajunge la aproape de zona cu podișul Sucevei și intră destul de adânc spre Valea Moldovei și izoterma de 120.

La Câmpulung Modovenesc, temperatura medie a lunii iulie este de 16,50 faţă de 18,20 la Rădăuţi, 14,30 la Poiana Stampei şi 11,80 la Rarău.

Precipitaţiile nu sunt foarte însemnate in Obcinile Bucovinei,cantitatea medie este de 850 mm, in comparaţie cu sectorul vestic al Carpaților Orientali, unde la aceeași altitudine si latitudine cantitatea de precipitaţii medie este de 1200-1300 mm.

Altitudinal,cantitatea de precipitaţii variază,pe fundul văilor si depresiunilor ,sub 700 mm –Gura Humorului 667 mm, Câmpulung Moldovenesc 686 mm, Pojorita 660 mm-ajungând la circa 850 mm pe Obcina Mare, pe Obcina Feredeu-960 mm, până la 1000 mm pe Obcina Mestecanișului. Vânturile de sud-est ocupă locul secund ca frecvenţă şi se manifestă, îndeosebi, în sezonul cald. Vânturile de nord-est, care la Rădăuţi au o frecvenţă apreciabilă (14,1%), sunt mult mai puţin resimţite în interiorul Obcinilor.

Masele de aer din această direcţie sunt în bună parte barate de către Obcina Mare şi în general, de către lanţurile est-periferice ale Carpaţilor Orientali, însă numai în parte reuşesc să ajungă tangent la nivelul culmilor joase sau în lungul văilor şi culoarelor transversale, spre bazinul Transilvaniei.Vânturile din celelalte direcţii au o frecvenţă şi mai slabă. 1.3.4 Reţeaua hidrografică 1.3.4.1 Tipurile de reţea hidrografică Analizând rețeaua hidrografică din Obcinile Bucovinei, vom observa o rețea de timp rectangular, fapt rezultat din alipirea afluenților în unghiuri aproape drepte la colectorul de rang superior.


- 15 -

Astfel, râurile de ordinul I sunt cele transversale, Moldova şi Suceava, dezvoltate aproximativ pe direcţia vest-est. Văile de ordinul II longitudinale de primă mărime sunt Moldova superioară, Moldoviţa, Humorul, Cârlibaba.

Ele au o direcţie concordantă cu direcţia liniilor structurale (nord, nord-vest şi sud, sud-est), direcţie pe care o păstrează şi marea majoritate a văilor de ordinul IV şi VI, în timp ce văile de ordinul III şi V se dezvoltă în funcţie de caracterul asimetric al cutelor, fie transversal-consecvente (cataclinale), pe reversuri, fie transversal-obsecvente (anaclinale), pe frunţile acestora.

1.3.4.2 Bazine hidrografice

Întreaga reţea hidrografică, care drenează teritoriul Obcinilor Bucovinei, este conectată la râul Siret, prin intermediul principalilor colectori: râurile Moldova, Suceava şi Bistriţa (Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

Râul Molodva,cu izvoarele pe Culmile Alunișului, are o lungime de la izvoare și până la ieșirea din munți (loc.Păltinoasa) de 88 km, o suprafață a bazinului de 1883 km2. Cea mai mare parte a bazinului se desfășoară pe partea stângă și drenează aproximativ 60% din suprafața Obcinelor. Altitudinea medie a bazinului este de aproape 900 m în spațiul Obcinilor.

Panta medie în primul sector,de la izvoare și până in aval de Câmpulung Moldovenesc este de 12m/km, cea mai ridicată valoare este 25m/km la Moldova-Sulița, ulterior având valori de 10% în cheile Brezei și Botușului, 5,2% in bazinul depresionar Botuș-Colacu și 5% la Câmpulung Moldovenesc. Panta medie a talvegului în sectorul Prisaca Dornei-Păltinoasa scade pana la 8%, între Prisaca Dornei și Molid este de 6,3%, apoi scade până la 3,3% între Molid și Păltinoasa. Principalii afluenţi de dreapta (din Obcina Mestecăniş) sunt: Lucina (cu Hrebenul), Lucava, Tătarca (L=9 km, S=30 km2), Răchitiş, Botuş (L=10 km, S=40 km2), Deluţ, Delniţa, Colacu, Arseneasa şi Valea Putnei (L=20 km, S=90 km2). Restul afluenţilor de pe partea dreaptă aparţin complexului orografic Giumalău – Rarău şi Munţilor Stânişoarei. Afluenţii de pe stânga tehnică sunt: Suliţa, Benia, Breaza, Pârâul Negru (L=8 km, S=25 km2), pârâul Moroşan, pârâul Timen, Pârâul Cailor, Sadova (L=15 km, S=55 km2), Moldovița,Corlățeni,Deia,Hurghiș,Dobra,Baltagul,Humorul,Tocila,Cetățuia,Pârâul Morii. Cel mai important afluent al Râului Moldova este Moldovița, colectând apele de pe versantul estic al Obcinei Feredeu,versantul vestic al Obcinei Mari și versantul sudic al Obcinei Brodinei, și drenând longitudinal depresiunea Moldovița.

Acesta izvorăște din muntele Vlejul din Obcina Feredeu și realizează confluența cu râul Moldova în localitatea Vama, după un curs de 51,6 km. Altitudinea medie este de 814 m și suprafața bazinului hidrografic este de 653 km2. Râul Moldovița are panta medie de 15m/km, înregistrându-se variații de la 47% în sectorul superior și până la 6,2 în sectorul Argel-Rașca.(unde traversează diagonal gresia de Tarcău din axul anticlinalului Moldoviţa) şi circa 5% între localităţile Moldoviţa şi Vama. Afluenţii mai importanţi de pe dreapta tehnică sunt: Argel (L=13 km, S=49 km2), Lunguleţul, Demăcuşa cu Petac (L=15 km, S=93 km2), Vâlcan (L=8 km, S=25 km2), Pârâul Boului (L=13 km, S=47 km2), Pârâul lui Vasile, Deia (L=8 km, S=26 km2). Afluenţii de pe partea stângă sunt: Dubul, Raşcova (L=8 km, S=22 km2), Putna (L=12 km, S=38 km2), Cumârna (L=13 km, S=35 km2), Frumosu (L=11 km, S=30 km2), Pârâul Brazilor, Fundoaia. Un alt afluent este Humorul, cu o suprafață a bazinului de 106 km2 și 26 km lungime. Afluenții sunt slabi dezvoltați pe ambele părți - Pleșa, Pârâul Largului, Călugărița, Stoeneasa, Vârvata.


- 16 -

Panta talvegului este de 27m/km și în multe sectoare albia este încastrată în rocă. Suceava, un alt afluent, izvorăște de pe culmile nordice al Culmii Alunișului. Suprafaţa bazinului montan al Sucevei este de circa 860 km2 (altitudinea medie fiind de 880 m), dintre care numai 465 km2 în sectorul românesc al Obcinilor (ce reprezintă 18% din suprafaţa întregului bazin al Sucevei, de 2280 km2). Afluenţii cei mai importanţi de pe dreapta tehnică sunt: Pogonişoara, Nisipitu (L=12 km, S=45 km2), Brodina (L=28 km, S=156 km2), Ascuns, Boul şi Putna (L=20 km, S=134 km2). Cârlibaba – Bistriţa Aurie (sau Bistriţa) formează limita vestică a Obcinilor Bucovinei, pe o lungime de 47 km (din care Cârlibabei îi revin 22 km), şi drenează flancul vestic al Obcinei Mestecănişului pe o suprafaţă de 150 km2 (din care, Cârlibaba =65 km2). Afluenţii lor sunt scurţi, cu văi adânci şi talveg accentuat înclinat, mai importanţi fiind Tătarca (L=8 km, S=21 km2) pentru Cârlibaba, şi Valea Stânei (L=9 km, S=23 km2) pentru Bistriţa Aurie. Panta medie a colectorilor principali diferă substanţial, fiind de 20% pentru Cârlibaba şi numai de 3,5% pentru Bistriţa Aurie. Bazinele de recepție ale râurilor de pe partea estică a Obcinei Mari, cum ar fi: Sucevița, Solca, Voitinel, Remezu au o pantă medie a talvegului mare, de peste 30%, ceea ce înseamnă o mare putere de eroziune.

1.3.4.3 Particularităţi hidrologice

„Pe lângă importanţa practică imediată, cunoaşterea parametrilor hidrologici (hidrometrici, hidrofizici, hidrochimici, hidrobiotici) oferă valoroase indicaţii asupra dinamicii proceselor geomorfologice, climatice, biogeografice şi pedologice, cu care apa se intercondiţionează în spaţiul landşaftic al Obcinilor Bucovinei” (Apăvăloaie şi Barbu, 1974).

Alimentarea râurilor este predominant superficială, circa 60% rezultă din zăpezi și ploi, pe când cea subterană este moderată, undeva între 20-40%. Dintre sursele de alimentare superficială, ploile au ponderea cea mai mare, de circa 70-80%, iar zăpezile ceva mai puțin, de 20-40%.

Ţinând cont de altitudinea, latitudinea şi distanţa faţă de axul central al Carpaţilor Orientali, în Obcinile Bucovinei se disting două variante ale tipului pluvial de alimentare:

- varianta pluvionivală în partea de vest, nord-vest şi pe culmile ce depăşesc 1200-1300 m (unde alimentarea nivală ajunge la 30-40% din cea totală); - varianta pluvial-moderată în partea sud-estică, cu pătrunderi adânci spre vest, nord-vest pe văi şi în depresiuni (unde alimentarea nivală se reduce la 20-30% din cea superficială, iar alimentarea subterană la mai puţin de 30% din cea totală, exceptând arealele de pe fundul văilor, cu ape freatice bogate, în formele reliefare de acumulare). Scurgerea lichidă este o componentă esenţială a bilanţului hidrologic al regiunii. Un prim inconvenient asupra preciziei valorilor hidrologice este generat de faptul că, în perimetrul Obcinilor Bucovinei se includ numai părţile superioare ale unor bazine hidrografice principale (Suceava, Moldova, Bistriţa), ele fiind văi limit ă. Scurgerea medie este în jur de 10 l/s/km2 (scurgerea medie specifică) şi de 300 mm (stratul scurgerii). Coeficientul scurgerii este aproximativ 0,30. Aceşti indici variază destul de mult în diversele părţi ale Obcinilor Bucovinei, remarcându-se o creştere a lor de la est şi sud-est spre vest şi nord-vest, direcţie în care cresc altitudinile, pantele, precipitaţiile şi scade evapo-transpiraţia.

Astfel, la poalele estice ale Obcinilor, ca şi pe văile şi depresiunile interioare (600 -800 m altitudine), scurgerea medie specifică este de 7-8 l/s/km2, înălţimea stratului scurgerii de 150-200 mm, coeficientul scurgerii de circa 0,20, în timp ce în partea înaltă a Culmii Lucina – Mestecăniş (cu altitudine de peste 1400 m) aceste valori cresc la 15-20 l/s/km2, 400-500 mm şi 0,40. Pentru


- 17 -

majoritatea reliefului Obcinilor, cuprins între 900 şi 1300 m, valorile medii sunt apropiate de cele indicate. De remarcat că toate aceste valori sunt mai reduse cu circa 1/3 pentru Obcinile Bucovinei (ca de altfel pentru toată partea estică a Carpaţilor Orientali) faţă de valorile aceloraşi indici, la aceeaşi altitudine şi latitudine, din părţile vestice şi nord-vestice ale acestei ramuri carpatice.

Explicaţiile constau în precipitaţii mai reduse (650-1000 mm), evapo-transpiraţia mai activă (500-600 mm) şi, în general, gradul de continentalism climatic mai accentuat.

Debitele medii multianuale (Q0=m3/s) permit compararea cantităţii de apă purtată de principalele râuri (Suceava, Moldova, Bistriţa, Cârlibaba), care colectează cea mai mare parte a apelor scurse de pe teritoriul Obcinilor Bucovinei (circa 90%) şi constituie punctul de plecare pentru numeroase calcule hidrologice şi hidrotehnice.

Cum este şi firesc, debitul ia proporții de la izvoare spre aval, în ritmul adăugării afluenţilor. Astfel, râul Moldova, are în localitatea Fundu Moldovei (la 34,8 km de la izvoare) un debit mediu de 2,76 m3/s, în aval de confluenţa cu Putna (localitatea Pojorâta) are un debit mediu de 4 m3/s, la Prisaca Dornei are un debit mediu de 5,94 m3/s, pentru ca, în aval de confluenţa cu Moldoviţa, debitul mediu să depăşească 15 m3/s, iar debitul mediu cu care ajunge în Siret (la Roman) este de 26,5 m3/s. Principalii săi afluenţi îi aduc, în ordine: Valea Putnei 0,90 m3/s, Moldoviţa 4,40 m3/s, Humorul 0,70 m3/s. Suceava, care la Brodina (la 40,3 km de la izvoare) are 3,46 m3/s, iese din Obcine (la 60 km de la izvoare) cu un debit mediu de 6,75 m3/s, din circa 15 m3/s cu care ajunge în Siret. Afluenţii săi de dreapta, Brodina şi Putna, îşi aduc aportul cu 1,65 respectiv 0,55 m3/s.

Bistriţa Aurie, imediat în aval de confluenţa cu Cârlibaba (care îi aduce 1,35 m3/s) are un debit mediu de 8,50 m3/s, pentru ca la gura pârâului Puciosu (în amonte de localitatea Iacobeni), să aibă circa 10,5 m3/s, faţă de 52 m3/s la vărsarea în Siret.

Scăzând aportul afluenţilor ce nu drenează Obcinile Bucovinei şi adăugând debitul aproximativ al râurilor de pe clina estică a Obcinei Mari, rezultă un debit general al apelor de peste 20 m3/s, care, raportat la suprafaţa totală a Obcinilor (2175 km2), indică valoarea scurgerii medii de aproape de 10 l/s/km2.

Regimul scurgerii medii multianuale, urmărit pe baza debitelor medii anuale, indică variaţii importante ale scurgerii de la un an la altul.

Astfel, în ultimii zece ani, debitul mediu al Moldovei, la Prisaca Dornei a fost de 2,75 m3/s respectiv 12,2 m3/s faţă de debitul modul de 5,94 m3/s.

Debitul mediu al Moldoviţei la Dragoşa a fost de 2,13 m3/s respectiv 7,87 m3/s faţă de debitul modul de 3,85 m3/s.

Debitul mediu al Sucevei la Brodina a fost de 1,60 m3/s respectiv 7,30 m3/s faţă de debitul modul de 3,46 m3/s.

Debitul mediu al Bistriţei la Cârlibaba a fost de 5,76 m3/s respectiv 13,4 m3/s faţă de debitul modul de 8,50 m3/s.

Din aceste valori, rezultă că debitul mediu se reduce la jumătate (sau chiar mai puţin) în anii secetoşi, ajungând să se dubleze (sau chiar să depăşească dublul) în anii ploioşi.

În ceea ce priveşte regimul scurgerii în timpul unui an, există variaţii distincte (sezoniere, lunare, sau pe perioade mai mici), care rezultă din variația precipitațiilor, de direcția maselor, de gradul de continentalism, de puterea de înmagazinare a apelor din subsol, și nu în ultimul rând de caracteristicile locale.

În primele luni de primăvară apar așa zisele ape mari de primăvară, care sunt de origine mixtă, fiind cele mai abundente scurgeri, peste 40% din scurgerea anuală și se asociază cu ploile căzute în această perioadă și temperaturile mai ridicate care topesc zăpada.


- 18 -

În urma acestor scurgeri abundente, apar viiturile de vară, care sunt determinate de ploile intermediare și bogate în regim torențial, aceste apar la mijlocul anului. După mijlocul anului, încep să scadă aceste scurgeri când apar așa zisele ape mici de toamnă , care sunt mai slabe cantitativ, cu viituri rare și scăzute ca amplitudine, iar apoi spre finele anului apar apele mici de iarnă , care este de circa 10% din volumul anual al scurgerilor.

Scurgerea maximă este cea mai distrugătoare, care cauzează cele mai mari pagube versanților și albiilor.

În Obcinile Bucovinei, apare și este provocată de combinarea ploilor de primăvară și topirea zăpezii, în perioada caldă a anului, uneori apare și toamna prin niște viituri simple.

Viiturile cele mai des întâlnite, de 30-50%, sunt mixte de primăvară, când efectul ei hidrologic este mare, din cauza solului îngheţat sau intens umezit, ceea ce împiedică infiltrarea.

Scurgerea maximă şi viiturile catastrofale însă, deşi prezintă frecvenţă mai redusă sunt cauzate de ploile torențiale de vară , atunci debitele maxime depășesc de 2-3 ori pe cele de primăvară, rezultând viituri mari cu efecte grave.

Ele sunt consecinţa ploilor frontale, provocate de circulaţia intensă a ariilor ciclonice atlantice pe traseul baltic şi a ploilor de accentuată convecţie locală.

Viiturile de toamnă (octombrie-noiembrie) au o amploare şi o frecvenţă mai redusă (10-20%). Ploile de toamnă sunt reduse cantitativ, dar efectul lor hidrologic este amplificat de scăderea temperaturii şi evapo-transpiraţiei. Iarna, viiturile sunt cu totul accidentale.

Valoarea debitelor maxime anuale înregistrează creşteri deosebit de mari, ce depăşesc de 40-50 de ori debitul mediu multianual pe Moldova, Moldoviţa şi Suceava (unde au loc viiturile cele mai mari) şi se reduc la jumătate în cazul Bistriţei Aurii (care prezintă un regim hidric mai echilibrat).

De altfel, scurgerea medie lunară cea mai bogată, care pe celelalte văi are loc în aprilie-mai, pe Bistriţa Aurie (ce se alimentează din zona înaltă Rodna-Suhard) se plasează în mai şi iunie.

Scurgerea maximă specifică variază între 300-400 l/s/km2 în partea estică şi sud-estică (mai joasă şi cu mai puţine precipitaţii) şi 1000-1200 l/s/km2 în partea mai înaltă vestică şi nord-vestică, reflectând astfel şi zonarea verticală.

Scurgerea minimă scade de la V la E si de la N la S, ea fiind strâns legată și condiționată de factorii fizico-geografici, mai ales cei climatici. Astfel, sub acest aspect, teritoriul Obcinilor Bucovinei se cuprinde între izoliniile de 1 l/s/km2, în partea estică (la contactul cu Podişul Sucevei) şi sud-estică (pe valea Moldovei) şi 4 l/s/km2, în partea de vest şi nord-vest.

În ceea ce priveşte regimul scurgerii, există două perioade de scurgere minimă mai accentuată şi îndelungată: minima de vară-toamnă şi minima de iarnă.

În aceste două etape, scurgerea se reduce la 1/3 şi chiar 1/4 (mai ales iarna), ea realizându-se aproape exclusiv pe baza alimentării din apele subterane. Întrucât aportul apelor subterane este destul de substanţial şi relativ constant, în zona studiată nu se întâlneşte fenomenul de secare al râurilor (cu excepţia formaţiunilor torenţiale).

Scurgerea solidă este cauza cea mai importantă a eroziunii. Ea este parametrul cel mai întrebat în amenajările hidrotehnice și a gospodăririi apelor. O medie multianuală a aluviunilor în zona studiată este de circa 0,5t/ha/an în partea de NV și de circa 1t/ha/an în zona de E. Acestea sunt sub valoare de 2t/ha/an, valoarea medie pe țară.

Turbiditatea este redusă, fiind cuprinsă între 100-250 g/m3, în partea centrală şi nord-vestică (la vest-nord-vest de linia localităţilor Vama-Brodina), şi 250-500 g/m3, în partea de est şi sud-est.


- 19 -

Din aceste date rezultă că scurgerea solidă medie specifică şi turbiditatea cresc dinspre izvoare spre aval (corespunzător cu creşterea debitului lichid şi a suprafeţei bazinelor), adică o zonalitate verticală de sens invers.

Valorile mai reduse în partea mai înaltă din vest şi nord-vest se explică prin prezenţa rocilor mai rezistente la eroziune (şisturi cristaline, fliş cretacic predominant grezos) şi a pădurilor masive (care favorizează infiltraţia şi frânează scurgerea superficială a apei), în comparaţie cu partea de est şi sud-est, unde rocile flişului paleogen sunt mai mobile şi gradul de împădurire mai redus.

În ceea ce priveşte variaţia din timpul anului, concordanţa dintre regimul debitelor solide şi lichide este cât se poate de apropiată.

Eroziunea slabă este dominantă în vest şi nord-vest şi pe culmile Obcinilor, unde este uşor echilibrată de regenerarea pedo-vegetală, iar cea moderată afectează areale mai importante în est şi sud-est, îndeosebi pe treimea inferioară (mai accentuat despădurită) a versanţilor din zonele depresionare (culoarul depresionar Moldova-Sadova, Depresiunea Moldoviţa, Depresiunea Humorului). 1.3.5 Flora şi fauna 1.3.5.1 Vegetaţia Pădurile, inclusiv pășunile împădurite, apar pe o suprafață de circa 75%, astfel încât Obcinile Bucovinei sunt cele mai întinse teritorii forestiere din țară. Predominant, molidul este fruntașul, într-o proporție de circa 70%, apoi în urma acestuia se situează bradul și fagul cu circa 25%, iar restul speciilor într-o proporție de doar 5%. În zona estică apare bradul și fagul, care sunt găsite în arborete de amestec, brădeto-făgete, urmate de molid, în partea nord-vestică, unde acesta ajunge codominant sau chiar dominant.

Datorită acestui lucru, zona Obcinilor Bucovinei are o trăsătură aparte a pădurilor din această zonă , unde molidul apare cel mai des și ideea că nu este o zonă tipică de fag, ci apare mai mult ca o zonă de tranziție, fag-conifere.

Mai rar în această zonă apare: mesteacănul(Betula verrucosa), paltinul(Acer pseudoplatanus), plopul(Populus tremula), scorușul(Sorbus aucuparia), teiul pucios(Tilia cordata) și arațarul(Acer platanoides).

1.3.5.2 Fauna Fauna Obcinilor Bucovină este caracteristică Carpaţilor de altitudine joasă şi mijlocie. Cele mai importante mamifere sunt: vulpea (Canis vulpes), mistreţul (Sus scrofa), lupul (Canis lupus) , veveriţa (Sciurus vulgaris), iepurele (Lepus europaeus), jderul (Martes martes), ursul (Ursus arctos), cerbul carpatin (Cervus elaphus). Ca păsări, întâlnim în număr mare și care sunt bine acomodate la condițiilor climatice din zonă, păsările de talie mică. Ca reprezentanți ai păsărilor mari , ocrotite, întâlnim: cocoşul de munte (Tetrao urogallus), cocoşul de mesteacăn (Lyrurus tetrix) și ierunca (Tetrastes bonasia). Dintre păsările răpitoare cele mai întâlnite și importante, enumerăm: şorecarul (Buteo buteo), uliul găinilor (Accipiter gentilis), cucuveaua (Athene noctua), eretele (Circus macrourus) şi şoimul (Falco vespertinus). Din categoria peștilor, această zonă se caracterizează prin tărâmul păstrăvului, care este întâlnit pe pâraiele mici. În aria râurilor mai mari, întâlnim mreana și lipanul. La fel de bine văzuți, să spunem așa, sunt și păstrăvul curcubeu, fântânelul, și molanul.


- 20 -

1.4. Metodologia de cercetare.

În vederea atingerii obiectivelor precizate anterior, metodologia folosită a fost complexă şi a inclus metode specifice cercetărilor ştiinţifice precum: documentarea bibliografică, recunoaşteri şi observaţii de teren, inclusiv poziţionări şi marcări de lucrări de traversare din diferite materiale, lemn şi beton, pentru diferite soluţii constructive.

La podurile din beton armat s-au evaluat degradările betonului măsurându-se suprafeţele exfoliate şi ariile armăturilor ramase neacoperite prin coroziunea armăturii şi desprinderea betonului, precum şi prezenţa stalactitelor formate la partea inferioară a tablierului prin antrenarea calciului din beton de către apa pluvială încărcată cu bioxid de carbon.

S-au măsurat afuierile lângă culei şi pile folosind ruleta, de asemenea s-au măsurat deplasările aripilor precum şi mărimea fisurilor în aripi şi corpul culeii.

Pentru soluţiile ecologice propuse s-au făcut dimensionări ale elementelor de rezistenţă, grinzi, traverse. S-au dimensionat structurile din tablă ondulată, după care s-au întocmit devize si consumuri de material, pe baza cărora s-a făcut comparaţia cu soluţiile din beton armat utilizate in prezent.

S-au determinat costurile comparative ale soluțiilor ecologice, lemn lamelar încleiat, lemn rotund, tablă ondulată.


- 21 -

CAPITOLUL 2

STADIUL ACTUAL AL CUNO ŞTINŢELOR PRIVIND LUCR ĂRILE DE ART Ă ŞI DE APĂRARE - CONSOLIDARE A DRUMURILOR FORESTIERE

2.1 STADIUL CUNOŞTINŢELOR PRIVIND LUCR ĂRILE DE TRAVERSARE A DRUMURILOR FORESTIERE 2.1.1 Aspecte generale privind infrastructura transporturilor. Aspecte particulare privind transportul forestier

Ca urmare a dezvoltării continue a societăţii, au evoluat pe măsură mijloacele de transport şi implicit infrastructura transporturilor. Atât mijloacele de transport cât şi infrastructura de transport aferentă, au putut fi dezvoltate în decursul timpului pe măsura descoperirii de materiale şi tehnologii noi, având caracteristici îmbunătăţite, ale căror trenduri (în condiţiile actuale şi prin luarea în considerare a transportului realizat cu mijloace auto), sunt orientate spre mărirea capacităţii de încărcare a vehiculelor în condiţiile folosirii de materiale sustenabile în execuţia căilor de transport.

La nivel internaţional, dar şi la nivel naţional, transportul forestier se realizează majoritar cu mijloace auto, prin folosirea reţelei de drumuri forestiere care este, în mod obişnuit, racordată la reţeaua de drumuri publice (Bereziuc et al., 1987; Alexandru, 2000, Olteanu, 2003).

Drumurile forestiere servesc pentru transportul tehnologic al masei lemnoase exploatate, spre centre de sortare şi preindustrializare, sau direct spre beneficiari (Oprea, 2008), dar şi pentru transportul înspre şi dinspre pădure a forţei de muncă, a materialelor şi tehnicii de lucru (Olteanu, 2003; Bereziuc et al., 2008).

Ca o reminiscenţă a unei reţele de transport pe căi ferate forestiere (Oprea, 2008), actualmente mai există câţiva kilometri de căi ferate, care deservesc diverse scopuri: transport, turism.

Reţeaua de drumuri forestiere din ţara noastră este destul de slab dezvoltată (Bereziuc et al., 1987; Bereziuc et al., 1989; Alexandru, 2000, Olteanu, 2003), motiv pentru care în perspectivă se întrevede dezvoltarea acesteia pentru a se reduce distanţa convenţională privind accesibilitatea pădurilor (PD-003, 2012), realizabilă atât prin reabilitarea drumurilor forestiere cât şi prin construcţia de noi drumuri (PD-003, 2012).

Lucrările de traversare şi apărare-consolidare fac parte integrantă a căilor de transport forestier. În mod curent, în realizarea acestora se folosesc soluţii bazate pe materiale nesustenabile, prin folosirea cărora se generează impact negativ asupra mediului. 2.1.2 Podurile Podurile sunt lucrări de artă realizate în scopul susţinerii unei căi de comunicaţie şi asigurarea continuităţii ei peste un obstacol întâlnit pe traseu, obstacol pe care calea de comunicaţie îl traversează denivelat (Ionaşcu, 1971). Aceste obstacole pot fi cursuri de apă, văi accidentate, sau intersecţii cu alte căi de comunicaţie. În acelaşi timp, podurile asigură şi continuitatea obstacolului traversat de calea de comunicaţie respectivă, sub rămânând un spaţiu liber ce face posibil acest lucru.


- 22 -

Podurile fac parte din categoria construcţiilor complexe, evoluţia lor fiind caracteristică fiecărei epoci a societăţii omeneşti. Forma şi dimensiunile podurilor sunt determinate de tipul materialului utilizat la construcţia lor (lemn, piatră brută, zidărie, fontă, fier, oţel şi beton, materiale compozite) şi de nivelul tehnologic existent la momentul construcţiei.

Podurile din lemn (podurile din lemn netratat chimic) nu pot fi considerate definitive datorită fenomenului de putrezire care afectează rapid elementele din lemn. În cazul în care un pod din lemn este destinat a funcţiona un timp mai îndelungat, se iau măsuri de protecţie a lemnului (acoperire, impregnare sau vopsire). Pentru astfel de poduri se poate folosi lemnul tratat chimic (impregnat), care oferă impermeabilitate şi protecţie împotriva putrezirii, mucegaiului şi împotriva radiaţiilor solare ultraviolete.

Ca şi construcţii inginereşti, podurile de lemn au o tradiţie foarte veche. Astfel, primele poduri din lemn au fost realizate cu mai mult de 5000 de ani în urmă peste Nil (Georld, 2001). Ulterior lemnul s-a folosit la scară largă pentru construcţia podurilor, iar in momentul de faţă multe dintre aceste poduri sunt încă în serviciu. În Australia spre exemplu, există în jur de 29.000 de poduri de lemn dintre care o treime au vârste mai mari de 50 de ani (Choi et al., 2008).

Principala problemă a podurilor de lemn este învechirea urmată de degradare a lemnului din care sunt realizate (Choi et al., 2008), o mare parte dintre acestea având nevoie în mod curent de reparaţii. În acest sens s-a pus şi se pune problema dezvoltării de soluţii inovative şi ieftine (Gutovski et al., 2008), atât pe continentul american, unde Administraţia Federală a Drumurilor şi Serviciul Forestier American prezintă o iniţiativă legată de folosirea lemnului pentru podurile de pe autostrăzi (Ritter, 1992; Duwadi şi Ritter, 2001), cât şi în Europa Centrală şi de Est (Gutovski, 1997; Gutowski, 1999).

Prin comparare cu alte materiale cum ar fi oţelul, betonul sau polimerii, lemnul prezintă avantajul de a fi un material de construcţie sustenabil, eterogen cu creştere naturală, care prezintă şi unele dezavantaje cum ar fi variaţia calităţii şi proprietăţilor atât la nivel interspecific cât şi la nivel intraspecific (Brischke et al., 2012).

Deteriorările structurilor de lemn existente pot să rezulte din încărcări ridicate de serviciu, îmbătrânire şi atacuri biologice (Kneenan, 1986; Johns şi Lacroix, 2000; Radford et al., 2002; Buell şi Saadatmanesh, 2005). Deteriorarea biologică a elementelor structurale din lemn datorată difuziunii enzimelor este un fenomen asemănător cu diferite mecanisme induse de coroziune asupra elementelor de oţel şi beton (Yail şi Kent, 2010).

În mod obişnuit, elementele avariate se repară sau ranforsează decât să fie înlocuite. Metodele de reparaţiile şi ranforsare tradiţionale utilizează plăci de oţel sau bare de oţel, plăci de aluminiu, sau bucăţi de lemn (Radford et al., 2002; Buell şi Saadatmanesh, 2005, Schober şi Rautenstrauch, 2005), necesitând realizarea de conexiuni mecanic de forma bolţurilor şi/sau cuielor (Yail şi Kent, 2010).

Structurile realizate din lemn pentru susţinerea suprastructurii podurilor (obişnuit de lemn) se numesc palee (Ionaşcu, 1971). Paleele pot să reprezinte sisteme de fundare economice, motiv pentru care au fost folosite la nivel internaţional încă de la mijlocul secolului 18 (Timber pile design and construction manual, 2002). În mod obişnuit se folosesc diferite specii şi esenţe de lemn în construcţia paleelor, cum ar fi pinul, duglasul, stejarul, cedrul (Wood handbook - wood as an engineering material, 1999).

Similar proprietăţilor naturale ale lemnului, piloţii din care se realizează paleele sunt sub formă de lemn rotund, având o conicitate naturală ce conduce la creşterea capacităţii de frecare, ei trebuind să îndeplinească anumite criterii privind rectiliniaritatea şi diametrul (D25 standard specification for round timber piles, 1999). În condiţii ideale de serviciu, piloţii au practic durată de viaţă nelimitată (Tomlinson, 1977), dar porţiunile situate deasupra nivelului apei sunt tratate cu substanţe de conservare pentru a preveni degradările. În mod obişnuit se folosesc substanţe cum ar


- 23 -

fi creozotul care pot să asigure protecţia lemnului pe perioade de până la 40 de ani (Peck et al., 1974).

Sub aspect definitoriu, glulamul (glulam – glued laminated timber) este un produs lemnos realizat din foi de cherestea lipite între ele în straturi orizontale (Yang et al., 2009). Foile de cherestea sunt lipite în aşa fel încât fibrele fiecăreia dintre ele sunt paralele cu direcţia longitudinală a pieselor rezultate (Issa şi Kmeid, 2005). Până în prezent s-au studiat foarte multe aspecte legate de aceste tipuri de poduri, ca şi legate de elementele lor structurale.

Grinzile de glulam se realizează din diverse esenţe de lemn, uneori chiar din unele care până recent nu au fost considerate ca fiind adecvate pentru astfel de aplicaţii (Cheng şi Hu, 2011) cum ar fi plopul provenit din culturi de rotaţie scurtă. Datorită faptului că lemnul cu densitate mai scăzută prezintă dezavantaje certe în folosirea sa în elemente structurale, s-a încercat mereu găsirea de soluţii pentru armarea-ranforsarea acestor esenţe (Brandner şi Schickhofer 2008).

Configuraţia laminei poate să prezinte efecte asupra proprietăţilor elastice ale glulamului. Studii realizate asupra lemnului de duglas şi cedru (Yang et al., 2008), au arătat că modulele de elasticitate (atât în cazul lemnului de duglas cât şi a celui de cedru) s-au situat în ordine descrescătoare în ordinea: construcţie-standard-utilitate (în acord cu specificaţiile standardului CNS 14631). Acelaşi studiu a relevat faptul că diferite configuraţii ale laminelor pot fi folosite pentru fabricarea de glulam având diferite grade de rezistenţă la încovoiere.

Structurile din lemn care se află în serviciu în condiţiile unui climat variabil pot să manifeste tensiuni semnificative induse de umiditate (Häglund, 2008), iar eforturile de întindere pot să atingă sau chiar să depăşească valorile eforturilor de întindere perpendiculare pe fibre care sunt specifice lemnului. Acest lucru poate conduce la scăderea capacităţii de încărcare sau chiar la crăparea lemnului, fapt ce implică aplicarea de măsuri cum ar fi aplicarea de straturi de acoperire pentru a minimiza schimbul de umiditate cu mediul (Fragiacomo et al. 2011), sau aplicarea de ranforsări pentru mărirea rezistenţei la întindere pe direcţie perpendiculară pe fibre. De asemenea, o soluţie eficientă şi estetică constă în aplicarea de holşuruburi. Grinzile ranforsate cu buloane prezintă capacităţi de încărcare mărite considerabil în climate constante (Blass şi Bejtka, 2003; Jönsson 2005), iar în unele cazuri s-a observat o ductilitate crescută în cazul grinzilor ranforsate prin comparaţie cu cele neranforsate (Blass şi Bejtka, 2003).

Atât simulări numerice cât şi experimente privind efectul holşuruburilor asupra tensiunilor induse de umiditate au arătat faptul că în timpul umezirii ranforsarea cu holşuruburi reduce semnificativ tensiunile în secţiunea transversală a grinzilor de glulam (Angst şi Malo, 2012).

Astfel, în cazul distanţelor cuprinse între 70 şi 210 mm, s-au constatat reduceri cuprinse între 70 şi 30% prin comparare cu grinzile de glulam neranforsate; tensiunile ce apar între punctele de ranforsare depind atât de distanţa dintre aceste puncte cât şi (mai ales de) de lăţimea secţiunii transversale şi caracteristicile aşezării inelelor anuale în secţiune transversală (Angst şi Malo, 2012).

Unele studii s-au concentrat pe realizarea de grinzi din materiale compozite prin folosirea glulamului şi betonului. Unul dintre studii (Miotto şi Dias, 2012), a testat un sistem compozit alcătuit din beton şi glulam, pentru evaluarea performanţelor elementelor de conexiune dintre cele două materiale (plăci continue de oţel perforat).

În urma studiului s-a constatat faptul că acest sistem de alcătuire a elementelor de rezistenţă glulam-beton a prezentat rezistenţe ridicate în timpul testului (o sarcină la rupere de 153,4 kN). Alte studii s-au concentrat pe sisteme similare, prin folosirea betonului ultra-performant (Ferrier et al., 2012). Grinzile hibride sunt structuri stratificate obţinute prin


- 24 -

combinarea glulamului cu lamele UHPC-SFR (Ultra High Performance Concrete – Short Fiber Rinforced) lipite la părţile de sus şi de jos.

Grinzile rezultate în acest fel posedă fermităţi mai mici la încovoiere decât grinzile obişnuite din glulam având dimensiuni similare, dar capacităţile finale de încărcare mult mai mari.

Modul în care sunt amplasate elementele compozite are o influenţă covârşitoare asupra elementului compozit final. S-a constatat faptul că, în cazul elementelor structurale compuse din două tipuri de material (lemn şi beton), sistemele ce implică alăturarea (în ordinea descrisă) beton-glulam-beton au fost mai rezistente decât sistemele glulam-beton-glulam (Carvahlo şi Mantilla Carrasco, 2010; EN 1994-1-1, 2004).

În raport cu deschiderea sau suma deschiderilor, podurile se clasifică în poduri şi podeţe. Ultimele au deschiderea (sau suma deschiderilor) mai mică de 5 m. Podurile dalate au o alcătuire simplă determinată de faptul că sunt structuri simplu rezemate, în general cu o singură deschidere. Din punct de vedere al alcătuirii, suprastructura podurilor dalate este alcătuită dintr-o dală din beton armat sau precomprimat, care poate fi realizată din beton monolit sau din elemente prefabricate. Dalele pot fi executate cu secţiune plină, iar pentru reducerea consumului de beton şi a greutăţii proprii a suprastructurii se utilizează dale cu goluri având diferite forme (Ionaşcu, 1971). Pentru reducerea costurilor legate de cofraje, dar şi de manoperă, la realizarea suprastructurii podurilor se utilizează şi elemente prefabricate. Dalele realizate astfel au forma unor fâşii longitudinale de lungime egală cu cea a dalei şi lăţime variabilă stabilită pe criterii de rezistenţă şi constructive (Ionaşcu, 1971, Bereziuc et al., 2008, PD-003, 2012).

2.1.3 Influenţa caracteristicilor cursurilor de apă asupra podurilor

Pe lângă alţi factori ce influenţează fiabilitatea podurilor, cursurile de apă, prin caracteristicile lor specifice au efecte asupra lucrărilor de traversare, mai ales prin afectarea infrastructurii acestora.

Cele mai importante efecte ale cursului de apă asupra lucrărilor de traversare sunt afuierile şi colmatările. Primele, prin modul în care se manifestă, pot conduce la prăbuşirea infrastructurii lucrării de traversare, iar ultimele pot conduce la crearea de situaţii periculoase care pot conduce la prăbuşirea dau dislocarea lucrării de traversare din terasament.

Afuierile sunt reprezentate de către fenomenele de spălare generate de condiţiile hidraulice generale şi locale, fiind dependente de o multitudine de parametri, printre care timpul şi spaţiul care joacă un rol covârşitor (Termini, 2011).

Apele provenite din viituri au un impact mare asupra generării de afuieri, motiv pentru care acest fenomen a fost studiat destul de intens la nivel internaţional (Fayyadh et al., 2011).

Viiturile, având viteză şi amploare mare şi durată în general scurtă s-au dovedit a fi foarte periculoase din punct de vedere al stabilităţii podurilor (Fayyadh et al., 2011), deoarece combină puterea destructivă a viiturilor cu viteza mare a apelor şi nonpredictabilitatea specifică.


- 25 -

2.2 STADIUL ACTUAL CUNO ŞTINŢELOR PRIVIND LUCR ĂRILE DE APĂRARE - CONSOLIDARE A DRUMURILOR FORESTIERE În timpul exploatării, terasamentele drumurilor forestiere sunt supuse acţiunii distructive a unor factori naturali, cum ar fi: ploile, zăpezile, vântul, îngheţul, dezgheţul, apele subterane, eroziunea solului, alunecările de teren etc. Din acest motiv, în terenurile accidentate şi în zonele instabile apar frecvent situaţii care impun sprijinirea terasamentelor. Totalitatea lucrărilor care urmăresc să menţină calitatea şi stabilitatea terasamentelor pe tot timpul exploatării drumurilor forestiere, poartă numele de lucrări de apărare şi consolidare (Ionaşcu, 1971, Bereziuc et al., 2008, PD-003, 2012). În cazul drumurilor forestiere, principalele lucrări de apărare şi consolidare au drept scop: sprijinirea terasamentelor, consolidarea şi protejarea taluzurilor, colectarea şi evacuarea apelor de suprafaţă, colectarea şi evacuarea apelor subterane (Ionaşcu, 1971, Bereziuc et al., 2008, PD-003, 2012).

Fiind de cele mai multe ori, lucrări costisitoare şi consumatoare de materiale scumpe, ele trebuie bine justificate din punct de vedere tehnic şi economic.

2.3. CRITERII DE ALEGERE A SOLU ŢIILOR TEHNICE PENTRU LUCR ĂRILE DE ARTĂ DE PE DRUMURILE FORESTIERE

Planurile de perspectivă privind dezvoltarea economiei forestiere prevăd construirea unui volum important de drumuri forestiere precum şi asigurarea unei mentenanţe corespunzătoare a celor existente, prin care să se asigure o gospodărire raţională a fondului forestier naţional (PD-003, 2012).

Marea majoritate a drumurilor forestiere care s-au construit în ultimele decenii sunt amplasate în regiunea montană, unde, datorită condiţiilor specifice ale acestei regiuni (relief accidentat, o mare varietate în privinţa naturii şi structurii terenurilor, precipitaţii abundente), fenomenele legate de instabilitatea lucrărilor de traversare şi de apărare-consolidare se manifestă puternic, afectând stabilitatea drumurilor forestiere şi circulaţia nestingherită pe acestea. Dacă în trecut soluţiile alese pentru elaborarea proiectelor şi realizarea lucrărilor de traversare şi de apărare–consolidare a drumurilor forestiere aveau în vedere doar modele de bază pentru aceste lucrări, fără a cunoaşte şi a acţiona asupra cauzelor ce le determină vulnerabilitatea la acţiunea unor fenomene naturale (alunecări de teren, precipitaţii abundente, viituri, eroziune), în prezent stabilirea soluţiilor se face din ce în ce mai mult pe baza cunoaşterii acestor fenomene şi a consecinţelor lor (PD-003, 2012). Alegerea dimensiunilor lucrărilor de artă din sectorul forestier cere cunoştinţe inginereşti precum rezistenţa materialelor, statica construcţiilor, tehnologia materialelor, hidraulică. De asemenea sunt necesare cunoştinţe de tehnică silvică atât la aprecierea unor situaţii, cât şi la stabilirea soluţiilor. Dimensionarea corectă a reţelelor de drumuri forestiere, contribuie la capitalizarea resurselor pădurii şi în principal la optimizarea transportului de material lemnos, de la locul de doborâre până la unităţile industriale specializate în prelucrarea acestuia. Absenţa unor astfel de drumuri, face ca lemnul de greutate şi dimensiuni considerabile să fie transportat pe trasee neamenajate, sau atunci când este posibil, pe drumuri sumar amenajate pentru tractoarele forestiere, care în condiţii de umiditate sporită, în special primăvara şi toamna, pot provoca eroziuni semnificante, urmate de o deplasare a materialelor aluvionare (torenţi) în albia pâraielor şi în final în albia râurilor.


- 26 -

Pe de altă parte, din săpături efectuate pentru drumurile de tractor pot să rezulte volume importante de pământ (Borz, 2011), care nu este stabilizat (Oprea, 2008), deci este susceptibil infiltr ării de apă şi antrenării particulelor de pământ spre pâraie şi râuri.

Dar şi în cazul colectării lemnului cu instalaţii cu cabluri, alegerea traseelor de amplasare poate să favorizeze crearea de făgaşe, chiar şi în cazul instalaţiilor moderne (Borz et al., 2011). Din punct de vedere ecologic, în timp, o astfel de folosire a reţelelor de colectare şi transport forestier poate duce la un adevărat dezastru ecologic, motiv pentru care trebuie instituite practici mai bune în realizarea reţelei de colectare-transport, practici care au dovedit faptul că pot să conducă la reducerea fenomenului erozional (Rice, 1999). În prezent, lucrările de traversare şi de apărare-consolidare, cumulează un procent important în costul de execuţie al drumurilor forestiere, motiv pentru care le trebuie acordată o atenţie deosebită pentru a pune în valoare cele mai eficiente soluţii pentru aceste lucrări (Ignea şi Borz, 2011). Alegerea soliţilor tehnice optime pentru lucrările de artă, reprezintă unul dintre cele mai importante aspecte pentru proiectarea unui drum forestier, astfel încât execuţia lucrărilor de artă să fie cât mai ieftină şi să necesite o mentenanţe minimă. Costurile pentru o mentenanţă superioară sunt acceptate doar dacă sunt însoţite de economii substanţiale de capital. Deciziile trebuiesc luate pe considerentul unei vederi generale şi a unor indicatori pentru următoarele aspecte: - tipul de sol şi condiţiile de amplasare a lucrărilor de artă; - cerinţele de proiectare pentru respectivele lucrări; - volumul traficului luat în considerare pe drumul forestier; - resursele disponibile. În ceea ce priveşte lucrările de traversare a drumurilor forestiere (poduri şi podeţe), alegerea tipului de pod sau podeţ se bazează în general pe criterii constructive (lungimea necesară), dar şi pe criterii economice, incluzând un capital mic, dar necesitând o mentenanţă minuţioasă sau limitarea în întrebuinţare. Pentru alegerea amplasamentului unei lucrări de traversare, trebuie ţinut cont de câteva aspecte (Ionaşcu, 1971; Bereziuc et al., 2008, PD-003, 2012): - amplasarea unui pod sau a unui podeţ trebuie să prezinte un aliniament adecvat pe verticală şi orizontală; - solul de bază trebuie să fie suficient de stabil pentru a asigura stabilitatea structurii; - podurile şi podeţele, împreună cu lucrările asociate nu trebuie să aibă un impact negativ cu regiunile învecinate sau chiar ele să fie susceptibile la deteriorări sub acţiunea locală a mediului înconjurător; - o lungime prea mică a unui pod poate duce la utilizarea unor ziduri de sprijin mai scumpe; - investigaţiile pentru terenul de fundare trebuie să li se acorde o deosebită importanţă, în cazul în care eroziunea sau alunecările de teren pot reprezenta o ameninţare; - o uşoară ocolire poate permite traversarea peste joncţiunea unui râu sau a unui pârâu care va reduce aria bazinului de captare şi astfel, riscul de inundaţii. În ceea ce priveşte lucrările de apărare-consolidare a drumurilor forestiere (şanţuri de evacuare, drenuri, anrocamente, căsoaiele din lemn, gabioanele, zidurile de sprijin etc.), în cursul ultimilor ani, sectorul de proiectări şi construcţii a instalaţiilor de transport forestiere a întâmpinat numeroase probleme legate de asigurarea stabilităţii terasamentelor, atât la lucrările în curs de execuţie cât şi la lucrări date în funcţiune mai recent. Necesitatea executării unor lucrări de consolidare apare în două situaţii: fie că traseul este obligat să străbată terenuri cu caracter pronunţat instabil, fie că fenomenele de instabilitate au


- 27 -

apărut numai după începerea săpăturilor. Uneori necesitatea construirii unor lucrări de consolidare s-a întâlnit în zone în care s-au mai executat diverse lucrări. În numeroase cazuri fenomenele de instabilitate sunt provocate chiar de lucrările terasiere sau de artă prin dereglarea echilibrului existent, datorită executării debleurilor sau încărcării terenurilor prin ramblee sau depozite provenite din excedentele de săpătură, precum şi prin modificarea regimului hidrologic ca urmare a lucrărilor executate. Fenomenele de instabilitate au prezentat şi prezintă o gamă întreagă de forme şi aspecte, începând de la dezechilibrări simple de taluzuri, de obicei de debleu, care au antrenat volume reduse de pământ (de ordinul metrilor cubi), cedări şi deformaţii plastice ale terenurilor de sub umpluturi sau a umpluturilor, până la alunecări cu fenomene complexe de mare amploare, antrenând sute şi chiar mii de metri cubi de pământ. Întreţinerea lucrărilor de traversare şi de apărare-consolidare prezintă o importanţă deosebită. De modul cum sunt executate aceste lucrări depinde într-o măsură importantă reuşita lor, care necesită o urmărire şi o atenţie deosebită în timp. Neexecutarea la timp a unor lucrări, chiar simple şi de volum redus, poate crea modificări de aşa natură, încât să fie afectat nu numai obiectul neîntreţinut, ci chiar întregul complex de lucrări, iar asigurarea stabilităţii să reclame pe lângă refacerea construcţiilor şi lucrări noi costisitoare. În esenţă, lucrările de întreţinere trebuie să asigure buna funcţionare a construcţiilor şi dispozitivelor, urmărindu-se în permanenţă şi intervenind ori de câte ori apar deteriorări sau defecţiuni în funcţionare. Pe parcursul traseului unui drum forestier trebuie ţinută sub observaţie întreaga zonă, cunoscând legătura care există între modul de comportare a unor lucrări de artă, în funcţie de fenomenele ivite şi modul de comportare al celorlalte componente ale drumului (proasta funcţionare a drenurilor sau a şanţurilor măreşte umiditate şi implicit presiunile asupra zidurilor sau apariţia fisurilor care favorizează pătrunderea apei în adâncime). Primele semne ale unei funcţionări necorespunzătoare sau apariţia de eventuale dezechilibre, sunt fisurile, care pot să apară în terenul de fundare, în zidurile de sprijin, în şanţuri, în aripile podurilor sau în timpanele podeţelor. Apariţia acestora conduc la semnale de alarmă şi trebuie trecut neîntârziat la depistarea cauzelor şi remedierea degradărilor.


- 28 -

CAPITOLUL 3

CERCETĂRI PRIVIND FIABILITATEA PODURILOR ŞI PODEŢELOR AMPLASATE PE DRUMURILE FORESTIERE DIN REGIUNEA OBCINELOR BUCO VINEI

3.1. FACTORI CARE INFLUEN ŢEAZĂ FIABILITATEA PODURILOR ŞI A PODEŢELOR

3.1.1. Clasificarea factorilor care acţionează asupra podurilor şi podeţelor, în funcţie de durata lor

Factorii care acţionează asupra structurii podurilor şi podeţelor din regiunea studiată se pot clasifica în funcţie de durata lor, în următoarele categorii:

- factori permanenţi; - factori temporari; - factori excepţionali. Factorii pemanenţi sunt acei factori care se manifestă practic cu intensitate constantă pe

toată durata de exploatare a construcţiei. Din această categorie fac parte: greutatea căii, greutatea structurii de rezistenţă a podului

(care include atât greutatea elementelor de infrastructură – culee şi pile, cât şi greutatea suprastructurii), greutatea şi împingerea pământului care se manifestă asupra culeelor de la capetele podului şi fac racordarea cu terasamentele, precum şi alte tipuri de încărcări cu caracter permanent.

Evaluarea greutăţilor căii, dar şi a structurii de rezistenţă se poate face atât direct, utilizând dimensiunile elementelor componente şi greutăţile specifice ale materialelor din care sunt alcătuite sau utilizând valori aproximative precizate în prescripţiile corespunzătoare.

Factorii temporari pot fi: factori temporari ce acţionează o perioadă lungă de timp sau factori temporari ce acţionează o perioadă scurtă de timp.

Factorii temporari ce acţionează o perioadă lungă de timp au intensităţi constante pe durate mari de timp, dar mai mici decât durata de exploatare a construcţiei. Din această categorie fac parte: greutatea obiectelor sau a instalaţiilor montate pe pod (conducte, fire, cabluri şi greutatea elementelor de prindere sau de susţinere acestora), variaţiile termice de temperatură anuale, deformaţiile în timp ale betonului (curgerea lentă şi contracţia), tasările şi deplasările de fundaţii, presiunea şi subpresiunea apei asupra anumitor părţi ale pilelor sau culeelor podului.

Factorii temporari ce acţionează o perioadă scurtă de timp au intensităţi variabile, intensităţile maxime aplicându-se pe durate reduse de timp, dar pot avea şi intensităţi constante pe durate reduse de timp.

Cei mai frecvenţi astfel de factori sunt: încărcările produse de vehiculele ce circulă pe poduri, forţa centrifugă apărută la podurile în curbă, împingerea pământului de către vehicule, frânarea vehiculelor pe pod, variaţiile termice zilnice, presiunea exercitată de vânt şi diferenţa de temperatură între diferitele părţi ale podului.

Factorii excepţionali apar foarte rar sau chiar niciodată pe durata de exploatare a unui pod. Aceşti factori sunt luaţi în considerare în etapele de proiectare a podurilor şi podeţelor pentru a se obţine gradul de siguranţă necesar unei exploatări fără riscuri. Factorii excepţionali care


- 29 -

acţionează asupra podurilor sunt: încărcările provenind din acţiuni seismice şi încărcări produse de distrugerea unor instalaţii fixe.

3.1.2. Acţiunea traficului asupra podurilor şi podeţelor amplasate pe drumurile forestiere

Acţiunile cauzate de trafic, la podurile şi podeţele amplasate pe drumurile forestiere sunt modelate prin grupuri de încărcări concentrate, încărcări distribuite sau combinaţii ale acestora conform normelor de proiectare, unele reprezentând chiar greutatea reală a vehiculelor considerate.

De multe ori însă se adoptă valori pentru aceste acţiuni, în aşa fel încât, să se simuleze producerea în elemente structurale a eforturilor care ar fi produse de vehiculele reale.

Efectele date de vehicule şi în general de sarcini mobile asupra elementelor structurii de rezistenţă a podurilor şi podeţelor se stabilesc utilizând suprafeţe de influenţă. Acestea provin din liniile de influenţă ale eforturilor considerând şi distribuţia încărcărilor în sens transversal podului.

În normele româneşti şi europene sunt precizate patru tipuri de încărcări ce pot modela acţiunile din trafic:

- încărcări uniform distribuite pe unitatea de suprafaţă; - încărcări uniform distribuite pe unitatea de lungime; - încărcări locale produse de roţile vehiculelor; - încărcări ce modelează vehiculele tip reale. În normele de specialitate, efectul dinamic este înglobat în valorile încărcărilor

corespunzător unui anumit model de încărcare:

3.2. CERCETĂRI PRIVIND COMPORTAREA PODURILOR ŞI PODEŢELOR DIN ZONA STUDIAT Ă ÎN RAPORT CU PRINCIPALII FACTORI DE INFLUEN ŢĂ

3.2.1. Cercetări privind comportarea podurilor şi podeţelor din zona studiată în raport cu acţiunea şi caracteristicile cursurilor de apă Deoarece drumurile forestiere din regiunea Obcinilor Bucovinei traversează în marea majoritate a cazurilor pâraie montane, în acest subcapitol se va face referire doar la aceste situaţii.

Cursurile de apă din regiunea studiată pot fi împărţite, în funcţie de caracteristicile lor, în trei părţi principale: cursul superior, mediu şi inferior.

Cursul superior al pâraielor este caracterizat prin pante repezi şi viteze de scurgere destul de mari (3-5 m/s).

Datorită faptului că, în unele cazuri, exploatările forestiere au fost făcute neraţional (Fondul forestier aparţinând proprietarilor particulari), are loc o concentrare rapidă a apelor din precipitaţii ceea ce determină un caracter torenţial al multor cursuri de apă din zonă.

Majoritatea acestor pâraie au însă în bazinul superior o albie formată dintr-un teren mai rezistent la eroziuni, aşa că acest caracter torenţial al apelor nu influenţează prea mult starea albiei. Din cercetările de teren s-a constatat că în zona studiată există unele pâraie montane care pe cursul superior nu prezintă o albie suficient de rezistentă la eroziune. În aceste cazuri, vitezele mari de scurgere produc subminări ale terasamentelor drumurilor prin erodarea malurilor, iar cursul albiei poate suferi modificări de traseu (Foto. 3.1. şi Foto. 3.2.).


- 30 -

Foto. 3.1. - Acţiunea apei asupra malurilor Foto. 3.1. - Water action on banks

Foto. 3.2. - Acţiunea apei asupra malurilor Foto. 3.2. - Water action on banks

O caracteristică importantă a cursului superior al acestor pâraie este variaţia mare a debitului, în timp scurt, viiturile mari fiind însoţite de transporturi importante de materiale aluvionare.

Transportul materialelor aluvionare este favorizat de prezenţa pantelor mari din aceste zone (Foto. 3.3. şi Foto. 3.4.).

Foto. 3.3. - Scurgerea apei de pe versanţi Foto. 3.3. - Waterflow on valleysides

Foto. 3.4. - Acţiunea apei scursă de pe versanţi asupra unui drum forestier Foto. 3.4. - Action of waterflow on the forest road


- 31 -

În cursul mijlociu al pâraielor, mai ales în zonele unde pata albiei este mai redusă are loc reducerea vitezei de scurgere a apei (viteze de 2-3 m/s) care favorizează depunerea materialului antrenat de apă, conducând la depuneri în zona podurilor (podeţelor) şi colmatarea acestora (reducerea secţiunii de scurgere a apei). Prin depuneri pe marginile acestor albii se formează noi maluri din pietriş şi nisip, pe care se dezvoltă vegetaţia. La viiturile mari, apele îşi măresc viteza, datorită creşterii adâncimii apelor, ceea ce corespunde la o creştere a razei hidraulice. Astfel, găsind albia obturată, pârâul îşi măreşte şi mai mult viteza de scurgere şi produce eroziuni sau afuieri (Foto. 3.5. şi Foto. 3.6.), uneori foarte importante. În acelaşi timp apele se revarsă peste maluri, provocând inundaţii (Foto. 3.7. Foto. 3.8.).

Foto. 3.5. - Erodarea malului unui drum forestier Foto. 3.5. - Embankment erosion

Foto. 3.6. - Podeţ dalat afectat de afuiere Foto. 3.6. - Culvert affected by scouring

Foto. 3.7. - Drum forestier inundat datorită revărsării apei peste maluri, ceea ce îl face nepracticabil Foto. 3.7. - Flooded forest road

Foto. 3.8. - Drum forestier parţial inundat datorită revărsării apei peste maluri – drumul este practicabil Foto. 3.8. - Partially flooded forest road


- 32 -

Curenţii oblici sunt foarte periculoşi, deoarece ei nu curg într-un regim laminar, ci

turbionar, iar atunci când întâlnesc obstacole, vârtejurile produse se accentuează. Ca urmare se produc în albia cursului de apă afuieri importante, care pot pune în pericol fundaţiile lucrărilor de artă.

Din evaluarea afuierilor pe cursul aceluiaşi pârâu s-a constatat o corelaţie strânsă între mărimea afuierilor şi declivitatea longitudinală a patului albiei, fapt explicabil, având în vedere că, în zona pantelor mari, apa antrenează materialul aluvionar, uneori chiar bolovani de dimensiuni considerabile, care, prin energia cinetică acumulată, contribuie la săparea şi adâncirea secţiunii podeţului (Foto. 3.9. şi Foto. 3.10.).

Dacă cursul de apă are şi zone cu pantă redusă, acolo viteza apei scade, înregistrându-se depuneri de material şi reducerea secţiunii de scurgere.

Foto. 3.9. - Fundaţie din beton a unui pod, afectată de adâncirea albiei Foto. 3.9. - Scoured abutment

Foto. 3.10. - Fundaţie din piatră zidită a unui podeţ, afectată de adâncirea albiei Foto. 3.10. - Scoured abutment

Alegerea unei deschideri supradimensionate pentru podurile care asigură traversarea

cursurilor de apă din zonele cursurilor mijlocii, deschidere ce coincide, de regulă, cu lăţimea albiei, permite apelor să migreze în secţiunea podului, fapt ce conduce la acumulări de aluviuni, care obturarea secţiunii de scurgere, inundaţii şi eroziuni asupra malurilor. Dacă în acelaşi timp, cursul unei ape are un aspect sinuos, el îşi poate schimba traseul în cazul producerii unei viituri, iar ca urmare podul poate rămâne pe uscat.

În aceste cazuri, soluţia optimă ar fi regularizarea cursurilor acestor pâraie, executându-se apărări de maluri din diferite materiale (Foto. 3.11., Foto. 3.12., Foto. 3.13., Foto. 3.14), iar în bazinele superioare luarea de măsuri pentru stabilizarea versanţilor (Foto. 3.15., Foto. 3.16., Foto. 3.17., Foto. 3.18., Foto. 3.19., Foto. 3.20.), şi împiedicarea formării torenţilor, ceea ce se poate obţine prin realizarea unor lucrări cum ar fi: împăduriri, baraje provizorii şi definitive, cleionaje, garnisaje, gabioane, ziduri de sprijin, căsoaie din lemn, înerbări ale taluzurilor.


- 33 -

Foto. 3.11. - Stabilizarea malului şi regularizarea albiei cu material local (lemn) Foto. 3.11. - Bank stabilization and riverbed control using local materials (wood)

Foto. 3.12. - Stabilizarea malurilor şi regularizarea albiei cu material local (lemn) în zona unui podeţ din lemn Foto. 3.12. - Bank stabilization and riverbed control using local materials (wood) near a timber culvert

Foto. 3.13. - Stabilizarea malurilor şi regularizarea albiei cu ajutorul zidurilor de sprijin din beton Foto. 3.13. - Bank stabilization and riverbed control using concrete walls

Foto. 3.14. - Stabilizarea malurilor şi regularizarea albiei cu ajutorul gabioanelor Foto. 3.14. - Bank stabilization and riverbed control using gabion walls


- 34 -

Foto. 3.15. - Regularizarea albiei cu ajutorul unui dig din lemn Foto. 3.15. - Bank stabilization and riverbed control using a wood dam

Foto. 3.16. - Stabilizarea versanţilor cu ajutorul zidurilor de sprijin din beton combinate cu gabioane Foto. 3.16. - Slope stabilization using gabion walls in combination with concrete walls

Foto. 3.17. - Stabilizarea versanţilor cu ajutorul cleionajelor Foto. 3.17. - Slope stabilization using wattleworks

Foto. 3.18. - Stabilizarea versanţilor cu ajutorul gabioanelor Foto. 3.18. - Slope stabilization using gabion walls

Foto. 3.19. - Stabilizarea versanţilor cu ajutorul zidurilor de sprijin din beton Foto. 3.19. - Slope stabilization using concrete walls

Foto. 3.20. - Stabilizarea versanţilor cu ajutorul zidurilor de sprijin din piatră Foto. 3.20. - Slope stabilization using rock walls


- 35 -

Cum însă asemenea lucrări sunt de mare amploare, necesitând studii importante şi cheltuieli mari, până la efectuarea regularizării cursurilor de apă la construcţia fiecărui pod sau podeţ trebuie să se procedeze cel puţin la executarea de lucrări pe porţiuni reduse , pentru apărarea malurilor şi a terasamentelor (Foto. 3.23. şi Foto. 3.24.).

În acest scop se micşorează lungimea podului la minimul necesar scurgerii apelor sub pod şi se realizează lucrări de apărare a malurilor (ziduri de sprijin şi gabioane). Aceste lucrări trebuie să fie prelungite suficient, atât în amonte, cât şi în aval, pentru a asigura racordarea secţiunilor din podeţ şi aval de podeţ, precum şi pentru a împiedica producerea de vârtejuri şi afuieri.

Foto. 3.21. - Apărarea malurilor în zona unui pod din beton armat, cu ajutorul gabioanelor Foto. 3.21. - Banks protection using gabion walls near a concrete bridge

Foto. 3.22. - Apărarea malurilor în zona unui pod din beton armat, cu ajutorul gabioanelor Foto. 3.22. - Banks protection using gabion walls near a concrete bridge

Foto. 3.23. - Susţinerea terasamentului unui drum forestier, cu ajutorul gabioanelor Foto. 3.23. - Embankment retaining using gabion walls

Foto. 3.24. - Apărarea malurilor în zona unui pod din beton armat, cu ajutorul zidurilor de sprijin din beton Foto. 3.24. - Banks protection with concrete walls near a concrete bridge


- 36 -

Cursul inferior al pâraielor din zona montană prezintă de obicei un caracter liniştit, domol, cu meandre, mai rar cu porţiuni rectilinii de maluri, dar în general cu viteze mici de scurgere, ceea ce înseamnă că depunerile şi afuierile sunt reduse.

Trebuie acordată o atenţie deosebită la rectificarea buclelor unui curs sinuos de apă, deoarece prin tăierea unei bucle se scurtează, în unele cazuri, considerabil traseul stabilizat al cursului de apă. Prin scurtarea lungimii se măreşte panta şi deci şi viteza de scurgere, ceea ce provoacă eroziuni ale albiei, în regiunea respectivă. Astfel, materialul afuiat este depus mai la vale, obturând albia şi putând provoca inundaţii. În general nu se pot oferi soluţii tip pentru amplasarea podurilor şi podeţelor, dar se pot formula unele recomandări după cum urmează:

- podurile şi podeţele trebuie să fie aşezate pe cât posibil pe porţiuni rectilinii a cursului de apă;

- pe porţiunile rectilinii trebuie să se evite crearea curenţilor oblici şi a traversadelor, construindu-se apărări şi micşorându-se la minimum necesar lungimea podurilor şi podeţelor;

- malurile pâraielor trebuie neapărat consolidate şi cursurile de apă regularizate în regiunea podurilor şi podeţelor;

- dacă un pod se plasează într-o regiune sinuoasă a unui curs de apă şi nu este posibilă o rectificare a cursului, este indicat ca podul să se aşeze la mijlocul unei, deoarece în felul acesta se pot executa apărări importante numai pe unul dintre maluri; curentul apei având tendinţe de a ataca numai malul concav, prin apărarea acestuia se poate obţine un punct stabil de traversare.

3.2.2. Cauzele şi efectele afuierii structurii podurilor amplasate pe drumurile forestiere

Apele curgătoare, mai ales cele care au paturile şi malurile formate din material necoeziv, suferă modificări în timp privind traseul în plan, profilul longitudinal şi cel transversal. Cauza acestor modificări o constituie mişcarea aluviunilor. Acestea sunt particule solide care se desprind din patul albiei sub acţiunea apei şi sunt antrenate de către curenţii de apă.

În albiile pâraielor din zona studiată se pot distinge următoarele fenomene: - eroziunea datorată dezagregării solului sub acţiunea apei sau a altor agenţi; - transportul aluviunilor prin intermediul apei; - depunerea sau sedimentarea aluviunilor transportate în zona podurilor sau a podeţelor.


- 37 -

Foto. 3.34. - Parchet de exploatare afectat de inundaţii Foto. 3.34. - Harvesting area affected by flooding

Foto. 3.35. - Resturi de exploatare şi aluviuni, aduse de torent de pe versant Foto. 3.35. - Harvesting residuals and alluvial material stored by torrential currents

Lumina insuficientă a unui pod produce un efect asemănător unui baraj, deoarece prin reducerea secţiunii de scurgere se produce o creştere a vitezei care se asigură prin acumularea de energie potenţială a apei în amonte şi transformarea acesteia în energie cinetică în axul podeţului.

Prin creşterea vitezei există tendinţa de mărire a secţiunii de scurgere prin afuieri, iar atunci când patul albiei este afuiabil, există tendinţa ca nivelul apei să revină la cel iniţial (specific secţiunii nemodificate a podului).

Foto. 3.36. - Pagube produse unui drum forestier în cazul viiturilor Foto. 3.36. - Damages produced by flooding to a forest road

Foto. 3.37. - Pod distrus datorită viiturilor Foto. 3.37. - Collapsed bridge due to flooding

Din analizarea reţelei lucrărilor de apărări contra afuierilor, pe drumurile forestiere din zona studiată, se pot face următoarele constatări: - soluţiile din categoria lucrărilor provizorii dau întotdeauna rezultate foarte bune (folosirea materialelor locale – lemnul, piatra, fascinele din nuiele);


- 38 -

- la proiectare trebuie să se aleagă, pe cât posibil, soluţiile care să antreneze tendinţele naturale ale cursului apei (râu sau pârâu), în desăvârşirea lucrărilor de execuţie; - pereurile trebuie bine fundate, atunci când este cazul, chiar pe piloţi scurţi, de diametru mic;

- protecţia contra afuierilor cu saltele de fascine aşezate pe fundul albiei, în jurul pilelor sau culeelor este foarte eficientă şi durabilă, indiferent dacă acestea sunt aşezate sub etiaj;

- pragurile de fund executate din beton, dispuse în aval de pod şi prevăzute cu pinteni (ecrane verticale) reprezintă o soluţie importantă contra afuierilor;

- indiferent de caracterul provizoriu sau definitiv, lucrările hidrotehnice, cu caracter de apărare contra afuierilor podurilor, trebuie să li se asigure mentenanţa corespunzătoare.


- 39 -

CAPITOLUL 4

SOLUŢII ECOLOGICE PENTRU LUCR ĂRILE DE TRAVERSARE A DRUMURILOR FORESTIERE

4.1. PODURI ŞI PODEŢE DIN LEMN 4.1.1 Aspecte generale privind podurile din lemn. Lemnul ca material de construcţie

pentru poduri

Înţelegerea exactă şi completă a oricărui material este cheia folosirii propriu-zisă în aplicaţii structurale; lemnul cât şi alte materiale bazate pe lemn nu sunt excepţii a acestei necesităţi.

De-a lungul timpului lemnul a fost în mare măsură folosit pentru podurile scurte şi medii. De asemenea, lemnul are reputaţia ca fiind un material cu o viaţă limitată, putând să asigure durabilitate mai mare dacă este complet protejat de umezeală.

Ca şi cu orice material structural, folosirea lemnului trebuie să se bazeze pe balanţa dintre avantajele şi dezavantajele sale esenţiale, precum şi pe analiza comparativă cu alte materiale de construcţii.

Dintre avantajele lemnului ca material pentru poduri şi podeţe se pot aminti: rezistenţă relativ bună, masă specifică redusă, comportare bună la şocuri, prelucrare uşoară, sustenabilitate ca material, durabilitate relativ bună, aspect estetic plăcut. Principalele dezavantaje sunt: susceptibilitate la atacuri biotice, combustibilitate ridicată.

Lemnul poate rezista la supraîncărcări de durată mică fără a înregistra deformaţii remanente de amploare. Lemnul este competitiv cu alte materiale structurale atât privind costurile de achiziţie, cât şi costurile de întreţinere a produselor derivate din acesta pe întregul lor ciclu de viaţă. Lemnul este un material rezistent la efectele de îngheţ-dezgheţ cât şi a agenţilor de dezgheţare.

Dacă lemnul nu este protejat corespunzător împotriva umezelii este dispus putrezirii şi atacurilor biologice. Prevenirea acestor atacuri poate fi realizată prin aplicarea de tratamente de conservare.

Lemnul, material de construcţie clasic şi totodată modern, prezintă o serie de avantaje, care îl fac să fie utilizat pe scară largă, dar în acelaşi timp are şi inconveniente, care nu trebuie să fie ignorate.

Proiectarea, executarea şi exploatarea construcţiilor din lemn trebuie să fie făcută astfel încât proprietăţile (caracteristicile) materialului lemnos, privite din unghiul pozitiv, să fie puse în valoare, folosite la maximum, urmărindu-se, în acelaşi timp, ca influenţa dezavantajelor, în cazul în care nu poate fi exclusă complet, să fie minimă.

4.1.2 Conservarea şi protecţia lemnului

Măsurile de protecţie a lemnului şi a derivatelor din lemn urmăresc conservarea lui şi protecţia împotriva distrugerilor provocate de ciuperci (putreziri) şi insecte.

Se poate spune ca în condiţii optime de exploatare lemnul poate să dureze perioade îndelungate fără deteriorări notabile şi fără măsuri speciale de protecţie. Dacă însă condiţiile de lucru nu sunt corespunzătoare lemnul necesită tratamente de protecţie în special împotriva agenţilor biologici.

Trebuie realizate protecţii şi împotriva altor agenţi destructivi cum ar fi de exemplu focul.


- 40 -

Aceste măsuri pot fi conceptuale sau sub formă de tratamente chimice de protecţie. Planificarea măsurilor de protecţie şi punerea lor în operă în special în cazul tratamentelor

chimice trebuie să aibă în vedere următoarele: - natura şi gravitatea riscului (influenţa umidităţii, risc de incendiu, etc) ; - tipul de lemn şi corelaţia lui cu destinaţia; - tipul tratamentelor realizate anterior; - efectele secundare pe care le pot avea produsele chimice utilizate, funcţie de destinaţia de folosire a lemnului; - locul şi timpul de execuţie a tratamentelor (înainte sau după punerea în operă a lemnului); - accesibilitatea elementelor pentru un eventual tratament ulterior; - posibilităţile şi experienţa executanţilor; - condiţiile de verificare a măsurilor de protecţie realizate.

Durabilitatea naturală. Alegerea corespunzătoare a lemnului prin prisma durabilităţii naturale proprii, fără tratamente de protecţie, reprezintă una din măsurile preventive de bază.

4.1.3 Solicitări maxime din convoaie de vehicule

S-au determinat momentele maxime din convoaiele de vehicule utilizate în sectorul forestier (autotrenul ATF 25, IVECO, Renault Kerax 450) precum şi din vehiculul pe şenile S 30 corespunzător clasei a III-a de încărcare STAS 3221.

Valorile obţinute pentru fiecare convoi precum şi valoarea maximă rezultată din compararea valorilor pentru deschideri cuprinse între 1 şi 16 m.

4.1.3.1 Momente din încărcări permanente

Încărcările permanente sunt constituite din greutatea căii şi a elementelor de rezistenţă care o susţin.

Greutatea acestor elemente se multiplică cu un coeficient de supraîncărcare (n) pentru a ţine cont de posibilitatea ca acestea să fie depăşite în timpul execuţiei podului.

Dintre acestea, încărcările datorate grinzilor depind de deschidere, fiind cu atât mai mari cu cât creşte deschiderea, în timp ce restul se distribuie uniform pe suprafaţă.


- 41 -

Fig.4.1 Variaţia încărcării permanente în raport cu deschiderea podului pentru un tablier din lemn din pachete de doi urşi (Permanent load variation in rapport with bridge’s span for a wood deck composed from round timber packages – two pieces in a package)

În figura de mai sus(4.1), se prezintă variaţia încărcării permanente în funcţie de deschidere pentru un tablier de pod pe pachete de câte doi urşi având distanţa între urşi de 0,6 m, iar podina cu grosimea de 12 cm , acoperită cu un strat de beton asfaltic de 4 cm (media).

Încărcarea menţionată este valabilă pentru un pachet de urşi (corespunde unei porţiuni din lăţimea tablierului egală cu distanţa dintre urşi).

Pentru o încărcare de calcul gc, distribuită uniform pe deschidere, momentul la mijlocul deschiderii din încărcarea permanentă se calculează astfel:

Momentul total de dimensionare pentru grinda unui pod se calculează însumând momentele parţiale determinate de încărcările permanente (Mg) şi utile (Mu), ţinând totodată cont de distribuţia acestor momente la grinzi transversal podului cât şi de efectul dinamic şi de supraîncărcare. Se foloseşte relaţia:


- 42 -

Unde: crg şi cru sunt coeficienţii de repartiţie transversală pentru sarcina permanentă respectiv utilă; ψ – coeficient dinamic; n – coeficient de supraîncărcare.

4.1.3.2 Momente din vehicule

S-au determinat momentele maxime din convoaiele de vehicule utilizate în sectorul forestier (autotrenul ATF 25, IVECO, Renault Kerax 450) precum şi din vehiculul pe şenile S 30 corespunzător clasei a III-a de încărcare STAS 3221.

Valorile obţinute pentru fiecare convoi precum şi valoarea maximă rezultată din compararea valorilor se prezintă în tabelul de mai jos pentru deschideri cuprinse între 1 şi 16 m.

Pentru o comparare facilă, datele se prezintă şi în graficul din figura de mai jos.(fig. 4.2) Dimensionarea tablierelor realizate din lemn rotund depinde de o serie de factori, printre care de o importanţă deosebită sunt momentele maxime provenite din convoaie de vehicule.

Contează de asemenea într-o mare măsură rezistenţa lemnului, în raport cu care, diametrele necesare pentru buştenii folosiţi ca grinzi se adoptă diferenţiat pentru un acelaşi convoi de calcul şi deschidere a podului.

În ceea ce urmează se prezintă momentele de calcul pentru diferite convoaie de vehicule cât şi diametrele necesare pentru buşteni în diferite ipoteze de calcul (rezistenţe ale lemnului).

Fig. 4.2. Momente din vehicule in funcţie de deschidere (tonexm) – Moments generated by vehicles in function of bridge span (txm)

Pornind de la momentele maxime din vehicule şi de la cele din încărcări permanente, cu

ajutorul relaţiei s-au calculat momentele aferente fiecărei grinzi (urşi).


- 43 -

Dimensiunile secţiunii transversale ale grinzilor se stabilesc astfel încât grinzile să poată prelua momentele şi forţele tăietoare maxime. De regulă, dimensionarea este condiţionată de rezistenţa la momente încovoietoare. Dimensionarea pe baza momentelor încovoietoare se bazează pe relaţia:

unde: σ este efortul unitar în grindă; σa – este efortul unitar admisibil al materialului din grindă.

W – modulul de rezistenţă al secţiunii: pentru secţiunea circulară cu diametrul d, , iar

pentru secţiunea dreptunghiulară (b – lăţimea secţiunii, h – înălţimea secţiunii).

4.1.4 Alcătuirea tablierelor din grinzi longitudinale din glu lam şi traverse din lemn

semicircular Caracteristici ale soluţiilor studiate Lăţimea căii pe pod: 4m; Număr de grinzi: 5; Distanţa între axele grinzi: 80 cm

Structura de rezistenţă este alcătuită din grinzi longitudinale aşezate pe culei şi solidarizate între ele prin antretoaze la distanţe de circa 3,5 - 4 m. Grinzile se comandă de la fabrică la deschiderea necesară, astfel încât să se evite secţionarea acestora pentru obţinerea dimensiunilor din proiect, fapt ce contribuie la reducerea riscului de contaminare şi creşterea durabilităţii.

Foto.4.1. Alcătuirea structurii de rezistenţă-grinzi şi antretoaze – Composition of bearing structure – beams and cross-bars

Antretoazele pot fi realizate din glulam şi solidarizate de grinzile principale prin profile din tablă groasă în formă de cornier sau pot fi realizate din profile metalice (sistem grinzi cu zăbrele).


- 44 -

Foto. 4.2. Conector din profil metalic din tablă groasă între antretoază şi grindă – Mettallic connector

Fig.4.3. Antretoaze din profile metalice – metallic cross-bars

Se poate folosi schema statică de grinzi simplu rezemate, fapt recomandat în cazul

cursurilor de apă cu pante mari unde din motive de reducere a riscurilor se evită amplasarea reazemurilor intermediare în albie, sau, în alte cazuri, se poate folosi schema statică cu grinzi continui care pe ansamblu poate fi mai economică datorită distribuţiei mai favorabile a momentelor.

Podina poate fi alcătuită din panouri din glulam aşezate transversal, sau, pentru reducerea costului pe ansamblul lucrării, se pot folosi traverse din lemn ecarisat (dulapi, lemn semirotund) sau chiar lemn rotund, lemn care va fi tratat prin impregnare împotriva atacului ciupercilor şi a umezelii.

Fig. 4.4. Vedere laterală tablier pe grinzi şi traverse din lemn semirotund – lateral view of a wood deck (glulam beams and semi-rounded traverses)

Pentru toate deschiderile studiate, pe baza calcului de rezistenta s-a dimensionat podina de rezistenta cu înălțimea de 12,5 cm, dimensiune in care s-a cuprins si o rezerva pentru acoperirea deteriorării in timp a lemnului.

Peste podina de rezistenta se realizează calea pe pod care poate fi podina de uzura din dulapi din lemn de esenţa tare, îmbrăcăminte din balast sau piatra sparta, recomanda fiind utilizarea unei îmbrăcăminți din bitum așezată pe o folie bituminoasa protectoare. In cazul soluţiei adoptate s-a ales podina din dulapi cu grosimea de 6 cm.

Marginile tablierului vor fi delimitate prin grinzi din lemn (longrine) fixate de podina de rezistenta, iar parapetul, realizat fie din lemn fie din metal, se fixează la rândul lui prin intermediul buloanelor de longrine si podine.


- 45 -

Fig. 4.5. Vedere spatiala tablier pe grinzi si traverse din lemn – 3D view of a glulam deck

Fig.4.6. Secţiune transversala tablier pe grinzi si traverse din lemn – cross-section of a glulam deck

Elementele de rezistenţă ale tablierului s-au determinat plecând de la solicitările maxime din convoaie. S-au luat în considerare vehiculele: ATF-25, IVECO, Renault, S30. S-au studiat tabliere de poduri cu lumina de la 3 m la 10 m (din metru în metru) şi deschideri de calcul de la 3,4 la 10,4 m.

Principalele elemente dimensionale ale grinzilor, volumul de material în grinzi şi antretoaze, precum şi în elementele parapetului se redau în tabelele 4.1. şi 4.2. S-au adoptat lăţimi de grindă din glulam de 16 cm pentru deschideri de 3,4 şi 4,4 m si 21,5 cm pentru deschideri de la 5,4 la 10,4 m.

Volumul total de glulam (în grinzi şi antretoaze) variază de la 1,38 m3 la deschiderea de 3,4 m până la 9,22 m3 la deschiderea de 10,4 m.

Costul materialului din grinzi şi antretoaze (glulam) variază între 2904 lei pentru deschiderea de 3,4 m şi 19365 lei pentru deschiderea de 10,4 m.


- 46 -

Tabel 4.1. Elemente dimensionale şi costuri pentru grinzi şi antretoaze în funcţie de deschiderea podului – Dimensional elements and costs for beams and cross-bars in function of bridge span

Deschiderea [m]

Lumina [m]

Lung grinda [m]

B [cm]

H [cm]

Vol. grinzi [m3]

Vol. antr. [m3]

Total vol.glulam [m3]

Cost glulam [lei]

3,4 3 3,8 16 36,7 1,11568 0,267176 1,382856 2903,998 4,4 4 4,9 16 43,3 1,69736 0,315224 2,012584 4226,426 5,4 5 5,9 21,5 43,3 2,746303 0,315224 3,061527 6429,206 6,4 6 6,9 21,5 50 3,70875 0,546 4,25475 8934,975 7,4 7 7,9 21,5 56,7 4,815248 0,619164 5,434412 11412,26 8,4 8 8,9 21,5 60 5,7405 0,6552 6,3957 13430,97 9,4 9 9,9 21,5 66,7 7,098548 0,971152 8,0697 16946,37 10,4 10 10,9 21,5 70 8,20225 1,0192 9,22145 19365,05

În tabel se prezintă consumul de material lemnos pentru execuţia podinii de rezistenţă, podinii de uzură şi a elementelor parapetului (longrine, mâna curentă şi stâlpi). S-a adoptat varianta folosirii de lemn ecarisat în vederea reducerii costurilor soluţiei, având în vedere ca acesta se poate obţine la preţuri mai reduse.

Volumul total de lemn ecarisat pentru podine şi parapet se încadrează între 2,41 m3 la deschiderea de 3,4 m şi 6,50 m3 la deschiderea de 10,4 m. Tabel 4.2. Volume şi costuri pentru podine şi parapeţi în funcţie de deschiderea podului – volumes and costs for cover wood structure and parapets in function of bridge span

Volum podină de rezistenţă

[mc]

Volum podină

de uzură [mc]

Volum longrine

[mc]

Volum stâlpi [mc]

Număr stâlpi

Total Volum lemn [mc]

Cost total [lei]

1,49 0,27 0,17 0,32 6,00 2,43 1459 1,92 0,35 0,22 0,32 6,00 3,04 1695 2,32 0,42 0,27 0,43 8,00 3,70 2028 2,71 0,50 0,31 0,43 8,00 4,26 2512 3,10 0,57 0,36 0,43 8,00 4,81 2844 3,49 0,64 0,40 0,54 10,00 5,48 3231 3,89 0,71 0,45 0,54 10,00 6,03 3564 4,28 0,78 0,49 0,54 10,00 6,58 3896


- 47 -

Tabel 4.3 Cost tabliere în funcţie de deschidere – decks costs in function of span

Deschiderea [m]

Lumina [m]

Lungime tablier [m]

Cost glulam [lei]

Cost lemn [lei]

Cost transport, montare, manoperă şi diverse [lei]

Cost total [lei]

3,4 3 3,8 2904 1459 2540 6903

4,4 4 4,9 4226 1695 3195 9116

5,4 5 5,9 6429 2028 3795 12252

6,4 6 6,9 8935 2512 4595 16042

7,4 7 7,9 11412 2844 5495 19752

8,4 8 8,9 13431 3231 6095 22757

9,4 9 9,9 16946 3564 6695 27205

10,4 10 10,9 19365 3896 7295 30556

Fig. 4.7 Consumul de glulam şi lemn în raport cu deschiderea podului – glulam and wood consumption in rapport with span


- 48 -

4.1.5 Suprastructuri de poduri din glulam cu tabliere longitudinale

Structura de rezistenţă la aceste poduri se realizează din grinzi juxtapuse sau panouri

aşezate în lungul podului şi rezemate direct pe culei. Pentru a asigura o conlucrare mai bună a grinzilor, acestea sunt precomprimate cu armături transversale alcătuite din oţel de înaltă rezistenţă. Peste grinzi sau panouri se aşterne de regulă o îmbrăcăminte asfaltică care asigură protecţia structurii de rezistenţă împotriva umezelii.

Se pot adopta şi alte variante de îmbrăcăminte cum ar fi: îmbrăcăminte din macadam sau podină de uzură din lemn.

Tablierul este realizat din grinzi sau panouri aşezate în lungul podului şi rezemate la capete pe culei. Pentru a asigura o bună conlucrare între grinzi sau panouri, adică o transmitere mai bună a încărcării la toate grinzile, tablierul obţinut prin aşezarea juxtapusă a elementelor componente se comprimă prin folosirea unor tiranţi metalici de înaltă rezistenţă care se tensionează în faza de construcţie a tablierului, asigurând o comprimare a elementelor din lemn şi o transmitere a încărcării de la unul la altul prin frecare.

Prin aceasta tehnologie, se asigură o continuitate mai bună a tablierului, reducându-se posibilitatea apariţiei unor deplasări necorespunzătoare între elementele tablierului. Tiranţii se aşează la distanţe de 0,6 – 1,0 m unul de altul, în funcţie de încărcări şi elementele dimensionale ale tablierului.

Elementele parapetului se prind de tablier prin intermediul unor buloane metalice galvanizate pentru asigurarea durabilităţii necesare.

Elementele de rezistenţă ale tablierului s-au determinat plecând de la solicitările maxime din convoaie. S-au luat în considerare vehiculele: ATF-25, IVECO, Renault, S30.

S-au studiat tabliere de poduri cu lumina de la 3 m la 10 m (din metru în metru) şi deschideri de calcul de la 3,4 la 10,4 m.

Principalele elemente dimensionale ale tablierelor, volumul de material în tablier, precum şi în elementele parapetului se redau în tabelele de mai jos.

S-au adoptat grosimi ale tablierului din glulam de la 13,3 cm pentru deschideri de 3,4 până la 30,0 cm pentru deschideri de 10,4 m.

Fig. 4.8 Secţiune transversală în tablier pe grinzi longitudinale juxtapuse cu îmbrăcăminte din bitum – cross-section in a glulam deck (adjacent beams and bituminous cover layer)


- 49 -

Pentru a se putea compara cele două soluţii prezentate, din punct de vedere al costurilor, s-a adoptat pentru ambele aceeaşi cale formată din podina de uzură (dulapi de lemn ecarisat).

Volumul total de glulam (în tablier) variază de la 2,0 m3 la deschiderea de 3,4 m până la 13,1 m3 la deschiderea de 10,4 m.

Costul materialului din tablier (glulam) variază între 4245 lei pentru deschiderea de 3,4 m şi 27468 lei pentru deschiderea de 10,4 m.

Tabel 4.4 Elemente dimensionale ale tablierelor – dimensions of decks

Lumina H Vol.

grinzi Cost

glulam Deschiderea [m] [m]

Lungime grinda [m] [cm] [m3] [lei]

3,4 3 3,8 13,3 2,0 4245,4 4,4 4 4,9 16,7 3,3 6873,7 5,4 5 5,9 20 4,7 9912,0 6,4 6 6,9 23,3 6,4 13504,7 7,4 7 7,9 23,3 7,4 15461,9 8,4 8 8,9 26,7 9,5 19960,9 9,4 9 9,9 30 11,9 24948,0 10,4 10 10,9 30 13,1 27468,0

Fig. 4.9 Vedere spaţială tablier pe grinzi longitudinale juxtapuse cu îmbrăcăminte din bitum-soluţia proiectată – 3D view of a glulam deck (adjacent beams and bituminous cover layer)


- 50 -

Tabel 4.5. – Costuri materiale – Materials’ costs

Lumina H

Volum glulam în tablier

Cost glulam tablier

Total vol. lemn podină şi parapeţi

Cost lemn

Cost glulam +lemn

Deschiderea pod [m] [m]

Lungime grindă [m] [cm] [m3] [lei] [m3] [lei] [lei]

3,4 3 3,8 13,3 2,0 4245,4 0,9 563,8 4809,1 4,4 4 4,9 16,7 3,3 6873,7 1,1 670,7 7544,4 5,4 5 5,9 20 4,7 9912,0 1,4 832,7 10744,7 6,4 6 6,9 23,3 6,4 13504,7 1,5 929,9 14434,6 7,4 7 7,9 23,3 7,4 15461,9 1,7 1027,1 16489,0 8,4 8 8,9 26,7 9,5 19960,9 2,0 1189,1 21150,0 9,4 9 9,9 30 11,9 24948,0 2,1 1286,3 26234,3 10,4 10 10,9 30 13,1 27468,0 2,3 1383,5 28851,5

Volumul total de lemn în podina de uzură şi elementele parapetului variază între 0,90 m3

la deschiderea de 3,4 şi 2,3 m3 la deschiderea de 10,4 m. Consumul total de glulam şi de lemn ecarisat pentru podina de uzură şi parapet se redă în

figura următoare, nr. 4.9, ecuaţiile de regresie fiind următoarele:

Vg=0,046Lt2+0,7454Lt+0,4874; Vl=0,6022Lt+1,7128,

În care: Vg este volumul de glulam în tablier; Vl – volumul de lemn în podina de uzură şi elementele parapetului; Lt – lungimea tablierului.


- 51 -

Fig. 4.9. Consumul de glulam şi lemn în raport cu deschiderea podului – Glulam and wood consumption in rapport with bridge span

Fig. 4.10. Cost comparativ al materialelor de baza (glulam si lemn) in cazul celor doua soluţii propuse – Basic materials (glulam and wood) cost – a compartion


- 52 -

4.1.6 Tabliere din lemn rotund S-au determinat momentele maxime din convoaiele de vehicule utilizate în sectorul

forestier (autotrenul ATF 25, IVECO, Renaul Kerax 450) precum şi din vehiculul pe şenile S 30 corespunzător clasei a III-a de încărcare STAS 3221. Valorile obţinute pentru fiecare convoi precum şi valoarea maximă rezultată din compararea valorilor se prezintă în tabelul de mai jos pentru deschideri cuprinse între 1 şi 16 m.

Pentru o comparare facilă, datele se prezintă şi în graficul din figura de mai jos. Dimensionarea tablierelor realizate din lemn rotund depinde de o serie de factori, printre

care de o importanţă deosebită sunt momentele maxime provenite din convoaie de vehicule. Contează de asemenea într-o mare măsură rezistenţa lemnului, în raport cu care,

diametrele necesare pentru buştenii folosiţi ca grinzi se adoptă diferenţiat pentru un acelaşi convoi de calcul şi deschidere a podului. În ceea ce urmează se prezintă momentele de calcul pentru diferite convoaie de vehicule cât şi diametrele necesare pentru buşteni în diferite ipoteze de calcul (rezistenţe ale lemnului).

Tabel nr. 4.5-Momente din vehicule in funcție de deschidere Momente Momente totale din convoaie

Lumina Deschidere din inc. per. S30 ATF25 Renault IVECO [m] [m] [kNm] [kNm] [kNm] [kNm] [kNm]

2.00 2.20 0.762 45.38 45.49 55.00 70.00 3.00 3.20 1.613 96.00 82.39 89.70 105.00 4.00 4.30 2.912 172.50 126.36 144.70 148.50 5.00 5.30 4.424 247.50 166.89 199.70 216.00 6.00 6.40 6.451 330.00 194.35 254.70 283.50 7.00 7.40 8.625 405.00 217.09 309.70 351.00 8.00 8.50 11.379 487.50 353.54 364.70 418.50 9.00 9.60 14.515 570.00 490.00 419.70 486.00

10.00 10.60 17.697 645.00 448.12 491.70 553.50 11.00 11.60 21.193 720.00 546.32 566.70 621.00 12.00 12.60 25.005 795.00 644.52 641.70 688.50 13.00 13.60 29.131 870.00 742.72 722.10 756.00 14.00 14.70 34.034 952.50 850.74 812.10 850.30 15.00 15.70 38.822 1027.50 948.94 902.10 952.80


- 53 -

Fig. 4.10.1 - Momente din vehicule in funcţie de deschidere (tonexm)

4.1.6.1 Tabliere din lemn rotund cu grinzi simple

Pentru deschideri cuprinse între 2,20 şi 6,40 m, se recomandă soluţii de poduri realizate

din grinzi principale alcătuite dintr-un singur element (buştean), peste care se realizează o podină din bile sau lemn ecarisat aşezat jonctiv, cu grosimea de 12...14 cm, peste care se poate realiza o îmbrăcăminte de protecţie din beton asfaltic cu grosimea medie de 4 cm şi cu pantă transversală în două ape de 2%.

Pentru rezistenţe ale lemnului de la 0,7 la 1,2 kN/cm2, s-au calculat diametrele necesare corespunzătoare cu relaţia care se redau în tabel

,

d este diametrul necesar; σa – este efortul unitar admisibil al materialului din grindă; M – momentul aferent unei grinzi (urşi).


- 54 -

Table 4.6. - Momente de dimensionare si diametre necesare pentru o rezistenta a lemnului de 0.8 kN/cm2 Moment

Diametrul Moment

Diametrul necesar Moment


Diam. necesar

maxim necesar maxim S30+ATF 25 Renault

RENAULT IVECO IVECO

Deschid. [m]

[kNm] [cm] S30+ATF25 [cm] [kNm] [cm] [kNm] [cm]

2.20 26 32.2 17 28.0 21 29.8 26 32.2 3.20 40 37.0 32 34.2 34 35.2 40 37.0 4.30 57 41.7 55 41.1 55 41.3 57 41.7 5.30 83 47.3 79 46.5 77 46.1 83 47.3 6.40 109 51.8 105 51.2 99 50.1 109 51.8 7.40 136 55.8 130 54.9 121 53.6 136 55.8 8.50 163 59.3 158 58.6 144 56.8 163 59.3 9.60 192 62.6 192 62.6 167 59.7 191 62.4 10.60 219 65.3 211 64.6 196 63.0 219 65.3

Tabel 4.5.1 - Momente de dimensionare si diametre necesare pentru o rezistenta a lemnului de 0.7 kN/cm2

Moment Diametrul Moment Diametrul necesar Moment


Diametrul necesar

maxim necesar maxim S30+ATF 25 Renault RENAULT IVECO IVECO

Deschid. [m]

[kNm] [cm] S30+ATF25 [cm] [kNm] [cm] [kNm] [cm] 2.20 26 33.7 17 29.3 21 31.1 26 33.7 3.20 40 38.7 32 35.8 34 36.8 40 38.7 4.30 57 43.6 55 43.0 55 43.2 57 43.6 5.30 83 49.4 79 48.6 77 48.2 83 49.4 6.40 109 54.2 105 53.5 99 52.4 109 54.2 7.40 136 58.3 130 57.4 121 56.1 136 58.3 8.50 163 61.9 158 61.2 144 59.4 163 61.9 9.60 192 65.4 192 65.4 167 62.4 191 65.3 10.60 219 68.3 211 67.5 196 65.9 219 68.3


- 55 -

Tabel 4.7 - Momente de dimensionare si diametre necesare pentru o rezistenta a lemnului de 0.9 kN/cm2

Moment Diametrul Moment Diametrul necesar Moment


Diametrul necesar

maxim necesar maxim S30+ATF 25 Renault RENAULT IVECO IVECO

Desc [m]

[kNm] [cm] S30+ATF25 [cm] [kNm] [cm] [kNm] [cm] 2.20 26 30.9 17 26.9 21 28.6 26 30.9 3.20 40 35.6 32 32.9 34 33.8 40 35.6 4.30 57 40.1 55 39.6 55 39.7 57 40.1 5.30 83 45.4 79 44.7 77 44.3 83 45.4 6.40 109 49.8 105 49.2 99 48.2 109 49.8 7.40 136 53.6 130 52.8 121 51.6 136 53.6 8.50 163 57.0 158 56.3 144 54.6 163 57.0 9.60 192 60.2 192 60.2 167 57.4 191 60.0 10.60 219 62.8 211 62.1 196 60.6 219 62.8

Fig. 4.11. Beams diameter in function of span and wood strength for S30+ATF25 convoy

Fig. 4.11. Beams diameter in function of span and wood strength for RENAULT convoy


- 56 -

Fig. 4.12. Beams diameter in function of span and wood strength for IVECO convoy


- 57 -

4.2. PODURI PE STRUCTURĂ DIN TABL Ă ONDULATĂ - Noţiuni generale

O parte importantă din deteriorările apărute la drumurile forestiere sunt determinate de acţiunea apelor în special în zona şanţurilor, podurilor şi podeţelor . Folosirea podurilor şi podeţelor pe structură din tablă ondulată (Foto. 4.2.) reprezintă o alternativă viabilă pentru soluţiile aplicate în prezent pe drumurile forestiere (Foto. 4.3.), mult mai scumpe şi greu de realizat.

Datorită superiorităţii tehnice, simplităţii tehnologice si a costurilor reduse, structurile tubulare din tablă ondulată au foarte multe aplicaţii în realizarea structurilor de rezistenţă la drumuri precum şi la unele construcţii industriale.

Tuburile metalice sunt piese prefabricate din oţel, al căror principal scop în geniul civil este acela de a amenaja sub suprafaţa solului o incintă cilindrică (Foto. 4.4.). Secţiunea lor este un contur geometric închis în cele mai multe cazuri, exceptând cazurile care se referă la "arce" metalice, care sunt fundate în partea lor inferioară pe stâlpi sau pe un radier din beton armat.

Dimensiunile interioare care pot fi obţinute cu acest tip de material merg de la circa 50 cm până la circa 15 m, ceea ce înseamnă că aplicarea lor merge de la o simplă ţeavă de drenaj până la pasajul inferior de dimensiuni relativ importante.

Foto. 4.2. - Podeţ tubular pe structură din tablă ondulată. (Corrugated steel

culvert)

Foto. 4.3. - Podeţ tubular din beton (Concrete tubular culvert)


- 58 -

Modul de funcţionare în serviciu rezultă din asocierea a două medii: - pământurile înconjurătoare: fundaţii, rambleuri laterale, acoperiri. - cofrajul metalic constituit de tub, odată cu asamblarea diverselor sale elemente.

Acest cofraj fiind suplu, cu toate că o anumită rigiditate îi este conferită prin ondulaţii, prin deformarea sa permite o evoluţie a orientării câmpului de eforturi în solurile înconjurătoare. Spre deosebire de lucrările rigide, tuburile flexibile vor solicita rambleele alăturate prin împingere.

Principiul lor de funcţionare este bazat deci pe o folosire judicioasă a acţiunii potenţiale favorabile a rambleelor laterale. Rezultă că, pe de o parte, deformări moderate ale tubului sunt naturale şi, pe de altă parte, materialul ce constituie solurile înconjurătoare trebuie să satisfacă anumite caracteristici din punct de vedere al rezistenţei mecanice, pentru ca aceste deformări să rămână în limite tolerabile.

Podeţele metalice din tablă ondulată sunt alcătuite din tole de diferite dimensiuni şi secţiuni care se asamblează cu ajutorul unor buloane speciale. Podeţele metalice din tablă ondulată sunt structuri flexibile uşoare ce se integrează armonios cu mediul natural.

Elementele componente ale unui astfel de podeţ sunt: - structura metalică care poate fi un tub sau o boltă; - umplutura din materiale granulare; - racordările de la intrarea şi ieşirea apei din podeţ.

Structura de rezistenţă podeţelor metalice poate fi alcătuită din tuburi de secţiune unitară, sau cu secţiunea alcătuită din două părţi pentru deschideri mici şi este de tipul tuburi îmbucate : una inferioară ce se aşează pe stratul de fundare şi alta superioară care se îmbină, în părţile laterale prin cârlige speciale cu cea inferioară. Structura se termină prin elementele de capăt de 7 ondule.

La deschideri de peste 2 m tubul se realizează din tole curbe de tablă ondulată care se îmbină cu buloane de înaltă rezistenţă pentru a forma tubul sau bolta. Grosimea tablei şi mărimea ondulelor se aleg pe baza unui calcul de rezistenţă, dintre modulele tipizate puse la dispoziţie de firmele producătoare. Tabla ca şi buloanele sunt acoperite la cald cu un strat protector de aluminiu, de gudron epoxy sau material plastic, ceea ce le asigură o durabilitate garantată de 50...60 ani.

Umplutura din materiale granulare este inclusă în terasamentul drumului şi are menirea să asigure capacitatea portantă a podeţului. Această capacitate portantă rezultă din conlucrarea

Foto. 4.4. – Tub metallic din tablă ondulată (Corrugated steel tube)


- 59 -

structurii din tablă ondulată cu materialul granular al umpluturii care se amplasează, pentru sprijinire, în zonele laterale ale tubului pentru a preveni deformarea acestuia datorită sarcinii geologice de deasupra şi a solicitărilor din circulaţie. Deosebit de importantă este compactarea puternică şi realizată corect a umpluturii . În acest scop umpluturile laterale se realizează alternant, de o parte şi de alta a tubului şi progresiv în straturi de circa 20 cm, avându-se grijă,ca în zona tubului compactarea să se facă, de preferinţă cu maiuri mecanice sau manual, evitându-se folosirea cilindrilor compactori care ar putea deforma şi deteriora tubul.

Este necesar ca materialul folosit să aibă structură omogenă (cu acelaşi modul de deformaţie), fără incluziuni de roci care ar putea provoca deformaţii locale ale tubului şi ar reduce capacitatea portantă a structurii.

Pentru amortizarea solicitărilor circulaţiei şi transmiterea uniformă a acestora asupra tubului, deasupra acestuia se execută o umplutură din materiale granulare de circa 1,5...2 m.

O problemă importantă este aceea de a proteja tubul împotriva eforturilor la care este supus. În acest scop la extradosul tubului acesta se îmbracă, pentru protecţie, cu un strat de nisip de circa 20cm, care se aşează între tub şi materialul de umplutură.

Racordările de la intrarea şi ieşirea apei din tub se realizează prin amenajarea unor timpane şi aripi din gabioane (Foto. 4.5. şi Foto. 4.6), eventual din beton sau prin teşirea tubului corespunzător înclinării taluzului. La capete structura poate fi tăiată perpendicular sau la unghiului taluzului rambleului.

În cazul unor albii largi se pot folosi două sau mai multe tuburi mai mici decât un singur tub de dimensiuni exagerate (Foto. 4.7).

Pentru a evita deformarea tubului execuţia va respecta regulile menţionate în sensul că terasamentele se ridică progresiv la ambele tuburi. Pentru asigurarea stabilit ăţii construcţiei, între pereţii tuburilor se va lăsa un spaţiu de minimum 1m în care se introduce materialul granular al terasamentului.

Foto. 4.5.- Foto. 4.6 – Racordarea podeţului tubular din tablă ondulată cu terasamentul

(Culvert racordation to the embankment)


- 60 -

Foto. 4.7. – Podeţ alcătuit din patru tuburi (4

tubes culvert)

Foto. 4.8 – Podeţ tubular drum forestier

construit in anul 2012


- 61 -

CAPITOLUL 5

CONCLUZII SI CONTRIBUTII PERSONALE

5.1. Concluzii :

În ceea ce privește convoaiele, conform normativelor în vigoare, dimensionarea podurilor și podețelor se face la clasa a III-a de încărcare , conform STAS 3221, cu obligația de a se face verificarea și la autotrenurile folosite în zona pentru transportul lemnului. Din acest motiv s-au făcut evaluări pentru vehiculele pe șenile S30 și pentru autotrenurile ATF 25, IVECO, RENAULT KERAX 450, ca fiind vehicule care se utilizează în zonă. După cum reiese din figura nr. 4.2, cap. 4.1.3.2, momentul maxim determinat în tablier la deschideri mai mari de 3m , este dat fără doar și poate de vehiculul pe șenile S30, care merge pe aceeași linie cu momentul maxim. Analizând comportamentul autotrenurilor pe roți, putem spune că momentul determinat în tablier de IVECO este mai mare decât cel de la RENAULT și ATF 25, cel mai mic fiind la ATF 25. Diagrama care reprezintă momentele din vehicule în funcție de deschidere poate reprezenta și poate constitui un ajutor important pentru domeniul forestier. Încărcarea permanentă, pe ml de pod, din tablier, ce rezultă din greutatea tablierului, variază liniar cu deschiderea podului, unde coeficientul de calcul este 0,997, ceea ce arată o legătură foarte strânsă variația încărcării cu deschiderea podului. În ceea ce privește elementele dimensionale și costurile pentru grinzi și antretoaze în funcție de deschiderea podului, din tabelul 4.1, rezultă faptul că volumul total de glulam la o deschidere de 3,4 m este de 1,38 mc, cu un cost de 2903,99 lei, iar apoi sunt detaliate costurile în funcție de deschidere. Din analiza costurilor de lucrări pentru un pod cu lungimea de 6,0m, înălţimea elevaţiei de 3,0m şi lăţimea de 4,2m, în funcție de materialul ales, au rezultat următoarele costuri:

Tabel nr.4.8 Costurile totale pentru materiale, manoperă, utilaje, transport (costs for all materials,

labor, equipment and trasnport)

Tipul lucrării

Materiale (RON)

Manoperă (RON)

Utilaje (RON)

Transport (RON)

Total cheltuieli directe (RON)

Total (exclusiv T.V.A.) (RON)

Total (inclusiv T.V.A.) (RON)

Pod dalat beton

59.375, 20

23.398, 42

7.164,62 13.349, 49

103.287,70

118.780,90

147.288,32

Pod lemn 21.976, 04

25.636 82

4.979,01 810,70 53.402, 57

61.412, 95

76.152, 06

Pod lemn glulam

43.439, 12

16.252, 57

6.207,11 10.100, 10

75.998, 90

87.398, 73

108.374,43

Podeţ tubular tablă

52.703, 64

8.294, 31

2.041,26 2.764,98 65.804, 19

75.674, 82

93.836, 78

Costurile de producţie a lucrărilor de artă, poduri şi podeţe, s-a putut observa că în momentul de faţă, cele mai avantajoase din punct de vedere economic sunt cele din lemnul


- 62 -

impregnat, pe locul 1, cele din tablă ondulată , pe locul 2, cele din glulam pe locul 3 şi pe ultimul loc se situează cele din beton armat. 5.2. Aspecte privind eficienţa economică a investiţiilor

Eficienţa economică a investiţiilor poate fi definită printr-o serie de indicatori de eficienţă. În cele ce urmează se va face referire numai la unul dintre indicatorii considerat de importanţă deosebită: raportul dintre efectul economic şi volumul investiţiei. Creşterea valorii acestui raport are implicaţii dintre cele mai favorabile asupra eficienţei şi ca atare trebuie să se urmărească toate căile care conduc la acest deziderat; una dintre cele mai raţionale este urmărirea celor mai mari efecte economice în paralel cu diminuarea volumului investiţiilor pentru acelaşi obiectiv de construcţie.

Efectul economic al investiţiilor reprezintă suma rezultatelor utile ale acestora; efectul economic poate fi măsurat cantitativ (fizic sau valoric) sau calitativ (îmbunătăţirea condiţiilor de muncă). Volumul investiţiilor se exprimă de regulă sub formă valorică şi reprezintă efortul financiar necesar realizării investiţilor.

În ansamblu, creşterea eficienţei economice impune ca sarcini de bază în domeniul lucrărilor de poduri, urmărirea permanentă a următoarelor obiective principale: - creşterea gradului de eficientizare a lucrărilor; - reducerea greutăţii proprii a podurilor şi implicit a elementelor componente; - reducerea consumurilor de materiale; - scăderea continuă a costurilor; - creşterea productivităţii muncii în paralel cu reducerea manoperei pe şantiere; - reducerea termenelor de execuţie şi de dare în funcţiune. Desigur, această enumerare nu trebuie considerată ca limitativă, ci numai ca prioritară. În cele ce urmează se vor analiza pe scurt implicaţiile unora dintre obiectivele menţionate asupra valorii indicatorului global de eficienţă. În domeniul transporturilor de material lemnos, reducerea duratei de execuţie a investiţiilor destinate căilor de comunicaţii şi deci implicit şi a podurilor şi podeţelor, creează posibilitatea obţinerii unor efecte economice favorabile la scara întregii economii din domeniul silvic.

Aceste efecte se datorează pe de o parte producţiei suplimentare realizate prin intrarea mai devreme în funcţiune a obiectivelor şi pe de altă parte prin eliberarea unui volum mare de investiţii pentru alte nevoi ale sectorului forestier.

În ceea ce priveşte costul podurilor şi podeţelor amplasate pe drumurile forestiere, se poate aprecia că scăderea continuă a acestuia are repercusiuni din cele mai favorabile atât în sfera efectelor economice, cât şi în aceea a volumului investiţiilor respective. În acest domeniu, principala cale de reducere a costurilor este eficientizarea lucrărilor, fără a se neglija şi celelalte aspecte colaterale, cum ar fi reducerea consumului de materiale.

Datorită multitudinii factorilor implicaţi, se consideră că alegerea soluţiei de construcţie pentru poduri şi podeţe, trebuie să decurgă dintr-un proces de optimizare corespunzător fiecărei situaţii.

Abordarea problemelor din prisma optimizării constituie calea ce poate conduce în toate cazurile către reuşite constructive, care să-şi îndreptăţească denumirea de lucrări de artă. Însăşi scopul proiectării inginereşti a fost dintotdeauna obţinerea celui mai bun sistem posibil funcţie de resursele alocate în cadrul unei anumite etape de dezvoltare societăţii. Caracteristica de ansamblu a unei astfel de proiectări este maximizarea unor anumite funcţii de beneficiu, cu satisfacerea de


- 63 -

condiţii impuse, denumite şi restricţii, care se pot referi la consumuri, performanţe sau limite umane

5.3. CRITERII DE BAZ Ă PRIVIND ALEGEREA UNOR SOLU ŢII TEHNICE PENTRU LUCRĂRILE DE TRAVERSARE A DRUMURILOR FORESTIERE

În acest subcapitol sunt evidenţiate câteva criterii privind alegerea unor soluţii tehnice pentru lucrările de traversare a drumurilor forestiere, incluzând prezentarea unor grafice referitoare la evaluarea unor astfel de lucrări.

Alegerea soluţiilor tehnice pentru lucrările de traversare (poduri dalate şi podeţe tubulare) este foarte importantă, deoarece implică un capital mare de investiţii pentru implementarea lor.

Criteriile de alegere a soluţiilor tehnice sunt multiple şi pot varia în funcţie de: caracteristicile amplasamentului, natura terenului de fundare, durata de timp necesară pentru finalizarea lucrării şi cel mai important criteriu – costul total al lucrării.

Lucrările de traversare a drumurilor forestiere cumulează un procent important în costul total de execuţie a drumurilor forestiere, motiv pentru care trebuie acordată o atenţie deosebită acestui aspect, pentru a pune în valoare cele mai eficiente soluţii tehnice.

Deoarece relieful din zona studiată prezintă numeroase pâraie, viroage, hogaşe şi ravene, pentru traversarea acestor obstacole trebuiesc respectate două criterii de bază: construirea podurilor şi a podeţelor trebuie să fie cât mai eficientă din punct de vedere economic, iar prin alegerea locurilor de amplasare a respectivelor lucrări, să necesite în timp o mentenanţă minimă.

Costurile pentru o mentenanţă superioară trebuie să fie însoţite întotdeauna de economii de capital, iar deciziile trebuiesc luate pe considerentul unei estimări generale şi a unor indicatori pentru următoarele aspecte:

- terenul de fundare și amplasarea lucrărilor de artă; - cerinţele beneficiarului pentru podul în cauză; - volumul traficului pe drumul forestier luat în considerare; - resursele disponibile.

În ceea ce priveşte alegerea locului de amplasare a lucrărilor de traversare a drumurilor forestiere, există câteva aspecte de care trebuie ţinut cont:

- pentru a asigura stabilitatea structurii, solul în care urmează a fi încastrat podul trebuie să fie suficient de solid;

- amplasarea unui pod trebuie să prezinte un aliniament adecvat; - podul şi lucrările legate la acesta (gabioane, ziduri de sprijin, traverse, căsoaie)

trebuie să aibă un impact pozitiv asupra mediului în care sunt amplasate; - pentru alegerea soluţiilor în regim de urgenţă, investigaţiile privind terenul de

fundare se bazează pe estimări cât mai precise ale proiectantului; - pentru a reduce aria bazinului de captare a unui pârâu şi a exclude riscul

inundaţiilor, traversarea prin intermediul unui pod trebuie să urmărească o ocolire cât mai evidentă. Având ales locul de amplasare al podului, dimensionarea acestuia va fi executată,

sistematizând porţiunile de drum forestier cu relief asemănător şi calculând aria cursului de apă. Principala recomandare care se desprinde din cuprinsul tezei este faptul ca soluţiile

ecologice propuse prezintă avantaje pe linia protecţiei mediului cat si in ce priveşte durata de execuţie si costurile.


- 64 -

5.4 Dintre contribuţiile personale, enumerăm:

Realizarea unei sinteze cuprinzătoare a informaţiilor privind stadiul actual al concepţiei, proiectării, realizării şi exploatării lucrărilor de artă şi de apărare consolidare, precum şi a tendinţelor în domeniu.

Realizarea unui studiu complex al comportării materialelor ecologice (structurile din lemn brut, lemn lamelar încleiat – glulam, tablă de oţel ondulată şi galvanizată) la acţiuni cu caracter distructiv (foc, umiditate, biodegradare), al măsurilor şi soluţiilor moderne de protecţie împotriva acestora.

S-a realizat analiza unor aspecte specifice lucrărilor de traversare şi de apărare a drumurilor forestiere, în contextul conceptului de dezvoltare durabilă.

Studii asupra comportării elementelor şi structurilor din beton, material lemnos, piatră şi tablă din oţel ondulată şi galvanizată, utilizate la lucrările de artă şi de apărare consolidare a drumurilor forestiere, cu evidenţierea influenţei parametrilor geometrici (lungime, înălţime, adâncimea de fundare, secţiune), precum şi a factorilor care acţionează asupra lor în perioada de exploatare.

Analiza tehnico-economică a soluţiilor ecologice pentru lucrările de artă şi de apărare consolidare în general, iar în particular pentru realizarea unor lucrări de traversare a drumurilor forestiere din zona studiată.

S-a întocmit o amplă documentare în ceea ce priveşte proiectarea, execuţia şi comportarea în exploatare a lucrărilor de traversare şi de apărare consolidare de la drumurile forestiere.

S-a realizat un studiu privind solicitările maxime în grinzile podurilor la vehiculele din transport lemn existente în prezent cât şi la convoiul de calcul prevăzut prin normativ, A10 şi S30.

S-au conceput soluţii ecologice pentru podurile de la drumurile forestiere, acestea fiind podurile din glulam, cu deschideri de la 2 la 10 m, poduri din lemn impregnat şi poduri din tablă ondulată

S-au determinat consumurile de materiale şi costurile pentru tablierele din glulam şi din lemn, ceea ce permite alegerea soluţiilor adoptate în practică, în funcţie de costurile de producţie.


- 65 -

BIBLIOGRAFIE

1. ACI 440.2R-08 (2008): Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures. Reported by ACI Committee 440, American Concrete Institute, 80 p.

2. Ahmad M. (1951): Spacing and protection of spurs for bank protection. Civil Engineering and Publication Review, pp. 3–7.

3. Ahmad M. (1953): Experiments on design and behavior of spur dikes. Proceeding of Intenational Hydraulic Convention, ASCE, New York, pp. 145–159.

4. Ahmad Y (2010): Bending behavior of timber beams strengthened using fiber reinforced

polymer bars and plates. PhD dissertation. Faculty of Civil Engineering, Technology University of Malaysia 306 p.

5. Akib S., Othman F., Othman I. (2008): Scour Behaviour on singly and doubly row pile

integral bridges, in: Proceeding of United Kingdom Malaysia Engineering Conference, University College London, 2008.

6. Alexandru, V., 2000 – Construcția și întreținerea drumurilor forestiere, Editura Infomarket, Brașov.

7. Angst V., Malo K. A., (2012) Effect of self-tapping screws on moisture induced stresses in glulam, Engineering Structures 45, 209-306.

8. Apăvăloaie M., Barbu N. Consideraţii asupra distribuţiei cantităţilor de precipitaţii

atmosferice din partea nordică a Carpaţilor Orientali, în manuscris 1974.

9. Ashtiani B.A., Beheshti A.A. (2006): Experimental investigation of clear-water local scour at pile groups, Journal of Hydraulic Engineering 132 (10), 1100–1104.

10. ASTM International (ASTM). D25 standard specification for round timber piles. West

Conshohocken (PA): American Society of Testing and Materials; 1999.

11. Baratta A., Corbi O. (2003): Dynamic response and control of hysteretic structures, Simulation Modelling Practice and Theory, 11, 371–385.

12. Barbhuiya A.K. şi Dey S. (2004): Local scour at abutments: A Review, Sadhana, 29 (5),

449–476.

13. Bateni S.M., Jeng D.S. (2007): Estimation of pile group scour using adaptive neuro-fuzzy approach, Ocean Engineering, 34, 1344–1354.

14. Bateni S.M., Borghei S.M., Jeng D.S. (2007): Neural network and Neuro-Fuzzy

assessments for scour depth around bridge piers, Engineering Applications of Artificial Intelligence 20 (3), 401–414.


- 66 -

15. Bereziuc R., Opriţa V., Olteanu N. (1987): Reţele de drumuri forestiere, Editura Ceres, Bucureşti.

16. Bereziuc R. (1981): Drumuri forestiere, Editura Didactică şi Padagogică, Bucureşti.

17. Bereziuc R., Alexandru V., Olteanu N., Pop I. (1989): Drumuri forestiere, Editura Tehnică, Bucureşti.

18. Bereziuc R., Alexandru V., Ciobanu V., Ignea G. (2008): Elemente pentru fundamentarea normativului de proiectare a drumurilor forestiere, Editura Universităţii Transilvania din Braşov.

19. Blass H.J. & Bejtka I. (2003) Querzugverstärkungen in gefährdeten Bereichen mit

selbstbohrenden Holzschrauben. Kurzberichte aus der Bauforschung, 226–234.

20. Bohannan B. (1962): Prestressed wood members, Forest Prod J, 12 (12), 596–602.

21. Borri A., Corradi M., Speranzini E. (2001): Travi in legno rinforzate con barre o contessuti in fibre di carbonio, L’Edilizia, 4, 48–56.

22. Borri A., Corradi M., Grazini A. (2005): A method for flexural reinforcement of old wood

beams with CFRP materials, Composites: Part B, 36,143–153.

23. Borz, S.A., 2010: A Computational Algorithm for Cutting Volumes Determination with Application in the Tractor Logging Network Design, Bulletin of the Transilvania University of Brasov, 3 (52), Series II: Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering, 5-10.

24. Borz S.A., Bîrda M., Ignea G., Oprea I. 2011: Technological Aspects Regarding Timber Exploitation Using Mounty 4100 Cable Yarder, Bulletin of the Transilvania University of Brasov, 4 (53), No. 2, Series II: Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering, 1-6.

25. Brandner R., Schickhofer G. (2008): Glued laminated timber in bending: new aspects

concerning modeling, Wood Sci Technol, 42, 401–25.

26. Breusers H.N.C., Nicollet G., Shen H.W. (1977): Local scour around cylindrical piers, Journal of Hydraulic Research 15 (3), 211–252.

27. Breusers H.N.C., Raudkivi A.J. (1991): Hydraulic Structures Design Manual, A.A.

Balkema.

28. Brische C., Behnen C.J., Lenz M.T., Brandt K., Melcher E. (2012): Durability of oak timber bridges - Impact of inherent wood resistance and environmental conditions, International Biodeterioration & Biodegradation, 75, 115-123.


- 67 -

29. Broughton J.G. & Hutchinson A.R. (2004) Preliminary Test series. Experimental verification of design calculations for the development of design procedures for repairs. LICONS( Low Intrusion Conservation Systems for Timber Structures), CRAF-1999-71216, Task4.1, March 2004.

30. Bruno D., Greco F., Lonetti P., Blasi P.N. (2008): Influence of micro-cracking and contact

on the effective properties of composite materials, Simulation Modelling Practice and Theory 16, 861–884.

31. Brunner M., Schnuriger M. (2002): Towards a future with ductile timber beams. In:

Proceedings of 7th world conference on timber engineering, WCTE 2002, August 12–15, 2002, Malaysia: Perpustakaan Negara, 270–276.

32. Bulleit W.M., Sandberg L.B., Woods G.J. (1989): Steel-reinforced glued laminated

timber. J Struct Eng, ASCE, 115 (2), 433–444.

33. Carrasco E.V.M., Passos L.B., Mantilla J.N.R. (2012) Structural behavior evaluation of Brazilian glulam wood sleepers when submitted to static load. Construction and Buliding Materials 26, 334-343.

34. Carvalho E.P., Mantilla Carrasco E.V. (2010): Influence of test specimen on experimental

characterization of timber–concrete composite joints, Constr Build Mater, 24, 1313–1322.

35. Choi S., Cheong S. (2006): Prediction of local scour around bridge piers using artificial neural networks, Journal of the American Water Resources Association 42 (2), 487–494.

36. Choi F.C., B. Samali J. Li, Crews K. (2008): Application of the modified damage index method to timber beams, Engineering Structures 30, 1124–1145.

37. Coleman S.E. (2005): Clearwater local scour at complex piers, Journal of Hydraulic

Engineering, 131 (4), 330–334.

38. Davalos J.F., Kim Y.C., Barbero E.J. (1995): A layerwise beam element for analysis of frames with laminated sections and flexible joints, Finite Elem Anal Des, 19,181–94.

39. De Luca V., Marano C. (2012), Prestressed glulam timbers reinforced with steel bars,

Construction and Building Materials, 30, 206-217.

40. De Lorenzis L., Teng J.G. (2007): Near-surface mounted FRP reinforcement: an emerging technique for strengthening structures. Composites Part B, 38 (2), 119–143.

41. Department of Transport and Regional Services, Australia (2003): Chapter 4: Local government infrastructure. Local government national report, 61–77.

42. Duwadi S.R., Ritter M.A. (2001): Timber bridges for the 21st century – a summary of new developments. In: Proceedings, IABSE conference, Lahti, innovative wooden structures and bridges, Zurich, Switzerland; 2001.


- 68 -

43. EN 1994-1-1 (2004): Eurocode 4: design of composite steel and concrete structures: general rules for buildings.

44. Fayyadh M.M., Akib S., Othman I., Razak H.A. (2011): Experimental investigation and

finite element modelling of the effects of flow velocities on a skewed integral bridge, Simulation Modelling Practice and Theory, 19, 1975-1810.

45. Feligioni L., Lasvisci P., Duchanois G., Ciechi M., Spinelli P. (2003): Holzals Roh-und

Werktoff 2003, 61, 281–287.

46. Ferrier E., Labossiere P., Neale K.W. (2012): Modelling the bending behaviour of a new hybrid glulam beam reinforced with FRP and ultra-high-performance concrete, Applied Mathematical Modelling, 36 3883-3902.

47. Forest Products Society. Wood handbook - wood as an engineering material. Madison

(WI): Forest Products Society; 1999.

48. Fragiacomo M., Fortino S., Tononi D., Usardi I., Toratti T. (2011) Moisture-induced stresses perpendicular to grain in cross-sections of timber members exposed to different climates. Eng Struct 33,3071–3078.

49. Frese M., Blaß H. J. (2011): Statistics of damages to timber structures in Germany,

Engineering Structures, 33, 2969-2977.

50. Galloway T.L., Fogstad C., Dolan C.W., Puckett J.A. (1996): Initial tests of kevlar prestressed timber beams. University of Wyoming.

51. Garde R. J., Subramanya K., and Nambudripad K.O. (1961): Study of scour around spur

dikes. Journal of Hydraulic Division, ASCE, 87 (6), 23–38.

52. Gentile C., Svecova D. (2002): Timber beams strengthened with GFRP bars: development and applications, J Comput Const, 6 (1),11–20.

53. Gerold M. (2001): Holzbrücken am Weg-einschließlich Geschichte des Holzbrückenbaus unter Berücksichtigung neuester Entwicklungen. Bruderverlag, Karlsruhe.

54. Ghodsian M., Vaghefi M. (2009): Experimental study on scour and flow field in a scour

hole around a T-shape spur dike in a 90° bend, International Journal of Sediment Research 24, 145-158.

55. Gill M. A. (1972): Erosion of sand beds around spur dikes. Journal of Hydraulic Division,

98 (9), 91–98.

56. Guan Z.W., Rodd P.D. (1995): Study of glulam beams pre-stressed with pultruded GRP, Comput Struct, 83(28–30), 2476–2487.

57. Guan Z.W., Rodd P.D., Pope D.J. (2005): Study of glulam beams pre-stressed with

pultruded GRP, Comput Struct, 83, 2476–2487.


- 69 -

58. Gugiuman I, Pleşca Gh., Erhan El., Stănescu I. Unităţi şi subunităţi climatice în partea de est a R.P.R. Anal. Şt. Univ. Al. I. Cuza, Iaşi, 1960.

59. Gutkowski R.M., Natterer J., Favre P.-A. (2008): Field load tests of an anisotropic-grid timber bridge, Construction and Building Materials, 22, 88–98.

60. Hutopil ă V. (2012), Defects in Concrete and Wooden Bridges, Analele Universității din Oradea - Fascicola de Protecția Mediului – vol. XVIII

61. Hutopil ă V. (2012), Bridge Economical Efficiency, Analele Universității din Oradea - Fascicola de Protecția Mediului – vol. XVIII

62. Habid J.D., Tod E.K., Stephen M. (1996): Effect of FRP reinforcement on low grade

eastern hemlock glulams, University of Maine.

63. Hutopil ă V., Ignea Gh., (2012), Bridges and Culverts Behaviour and Forests Roads from Pojorita Forest Area, Suceava County, Universitatea Transilvania Brasov, Forest and Sustainable Development – Brasov Romania 19-20Octomber 2012

64. Haiman M., Zagar M. (2002): Strengthening the timber glulam beams with FRP plates. In:

Proceedings of 7th world conference on timber engineering, WCTE 2002, August 12–15, 2002, Malaysia: Perpustakaan Negara, 270–276.

65. Häglund M. (2008) Varying moisture content and eigen-stresses in timber elements. Wood

Mater Sci Eng 1–2, 38–45.

66. Hemandez R., Davalos J.F., Sonti S.S., Kim Y., Moody R.C. (1997): Strength and stiffness of reinforced yellow-poplar glued laminated beams. Res. Pap. FPL-RP-554, Madison (Wisconsin, USA): Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory.

67. Hoyle R.J. (1975): Steel-reinforced wood beam design. Forest Prod J, 25(4), 17-23.

68. Huang L., Liao H., Wangb B., Li Y. (2009): Numerical simulation for aerodynamic

derivatives of bridge deck, Simulation Modelling Practice and Theory, 17, 719–729.

69. Huang W., Yang Q., Xiao H. (2009): CFD modelling of scale effects on turbulence flow and scour around bridge piers, Computers and Fluids, 38, 1050–1058.

70. Ignea G., Borz S.A. (2011): Research Regarding Technical Solutions Choices for

Romanian Forest Roads Crossing Works, in: Bulletin of the Transilvania University of Brasov, Vol. 4 (53) No. 1, 2011, Series II: Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering, 41-48.


- 70 -

71. Ionaşcu Gh. (1971): Curs general de poduri, tuneluri şi ziduri de sprijin, Institutul Politehnic Braşov.

72. Issa C.A., Kmeid Z. (2005): Advanced wood engineering: glulam beams, Constr Build

Mater, 19, 99–106.

73. Izadinia E., Heidarpour M. (2012): Simultaneous use of cable and collar to prevent local scouring around bridge pier, International Journal of Sediment Research, 27, 394-401.

74. Jeng D.S., Bateni S.M., Lockett E. (2005): Neural network assessment for scour depth

around bridge, Environmental Fluids/Wind Group, Research Report No. R855, Department of Civil Engineering, The University of Sydney, 2005.

75. Jasienko J. (2002): Experimental investigation into the force distribution in glued steel

bars and wooden joints. Arch Civ Eng 1 [Poland].

76. Jasienko J. (2002) On modeling of behaviour of glued steel bar and wood joints. Arch Civ Eng 2 [Poland].

77. Johnsson H., Blanksvärd T., Carolin A. (2006): Glulam members strengthened by carbon

fibre reinforcement, Mater Struct, 40, 47–56.

78. Jönsson J. (2005) Load-carrying capacity of curved glulam beams reinforced with selftapping screws. Holz Roh Werkst 63,342–346.

79. Kambekar A.R., Deo M.C. (2003): Estimation of pile group scour using neural networks,

Applied Ocean Research, 25 (4), 225–234.

80. Khosronejad A., Kang S., Sotiropoulos F. (2012): Experimental and computational investigation of local scour around bridge piers, Advances in Water Resources, 37, 73–85.

81. Khosronejad A., Kang S., Borazjani I., Sotiropoulos F. (2011): Curvilinear immersed

boundary method for simulating coupled flow and bed morphodynamic interactions due to sediment transport phenomena. Adv Water Resour, 34 (7), 829–843.

82. Kim Y.J., Harries K.A. (2010): Modeling of timber beams strengthened with various

CFRP composites, Eng Struct, 32, 3225–3234.

83. Kothyari U.C. şi Ranga Raju K.J. (2001): Scour around spur dikes and bridge abutments. Journal of Hydraulic Research, 39 (4), 367–374.

84. Kuhnle R.A., Alonso C.V., Shields F.D. (1999): Geometry of scour holes associated with

90o spur dikes, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125 (9), 972–978.

85. Kwan T.F. (1988): A Study of Abutment Scour. School of Engineering, the University of Auckland, Auckland, New Zealand, Report No. 451, 1988.


- 71 -

86. Lantos G. (1970): The flexural behaviour of steel reinforced laminated timber beams, Wood Sci, 2 (3), 136–143.

87. Laursen E.M. (1963): Analysis of Relief Bridge scour, Journal of the Hydraulics Division

89 (HY3), 93–118.

88. Laursen E.M., Toch A. (1956): Scour around Bridge Piers and Abutments, Bulletin No. 4, Iowa Highways Research Board, Ames, Iowa, USA, 1956.

89. Lee T.L., Jeng D.S., Zhang G.H., Hong J.H. (2007): Neural network modeling for

estimation of scour depth around bridge piers, Journal of Hydrodynamics, 19 (3), 378–386.

90. Madhoushi M., Ansell M.P. (2004): Experimental study of static and fatigue strengths of

pultruded GFRP rods bonded into LVL and glulam. Int J Adhes Adhes, 24, 319–325.

91. Mark R. (1961): Wood–aluminum beams within and beyond the elastic range. Forest Prod J, 11(10), 477–484.

92. Martin-Vide J.P., Hidalgo C., Bateman A. (1998): Local scour at piled bridge foundations,

Journal of Hydraulic Engineering 124 (4), 439–444.

93. Masjedi A., Shafaei Bejestan M., Esfandi A. (2010): Experimental study on local scour around single oblong pier fitted with a collar in a 180 degree flume bend, International Journal of Sediment Research 25, 304-312.

94. Melville B.W., Sutherland A.J. (1988): Design method for local scour at bridge piers,

Journal of Hydraulic Engineering, 1210–1226.

95. Melville B.W., Chiew Y.M. (1999): Time scale for local scour at bridge piers, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE 125 (1) 59–65.

96. Melville B.W., Coleman S.E. (2000): Bridge Scour, Water Resources Publication, 2000.

97. Miotto J.L. şi Dias A.A. (2012): Evaluation of perforated steel plates as connection in

glulam–concrete composite structures, Construction and Building Materials, 28, 216-223. 98. Möhler K., Hemmer K. (1981) Bauen Mit Holz 83(5), 296–298.

99. Olteanu N. (2003): Reţele de drumuri forestiere, Editura Universităţii Transilvania din

Braşov, Braşov.

100. Olteanu N. (2008): Proiectarea drumurilor forestiere. Reţele de drumuri forestiere, Editura Universităţii Transilvania din Braşov.

101. Oprea I. (2008): Tehnologia exploatării lemnului, Editura Universităţii Transilvania din

Braşov, Braşov.


- 72 -

102. Otero Chans M.D., Estevez Cimadevila J., Martin Gutierrez E., Vazquez Rodriguez J.A. (2010) Influence of timber density on the axial strength of joints made with glued-in steel rods: An experimental approach. Adhesion and Adhesives 30, 380-385.

103. Pagliara S., Carnacina I. (2011): Influence of large woody debris on sediment scour at

bridge piers, International Journal of Sediment Research 26 121-136.

104. PD-003 (2012): Normativ penru proiectarea drumurilor forestiere, Editura Universităţii Transilvania din Braşov.

105. Peck R.B., Hanson W.E., Thornburn T.H. (1974): Foundation engineering. New York (NY): John Wiley & Sons Inc; 1974.

106. Peterson J. (1965): Wood beams prestressed with bonded tension elements, J Struct Eng,

ASCE, 91 (l), 103–119.

107. Plevris N., Triantafillou T.C. (1992): FRP reinforced wood as structural material, J Mater Civ Eng, ASCE, 4 (3), 300–317.

108. Rajaratnam N. şi Nwachukwu B. A. (1983): Erosion near groyne structures. Journal of

Hydraulic Research, IAHR, 21 (4), 227–287.

109. Raudkivi A.J. (1986): Functional trends of scour at bridge piers, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE 112, (1), 1–13.

110. Riberholt H. (1986) Glued bolts in glulam. Department of Structural Engineering.

University of Denmark.Serie R. No. 210.

111. Rice R.M. (1999): Erosion on logging roads in Redwood Creek, Northwestern California, Journal of the American Water Resources Association, 35 (5), 1171-1182.

112. Richardson E.V. şi Stevens M.A. (1975): The Design of Spurs for River Training,

Proceeding of the 15th Congress of the International Assosiation for Hydraulic Research. IAHR. Brasil, 2, pp. 382-388.

113. Ritter M. A. (1992): Timber bridges: design, construction, inspection, and maintenance, EM 7700-8 United States Department of Agriculture, Forest Service, Washington (DC); 1992.

114. România, ţara podurilor expirate, disponibil la: http://infolege.ro/romania-tara-podurilor-

expirate/, accesat la data de 14.11.2012.

115. Schober K.U., Rautenstrauch K. (2005): Experimental investigations on flexural strengthening of timber structures with CFRP. In: Proceedings of the international symposium on bond behaviour of FRP in structures. 2005.

116. sena-cruţ J., Branco J., Jorge M., Barros J.A.O., Silva C., Cunha V.M.C.F. (2012): Bond behaviour between glulam and GFRP’s by pullout tests, Composites: part B, 1045-1055.


- 73 -

117. Shen H.W., Schneider V.R., Karaki S.S. (1969): Local scour around bridge piers,

Journal of the Hydraulics Division, ASCE 89.

118. Shim K.B., Kim K.M., Park J.S. (2009) Improvement of prediction accuracy of glulam modulus of elasticity by considering neutral axis shift in bending, Wood Fiber Sci, 41, 90–96.

119. Shields F.D., Cooper C.M., şi Knigth S.S. (1995): Experiments in stream restoration.

Journal of Hydraulic Engineering, 121 (6), 494–502.

120. Sliker A. (1962): Reinforced wood laminated beams, Forest Prod J, 12 (1), 91–96.

121. Sumer B.M., Bundgaard K., Fredsře J. (2005): Global and local scour at pile groups, International Journal of Offshore and Polar Engineering, 15 (3), 204–209.

122. Tang H.W., Ding B., Chiew Y.M., Fang S.L. (2009): Protection of bridge piers against

scouring with tetrahedral frames, International Journal of Sediment Research, 24, 385-399.

123. Termini, D. (2011): Bed scouring downstream of hydraulic structures under steady flow

conditions: Experimental analysis of space and time scales and implications for mathematical modeling, Catena, 84, 125–135.

124. Timber Piling Council. Timber pile design and construction manual. Vancouver (WA):

American Wood Preservers Institute; 2002.

125. Tomlinson MJ. Pile design and construction practice. London (UK): Viewpoint Publications; 1977.

126. Triantafillou T.C., Deskovic N. (1991): Innovative prestressing with FRP sheets:

mechanics of short-term behavior, J Eng Mech, ASCE, 117 (7), 1652–72.

127. Triantafillou T.C., Deskovic N. (1992): Prestressed FRP sheets as external reinforcement of wood members, J Struct Eng, ASCE, 118 (5), 1270–1284.

128. Tregnaghi M., Marion A., Coleman S., Tait S. (2010): Effect of flood recession on

scouring at bed sills, Journal of Hydraulic Engineering, 136 (4), 204–213.

129. Tregnaghi M., Martion A., Coleman S. (2009): Scouring at bed sills as a response to flash floods, Journal of Hydraulic Engineering 135 (6), 466–475.

130. Turculeţ I. (1984): Câteva precizări şi noi contribuţii biostratigrafie privind unele

rezervaţii geologice din sinclinoriul Rarău (Bucovina), Univ. Iaşi, Muz. Ist. Nat.

131. Vairo G. (2003): A numerical model for wind loads simulation on long-span bridges, Simulation Modelling Practice and Theory, 11, 315–351.


- 74 -

132. Wang C.Y., Cheng J.H., Shih H.P., Chang J.W. (2011): Ring columns as pier scour countermeasures, International Journal of Sediment Research, 26, 353-363.

133. Wang V.Z., Ginger J. D., Narayan K. (2012): Intralaminar and interlaminar fracture

characterization in glued-laminated timber members using image analysis, Engineering Fracture Mechanics, 82, 73-84.

134. Yail J.K., Kent A.H. (2010): Modeling of timber beams strengthened with various CFRP composites, Engineering Structures, 32, 3225-3234.

135. Yang T.H., Wang S.Y., Tsai M.J., Lin C.Y. (2009): The charring depth and charring rate

of glued laminated timber after a standard fire exposure test. Build Environ, 44, 231–236.

136. Yannotti P., S. Alampalli, H.L. (2006): New York State Department of Transportation’s Experience with Integral Abutment Bridges, International Workshop on the Bridges with Integral Abutments, 2006, pp. 5–12.

137. Zhao M., Cheng L., Zang Z. (2010): Experimental and numerical investigation of local

scour around a submerged vertical circular cylinder in steady currents, Coastal Engineering, 57, 709–721.

138. Zhang H., Nakagawa H., Kawaike K., Baba Y. (2009): Experiment and simulation of

turbulent flow in local scour around a spur dyke, International Journal of Sediment Research, 24, 33–45.

CURRICULUM VITAE DATE PERSONALE: NUMELE: HUTOPILĂ


- 75 -

PRENUMELE: VALENTIN DATE ŞI LOCUL NAŞTERII: 04-07-1983 – CÂMPULUNG MOLDOVENESC STARE CIVILĂ: CĂSĂTORIT, 1 COPIL ADRESA LOCULUI DE MUNCĂ: PRIMĂRIA POJORÂTA, JUDEŢUL SUCEAVA, NR. 551 ADRESA DOMICILULUI: COMUNA POJORÂTA, JUDEŢUL SUCEAVA, NR. 809 TELEFON: 0733/951.139 . MAIL : [email protected] STUDII LICEALE: 1998-2002 – Colegiul Silvic Câmpulung Moldovenesc STUDII UNIVERSITARE: 2002-2007 – Universitatea Transivania din Braşov, Facultatea de Silvicultură şi Exploatări Forestiere ACTIVITATEA PROFESIONAL Ă: Aug.2007-dec.2007 - SC Calcarul SA, Pojorâta – inginer silvic Oct.2007-prezent – doctorant Universitatea Transivania din Braşov, Facultatea de Silvicultură şi Exploatări Forestiere Ian.2008 – iulie-2008 – SC Geodis Romania SRL Braşov – inginer cadastru Dec.2008 – prezent – Primăria Pojorâta, jud. Suceava – consilier principal ACTIVITATEA ŞTIIN ŢIFIC Ă: ARTICOLE PUBLICATE : 3 LIMBI STRAINE CUNOSCUTE: ENGLEZA

CURRICULUM VITAE PERSONAL DATA: Name: HUTOPILĂ Surname: VALENTIN Date and place of birth: 04-07-1983 – CÂMPULUNG MOLDOVENESC Marital status: MARRIEDI, 1 CHILD Office address: PRIMĂRIA POJORÂTA, JUDEŢUL SUCEAVA, NR. 551 Address : COMUNA POJORÂTA, JUDEŢUL SUCEAVA, NR. 809 Phone: 0040733951139. Mail : [email protected] HIGH SCHOOL STUDIES: 1998-2002 – College of forestry Câmpulung Moldovenesc HIGHER EDUCATION STUDIES: 2002-2007 – Faculty of Silviculture and Forest Engineering/University Transilvania Brasov/Silviculture and Forest engineering/5 years PROFFESIONAL ACTIVITY : Aug.2007-dec.2007 - SC Calcarul SA, Pojorâta – forestry engineer Oct.2007-present – PhD Faculty of Silviculture and Forest Engineering/University Transilvania Brasov january.2008 – july.2008 – SC Geodis Romania SRL Braşov – surveying engineer Dec.2008 – present – Primăria Pojorâta, jud. Suceava – adviser SCIENTIFIC ACTIVITY : Published articles: 3 FOREIGN LANGUAGES : Englesh

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT


- 76 -

Soluţii ecologice pentru lucrările de artă şi apărare-consolidare la drumurile forestiere

Conducător ştiinţific,

Prof. dr. ing. Gheorghe IGNEA Doctorand,

ing. Valentin HUTOPILĂ

Cuvinte cheie: ecologic, lucrări de artă, drumuri forestiere. Cercetările abordate în prezenta teză de doctorat au urmărit comportarea în exploatare a

podurilor şi podeţelor, precum şi a lucrărilor de apărare-consolidare de pe drumurle forestiere din zona Obcinilor Bucovinei.

În cadrul lucrării de evidenţiază aspecte privind influenţa viiturilor torenţiale şi a traficului asupra stării acestor lucrări. Plecând de la incovenientele soluţiilor bazate pe beton armat, se propun şi se evaluează din punct de vedere tehnico-economic soluţii alternative, pe bază de lemn încleiat, lemn rotund impregnat respectiv structuri pe tablă ondulată sau materiale plastice.

În acest scop se prezintă tabele de calcul cuprinzând solicitările maxime determinate de convoaiele de calcul, dimenisunile constructive principale, precum şi diagrame şi tabele cuprinzând costurile pe categorii. Prin luarea în considerare a acestor evaluări, se propun domenii de utilizare a soluţiilor propuse şi analizate în lucrare.

Datele obţinute şi prezentate sub formă grafică şi tabelară, oferă suportul necesar pentru activitatea de proiectare a drumurilor forestiere, în sensul alegerii uşoare, rapide şi documentate ştiintific a tipurilor de soluţii în raport cu condiţiile locale.

În general se constată faptul că soluţiile alterantive propuse în cadrul lucrării, răspund unor condiţii variate de trafic şi locale de punere în operă, iar pe de altă parte presupun investiţii ini ţiale mai reduse. De asemenea, prin natura lor, soluţiile propuse prezintă o balanţă ecologică pozitivă.

THE DOCTORAL THESIS RESUME / ABSTRACT


- 77 -

Ecological Solutions for Crossing Works and Reinforcement-Consolidation Works from Forest Roads

Scientific leader,

Prof. dr. ing. Gheorghe IGNEA Doctorand,

ing. Valentin HUTOPILĂ

Keywords: ecological, crossing works, forest roads. The research realized through present PhD thesis regarded the bridges, culverts and

reinforcement-consolidation works exploitation behaviour from forest roads located in Obcinile Bucovinei area.

In the thesis are highligted aspects regarding the torrential floods influence as well as traffic influence on these works state. By considering the disadvantages of reinforced concrete solutions, there are proposed and evaluated from technical and economic point of view, alternative solutions, based on glued laminated wood, impregnated roundwood corrugated steel structures and plastic structures respectively.

For this purpose, there are presented calculus tables containing maximum stresses induced by calculus convoies, constructive dimensions, as well as tables and diagrams containing all cost categories. By considering these evaluations, there are proposed utilization domains for the proposed and analysed solutions.

The obtained and presented data (graphical and tables) offers the necessary support for forest road design activity, in the direction of easier, fast and scientifically proved chosing of solutions types by considering the local conditions.

Generally, there was found that the proposed alternative solutions respond to variable local conditions and they suppose reduced initial investments. Also, by their nature, the proposed solutions present a positive ecological balance.

Documents

SOLU ŢII ECOLOGICE PENTRU LUCR ĂRILE DE ART Ă ŞI DE …old.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri de doctorat/Rezumate/Hutopila_v2.pdf · Soluţii ecologice pentru lucrările de artă