Cai de Comunicatii Catedra CFDP Bejan Sergiu

CURS 6 02.2014 Clasificarea şi tipurile materialelor de constructie utilizate la construcţia suprastructurii şi infrastructurii drumurilor.

MATERIALELE CLASICE PENTRU CONSTRUCTIA DRUMURILOR 1. NISIPUL.

Adăugarea nisipului în reprize succesive, operaţie ce se numeşte înnisipare, este urmată de o cilindrare efectuată de către autovehiculele care circulă pe drum sau cu ajutorul compactoarelor. Această operaţie este o soluţie ieftină în zonele cu nisip, care dă rezultate favorabile, întrucât, corectându-se granulozitatea pământului, plasticitatea lui scade şi deci se reduce sensibilitatea la umezeală, înnisiparea repetată de mai multe ori pe an poate duce la formarea unei cruste de 20 ... 25 cm de pământ amestecat cu nisip, care, reprofilată cu autogrederul şi compactată, rezistă pe timp uscat unui trafic uşor. Aceasta se degradează însă destul de repede sub acţiunea traficului greu şi a factorilor climatici, în special a umidităţii, devenind în anumite perioade ale anului impracticabilă, circulaţia autovehicu-lelor fiind exclusă.

Lucrarile de constructie a stratudilor din macadam

2. MACADAM. Stratul rutier denumit macadam, întâlnit foarte des,

este alcătuit din piatră spartă monogranulară, cilindrată până la fixare, apoi

împănată cu split răspândit uniform, udată şi cilindrată până la încleştare,

după care urmează umplerea golurilor rămase cu savură sau cu nisip şi

cilindrarea în continuare, până la fixarea definitivă.

Macadamul se poate folosi ca îmbrăcăminte sau ca strat de bază pentru diverse tipuri de structuri rutiere. Ca strat de bază se poate utiliza în cazul îmbrăcăminţilor bituminoase şi al pavajelor. Macadamul este folosit ca îmbrăcăminte pentru drumurile cu o intensitate a circulaţiei încadrată în clasa de trafic foarte uşor (sub 50 de vehicule etalon /zi).

BALÁST, balasturi, s.n. Pietriș, zgură etc., folosite ca așternut pe care se montează traversele șinelor de tren; amestec depietriș și de nisip întrebuințat la prepararea betonului, la pietruirea șoselelor etc. -Din fr. ballast.

Balastieră - Exploatare la suprafaţă, deschisă în albiile râurilor, în versanţii dealurilor etc. , în scopul extragerii balastului.

Agregate naturale de balastiera si de cariera, sorturi. Fundatii rutiere: tipuri. Fundatii din agregate naturale. După mărimea granulelor, agregatele naturale de balastiera se împart în: - nisip ............ 0- 7 mm; - pietriş .......... 7- 71 mm; - balast .......... 0- 71 mm; - bolovani ...... 71-160 mm; Agregate naturale de cariera : a. forma brută- sub formă de blocuri mari, neregulate şi neprelucrate aşa cum rezultă de la extragere; b. forma fasonată- care au toate feţele cioplite în mod regulat; c. forma concasată- obţinută prin mărunţirea şi sortarea pietrei; d.forma măcinată- p u l b e r i f o a r t e f i n e ( f i l e r e ) o b ţ i n u t e p r i n m ă c i n a r e a r o c i l o r î n u t i l a j e speciale.

4. MIXIURILE ASFALTICE. Mixiurile asfaltice sunt materiale de construcţii realizate din amestecuri obţinute pe baza unor dozaje judicios stabilite, din agregate naturale sau artificiale şi filer, aglomerate cu bitum printr-o tehnologie adecvată. Acestea au multiple întrebuinţări, fiind folosite mai ales pentru realizarea îm brăcăminţilor rutiere bituminoase şi a straturilor de bază.

Agregatele cele mai utilizate pentru prepararea mixturilor asfaltice sunt: - criblurile de toate sorturile; - nisipurile naturale şi de concasaj; - balasturile şi pietrişurile concasate şi neconcasate; - agregatele artificiale ca zgura de furnal înalt sortată, granulitul, zgura de haldă concasată etc. În anumite condiţii pot fi utilizate, pentru prepararea mixturilor asfaltice, deşeuri de carieră, subproduse industriale etc. Alegerea agregatelor naturale trebuie făcută cu discernământ, ştiut fiind că, în anumite condiţii, la prepararea mixturilor

asfaltice poate fi folosită o gamă largă de materiale locale, prelucrate şi tratate corespunzător, ceea ce conduce la obţinerea unor mixturi asfaltice cu caracteristici tehnice satisfăcătoare, eficiente din punct de vedere al costului.

Condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească agregatele naturale pentru a putea fi folosite la prepararea mixturilor asfaltice sunt bine definite şi se referă la mărimea şi forma granulelor, natura rocii de bază, granulozitate etc. Ele trebuie să fie mai ales curate, să prezinte o bună adezivitate faţă de bitumul utilizat, să aibă rezistenţe mecanice corespunzătoare, să reziste la uzură.

Cai de Comunicatii Catedra CFDP Bejan Sergiu

Filerul utilizat cel mai frecvent şi cu cele mai bune rezultate este obţinut prin măcinarea pietrei de calcar. Mai pot fi utilizate ca

filere unele prafuri de la electrofiltre, pulberea de var stins, cimentul etc. Bitumul utilizat pentru prepararea mixturilor asfaltice are o importanţă hotărâtoare în comportarea acestora, tipul acestuia

alegându-se în funcţie de mixtura asfaltică pe care dorim să o preparăm, mai precis de caracteristicile fizico-mecanice avute în vedere pentru mixtura asfaltică. Se poate utiliza bitum pur, bitum modificat, bitum aditivat, derivaţi ai bitumului (emulsie bituminoasă, bitum tăiat). Agregate naturale - Materiale granulare de origine minerală, (obţinute) din sfărâmarea naturală sau artificială a rocilor, (provenind) din cariere sau balastiere. Anrobare - Operaţie prin care granulele agregatelor naturale se acoperă (se învelesc) cu o peliculă de liant bituminos. Asfalt natural - Amestec natural compus din materiale calcaroase sau silicioase impregnate cu bitum. Asfalt turnat - Mixtură asfaltică specială la care golurile scheletului mineral sunt umplute integral cu mastic bituminos; se realizează la cald, cu bitum dur, nu necesită compactare şi se recomandă pentru trotuare, străzi, platforme şi căi pe poduri. Atelier de compactare - Ansamblu de utilaje şi de personal necesare pentru realizarea compactării terasamentelor sau a straturilor rutiere. 5. BETON. Material de construcţie cu structura unui conglomerat artificial, obţinut în urma întăririi unui amestec judicios stabilit de agregate naturale sau artificiale, lianţi anorganici în amestec cu apa sau lianţi organici. În cazul utilizării lianţilor anorganici (cimenturi) rezultă betoane de ciment, iar când liantul este bitumul, materialul poartă numele de beton asfaltic. Beton armat - Material de construcţie realizat din conlucrarea betonului de ciment şi armăturilor executate obişnuit din bare de oţel, iar uneori din diverse tipuri de fibre, pentru preluarea eforturilor din întindere. Beton asfaltic - Mixtură asfaltică (vezi Mixtură asfaltică) în care agregatele naturale principale sunt, de regulă, criblurile. Beton asfaltic rugos - Beton asfaltic cu un schelet mineral puternic (> 70 % cribluri) realizat printr-o tehnologie adecvată din care se execută un strat de uzură cu foarte mari asperităţi. Beton ciclopian - Material de construcţie cu structura unui conglomerat artificial alcătuit din bolovani de râu sau fragmente de piatră brută legate printr-un beton de ciment obişnuit. Beton precomprimat - O varietate a betonului armat obişnuit caracterizată prin introducerea unei stări iniţiale de tensiuni şi deformaţii create prin precomprimare. 6. PIATRĂ. Pietruirea drumului. Ansamblu de lucrări ce se realizează pe bază de proiecte în scopul de a trece drumurile de pământ într-o categorie superioară(. Se realizează) prin consolidarea părţii carosabile cu piatră spartă cilindrată sau macadam, construite pe straturi izolatoare şi de fundaţie din materiale corespunzătoare (balast), asigurându-se un teren de fundaţie negeliv şi scurgerea apelor. Se recomandă ca macadamul să fie etanşat printr-o tehnologie adecvată. Pietriş - Agregat natural de balastieră cu granulaţia 7,1…71,0 mm, selecţionat în sorturi. Porozitate - Proprietatea unui corp de a avea pori în masa sa prin care poate trece apa, aerul etc. Raportul între volumul porilor dintr-o cantitate de pământ şi volumul aparent (volumul total al pământului inclusiv golurile) al acelei cantităţi. Portanţa terenului de bază - Presiunea maximă admisă în terenul de bază care nu provoacă apariţia zonelor de rupere şi care nu conduce la pierderea stabilităţii generale. Ranforsare - Ansamblul de lucrări pentru mărirea capacităţii portante a complexelor rutiere existente, în principal prin executarea unor noi straturi rutiere şi asanarea corpului drumului. Reciclare - Recuperarea unui material cu începere de la fluxul deşeurilor de producţie şi tratamentul acestuia, dacă este necesar, în scopul de a-l reutiliza ca material brut similar materialelor de origine din care a provenit.

NOTĂ: BULEVARD - Stradă de categorie superioară, magistrală sau principală, cu lăţimea părţii carosabile mai mică de ⅓ din lăţimea totală între faţade şi cu zone laterale pentru pietoni, ciclişti, spaţii verzi, având numai intersecţii la nivel (semaforizate sau de tip girator) şi cu delimitarea foarte clară a spaţiilor destinate diferiţilor utilizatori, fiind astfel o importantă axă compoziţională în teritoriul urban. AUTOSTRADĂ - Drum public de interes republican, de mare capacitate şi viteză, rezervat exclusiv circulaţiei autovehiculelor, prevăzut cu două căi unidirecţionale separate printr-o zonă mediană, având cel puţin două benzi de circulaţie pe sens şi bandă de staţionare accidentală, intersecţii denivelate şi accese limitate, intrarea şi ieşirea autovehiculelor fiind permisă numai pr in locuri special amenajate denumite noduri de circulaţie. Posedă dotări speciale pentru siguranţa şi confortul utilizatorilor. ŞOSEAUA este un drum interurban, pietruit sau asfaltat. Iar urban este o stradă largă, frumos amenajată, la intrarea într-un oraş, care continuă căile de comunicaţie interurbane. Poate fi şosea naţională, şosea care leagă între ele centrele importante ale ţării şi a cărei îngrijire se află în seama administraţiei centrale. Şosea comunală, şosea care leagă mai multe comune între ele, fiind îngrijită de comunele respective. Partea carosabilă a unei străzi, cuprinsă între trotuare. În limba română vine din cuvântul chaussée cuvânt din limba franceză.

Suprastructura şoselelor este acea parte care conţine sistemul rutier şi amenajarea terasamentelor. Straturile

rutiere se aşează pe partea amenajată a terasamentelor care se numeşte - patul drumului.

Cai de Comunicatii Catedra CFDP Bejan Sergiu

ANEXA 1

STRUCTURA RUTIERA CLASICA ŞI UNELE NOŢIUNI ŞI DEFINIŢII UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA ŞI REPARAŢIA CAPITALĂ A ÎMBRĂCĂMINŢELOR RUTIERE

Stratul de uzură este stratul superior al structurii rutiere (al îmbrăcămintei), pe care se circulă şi care preia şi transmite straturilor inferioare acţiunile generate de vehicule şi, parţial, acţiunea unor agenţi atmosferici.

Stratul de legătură este situat la partea inferioară a unei îmbrăcăminţi bituminoase, realizând legătura cu stratul de bază sau de fundaţie al structurii rutiere. Pentru realizarea acestuia se utilizează, de regulă, betoane asfaltice deschise, el proiectându-se în cazuri justificate din punct de vedere tehnic şi economic. Prevederea acestuia nu este obligatorie în alcătuirea îmbrăcămintei bituminoase.

Stratul de bază este situat între îmbrăcăminte şi fundaţie, având rolul de a prelua o parte din solicitările generate de circulaţia vehiculelor, în special eforturile tangenţiale şi de întindere. Prin intermediul acestuia se repartizează fundaţiei structurii rutiere eforturile verticale în limita capacităţii de rezistenţă a acesteia. Se execută, de regulă, din anrobate bituminoase, dar se poate realiza şi din alte materiale (macadam simplu sau bituminos, piatră spartă, pietruiri existente, îmbrăcăminţi bituminoase uzate reciclate etc.).

Strat de fundaţie Strat (straturi) din materiale prelucrate corespunzător, situat sub stratul de bază sau sub îmbrăcăminte, destinat a prelua, repartiza şi transmite terasamentelor solicitările traficului.

Amorsarea este operaţia de realizare a unei pelicule continue de liant bituminos pe suprafaţa unui strat, în vederea obţinerii unei bune aderenţe a stratului bituminos superior. Amorsarea se execută de obicei cu bitum tăiat, emulsie bituminoasă cu rupere rapidă sau suspensie de bitum filerizat, pe suprafeţe bine curăţate în prealabil, folosindu-se 0,2 ... 0,5 kg/m

2

bitum rezidual, în funcţie de natura şi calitatea stratului suport (o cantitate mai mare poate favoriza fenomenul de exsudare).

Badijonarea este operaţia de stropire cu lianţi hidrocarbonaţi a unei suprafeţe (poroase, deschise), urmată de acoperire cu agregate naturale mărunte, în vederea închiderii porilor şi, în consecinţă, a etanşării acesteia. Ca liant se utilizează bitum tăiat sau emulsie bituminoasă cationică, care se stropeşte pe suprafaţa perfect curăţată în prealabil, asigurându-se o cantitate de 0,5 ... 0,6 kg/m

2 bitum rezidual. Acoperirea se face cu

nisip natural sau de concasaj, în cantitate de 4 ... 6 kg/m2,

recomandându-se o uşoară cilindrare pentru fixarea agregatului natural.

Etanşarea este operaţia de protejare a îmbrăcăminţilor rutiere împotriva pătrunderii apei în interiorul lor, efectuată prin: badijonare, tratamente bituminoase, aplicarea de învelişuri subţiri (şlam bituminos) sau covoare asfaltice, colmatarea fisurilor şi crăpăturilor etc.

Split Agregat natural rezultat din concasarea simplă a rocilor şi sortat în sorturile: 8-16 mm ; 16-25 mm ; 25-40 mm.

Structură rutieră Scheletul de rezistenţă al drumului, alcătuit dintr-un ansamblu de straturi realizate din materiale prelucrate prin tehnologii adecvate şi dimensionate astfel încât să poată prelua, pe o perioadă determinată, solicitările din trafic şi din condiţiile climaterice în limita deformaţiilor admisibile.

Asfaltarea, în înţelesul larg al cuvântului, reprezintă operaţia de aplicare, de regulă pe o pietruire existentă, a unei îmbrăcăminţi bituminoase.

Asfaltizarea este procesul de anrobare şi închidere a unei îmbrăcăminţi bituminoase, sub efectul căldurii şi circulaţiei autovehiculelor.

Bitumarea agregatelor este operaţia prin care granulele unui agregat natural (nisip, criblură, pietriş, split) se acoperă cu o peliculă foarte subţire de bitum.

Înnobilarea agregatelor constă în tratarea agregatelor naturale (de regulă de natură acidă) cu lapte de var sau alţi aditivi, pentru a mări adezivitatea bitumului la suprafaţa acestora.

Penetrarea este operaţia prin care se realizează pătrunderea unui liant bituminos (bitum lichid sau emulsie bituminoasă) într-un strat din material pietros.

Aditivarea bitumului este operaţia prin care unui bitum i se adaugă un produs (de regulă chimic), în scopul îmbunătăţirii caracteristicilor acestuia.

Modificarea bitumului este operaţia prin care unui bitum i se adaugă un produs care îi modifică fundamental caracteristicile, rezultând, practic, un nou liant.

Reabilitarea drumurilor este complexul de lucrări prin care unui drum i se asigură parametrii funcţionali corespunzători traficului actual şi de perspectivă.

Stabilizarea pământului Tratament mecanic, chimic sau cu lianţi, realizat în scopul măririi stabilităţii pământului sau îmbunătăţirii proprietăţilor sale.

Strat de rezistenţă Strat situat la partea inferioară a îmbrăcămintei din beton de ciment (când aceasta este formată din două straturi) care face legătura dintre stratul de uzură şi stratul (straturile) de fundaţie ale structurii rutiere.

Strat de protecţie Strat constructiv cu rol, după caz: drenant, anticapilar, izolator sau antigeliv, aşezat pe pamântul din patul drumului în scopul de a feri structura rutieră sau pământul de efecte dăunătoare.