car-2012-05-iulie-2012-editia-a-v-a

UTCB CFDP APDP

Departamentul de Drumuri, Căi Ferate şi Bucureşti

Materiale de Construcţie - Colectivul de Drumuri

SIMPOZION ŞTIINŢIFIC

CERCETARE, ADMINISTRARE RUTIERĂ

CAR 2012 EDIŢIA a V-a

2012

5 IULIE 2012

EDITURA CONSPRESS

2012

Copyright © 2012, Editura Conspress şi autorii

EDITURA CONSPRESS este recunoscută de

Consiliul Naţional al Cercetării Ştiinţifice din Învăţământul Superior

Colecţia Carte universitară

CONSPRESS B-dul Lacul Tei nr.124, sector 2,

cod 020396, Bucureşti Tel.: (021) 242 2719 / 300; Fax: (021) 242 0781

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României Simpozion ştiinţific : cercetare, administrare rutieră – CAR 2012 / - Bucureşti : Conspress, 2012 Bibliogr. ISBN 978-973-100-223-1 656.11

SIMPOZIONUL ŞTIINŢIFIC Cercetare, Administrare Rutieră, “CAR 2012”

Bucureşti, 05 iulie 2012

I



II

COMITETUL DE ORGANIZARE

Preşedinte: • Conf.dr.ing. Carmen RĂCĂNEL – U.T.C.B.-C.F.D.P.

Membri: • Prof.dr.ing. Ion ROBU – director departament DCFMC-C.F.D.P. • Ing. Anghel TĂNĂSESCU – preşedinte A.P.D.P. Bucureşti • Ş.L.dr.ing. Ştefan LAZĂR – U.T.C.B.-C.F.D.P. • Asist.dr.ing. Adrian BURLACU – U.T.C.B.-C.F.D.P. • Asist.drd.ing. Mihai Gabriel LOBAZĂ – U.T.C.B.-C.F.D.P. • Asist.dr.ing. Claudia PETCU – U.T.C.B.-C.F.D.P. • Drd.ing. Alina BURLACU – U.T.C.B.-C.F.D.P.

COMITETUL ŞTIIN ŢIFIC

Preşedinte onorific: • Prof.dr.ing. Stelian DOROBANŢU – U.T.C.B.-C.F.D.P.

Preşedinte: • Prof.dr.ing. Mihai DICU – Decan Facultatea C.F.D.P.-U.T.C.B.

Membri: • Prof.dr.ing. Constantin ROMANESCU – U.T.C.B.-C.F.D.P. • Prof.dr.ing. Elena DIACONU – U.T.C.B.-C.F.D.P. • Conf.dr.ing. Valentin ANTON – U.T.C.B.-C.F.D.P. • Ing. Petre DUMITRU – C.N.A.D.N.R. • Ing. Cristian ANDREI – C.N.A.D.N.R. • Comisar Şef dr.ing. Cristian CĂLIN – I.G.P.R. Direcţia Rutieră • Dr.ing. Vasilica BEICA – C.N.A.D.N.R. - CESTRIN • Dr.ing. George Cătălin MARIN – S.C. IPTANA S.A.



III

CUPRINS

SECŢIUNEA 1: CERCETARE ÎN DOMENIUL RUTIER

Atestarea conformităţii mixturilor asfaltice cu impact asupra

structurii rutiere,

Răzvan NOVASELIV, Nicoleta IONESCU

……… 3

Calitatea agregatelor naturale impusă de standarde şi norme

europene,

Ciprian COSTESCU, Paul MARC

……… 11

Modulul de rigiditate al mixturilor asfaltice în conformitate

SR EN 13108-20,

Adrian BURLACU, Carmen RĂCĂNEL

……… 19

Studii experimentale privind utilizarea cenuşii de termocentrală

în amestecurile de asfalt,

Paul MARC, Ciprian COSTESCU

……… 28

Bitumuri cu vâscozitate scăzută,

Eugen ŢUCĂ

……… 39

Influenţa pudretei de cauciuc asupra performanţelor

îmbrăcăminţii bituminoase,

Vasilica BEICA, Georgeta GRÎSÎC, Elisabeta SELAGEA

……… 45



IV

Varul hidratat – un filer activ chimic pentru mixturile asfaltice de înaltă calitate,

Marius ONOFREI

……… 57

Mixturi asfaltice cu agregate calcaroase pentru stratul de bază, Carmen RĂCĂNEL, Mihai DICU, Ştefan Marian LAZĂR,

Adrian BURLACU

……… 68

Cercetări asupra utilizării zgurilor în construcţia de drumuri, Laurenţiu STELEA, Georgeta GRÎSÎC

……… 82

O procedură de evaluare a performanţei la uzură pentru îmbrăcăminţi asfaltice,

Mihai DICU, Adrian BURLACU, Carmen RĂCĂNEL

……… 92

Utilizarea materialelor reciclate la proiectarea şi construcţia drumurilor de acces din parcuri eoliene,

Mirela TĂNĂSESCU, Marian PETICILA, Răzvan

DRĂGULEŢ, Mihai PLEŞA, Vasile CORMOS

……… 103

Mixturi asfaltice cu fibre de polipropilenă, Carmen RĂCĂNEL, Adrian BURLACU

……… 112

Experienţa norvegiană în programarea lucrărilor de întreţinere a drumurilor pe timp de iarnă,

Aurel LIA, Mihai DICU

……… 123

Evaluarea caracteristicilor mixturii asfaltice aeroportuare BBA16,

Claudia PETCU, Constantin ROMANESCU

……… 135

Microfibre reinforced hot mix asphalt, Josef ZAK, Jiri VAVRICKA

……… 143



V

SECŢIUNEA 2: INGINERIE DE TRAFIC ŞI SIGURANŢA CIRCULAŢIEI

Posibilităţi pentru reorganizarea circulaţiei rutiere urbane pe baza modelelor de simulare a traficului rutier,

Valentin ANTON

……… 153

Trafic urban – noţiuni teoretice, Elena Otilia TĂRÎŢĂ CÎMPEANU (căsătorită PÎRLEA)

……… 164

Mediul construit şi siguranţa traficului, Elena Otilia TĂRÎŢĂ CÎMPEANU (căsătorită PÎRLEA)

……… 176

Distanţa de vizibilitate în intersecţii, David SUCIU, Alina BURLACU

……… 184

Transport demand forecast on Pan-European road corridor X. Methodology, results and their assessment through comparisons with actual demand,

Marios D. MILTIADOU

……… 197

The distance between real time data and decision making in urban road freight transportation systems; the example of the city of thessaloniki,

Efstathios BOUHOURAS

……… 215



VI

SECŢIUNEA 3: PROIECTAREA DRUMURILOR

Analiza unor aspecte ale calculelor de dimensionare cu consecinţe nefavorabile asupra performanţelor structurilor rutiere,

Camelia CĂPITANU, Sorin CIOCA, Crina DAMIAN

……… 227

Analiza secţiunii de triere din cadrul nodului rutier Sibiu vest de pe coridorul IV Paneuropeanutilizând software-uri specializate,

Gabriela MITRAN, Anca BRÂNZĂREA, Alexandru

POPESCU, David SUCIU, Simona MÂNEA

……… 239

Ranforsarea sistemelor rutiere cu aplicaţia Advanced Road Design,

Marian BURLACU

……… 251

Lucrări de protecţia mediului studiate în proiectarea drumurilor noi,

Cristina MĂRUNTU, Diana Elena NECŞULESCU

……… 262

Stabilirea soluţiei optime de ranforsare a structurilor rutiere suple

Ştefan Marian LAZĂR, Elena DIACONU, Constantin

ROMANESCU

……… 268



VII



VIII



1

SECTIUNEA 1:

CERCETARE ÎN DOMENIUL RUTIER



2



3

ATESTAREA CONFORMIT ĂŢII MIXTURILOR ASFALTICE

CU IMPACT ASUPRA STRUCTURII RUTIERE Răzvan NOVASELIV – cercetător ştiinţific, inginer, SC INCERTRANS SA, [email protected] Nicoleta IONESCU - master inginer chimist, SC INCERTRANS SA, [email protected] Rezumat Evaluarea conformitatii calitatii mixturii asfaltice se realizeaza prin efectuarea incercarilor initiale de tip, conform SR EN 13108/20 si controlul productiei in fabrica conform SR EN 13108/21.Atestarea conformitatii mixturii asfaltice se realizeaza in sistem 2+, conform SR EN 13108/1…5 sau voluntar conform SR 174/1. Cuvinte cheie: conformitate, sistem, atestare Abstract

Quality conformity assessment of asphalt mixture is achieved by: initial type tests, according to EN 13108/20 and factory production control according to EN 13108/21. Quality conformity assessment asphalt mixture is made in conformity to system 2 +, according to EN 13108/1 ... 5 or voluntarily according to SR 174/1. Keywords: conformity, system, certification. 1.GENERALITATI Mixturile asfaltice sunt materiale de construcţii realizate din amestecuri obţinute pe baza unor dozaje judicios stabilite, din agregate naturale sau artificiale, filer, (fibră) aglomerate cu bitum printr-o tehnologie adecvată. 2. EVALUAREA CONFORMIT ĂŢII CALIT ĂŢII MIXTURII ASFALTICE Evaluarea conformităţii calităţii mixturii asfaltice se realizează prin efectuarea încercărilor iniţiale de tip, conform SR EN 13108/20 şi controlul producţiei în fabrică conform SR EN 13108/21. Atestarea conformităţii mixturii asfaltice se realizează în sistem 2+, conform SR EN 13108/1…5 sau voluntar conform SR 174/1, SR 7970.



4

În evaluarea conformităţii calităţii mixturii asfaltice se ţine seama şi de legislaţia în vigoare, ca de exemplu: LEGEA nr.10 din 18 ianuarie 1995 privind calitatea în construcţii Directiva Europeană 89/106 referitoare la produsele în construcţii Legea nr. 90/1996 (privind protecţia muncii) şi Legea nr. 137/1995 (protecţia mediului). Norma tehnică din 27/01/1998 privind proiectarea, construirea şi modernizarea drumurilor LEGE 587/ 2002 pentru modificarea art. 40 din Legea nr. 10/1995 privind calitatea în construcţii

Caracteristicile fizico-mecanice mai importante pe care trebuie să le îndeplinească agregatele, filerul şi bitumul care intră în compoziţia mixturii asfaltice: - agregatele naturale sau artificiale (cribluri, nisip, zgură) să provină din roci de natură bazică sau neutră pentru o adezivitate mai mare de 80% (în cazul utilizării de roci acide se impune aditivarea bitumului cu agenţi tensioactivi), să aibă un coeficient Los Angeles sub 25%, să fie omogene din punct de vedere mineralogic, forma granulelor să fie poliedrică, să prezinte rezistenţe mari la compresiune - filerul de calcar măreşte domeniul de plasticitate al bitumului şi favorizează adezivitatea agregatului natural, îmbunătăteşte comportarea mixturii asfaltice la solicitări statice şi la rupere, împreună cu bitumul asigură mixturii rezistenţe mecanice şi stabilitate la temperaturi ridicate -bitumul trebuie să asigure o adezivitate bună şi rezistenţă la acţiunea apei, să reziste la temperaturi negative (punctul de rupere Fraass să fie sub -10°C), punctul de înmuiere să fie ridicat mai mare de 45°C, - bitumul se poate aditiva cu agenţi tensioactivi sau modificat cu polimeri 3. APTITUDINEA DE UTILIZARE PRECONIZAT Ă ÎN CONSTRUCŢII: 3.1.Rezistenţa mecanică şi stabilitate: a) prepararea -precizia stabilirii curbelor de granulozitate în conformitate cu documentele de referinţă SR 174/1, SR 7970 şi SR EN 13108/1…5 -asigurarea dozajelor de bitum, aditiv, filer, (fibra), agregate prin monitorizare în timp real cu un sistem de control automatizat şi computerizat - prin conţinutul de impurităţi (de ex. : părţile levigabile)



5

- realizarea condiţiilor imperative spălarea şi uscarea agregatelor în limite admise implică o rezistenţă şi stabilitate scăzută la condiţiile de mediu şi trafic -controlul şi asigurarea temperaturii de anrobare (150-170°C) şi a duratei de malaxare (1-1,5 minute) -omogenitatea amestecului de agregate, filer, (fibră), bitum b) punerea în operă -controlul şi asigurarea temperaturii la punerea în operă şi durata de compactare (numărul de treceri) -respectarea grosimii stratului compactat şi realizarea gradului de compactare -rezistenta la deformaţii permanente (fluaj dinamic, modul de rigiditate, deformaţia la oboseală) -rezistenţa la ornieraj

Tabel 1.

Caracteristici

specifice

Producător

Proiectant

Executant

Evaluator

Autoritate de supraveghere şi

control a calităţii produselor

precizia stabilirii curbelor de granulozitate în conformitate cu documentele de referinţă SR 174/1 şi SR EN 13108/1…5

x

x

-

x

x

asigurarea dozajelor de bitum, aditiv, filer, (fibră), agregate prin monitorizare în timp real cu un sistem de control automatizat şi informatic

x

x

-

x

x

omogenitatea amestecului de agregate, filer, (fibră), bitum

x

-

-

-

x

verificarea conţinutului de impurităţi (de ex.:părţile levigabile)

x

-

-

x

x

spălarea şi uscarea agregatelor înainte de introducerea în malaxor

x

-

-

x

x

controlul şi asigurarea temperaturii de anrobare (150-170°C) şi a duratei de malaxare (1-1,5 minute)

x

-

-

x

x



6

controlul şi asigurarea temperaturii la punerea în operă şi durata de compactare (numărul de treceri)

x

x

x

-

x

respectarea grosimii stratului compactat şi realizarea gradului de compactare

x

x

x

-

x

rezistenţa la deformaţii permanente (fluaj dinamic, modul de rigiditate, deformaţia la oboseală)

x

x

x

x

x

rezistenţa la ornieraj x x x x x 3.2.Siguranţa în exploatare: -rezistenţa la îngheţ-dezgheţ a agregatelor -rezistenţa la sfărâmare a agregatelor (maşina Los Angeles)

Tabel 2.

Caracteristici specifice Producător

Proiectant

Executant

Evaluator



rezistenţa la îngheţ-dezgheţ a agregatelor

x - - x x

rezistenţa la sfărâmare a agregatelor (maşina Los Angeles)

x

-

-

x

x

3.3. Igienă, sănătate şi mediu : -emisii de gaze (la amestecarea bitumului în malaxor) -praf de la agregate, filer -apa de spălare a agregatelor - desprăfuirea agregatelor să se realizeze în proporţie de 90% - recuperarea şi refolosirea parţială a particulele fine rezultate în procesul de desprăfuire - diminuarea factorilor potenţiali ai mediului ambiant, în conformitate cu normele specifice de mediu.



7

Tabel 3.

Caracteristici

specifice

Producător

Proiectant

Executant

Evaluator



emisii de gaze (la amestecarea bitumului în malaxor)

x - - x x

praf de la agregate, filer

x - - x x

apa de spălare a agregatelor

x - - x x

desprăfuirea agregatelor să se realizeze în proporţie de 90%

x - - x x

recuperarea şi refolosirea parţială a particulele fine rezultate în procesul de desprăfuire

x - - x x

diminuarea factorilor potenţiali ai mediului ambiant, în conformitate cu normele specifice de mediu

x - - x x

4.ETAPE SPECIFICE 4.1.Producător 1.Identificarea materialelor componente 1.1. Materialele necesare realizarii mixturii asfaltice sunt corect identificate. 1.2. Cantităţile de materiale necesare sunt estimate corect pe baza unor calcule simple. 1.3. Dozajele mixturii asfaltice, referitoare la agregate şi filer şi, după caz, adaosurile sunt verificate prin proceduri specifice. 1.4. Granulozitatea agregatelor naturale, conţinutul de liant şi fibre active sunt verificate conform procedurii din documentaţia tehnică pentru tipul de mixtură asfaltică utilizată la lucrarea de executat.



8

2. Verificarea echipamentelor de producere mixtură asfaltică 2.1. Echipamentele de proces disponibile sunt adecvate procedeului de preparare şi asigură parametrii de control. 2.2. Asigurarea condiţiilor de mentenanţă pentru realizarea unui flux tehnologic uniform şi stabil. 2.3. Funcţionalitatea echipamentelor este verificată cu rigurozitate, pe baza parametrilor de lucru prevăzuţi de documentaţia tehnică. 4.Verificarea calităţii mixturii asfaltice şi a stratului de mixtur ă asfaltică aşternut 4.1. Mixtura asfaltică prelevată de la staţie şi “in situ”, în vederea verificării caracteristicilor fizico-mecanice în laborator. 4.2. Prelevarea epruvetelor de mixtură asfaltică se face corect şi la momentul optim. 4.2.Executant 1. Verificarea elementelor geometrice ale stratului suport 1.1. Elementele geometrice ale stratului suport sunt verificate cu atenţie, în raport cu prevederile documentaţiei tehnice. 1.2. Cotele stratului suport sunt măsurate corect utilizând instrumente de măsură adecvate. 1.3. Rezultatele verificărilor elementelor geometrice şi a cotelor stratului suport sunt înregistrate complet. 2. Curăţarea stratului suport 2.1. Curăţarea stratului suport se face conform prevederilor procedurii de lucru din documentaţia tehnică. 2.2. Curăţarea stratului suport se face cu rigurozitate utilizând unelte adecvate. 2.3. Materialul desprins în urma curăţării stratului suport sunt îndepărtate cu conştiinciozitate conform procedurii de lucru. 2.4. Calitatea curăţării stratului suport se verifică cu atenţie, în scopul remedierii operative a eventualelor neconformităţi. 3. Aplicarea stratului de amorsare 3.1. Amorsarea stratului suport şi a rosturilor de lucru se face utilizând materialul adecvat prevăzute de documentaţia tehnică. 3.2. Amorsarea stratului suport şi a rosturilor de lucru se face se face uniform pe toată suprafaţa. 3.3. Amorsarea stratului suport şi a rosturilor de lucru se face se realizează cu respectarea timpului necesar ruperii emulsiei bituminoase cationice, prevăzut de documentaţia tehnică.



9

4. Verificarea pregătirii stratului suport 4.1. Calitatea pregătirii stratului suport şi a rosturilor de lucru este verificată conform procedurilor din documentaţia tehnică. 4.2. Verificarea calităţii pregătirii stratului suport şi a rosturilor de lucru se face cu rigurozitate. 4.3. Eventualele neconformităţi de pregătire a stratului suport sunt identificate cu operativitate. 5. Corectarea abaterilor de formă ale stratului suport 5.1. Materialul de corecţie este de tipul şi calitatea adecvate caracteristicilor stratului suport. 5.2. Corecţiile elementelor geometrice ale stratului suport sunt executate corect, în plan orizontal şi vertical. 5.3. Corecţiile stratului suport se realizează cu respectarea procedurilor de lucru specifice. 6. Aşternerea mixturilor asfaltice 6.1. Prescripţiile tehnice de aşternere a mixturilor asfaltice, prevăzute în documentaţie, sunt corect aplicate. 6.2. Lucrările de aşternere sunt executate respectând succesiunea fazelor prevăzute de documentaţia tehnică. 6.3. Parametrii de lucru ai mixturii sunt controlaţi riguros pentru a fi corespunzători condiţiilor concrete de aşternere. 6.4. Rosturile longitudinale şi transversale sunt realizate corect, conform procedurii de lucru. 6.5. Aşternerea mixturii asfaltice se efectuează adecvat anotimpului, conform prevederilor documentaţiei tehnice. 4.3.Proiectant 1.Elementele geometrice ale stratului de asfalt sunt verificate cu rigurozitate pentru a se încadra în limitele admise de documentaţia tehnică : - grosimea straturilor – minimum două sondaje la 1 km, efectuate la 1 m de marginea îmbrăcămintei (abateri limită locale admise în minus pe fiecare strat de maximum 10%; abaterile în plus nu constituie motiv de respingere a lucrării) - lăţimea straturilor vor fi cele prevăzute în documentaţia tehnică (abaterile limită locale admise pot fi de maximum +50 mm) - pantele profilului transversal şi ale celui longitudinal sunt indicate în documentaţia tehnică (abaterile limită admise la pantele profilurilor transversale pot fi cuprinse în intervalul + 5 mm/m – pentru strat de legătură + strat de uzură la drumuri şi în intervalul + 2,5 mm/m pentru străzi cu mai mult de două benzi



10

pe sens, iar pentru cotele profilului longitudinal sunt de +5 mm, faţă de cele din proiect). 2. Eventualele abateri de la limitele admise sunt remediate cu operativitate. 4.4.Evaluator

1. Controlul materiilor prime : agregate, filer, (fibră), bitum 2. Controlul procesului de fabricaţie (dozaje, temperaturi, timp de malaxare) 3. Verificarea calităţii mixturii asfaltice prin încercări specifice de laborator

în standardele de specificaţii tehnice 4. Înlăturarea produsului neconform.

CONCLUZII :

În baza celor prezentate mai sus putem concluziona următoarele : -stabilirea la nivel naţional a tipurilor de mixtură asfaltică care să fie în concordanţă cu cele din standardele europene

-declararea valorilor caracteristicilor tehnice pe care trebuie să le îndeplinească mixtura asfaltică de către producătorii de mixtură asfaltică -asumarea responsabilităţii de către toţi cei implicaţi în realizarea de structuri rutiere pe plan naţional



11

CALITATEA AGREGATELOR NATURALE IMPUS Ă DE

STANDARDE ŞI NORME EUROPENE

Ciprian Costescu – s.l. dr. ing. la Universitatea “Politehnica” Timişoara, Facultatea de Construcţii, Departamentul CCTF, [email protected] Paul Marc – dr. ing. la Universitatea “Politehnica” Timişoara, Facultatea de Construcţii, Departamentul CCTF, [email protected] Rezumat:

În Comunitatea Europeană, începând cu anul 2004, s-au introdus noi norme privind calitatea agregatelor naturale, aşa numitele norme europene, care au devenit obligatorii pentru întreaga comunitate.

România, ca ţară membră a Uniunii Europene, a început corelarea normelor europene în domeniul agregatelor naturale în anul 2007, însă aplicarea practică a acestora este încă dificil ă datorită vechilor norme româneşti care nu sunt în totalitate abrogate, a dotărilor laboratoarelor de încercări, care nu permit efectuarea în totalitate a determinărilor solicitate de normele europene, a insuficientei cunoaşteri a noilor reglementări în rândul specialiştilor, etc.

În aceste condiţii, în lucrare se prezintă succint normele europene care trebuie respectate şi în ţara noastră în ceea ce priveşte agregatelor utilizate la construcţia drumurilor. Cuvinte cheie: agregate naturale/ calitate / norme europene Abstract:

Since 2004 the European Community adopted new regulations concerning the quality of natural aggregates, the so-called European norms, which are mandatory for the entire community.

Romania, as a member country of the European Community, began the correlation of the European standards in the field of natural aggregates in 2007, but their practical application is still difficult due to the old Romanian standards, which are not totally abrogated, the equipment of the testing laboratories, which does not allow the realization of all the determinations required by the European norms, the insufficient knowledge in the area of the new regulations, etc.

In these circumstances, the paper shortly presents the European norms to be observed in our country also concerning the aggregated used in road building. Key words: natural aggregates/quality/European norms



12

1. GENERALIT ĂŢI

Trei norme europene armonizate în România interesează în mod deosebit domeniul agregatelor naturale pentru drumuri. Acestea sunt următoarele (terminologia, de multe ori incorectă, este corespunzătoare specificaţiilor respective):

- SR EN 13043/2003: „Agregate pentru amestecuri bituminoase şi pentru finisarea suprafeţelor, utilizate la construcţia şoselelor, a aeroporturilor şi a altor zone cu trafic”;

- SR EN 12620/2003: „Agregate pentru beton. Specificaţii”; - SR EN 13242/2003: „Agregate din materiale nelegate sau legate

hidraulic pentru utilizarea în ingineria civilă şi în construcţii de drumuri”. Aceste norme definesc categoriile şi condiţiile de calitate a agregatelor

naturale sau artificiale, pe baza încercărilor europene normalizate. Majoritatea noutăţilor care sunt introduse de normele europene afectează doar procedeele, deprinderile etc., fără a aduce transformări tehnice importante asupra agregatelor pentru drumuri. Câteva dintre aceste modificări sunt următoarele:

- modificarea sitelor de analiză a granulozităţii, astfel: sitele cu ochiuri mai mici sau egale cu 4 mm vor fi realizate din ţesătură de sârmă, iar cele mai mari de 4 mm din tablă perforată;

- definirea părţilor fine ca totalitatea particulelor care trec prin sita de 0,063 mm, în loc de sita de 0,08 mm (există o relaţie simplă între cele două, astfel: procentajul trecerilor prin sita de 0,063 mm este egal cu 9/10 din procentajul trecerilor prin sita de 0,08 mm);

- introducerea sitelor de 0,063 şi de 0,250 mm, în loc de sitele de 0,080 şi 0,315 mm;

- determinarea echivalentului de nisip pe fracţiunea 0…2 mm; - determinarea uzurii Los Angeles pe o fracţiune 10…14 mm, care

respectă anumite condiţii de granulozitate (60…70 % treceri prin sita de 12,5 mm sau 30…40 % treceri prin sita de 11,2 mm);

- necesitatea determinării rezistenţei la uzură micro-Deval; - necesitatea determinării coeficientului de şlefuire accelerată (CPA) pe

fracţiunea 7,2…10,0 mm, cu luarea în considerare a unei roci de referinţă; - determinarea conţinutului de părţi fine pentru cribluri (pietriş concasat)

cu sita de 0,063 mm, în loc de 0,1 mm. În afara prevederilor sus-menţionate, noile standarde europene armonizate

în România, în domeniul analizei calităţii agregatelor naturale (anexa 1), aduc suficiente noutăţi care trebuie cunoscute, implementate şi aplicate de urgenţă în practica pentru alinierea ţării noastre la procedurile aplicate în ţările europene.



13

Trebuie reţinut de asemenea faptul că diferenţierea tipului de agregat natural (de carieră sau de balastieră), conform normelor europene, nu mai este atât de restrictivă ca şi în reglementările româneşti, calitatea materialului şi proporţia de granule concasate fiind cele care limitează utilizarea acestuia la un anumit tip de lucrare rutieră. În acest sens sunt de reţinut câteva dintre definiţiile utilizate, de exemplu, în Franţa, după armonizarea normelor europene:

- agregat – material granular utilizat în construcţii. Un agregat poate fi natural, artificial sau reciclat;

- agregat natural – agregat de origine minerală care nu a suportat nicio transformare în afară de cea mecanică;

- agregat artificial – agregat de origine minerală care a rezultat în urma unui proces industrial prin care a suportat modificări termice sau de altă natură;

- agregat reciclat – agregat care a rezultat în urma modificării unor materiale anorganice înainte de utilizare;

- agregat obişnuit – agregat de origine minerală cu densitatea de 2 000…3 000 kg/m3;

- agregat greu – agregat de origine minerală cu densitatea mai mare de 3 000 kg/m3;

- clasă granulară (sort) – totalitatea granulelor care se încadrează între două site cu dimensiune inferioară (d) şi dimensiunea maximă (D). Se admite un procent al restului pe sita D şi un procent al trecerilor prin d. Dimensiunea inferioară a sitei poate fi zero;

- agregat elementar – fracţiunea unei clase granulare care trece în întregime pe sita maximă şi este reţinută în întregime de sita inferioară;

- agregat concasat – agregat provenind din concasarea pietrelor, cu dimensiuni de 0…90 mm. Natura agregatului este în general prescrisă (agregat concasat de calcar, agregat concasat de cuarţit, zgură concasată etc.);

- agregat rotunjit – agregat obţinut prin sfărâmare mecanică naturală, cu granulele având mai mult de 90 % din suprafaţă rotunjită, cu dimensiuni de 0…90 mm. De regulă, aceste agregate sunt de origine aluvionară şi sunt însoţite de numele râului, fluviului etc. de origine;

- pietri ş – determină clasele granulare pentru care D este mai mic de 45 mm, iar d este mai mare de 2 mm;

- nisip – determină clasele granulare pentru care D este mai mic de 4 mm. Nisipul poate rezulta în urma alterării naturale a rocilor masive sau sedimentare şi/sau prin concasarea lor sau prin tratarea corespunzătoare a agregatelor artificiale;

- păr ţi fine – fracţiunea granulară care trece prin sita de 0,063 mm;



14

- balast – agregat care constă dintr-un amestec de pietriş şi nisip, oricare ar fi maniera de obţinere a acestui amestec;

- balast stabilizat cu ciment – amestec alcătuit dintr-un balast cu ciment, procentul de ciment fiind de cca 3 %.

În contextul definiţiilor anterioare, agregatele sunt denumite şi identificate sub formă codificată prin:

- tipul lor (pietriş, nisip, balast); - gradul lor de concasare (concasat, semiconcasat, semirotunjit, rotunjit,

pentru balasturile şi pietrişurile de origine aluvionară, respectiv rotunjit, mixt sau concasat pentru nisipurile aluvionare);

- natura mineralogică (porfire, gresii, calcare, scorii etc.), în afară de agregatele de origine aluvionară;

- clasa granulară; - caracteristicile intrinseci; - caracteristicile de fabricaţie; - caracteristicile suplimentare (eventual); - eventual informaţii suplimentare (proces tehnologic, spălat, nespălat

etc.). Aceste informaţii prin care se defineşte agregatul trebuie completate cu

locul de provenienţă şi cu cel de producţie (dacă diferă de cel de provenienţă). Pentru nisipurile pentru care trecerile prin sita cu dimensiunea D sunt mai

mari de 99 %, producătorul poate să definească cea mai mare sită cu ochiuri D* prin care trecerile să fie de 85…95 %. 2. CLASE. SORTURI

Toate agregatele trebuie să fie prezentate prin clase granulare, definite prin dimensiunea ochiurilor sitelor d-D. Clasele granulare pot fi denumite de asemenea sorturi.

Clasele granulare trebuie să fie specificate utilizând două dimensiuni de site din seriile standardizate menţionate în tabelul 1. Clasele granulare trebuie să fie astfel definite încât raportul D/d să conducă la un rezultat cel puţin egal cu 1,4.

De exemplu, în aceste condiţii, sorturile agregatelor pentru betoanele de ciment, pornind de la un d = 8 mm sunt: 8-11 (D/d = 1,4), 8-16 (D/d = 2), 8-22 (D/d = 2,8) şi 8-32 (D/d = 3,9).

De asemenea, pentru fiecare sort de agregat în parte se va specifica inclusiv categoria acestuia. De exemplu: categoria GC 85/20 înseamnă că materialul respectiv are un procent de treceri prin sita inferioară de max. 20 % şi



15

un procent al trecerilor pe sita superioară de min. 85 %. Pentru nisipuri, categoria sa indică procentul minim de treceri prin sita superioară (GF85 de exemplu).

Tabelul 1. Dimensiunea ochiurilor sitelor standardizate.

DOMENIUL DE

UTILIZARE

NORMA ARMONIZAT Ă SITE CORESPUNZĂTOARE, în mm

Beton de ciment EN 12620 0,063 – 0,125 – 0,250 – 0,500 – 1,0 – 2,0 – 4,0 – 5,6 – 8,0 – 11,2 – 16,0 – 22,4 –

31,5 – 45,0 – 63,0

Mixturi asfaltice EN 13043 0,063 – 0,125 – 0,250 – 0,500 – 1,0 – 2,0 – 4,0 – 6,3 – 8,0 – 10,0 – 12,5 – 14,0 –

16,0 - 20,0 – 31,5 – 45,0 – 63,0

Straturi stabilizate

EN 13242 0,25 – 0,50 – 1,0 – 2,0 – 4,0 – 5,6 – 8,0 – 11,2 – 16,0 – 22,4 – 31,5 – 45,0 – 56,0 –

63,0 – 90,0

În plus, producătorul trebuie să determine şi să declare trecerile şi

toleranţele admise pe sita intermediară (determinată ca raportul D/1,4d pentru sorturile cu raportul D/d < 4, respectiv D/2 pentru sorturile cu raportul D/d ≥ 4). De exemplu, un agregat pentru mixturi asfaltice din categoria G20/15 are min. 20 % treceri prin sita intermediară şi toleranţe admise de ± 15 %. În aceleaşi condiţii, agregatele pentru betoanele de ciment se definesc prin două categorii GT15 (pentru sita intermediară D/1,4d), adică toleranţe pe sita intermediară de ± 15 % şi GT17,5 (pentru sita intermediară D/2), adică toleranţe pe sita intermediară de ± 17,5 %. 3. CARACTERISTICI INTRINSECI

Principalele caracteristici intrinseci prin care se efectuează clasarea balasturilor şi pietrişurilor într-o anumită categorie sunt următoarele:

- uzura Los Angeles determinată pe fracţiunea 10…14 mm, prin coeficientul LA;

- uzura micro-Deval determinată pe fracţiunea 10…14 mm, prin coeficientul MDE;



16

- rezistenţa la şlefuire accelerată, prin coeficientul CPA (după unele norme europene PSV);

- rezistenţa la sfărâmare prin şoc pe fracţiunea 8,0…12,5 mm, prin coeficientul SZ;

- rezistenţa la abraziune a agregatului pe granule care trec prin sita de 14 mm şi sunt reţinute pe sita cu bare de (10,2 ± 0,15) mm, prin coeficientul AAV;

- absorbţia de apă după imersare în apă 24 ore, prin coeficientul de absorbţie a apei WA24;

- densitatea aparentă (ρa), densitatea aparentă după uscare în etuvă (ρrd), respectiv densitatea aparentă a granulelor saturate şi cu suprafaţa uscată (ρssd);

- rezistenţa la îngheţ-dezgheţ şi rezistenţa la compresiune statică, care sunt determinări facultative.

Fiecare caracteristică este însoţită de valoarea sa admisibilă, astfel LA30 înseamnă că valoarea admisibilă a uzurii Los Angeles pentru materialul analizat este de maximum 30 %.

Clasificarea nisipurilor de concasaj se efectuează în funcţie de valoarea coeficientului PSV pentru roca de bază. De exemplu, se definesc nisipuri PA (cu PSV≥50) şi nisipuri PB (cu PSV<50).

4. CARACTERISTICI DE FABRICARE

Principalele caracteristici care sunt legate de condiţiile de fabricare a unui anumit agregat se referă la:

- granulozitate. Producătorul trebuie să definească clasele granulare pe care le produce, cu menţionarea trecerilor maxime şi minime pe sitele care determină sortul respectiv (vezi pct. 2);

- conţinutul de materii organice. Agregatul nu trebuie să conţină materii organice şi verificarea acestui lucru se efectuează prin încercarea cu hidroxid de sodiu;

- gradul de concasare, care se referă la proporţia maximă de granule de un anumit fel (concasate, semiconcasate, semirotunde şi rotunde) din agregatul respectiv. De exemplu, C100/0 simbolizează un agregat concasat cu 90…100 % granule în întregime concasate, 100 % granule concasate sau parţial concasate şi 0 % granule în întregime neconcasate (rotunde), iar C90/3 simbolizează un agregat semiconcasat cu 30…100 % granule în întregime concasate, 90…100 % granule concasate sau concasate parţial şi 0…3 % granule în întregime rotunde.

Pentru pietrişuri, clasarea într-o anumită categorie, funcţie de caracteristicile de fabricare se realizează cu luarea în considerare fie a coeficientului de aplatizare, fie a conţinutului de părţi fine. Există câte cinci



17

clase funcţie de fiecare dintre cele două caracteristici. Astfel, clasa I, cea mai exigentă, presupune un coeficient de aplatizare de max. 25 % pentru granule cu D ≤ 6,3 mm, de max. 20 % pentru granule cu D = 6,3…11,2 mm şi de max. 15 % pentru granule cu D > 11,2 mm (de exemplu: un agregat notat cu Fl20 şi D ≤ 6,3 mm are un coeficient de aplatizare de max. 20 % pentru granulele cu diametrul menţionat), iar clasa f2, medie, presupune un conţinut de părţi fine în agregatul respectiv de max. 2 % (conţinutul de părţi fine admis de max. 0,5…4,0 %).

Nisipurile se clasifică în trei grupe: de râu (rotunde), de concasaj sau mixte. Funcţie de conţinutul lor de părţi fine, nisipurile pentru mixturi asfaltice se încadrează în una din cele cinci categorii acceptate de la f3…f22, cu ultima categorie fdeclarat cu un conţinut de părţi fine de min. 22 %. Calitatea părţilor fine din nisipuri se determină prin echivalentul de nisip (SE) şi prin încercarea cu albastru de metilen pe fracţiunea 0…2 mm (MB), respectiv pe fracţiunea 0…0,125 mm (MBF).

Determinarea coeficientului de curgere a nisipurilor este facultativă. În funcţie de valoarea unghiul taluzului grămezii în care se aranjează nisipul care curge liber, clasele luate în considerare de către normele europene sunt ESC38, ESC35, ESC30 şi ESCdeclarat. În afara condiţiilor de calitate sus-menţionate, normele europene prevăd efectuarea unor încercări de laborator pentru determinarea caracteristicilor chimice, termice şi mineralogie ale agregatelor utilitate în domeniul construcţiilor. 5. CONCLUZII Prezentul articol îşi propune să sensibilizeze specialiştii din domeniul proiectării, cercetării construcţiei, întreţinerii etc. din sectorul rutier cu noile prevederi ale normelor europene armonizate de către România. Din prezentarea succintă a prevederilor acestor norme europene referitoare strict la agregatele utilizate în construcţii, rezultă o serie de necesităţi imediate, cu implicaţii deosebite pentru întreaga activitate rutieră. Dintre acestea se reţin: - popularizarea necesităţii aplicării noilor standarde europene armonizate de ţara noastră şi introducerea în activitatea curentă a noilor prevederi ale acestora; - preocuparea pentru dotarea corespunzătoare a laboratoarelor de încercări;



18

- preocuparea pentru adaptarea celorlalte norme la cele specifice agregatelor naturale; - preocuparea pentru transformarea, îmbunătăţirea, completarea etc. fluxurilor tehnologice la producătorii de agregate pentru a fi capabili să furnizeze materiale corespunzătoare prevederilor europene; - preocuparea instruirii personalului de laborator şi din domeniul managementului calităţii; - preocuparea pentru adaptarea temelor de proiectare elaborate de către beneficiarii lucrărilor rutiere la cerinţele normelor europene. Se poate intui cu uşurinţă importanţa desfăşurării unui efort concertat, de către noi toţi, în toate domeniile sectorului rutier, pentru adaptarea activităţii curente la prevederile normelor tehnice aplicate în toate statele membre ale Uniunii Europene. BIBLIOGRAFIE [1] * * * Cahier des charges “Granulats”. Version juin 2006. L’Administration des Ponts

et Chaussées Laboratoire d’Essais des Materiaux, Boite, France. [2] * * * Codification des granulats. Conformes normes EN 12620, EN 13043, EN 13139

et 13242. CRIC Bruxelles. [3] * * * Lucrări de drumuri. Colecţia standardelor europene armonizate în România.



19

MODULUL DE RIGIDITATE AL MIXTURILOR ASFALTICE

ÎN CONFORMITATE SR EN 13108-20 Burlacu Adrian, Asist.dr. ing.- Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Răcănel Carmen, Conf.Dr. ing.- Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Rezumat

În zona standardizării din domeniul încercărilor pe mixturi asfaltice, în prezent avem atât SR 174 – 1/2009, cât şi seria de standarde europene SR EN 13108. Existenţa concomitentă a acestor două tipuri de norme poate conduce la situaţii confuze, potenţial conflictuale atunci când se face evaluarea conformităţii calităţii mixturilor asfaltice.

Acest articol prezintă, comparativ, evaluarea caracteristicilor a diverse tipuri de mixturi asfaltice în Laboratorul de Drumuri din Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, în diverse condiţii de încărcare atât cele specificate în standardul românesc cât şi cele specificate în normele europene. Cuvinte cheie: mixtură asfaltică, modul de rigiditate, frecvenţă Abstract In the area of the tests on asphalt mixtures, nowadays we have SR 174 – 1/2009 and also the series of European Standards SR EN 13108. The co-existence of these two types of standards can create confusing situations with a potential conflict when making quality conformity assessment of asphalt mixtures. This paper presents a comparative evaluation of the characteristics of different types of asphalt mixtures in the Roads Laboratory from Technical University of Civil Engineering Bucharest, in different loading conditions, such as those mentioned in the Romanian standard and also in the European standards. Keywords: asphalt mixture, stiffness modulus, frequency 1. INTRODUCERE

Structurile rutiere flexibile sunt cele mai răspândite, atât la noi în ţară, cât

şi pe plan mondial, astfel încât este necesar un studiu complex al acestor structuri ce presupun combinaţii de straturi din diferite materiale, cu proprietăţi diferite supuse la încărcări provenite din diverşi factori (trafic, condiţii



20

climatice). Pe baza unei selecţii atente şi avizate a materialelor componente, a unei proiectări judicioase a mixturilor asfaltice, precum şi a dimensionării corecte a grosimii straturilor rutiere, pot fi construite structuri rutiere flexibile sau semirigide durabile, astfel încât structurile proiectate să aibă capacitatea de a se comporta bine la diverse condiţii de încărcare fără pierderi semnificative de stabilitate pe perioada duratei de serviciu.

Mixturile asfaltice sunt proiectate să reziste la deformaţii permanente, oboseală, fisurare din temperaturi scăzute. Aceste degradări reduc durata de viaţă a structurilor rutiere şi cresc costurile de întreţinere. În cadrul unei mixturi asfaltice bitumul leagă agregatele, furnizând o anumită stabilitate amestecului şi asigurând rezistenţă la eforturi induse din trafic şi mediu ambiant, astfel că, performanţa mixturii asfaltice este funcţie de bitum, agregate şi proprietăţi volumetrice ale amestecului. Bitumul controlează proprietăţile vâscoelastice ale amestecului, de la momentul producerii de mixtură în staţie şi pe toată durata de exploatare.

Un material este vâscoelastic atunci când stochează şi disipează energie mecanică ca răspuns la o încărcare mecanică. Această comportare depinde atât de temperatură, cât şi de durata încărcării. La temperaturi joase şi încărcări de scurtă durată, bitumul acţionează ca un solid elastic, în timp ce la temperaturi ridicate şi durată mare de încărcare se comportă ca un lichid vâscos. La temperaturi intermediare, comportarea este mult mai complexă.

Figura 1. Comportarea unui material: a)elastic; b) vâscos; c) vâscoelastic



21

Dezvoltarea unor proceduri practice şi de încredere în evaluarea abilităţilor mixturilor asfaltice în a atinge cerintele structurale, rămâne în continuare o provocare. Trebuie folosite o varietate de metode de evaluare a mixturii începând din faza de proiectare a reţetei şi până în faza de control a fabricaţiei mixturii, metode care să conţină atât teste simple, orientate pe procese în timpul controlului calităţii în producţie, dar şi încercări sofisticate pentru determinarea proprietăţilor fundamentale care să asigure că mixtura viitoare va atinge acel standard minim de performanţă care se ia în calcul la proiectarea structurilor rutiere. Sistemul de încercări de laborator constă în câteva categorii de încercări simple de compresiune, încercări pentru determinarea caracteristicilor la deformaţii permanente şi încercări pentru determinarea caracteristicilor fundamentale. Încercările simple sunt limitate: pentru o anumită probă, încercările pot fi efectuate doar la o singură condiţie de încărcare, temperatură şi nivel de compactare. Astfel, o bună selecţie a condiţiilor de încercare şi reprezentarea stării de eforturi în structura rutieră sunt critice pentru succesul acestor teste.

Măsurarea proprietăţilor fundamentale ale mixturii oferă avantajele de a putea reproduce o varietate mare de încărcări şi condiţii de mediu prin modelare numerică. Dezvoltarea rapidă în domeniul aparaturii de laborator şi IT continuă să facă din aceste încercări variante viabile pentru evaluarea mixturii. Totuşi, identificarea şi verificarea modelelor constitutive adecvate pentru mixturi bituminoase rămân în continuare o provocare, având în vedere comportarea complexă a mixturilor: răspunsul la incărcări poate fi elastic, plastic şi poate avea şi componente de microfisurări sau ruperi.

2. CONDIŢII PENTRU ÎNCERC ĂRILE DE LABORATOR PENTRU DETERMINAREA CARACTERISTICILOR MIXTURII ASFALTICE

De-a lungul ultimilor ani, Laboratorul de Drumuri din cadrul U.T.C.B. a efectuat numeroase încercări atât pe mixturi asfaltice cât şi pe materialele componente ale unei mixturi asfaltice, astfel încât, acest articol prezintă, într-un mod succint, foarte comprimat, numeroasele probleme care au aparut pe parcursul a mai mulţi ani, de când sunt în vigoare în ţara noastră atât normele europene (seria de norme SR EN 12697 şi SR EN 13108) cât şi SR174. În cele ce urmează se vor trata încercările de laborator pentru determinarea modulului de rigiditate atât în condiţiile din normele europene cât şi în condiţiile din SR 174/1-2009, precum şi influenţa condiţiilor de încărcare asupra rezultatelor obţinute.



22

Conform SR EN 13108 – 20, modulul de rigiditate se determină în următoarele condiţii:

Tabel 1. Modul de rigiditate conform SR EN 13108 – 20 Nr. crt.

Tipul aparatului Modul de determinare a modulului

Temperatura (ºC)

Frecvenţa sau durata încărcării

1 Încovoiere în două puncte pe probe trapezoidale/ prismatice

Modulul se determină pentru un timp de încărcare între 30 s şi 2 min

15 10 Hz

2 Încercarea la încovoiere în patru puncte

Modulul se determină la cel de-al 100-lea ciclu de încărcare

20 8 Hz

3 Încercarea de întindere – compresiune directă pe probe cilindrice

Modulul se determină la cel de-al 100-lea ciclu de încărcare

15 10 Hz

4 Încercarea de întindere indirectă pe probe cilindrice

Modulul se determină ca medie a 5 încercări aplicate probei

20 124 µs

În comparaţie, SR 174-1/2009 prevede ca pentru modulul de rigiditate să

se folosească doar încercarea pe probe cilindrice, la temperatura de 15 ºC.

3. DETERMINAREA MODULULUI DE RIGIDITATE AL MIXTURII ASFALTICE ÎN LABORATOR

În continuare se prezintă, cu ajutorul unor grafice obţinute pe baza

rezultatelor din laborator, influenţa condiţiilor de încercare asupra valorilor modulului de rigiditate. Au fost studiate diverse tipuri de mixturi, cu bitum simplu dar şi cu bitum modificat cu polimeri, mixturi pentru stratul de uzură cât şi pentru stratul de legatură.

Având în vedere că standardul european SR EN 12697-26 prezintă mai multe tipuri de încercări pentru determinarea modulului de rigiditate, s-au efectuat încercări pe echipamentele disponibile din Laboratorul de Drumuri, atât în condiţiile prevăzute în SR EN 13108-20 cât şi alte condiţii de încercare – din punct de vedere al temperaturii şi al frecvenţei de încărcare. De exemplu, SR EN 13108 prevede ca modulul să se determine prin încercarea de încovoiere în patru puncte pe grinzi prismatice la 20ºC şi 8 Hz, în timp ce pentru încercarea de încovoiere în două puncte pe probe trapezoidale se determină la 15ºC şi 10 Hz (figura 2).



23

Figura 2. Modulul de rigiditate în funcţie de tipul de încercare

Determinarea modulului de rigiditate în funcţie de frecvenţa solicitării s-a

efectuat în Laboratorul de Drumuri. Astfel, cu ajutorul echipamentului de încovoiere în patru puncte s-a determinat modulul de rigiditate la 20ºC, la 50 µm deformaţie impusă, la frecvenţe cuprinse între 8 Hz şi 30 Hz (figura 3).

Figura 3. Variaţia modulului de rigiditate cu frecvenţa, la 20ºC şi 50 µm,

încercarea 4PB – PR

Pentru a evidenţia influenţa temperaturii de încercare asupra rigidităţii mixturilor asfaltice s-au efectuat încercări la echipamentul de întindere indirectă pe probe cilindrice (IT-CY), la echipamentul de încovoiere în patru puncte pe probe prismatice (4PB – PR). Toate încercările au fost efectuate în condiţiile de încărcare din SR EN 13108-20.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

Tipul Incercarii

Mod

ul d

e rig

idita

te,

MP

a

IT-CY: 15C 2PB-TR-10Hz: 15C 4PB-PR-8Hz: 20C IT-CY: 20C

4PB-PR-8Hz: 15C 4PB-PR-10Hz: 15C 4PB-PR-10Hz: 20C

MAMR16 BA16 MASF16a MASF16m-1 MASF16m-2

4PB-PR

3000

5000

7000

9000

11000

13000

15000

0 5 10 15 20 25 30 35

Frecventa, Hz

Mod

ulul

de

rigid

itate

la

20o C

si 5

0m

, M

Pa

MAMR16-20 BA16-20 MASF16a-20 MASF16m-1-20 MASF16m-2-20



24

Figura 4. Variaţia modulului de rigiditate cu temperatura la încercarea IT-CY

Figura 5. Variaţia modulului de rigiditate cu temperatura la încercarea

4PB-PR, 8 Hz

Pe baza experienţei din Laboratorul de Drumuri al UTCB, din punct de vedere al tipului de încercare, se pot sublinia urmatoarele: ♦ Pentru încercarea IT - CY:

IT-CY

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Temperatura, oC

Mod

ulul

de

rigid

itate

, M

Pa

MAMR16 BA16 MASF16a MASF16m-1 MASF16m-2

4PB-PR

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Temperature, oC

Stif

fnes

s M

odul

us

at 8

Hz

and

50m

, M

Pa

MAMR16-8Hz BA16-8Hz MASF16a-8Hz MASF16m-1-8Hz MASF16m-2-8Hz



25

- probele sunt foarte uşor de confecţionat şi de prelucrat, se pot folosi şi carote extrase din structuri rutiere gata executate; - testul este foarte simplu şi uşor de executat şi durează puţin; - temperatura joacă un rol bine definit în evaluarea rigidităţii, astfel că este necesară prezenţa unei probe în camera climatică cu termocuple montate în interior, pentru o măsurare cât mai corectă a temperaturii; - dezavantajul major al aparatului este acela că nu poate determina defazajul şi energia disipată în timpul testului; - încercarea nu permite aplicarea unui efort reversibil, iar rigiditatea este determinată prin aplicarea unor încărcări de tip haversine; - adoptarea unei singure valori pentru coeficientul lui Poisson pentru toate temperaturile de încercare poate conduce la diferenţe notabile în determinarea rigidităţii; ♦ Pentru încercarea 4PB - PR: - confecţionarea de probe este dificilă dacă laboratorul nu are la dispoziţie şi un compactor de laborator pentru plăci de mixtură asfaltică, si, în plus, imperfecţiunile geometrice la confecţionare sunt frecvente (prin tăiere se poate pierde paralelismul laturilor). - funcţie de soft-ul folosit, încercările pentru un spectru de frecvenţă pot conduce la perioade lungi de timp; - încercarea permite aplicarea de deformaţii specifice şi eforturi reversibile; - unghiul de defazaj şi energia disipată pot fi calculate; - probabilitatea de pierdere a liniarităţii dintre efort şi deformaţie specifică a probei (mai ales la temperaturi ridicate) necesită încercarea pentru un spectru de deformaţii specifice la aceeaşi frecvenţă; - în conformitate cu SR EN 12697-26, nu este necesară determinarea în prealabil a coeficientului lui Poisson; ♦ Pentru încercarea în 2PB-TR: - confecţionarea probelor este foarte dificilă faţă de celelalte metode, având în vedere dimensiunile mici ale probei şi paralelismul laturilor; - nu este necesară determinarea în prealabil a coeficientului lui Poisson; - trebuie avut în vedere faptul că, la confecţionare, axa longitudinală a plăcii trebuie să fie paralelă cu axa orizontală de compactare a mixturii asfaltice. - având în vedere zvelteţea probelor, după lipirea tiparelor metalice, este foarte dificil de păstrat forma epruvetelor, ele trebuie păstrate în condiţii speciale.



26

3. CONCLUZII

Prin urmare, mixturile asfaltice sunt mai mult sau mai puţin susceptibile la variaţia frecvenţei de încărcare în funcţie de tipul de test abordat sau la alegerea modului de compactare, dar au aceeaşi susceptibilitate la temperatură. De acest lucru ar trebui să se ţină seama în considerarea valorilor modulilor de rigiditate necesari în calculele de dimensionare ale structurilor rutiere ce conţin straturi asfaltice.

Metoda de dimensionare a structurilor rutiere suple şi semirigide (PD 177 – 2001) cere modulul de elasticitate dinamic pentru fiecare strat din structura rutieră pentru a determina starea de eforturi şi deformaţii. Pentru straturile asfaltice, modulul de rigiditate dinamic a fost ales datorită naturii sale de caracterizare fundamentală a materialului şi a proprietăţii lui de a reprezenta legătura dintre efort şi deformaţie specifică ca o funcţie de temperatură şi frecvenţă a încărcarii. Astfel, este foarte important in a introduce valori cat mai apropiate de realitate, pentru un calcul cat mai riguros.

O concluzie importantă se referă la precizarea clară a metodei folosite pentru determinarea rigidităţii pentru evaluarea conformităţii unei mixturi asfaltice – conform EN 13108/1 şi EN 13108/4 – unde, pe lângă valoarea minimă si maxima declarată pentru rigiditatea mixturii asfaltice, ar trebui specificată şi metoda prin care a fost obţinută.

Deasemenea, temperatura la care se determina modulul de rigiditate ar trebui corelata cu SR EN 13108-20, din figurile 4 si 5 se pot observa diferente considerabile.

Acest articol a tratat doar problema modulului de rigiditate, insa aceasta nu este singura neconcordanta dintre SR 174/1-2009 si seria de standarde eurpoene 13108 (probleme sunt referitoare si la oboseala si deformatii permanente) si se propune pentru viitor studierea posibilitatii a transformarii standardului romanesc SR 174/1-2009 intr-o anexa nationala, dupa modelul adoptat si in alte tari.



27

BIBLIOGRAFIE [1]. A. BURLACU, “Contributii privind influenta modului de incercare asupra

aprecierii comportarii mixturilor asfaltice in exploatare”, Teza de doctorat, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, Bucuresti, martie 2012.

[2]. C. RACANEL, A. BURLACU, C. SURLEA, “Establishing of wearing course asphalt

mixture stiffness”, CETRA 2010, Opatjia, Croatia, 2010 [3]. SR EN 12697/26 -2005. Mixturi asfaltice – Metode de încercare pentru mixturi

asfaltice preparate la cald – Partea 26 : Rigiditate. [4]. SR 174-1:2009. Lucrări de drumuri. Îmbrăcăminţi bituminoase cilindrate executate la

cald. Partea 1: Condiţii tehnice pentru mixturi asfaltice. [5]. SR EN 13108/20 – 2005.Mixturi asfaltice – Specificatii de material – Partea 20

Incercari de tip



28

STUDII EXPERIMENTALE PRIVIND

UTILIZAREA CENU ŞII DE TERMOCENTRAL Ă ÎN AMESTECURILE DE ASFALT

Paul Marc – dr. ing. la Universitatea “Politehnica” Timişoara, Facultatea de Construcţii, Departamentul CCTF, [email protected] Ciprian Costescu – şl. dr. ing. la Universitatea “Politehnica” Timişoara, Facultatea de Construcţii, Departamentul CCTF, [email protected] Rezumat:

În condiţiile în care ţara noastră este într-o plină ascensiune de dezvoltare din punct de vedere al infrastructurii rutiere, se remarcă faptul că resursele de materii prime, care sunt parte constituentă în alcătuirea acestora sunt din ce în ce mai deficitare. Datorită acestui fapt îşi face loc tot mai mult ideea creării unor tehnici şi tehnologii care să determine schimbări radicale în metodele de producţie, utilizând cât mai raţional resursele secundare şi crescând astfel gradul de reciclare şi folosire a acestora prin aşa numitele tehnologii fără deşeuri. În această lucrare s-au conceput şi realizat o serie de mixturi asfaltice, (B.A.16 şi B.A.D.25), utilizând în masa lor, pe lângă celelalte materiale componente, cenuşa de termocentrală rezultată de la CET Timişoara Sud, ca substituent total sau parţial al filerului. După efectuarea încercărilor în laborator, s-a constatat că utilizarea cenuşii de termocentrală în mixtura asfaltică poate înlocui cu succes filerul. Cuvinte cheie: mixturi asfaltice / cenuşă de termocentrală / caracteristici fizico-mecanice Abstract:

In the present conditions of our country, in full development of road infrastructures, it is worth noticing that raw material resources, which are constituents of these structures, become more and more scarce. Due to this aspect, the idea of creating new techniques and technologies to radically change the production methods by using more rationally secondary resources, thus increasing the recycling degree and using the so-called waste-less technologies gains momentum. This paper presents the design and realization of macadam types (B.A.16 and B.A.D.25), which use in their composition, besides the other components, the fly ash resulting from CET Timişoara Sud, as total or partial substitute for filler. The laboratory tests proved that the fly ash used in asphalt mixtures can successfully replace the filler. Key words: macadam/fly ash/physical-mechanical characteristics



29

1. INTRODUCERE

Cenuşa de termocentrală reprezintă un deşeu cu un puternic impact ecologic datorită cantităţilor mari în care rezultă şi pentru a căror depozitare sunt scoase din circuitul agricol suprafeţe mari de teren. Există numeroase studii privind caracterizarea şi valorificarea cenuşilor de termocentrală din ţara noastră ca adaos la cimenturile portland.

Ideea utilizării cenuşii de termocentrală în locul filerului în amestecurile de asfalt nu este un concept nou. Utilizarea sa în amestecurile de asfalt a fost investigată de mulţi oameni de ştiinţă, iar concluziile cercetărilor obţinute pot fi rezumate după cu urmează:

− Warden şi alţii (1952) au afirmat că cenuşa este un material de umplere corespunzător în amestecurile de asfalt, astfel introducerea ei asigură o stabilitate mai mare, o rezistenţă mai bună la umiditate şi flexibilitate [3].

− Zimmer (1970) a analizat efectul conţinutului de carbon din cenuşă. Rezultatele sale au relatat că probele care au în compoziţie cenuşă au o stabilitate mai mare după imersarea în apă [4].

− Henning (1974) a investigat efectul cenuşii de clasa C asupra proprietăţilor betoanelor asfaltice. El a concluzionat că prin adăugarea de 4 % cenuşă în masa mixturii rezultă o stabilitate ridicată, dar cu un volum de goluri mai scăzut. Henning de asemenea a declarat, ca şi antecedenţii săi cercetători, că cenuşa conduce la o stabilitate mai mare după ce proba a fost imersată în apă.

− Sankaran şi Rao (1973) au făcut o comparaţie între utilizarea cenuşii şi alte materiale de umplere în amestecurile de asfalt, cum ar fi argila şi praful rezultat de la agregate. Ei au subliniat că la un conţinut de cenuşă de 2 % s-a prevăzut cea mai mare stabilitate faţă de celelalte materiale de umplere [2].

− Rosner şi alţii (1982) au folosit cenuşa ca material de umplere în betonul asfaltic, arătând astfel că probele îşi păstrează rezistenţa, iar suplimentar, prin adăugare de cenuşă, rezistenţa creşte. În majoritatea cazurilor ei au considerat că rezistenţa mixturilor asfaltice ce conţin cenuşă ca material de umplere este mai mare faţă de utilizarea ca materiale de umplere materiale naturale.

Analizând aceste aspecte din mai multe puncte de vedere cum ar fi: economic şi de mediu, am realizat câteva experimente referitoare la posibilitatea înlocuirii totale sau parţiale a filerului din mixtura asfaltică cu cenuşa de termocentrală.



30

2. CARACTERISTICILE MATERIALELOR COMPOZITE UTILIZAT E ÎN AMESTECURILE DE ASFALT

Agregatele joacă un rol important în performanţele structurilor asfaltice, în care intră în proporţie de 85 % - 90 % din greutatea mixturii şi reprezintă 75 % - 80 % din volumul acesteia. Prin urmare, cunoaşterea proprietăţilor agregatelor este fundamentală în proiectarea unor mixturi asfaltice de calitate înaltă. Agregatele utilizate la confecţionarea probelor în cadrul laboratorului de Căi de Comunicaţie Terestre, Fundaţii şi Cadastru, au ca şi sursă de provenienţă cariera Lucareţ din judeţul Timiş. Caracteristicile fizico-mecanice şi granulozitatea realizată pe aceste agregate sunt conforme stasurilor în vigoare.

Filerul utilizat la confecţionarea probelor din mixtură asfaltică în laborator a fost un filer de calcar produs de către HOLCIM ROMANIA, care de asemenea îndeplineşte toate condiţiile prevăzute în stasuri.

Cenuşa de termocentrală utilizată în cadrul acestui studiu, a fost supusă unor încercări fizico-mecanice în care s-au luat în considerare câteva studii proprii ale colectivului de cercetare din cadrul Facultăţii de Construcţii Timişoara, departamentul Construcţii Industriale şi Civile [1]. Astfel, în (Tabelul 1) se prezintă analiza chimică a cenuşilor rezultate de la unele CTE din România, iar în (Tabelul 2) se prezintă densităţile şi suprafaţa specifică la aceleaşi cenuşi de termocentrală.

Tabelul 1. Analiza chimică Provenienţa

cenuşii C.T.E.

Compoziţia chimică (valori medii), %

SiO2 Al 2O3 Fe2O3 CaO SO3 Na2O K2O MgO

Timişoara 49.07 25.52 - 1.15 - 0.26 1.90 1.01 Timişoara * 43.51 28.10 9.28 12.85 - - - 2.26 Arad 51.30 19.20 - 4.25 - 0.45 1.57 1.91 Deva 47.33 24.34 - 5.85 2.75 0.58 1.97 2.73 Craiova 49.20 22.80 7.82 8.80 1.44 0.51 1.70 2.41 * Determinări realizate de colectivul de cercetare C.C.I.A

După determinările efectuate s-a constatat, după cum astfel este specificat

şi în literatura de specialitate, că pentru cenuşile din ţara noastră componenţii predominanţi sunt: SiO2, Al2O3 şi Fe2O3, în proporţie de 80.89 %, ceea ce depăşeşte 70 %, fapt ce atestă posibilitatea de formare a fazelor vitroase, precum şi a silicaţilor, aluminaţilor de Ca etc, cu implicaţii favorabile asupra capacităţii hidraulice.



31

Tabelul 2. Densitatea şi suprafaţa specifică

Provenienţa cenuşii C.T.E.

Caracteristici fizice (valori medii), % Densitatea

reală [Kg/m3]

Densitatea în stare afânată

[Kg/m3]

Densitatea în stare

îndesată [Kg/m3]

Suprafaţa specifică [cm2/g]

Timişoara * 2333 566 775 3800 Arad 2378 1042 1321 2238 Deva 2280 579 832 2649 Craiova 2370 617 822 1224 * Determinări realizate de colectivul de cercetare C.C.I.A

Cenuşa studiată se încadrează în clasa cenuşilor alumino – silicioase ca majoritatea cenuşilor din ţara noastră.

Bitumul folosit în cadrul încercărilor de laborator este un bitum D 50/70 furnizat de către societatea S.C. CONFORT S.A. şi este un bitum corespunzător din punct de vedere al caracteristicilor principale conform Ind. AND 537 – 2003. 3. STABILIREA DOZAJELOR DE MIXTUR Ă ASFALTIC Ă ÎNLOCUIND TOTAL SAU PAR ŢIAL FILERUL CU CENU ŞA DE TERMOCENTRAL Ă

După ce au fost analizate toate materialele ce au intrat în componenţa mixturii asfaltice s-a hotărât studierea efectului înlocuirii filerului cu cenuşa de termocentrală. Această înlocuire s-a realizat în diferite procente pentru următoarele tipuri de mixtură:

− beton asfaltic B.A.16 care se utilizează pentru stratul de uzură; − beton asfaltic deschis B.A.D.25 care se utilizează pentru stratul de

legătură. Astfel în funcţie de procentele de cenuşă stabilite pentru fiecare tip de

mixtură asfaltică s-au realizat dozajele finale, conform (Tabelelor 3 şi 4), urmând mai departe realizarea probelor conform fiecărei încercări la care urmează să fie supuse.

Datorită faptului că cenuşa utilizată în amestecurile de asfalt are o densitate în stare îndesată de � � 775 ��/, ea prezintă un procent de participare în amestec mai mic decât procentele stabilite în faza iniţială, din cauza faptului că are un volum mai mare de parte fină.



32

Tabelul 3. Dozaje finale B.A.16

Componentele mixturii

Procente cenuşă (%) Dozaj 1 Dozaj 2 Dozaj 3 Dozaj 4 Dozaj 5 Dozaj 6

0 % 2.5 % 5.0 % 7.5 % 10.0 % 12.5 % sort 8/16 25.80 25.70 25.10 25.90 25.20 25.10 sort 4/8 29.60 29.20 29.80 28.20 28.50 29.10 sort 0/4 24.30 25.70 25.50 26.30 26.70 25.10 nisip natural 6.20 6.20 6.10 6.80 6.50 5.60 cenuşă 0.00 1.70 3.30 4.90 6.50 8.10 filer 9.50 6.70 4.70 1.90 0.00 0.00 bitum 4.60 4.90 5.40 6.00 6.50 7.00

Tabelul 4. Dozaje finale B.A.D.25

Componentele mixturii

Procente cenuşă (%) Dozaj 1 Dozaj 2 Dozaj 3 Dozaj 4 Dozaj 5

0 % 2.5 % 5.0 % 7.5 % 10.0 % sort 8/16 22.60 22.70 22.90 23.30 22.70 sort 4/8 20.20 19.20 19.20 19.30 21.80 sort 0/4 16.30 17.30 17.20 17.10 14.20 nisip natural 7.70 8.60 8.60 8.50 7.10 cenuşă 0.00 1.70 3.20 4.90 6.60 filer 7.20 3.80 2.40 0.00 0.00 bitum 4.00 4.10 4.50 5.00 5.40

Din punct de vedere al încadrării acestor amestecuri în zonele de

granulozitate prevăzute de standardul românesc SR 174 – 1/2009, acestea se încadrează după cum se poate observa în (Figura 1), respectiv (Figura 2).

Figura 1. Curbele de granulozitate stabilite

pentru mixtura asfaltică B.A.16

Figura 2. Curbele de granulozitate stabilite pentru mixtura

asfaltică B.A.D.25

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.001 0.010 0.100 1.000 10.000

Tre

ceri

[%]

Dimensiunea ochiurilor sitelor [mm]

Dozaje B.A.16 cu diferite procente de cenu şă

Limită inf. Limita sup. 0 % cenuşă 2.5 % cenuşă

5 % cenuşă 7.5 % cenuşă 10 % cenuşă 12.5 % cenuşă

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001 0.010 0.100 1.000 10.000

Tre

ceri

[%]

Dimensiunea ochiurilor sitelor [mm]

Dozaje B.A.D.25 cu diferite procente de cenu şă

Limita inf. Limit ă sup. 0 % cenuşă 2,5 % cenuşă

5 % cenuşă 7,5 % cenuşă 10 % cenuşă



33

4. PREPARAREA PROBELOR CILINDRICE ÎN LABORATOR

Probele cilindrice folosite în cadrul studiului au fost cilindri Marshall, care s-au realizat cu ajutorul ciocanului Marshall prin aplicarea de 50 lovituri pentru fiecare faţă şi cilindri confecţionaţi cu ajutorul girocompactorului, (Figura 3), [5].

a) Ciocan Marshall b) Presă giratorie Figura 3. Aparatura utilizată pentru realizarea probelor

5. STUDII EXPERIMENTALE PRIVIND PROPRIET ĂŢILE FIZICO-MECANICE PENTRU DOZAJELE DIN MIXTUR Ă ASFALTIC Ă CE CONŢIN CENUŞĂ DE TERMOCENTRAL Ă

Astfel în urma mai multor încercări de stabilire a procentului de bitum,

ţinând cont şi de proprietatea ceva mai absorbantă a cenuşii, cu 0.20 % … 0.30 % mai mare decât a filerului, s-au stabilit dozajele conform tabelelor 3, respectiv 4, prezentate mai sus, dozaje pentru care s-au determinat caracteristicile fizico-mecanice. În tabelul 5, sunt date rezultatele privind încercările uzuale efectuate pentru betoanele asfaltice B.A.16 şi B.A.D.25.

Verificarea calităţii betoanelor asfaltice proiectate s-a făcut prin comparare cu valorile prevăzute în standardul românesc SR 174-1/2009, pentru betoanele B.A.16 şi B.A.D.25. Astfel rezultatele obţinute pentru dozajele realizate sunt conforme normativului.



34

Tabelul 5. Caracteristicile fizico-mecanice pentru un procent scăzut de bitum

Bitu

m (

%)

Cen

uşă

(%)

Sta

bilit

ate

core

ctată

KN

Indi

ce fl

uaj

mm

Rap

ort

S/I,

KN

/mm

Den

sita

te

Kg/

m3

Abs

orbţ

ie

de a

pă (

%)

Va (%)

VMA (%)

VFA (%)

B.A

.16

4.6 0 12.10 4.70 2.57 2450 1.80 1.38 16.53 91.66 4.9 2.5 12.20 4.40 2.77 2420 3.25 3.26 17.81 81.70 5.4 5.0 12.50 4.00 3.13 2400 2.20 3.75 18.91 80.19 6.0 7.5 12.50 3.30 3.79 2350 1.90 6.28 21.11 70.24 6.5 10.0 13.00 3.50 3.71 2300 2.75 8.01 23.20 65.47 7.0 12.5 13.60 3.80 3.58 2290 2.55 6.97 23.94 70.90

B.A

.D.2

5 4.0 0 10.90 4.00 2.73 2400 3.70 5.60 17.71 68.39 4.1 2.5 8.50 3.20 2.66 2360 3.50 8.05 19.17 58.02 4.5 5.0 11.60 3.70 3.14 2330 3.95 9.14 20.53 55.49 5.0 7.5 12.10 3.80 3.18 2330 3.20 8.96 20.95 57.23 5.4 10.0 13.80 3.80 3.63 2330 4.00 7.55 21.28 64.53

Dacă am considera amestecurile realizate doar în funcţie de procentul de bitum stabilit şi doar de utilizarea filerului ca material de umplere, normal ar fi ca stabilitatea Marshall pentru dozajele respective să scadă, iar indicele de fluaj şi densitatea să crească. Referitor la utilizarea cenuşii de termocentrală în amestecurile de asfalt în locul filerului, se poate observa din (Figura 4 - 10), că aceasta prezintă un efect invers, dar favorabil caracteristicilor mecanice. Practic stabilitatea Marshall creşte, iar indicele de fluaj scade, chiar dacă avem un conţinut de bitum mai ridicat. În ceea ce priveşte densitatea aparentă, aceasta scade proporţional cu procentul de cenuşă utilizat în amestec, dar nu sub valoarea prevăzută în stas. Acest lucru este normal datorită densităţii scăzute a cenuşii faţă de filer.



35

Figura 4. Stabilitatea Marshall în funcţie de

procentele de bitum şi cenuşă pentru mixturile B.A.16 şi B.A.D.25

Figura 5. Indicele de fluaj Marshall în funcţie de procentele de bitum şi cenuşă

pentru mixturile B.A.16 şi B.A.D.25

Figura 6. Densitatea probelor Marshall în funcţie de procentele de bitum şi cenuşă


Figura 7. Absorbţia de apă în funcţie de procentele de bitum şi cenuşă pentru

mixturile B.A.16 şi B.A.D.25

Referitor la absorbţia de apă pentru amestecurile realizate, (Fig. 7), se poate observa o fluctuaţie a acesteia în funcţie de procentele de cenuşă utilizate. Deşi normal ar fi ca absorbţia de apă să scadă odată cu creşterea densităţii şi a conţinutului de bitum, în acest caz, datorită utilizării cenuşii în amestec, densitatea mixturii scade, iar absorbţia de apă pentru procentele mai semnificative de cenuşă utilizată în betoanele asfaltice B.A.16 şi B.A.D.25 prezintă o uşoară creştere.

În ceea ce priveşte volumul de goluri al mixturilor realizate se poate spune că pentru dozajele ce conţin cenuşă acesta creşte, lucru normal aşteptat datorită scăderii densităţii acestora. În mod normal la un conţinut identic de liant ca în dozajele efectuate, dar având ca material de umplere filerul, volumul de goluri scade semnificativ, iar mixtura rezultată prezintă o susceptibilitate scăzută la umiditate. Acest lucru poate fi considerat la fel şi pentru dozajele cu cenuşă

8.08.59.09.5

10.010.511.011.512.012.513.013.514.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

Sat

abilit

ate

[KN

]

Bitum în func ţie de procent cenuşă [%]

B.A.16 B.A.D.25

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

Ind

ice

flu

aj [m

m]

Bitum în funcţie de procent cenuşă [%]

B.A.16 B.A.D.25

2280

2300

2320

2340

2360

2380

2400

2420

2440

2460

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

Den

sita

tea

[kg/

m^3

]


B.A.16 B.A.D.25

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

Abs

orbţ

ie a

pă [%

]


B.A.16 B.A.D.25



36

datorită caracterului hidrofob al acesteia. Referitor la rezultatele obţinute, (Figura 8), pentru volumul de goluri din mixtură şi volumul de goluri din amestecul de agregate, este demonstrat conform unor studii privind modul de determinare al acestora, în funcţie de modul de compactare cu girocompactorul sau cu compactorul Marshall, un procent mai mic de până la 1.7 % … 1.6 % a volumului de goluri determinat pe cilindri confecţionaţi cu presa giratorie faţă de cilindrii Marshall.

Fig. 8. Volumul de goluri din mixtură în funcţie de procentele de bitum şi cenuşă


Fig. 9. Volumul de goluri din amestecul de

agregate în funcţie de procentele de bitum şi cenuşă pentru mixturile B.A.16 şi B.A.D.25

Figura 10. Volumul de goluri umplute cu bitum în funcţie de procentele de bitum şi cenuşă


Conform criteriilor SUPERPAVE privind volumul de goluri din amestecul de agregate VMA, acesta se compune din volumul de goluri din mixtură şi volumul efectiv de liant. Din punct de vedere al analizării rezultatelor VMA-ului pentru betoanele asfaltice realizate B.A.16 şi B.A.D.25, (Figura 9), ce conţin şi cenuşă de termocentrală, se poate spune că respectă condiţiile impuse.

1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.5

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

Va [%

]


B.A.16 B.A.D.25

15.0

16.0

17.0

18.0

19.0

20.0

21.0

22.0

23.0

24.0

25.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

VM

A [%

]

Bitum în funcţie procent cenuşă [%]

B.A.16 B.A.D.25

50.0

55.0

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0

95.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

VFA

[%]


B.A.16 B.A.D.25



37

Volumul de goluri umplute cu bitum, (Figura 10), pentru dozajele B.A.16 cu un conţinut scăzut de liant bituminos nu se încadrează conform criteriilor SUPERPAVE. Acest inconvenient conduce mai departe la instabilitatea mixturii sub un efort de forfecare şi îmbătrânire accelerată. 6. CONCLUZII

Caracteristicile fizico-mecanice determinate prin încercări uzuale conform stas SR 174-1/2009, prezintă o evoluţie bună a mixturilor asfaltice în funcţie de procentul de cenuşă din amestec, astfel putând fi afirmate următoarele concluzii: � stabilitate Marshall mai mare comparativ cu stabilitatea obţinută pe mixtura

ce conţine în amestec filer; � indice de fluaj mai mic; pe măsură ce procentul de cenuşă creşte, indicele de

fluaj scade; � densitate aparentă mai mică (datorată densităţii scăzute a cenuşii faţă de

filer), dar conform stas, indiferent de procentul de cenuşă stabilit din masa mixturii asfaltice;

� volum de goluri mai mare datorat densităţii scăzute, dar corespunzător limitei date de stas, chiar dacă procentul de bitum este mai mare;

� absorbţie de apă în limitele normale, chiar dacă volumul de goluri este mai mare. Această caracteristică se datorează şi faptului că cenuşa este hidrofobă.

Utilizarea cenuşii de termocentrală în amestecurile de asfalt prezintă o serie de avantaje, dintre care: � ocrotirea mediului înconjurător, deoarece cenuşile de termocentrală

reprezintă un deşeu cu un puternic impact ecologic datorită cantităţilor mari în care rezultă şi pentru a căror depozitare sunt scoase din circuitul agricol suprafeţe mari de teren;

� în amestecurile de asfalt ajută la reducerea cantităţii de mixtură prevăzută pentru a asigura grosimea necesară stratului, în timpul execuţiei. Acest lucru se datorează densităţii mai mici a cenuşii faţă de filer;

� costuri mai mici ale mixturii asfaltice ce conţine în amestec cenuşă, datorită faptului că cenuşa reprezintă un deşeu ce nu prea poate fi valorificat.



38

BIBLIOGRAFIE [1]. C. BADEA: „Contribuţii referitoare la utilizarea deşeurilor refolosibile pentru

producerea unor noi tipuri de materiale de construcţii” Teză de doctorat, Timişoara, 2004.

[2]. T. SERGAN: „ Mechanical evaluation of asphalt-aggregate mixtures prepared with

fly ash a filler replacement”. Faculty of Engineering and Architecture, Iki Eylul Campus, Anadolu University, Turkey, 2008.

[3]. F.V. ZIMMER: „ Fly ash as bituminous filler”, In Proceedings of the 2nd Ash

Utilization Symposium Pittsburgh, Pa. 10-11, March 1970, United States. [4]. W.B. WARDEN, S.B. HUDSON, and H.C. HOWELL: “Evaluation of mineral filler

in terms of practical pavements performance”, Proceedings of the Association of Asphalt Paving Tehnologists 101 – 110, 1952.

[5]. *** - SR EN 12697-30: „Mixturi asfaltice”. Metode de încercare pentru mixturi asfaltice

preparate la cald. Partea 30: Confecţionarea epruvetelor cu compactorul cu impact.



39

BITUMURI CU VÂSCOZITATE SC ĂZUTĂ

Ţucă Eugen, C&I Technical Service Manager CL2. Business Development Center, Commercial Department, PC Construction & Industries, OMV Refining & Marketing, OMV Petrom S.A., e-mail: [email protected] Rezumat

Conform literaturii de specialitate, parafinele au un efect negative asupra comportamentului bitumului. Printre acestea enumeram: efect negativ asupra compactarii asfaltului, aparitia prematura a deformatiilor permanente, influenta negativa asupra adezivitatii la agregat, etc.

In mod paradoxal, pe linga aceste efecte negative, au fost descoperite si beneficii ale utilizarii parafinelor. Ne referim aici la îmbunătăţirea caracteristicilor reologice si in special la cresterea lucrabilitatii mixturilor asfaltice la temperaturi scazute. Acest articol prezinta aceste beneficii precum si aplicarea lor in practica prin intermediul bitumurilor OMV Bitumen Special NV. Cuvinte cheie: bitum, parafine Abstract

According to most of the test results, paraffinic waxes has a negative influence on bitumen behavior. Among these we can name: negative effect on asphalt mixture compaction, premature permanent deformation,negative influence on adherence to aggregate.

As a paradox, with all these negative influences, some benefits were discovered. The goal of this article is to present the benefits and practical application through OMV Bitumen Special NV. Keywords: bitumen, paraffinic waxes 1. INTRUDUCERE

Acest articol îşi propune prezentarea influenţei parafinelor Fischer-Tropsch asupra comportamentului bitumurilor rutiere.

Prin utilizarea termenului de ceară parafinică sau pe scurt parafină, ne referim la acea clasă de hidrocarburi cu formula chimică CnH2n+2 şi structura lineară, denumită generic “alcani”. Au aspect de ceară, în general de culoare



40

albă, insolubile în apă dar solubile în benzen, eter şi unii esteri. În stare topită pot fi amestecate cu uleiuri.

Parafinele determinate în structura bitumului provin în general din procesarea ţiţeiurilor de natură parafinică şi au fost clasate în două categorii fundamentale:

- Parafine amorfe (nu cristalizează) - Parafine cristaline (macro sau microcristaline) Parafinele macrocristaline sunt formate în general din normal parafine

(normal alcani) cu lanţuri de aprox. 30 atomi de carboni şi puţine isoparafine sau cicloparafine. Formează cristale de dimensiuni mari sub formă de plăci sau aciculară (mai rar).

Parafinele microcristaline au în compoziţie o sumă considerabilă de iso- şi cicloparafine şi prea puţine normal parafine. Cristalizează sub formă aciculară, de mici dimensiuni. Au masa moleculară mare şi conţin 40-100 atomi de carbon.

Conform literaturii de specialitate, parafinele au un efect negative asupra comportamentului bitumului. Printre acestea enumerăm:

- Efect negativ asupra compactării asfaltului datorită creşterii bruşte a vâscozităţii.

- Apariţia prematură a deformaţiilor permanente datorită scăderii vâscozităţii la temperaturi ridicate.

- Influenţa negativă asupra adezivităţii la agregat datorită caracterului hidrofob al parafinelor

- Face bitumul sfărâmicios şi grăbeşte apariţia fisurilor în asfalt În mod paradoxal, pe lângă aceste efecte negative, au fost descoperite şi

beneficii ale utilizării parafinelor. Ne referim aici la îmbunătăţirea caracteristicilor reologice şi în special la creşterea lucrabilităţii mixturilor asfaltice la temperaturi scăzute.

Aceste rezultate surprinzătoare au fost obţinute în urma studierii parafinelor microcristaline.

Un aport deosebit îl au studiile efectuate de către chimistul german Frans Fischer şi colegul său ceh Hans Tropsch. În urma încercărilor de a produce carburant din cărbune, au descoperit un tip de parafine microcristaline cu lanţ de 40-100 atomi de carbon şi punct de cristalizare de 80-1200C. Aceste parafine au un comportament aparte şi se numesc astăzi Parafine Fischer-Tropsch.

Cercetare, Administrare

2. REZULTATE EXPERIMENTALE

În continuare vom prezenta rezultatele obparafine Fischer-Tropsch (FT) acestor bitumuri speciale poart

În primă fază s-au advaloarea maximă de 5% şicorespunzător fiecărui procent.

După cum se poate observa de 3%.

Figura 1. Influenţ

În etapa următoare s

categorii de bitumuri: un bitum rutier cu clasa de penetramodificat cu polimeri PMB 45/80. Penetrainiţial, apoi s-a adăugat par



2. REZULTATE EXPERIMENTALE

continuare vom prezenta rezultatele obţinute în urma adTropsch (FT) în bitumurile produse de către OMV. Gama

acestor bitumuri speciale poartă denumirea de OMV Bitumen Special NV.au adăugat parafine FT în concentraţii diferite pşi au fost determinate Penetraţia şi Punctul de

rui procent. cum se poate observa în graficul din figura 1, procentul optim este

Influenţarea penetraţiei şi a punctului de înmuiere

ătoare s-a determinat evoluţia vâscozităţii. Scategorii de bitumuri: un bitum rutier cu clasa de penetraţie 50/70 modificat cu polimeri PMB 45/80. Penetraţia a fost determinat

ăugat parafina în procent de 2% şi 4%.

41

n urma adăugării de tre OMV. Gama

denumirea de OMV Bitumen Special NV. ii diferite până la

i Punctul de înmuiere

n graficul din figura 1, procentul optim este

i a punctului de înmuiere

ăţii. S-au folosit două ţie 50/70 şi un bitum

ia a fost determinată pe bitumul


42

Figura

Figura 3.



Figura 2. Variaţia vâscozităţii (PmB45/80)

Figura 3. Variaţia vâscozităţii (50/80)


La bitumurile tratate sînregistrează la o temperatur

Prin topire, parafinele FT grfapt ce duce la o mai bunălucrabilitatea mixturilor asfaltice executate cu aceste bitumuri. golurilor se obţine o mixtur

Următorul test a fost cel al rezistensens a fost confecţionată o mixtur

Figura 4. Rezultatul testului este ilustrat în figura 4

comentariu.

3. CONCLUZII Aceste rezultate efectuate în laborator ne îndreapt

concluzii: - Bitumurile tratate permit o reducere a consumurilor energetice cu

aproximativ 20%. - Extinde intervalul de plasticitate- Reduce vâscozitatea bitumului (lichefiaz



La bitumurile tratate s-a observat că aceeaşi valoare a vâscozit la o temperatură redusă faţă de cea a bitumului netratat.

Prin topire, parafinele FT grăbesc fenomenul de lichefiere al bitumului, fapt ce duce la o mai bună omogenizare, reduce nivelul de goluri

a mixturilor asfaltice executate cu aceste bitumuri. ne o mixtură mai densă, mai compactă şi mai durabil

torul test a fost cel al rezistenţei la deformaţii permanente. ă o mixtură pentru un strat de legătură.

Figura 4. Încercarea la deformaţii permanente

Rezultatul testului este ilustrat în figura 4 şi nu mai necesit

Aceste rezultate efectuate în laborator ne îndreaptă că

Bitumurile tratate permit o reducere a consumurilor energetice cu

Extinde intervalul de plasticitate scozitatea bitumului (lichefiază)

43

re a vâscozităţii se de cea a bitumului netratat.

besc fenomenul de lichefiere al bitumului, omogenizare, reduce nivelul de goluri şi măreşte

a mixturilor asfaltice executate cu aceste bitumuri. Prin reducerea i mai durabilă.

ii permanente. În acest

i nu mai necesită niciun

ă către următoarele

Bitumurile tratate permit o reducere a consumurilor energetice cu



44

- Reduce temperatura de malaxare - Permite aplicarea la temperaturi scăzute Testele de laborator au fost urmate de testele în teren. A fost produsă o mixtură BAD 22 pentru stratul de legătură, iar pentru

uzură a fost produs un MASF 8. După aşternere şi compactare s-au desprins următoarele concluzii:

- Lucrabilitate echivalentă la temperatură scazută - Reducerea uzurii staţiei de asfalt - Reducerea emisiilor de fum din CO2 - Deschiderea traficului mai repede Gama de bitumuri tratate cu parafine FT se numeşte OMV Bitumen

Special NV şi cuprinde atât bitumuri rutiere, cât şi bitumuri modificate cu polimeri.

În Austria s-au pavat peste 300.000 m2 cu mixturi executate cu aceste bitumuri.

Principalul scop al acestei operaţii a fost sporirea lucrabilităţii şi reducerea emisiilor şi a consumului energetic.



45

INFLUEN ŢA PUDRETEI DE CAUCIUC ASUPRA

PERFORMANŢELOR ÎMBR ĂCĂMIN ŢII BITUMINOASE

Beica Vasilica, şef laborator drumuri, dr.ing., CESTRIN Bucureşti, [email protected] Grîsîc Georgeta, şef profil, ing., CESTRIN Bucuresti, [email protected] Selagea Elisabeta, şef profil, ing,. CESTRIN Bucuresti, [email protected] Rezumat

În ultima decadă traficul din ţara noastră a cunoscut o creştere substanţială care, cumulat cu condiţiile de climă severe , a condus la necesitatea producerii unor îmbrăcăminţi din mixtură asfaltică cu rezistenţă marită la deformaţii permanente şi fisurare. Din acest motiv, o serie de noi materiale folosite pe piaţa europeană au fost încercate pentru a stabili care dintre acestea sunt potrivite pentru clima specifică şi traficul din ţara noastră.

Lucrarea de faţă prezintă rezultatele care s-au obţinut pe teren şi în laborator, pe mixtură asflatică preparată cu pudretă de cauciuc obţinută din anvelope reciclate (simplă, în amestec cu polioctenamer semicristalin sau granulată cu bitum) care îmbunătăţeşte comportarea îmbrăcăminţii şi creşte durata de viaţă a drumului.

Utilizarea acestui produs prezintă avantaje economice şi un impact scăzut asupra mediului, deoarece pudreta de cauciuc se obţine din anvelope reciclate.

Tehnologia de aplicare a produsului are avantajul că acesta poate fi adăugat în două moduri diferite: direct în bitum (procedeu umed) sau direct în procesul de preparare a mixturii asfaltice, peste agregatele încălzite (procedeu uscat).

În laborator, pudreta de cauciuc a fost în general utilizată în procedeul umed , bitumul modificat fiind analizat după metodologia SHRP (RTFOT, PAV, DSR şi BBR). În „situ” pudreta de cauciuc a fost utilizată numai în procedeul uscat, pentru obţinerea de mixturi asfaltice tip BA16 şi SMA16 utilizate pe drumurile naţionale din diferite zone geografice ale ţării respectiv de munte, de câmpie şi de deal. Pe mixtura asflatică au fost determinate rezistenţa la formarea făgaşelor, rigiditatea, rezistenţa la oboseală şi fluajul dinamic care au servit la evaluarea comportării îmbrăcăminţii bituminoase în drum. Cuvinte cheie: pudretă de cauciuc, polioctenamer, mixtură asflatică Abstract

Romanian highway traffic has grown substantially in the last decade, which, combined with the severe climate conditions (low temperature winters and high temperature summer), led to the necessity to produce pavements with asphalt mixtures with higher resistance at permanent deformations and cracking. Therefore, several new materials emerging on European market were tested to determine which ones are suitable for the specific climate and traffic in our country.



46

The paper presents the results which were obtained in the field and laboratory, on the asphalt mixtures prepared with rubber powder obtained from recycled tires (itself, blend with semi-crystalline polyoctenamer or granulated with bitumen) which improves the pavement behavior and increases the lifetime of the road.

Using this product means an economical advantage and a minor impact on environment, because rubber powder is obtained from recycled tires.

The application technology of the product has the advantage to be introduced in two different ways: directly in the bitumen (wet procedure) or directly in the aggregates mix (dry procedure).

In the laboratory, the rubber powder was used generally in the wet procedure, the modified bitumen being analyzed after SHRP methodology (RTFOT, PAV, DSR, and BBR). In”situ” (on site) the rubber powder was used only in dry procedure, to applied asphalt mixture type SMA and AC on the national roads for the different geographical areas of country, respectively: mountain, hill and plain areas. For the asphalt mixture, the resistance to rutting, stiffness, fatigue and dynamical creep was determined and also used for the evaluation of asphalt pavement behavior on the road. Keywords: rubber powder, polyoctenamer, asphalt mixture 1. INTRODUCERE

În ultima decadă, în ţara noastră, dat fiind condiţiile de climă specifice şi creşterii sarcinii admise pe osie pentru autovehicule rutiere de la 100KN la 115KN, au existat preocupări pentru utilizarea la lucrările de drumuri a unor materiale şi tehnologii care să asigure o comportare corespunzătoare în exploatare (ex. rezistenţă la fagaşe , rezistenţă la temperatură scazută).

În acest sens, urmare a studiilor şi cercetărilor realizate, au fost promovate la lucrările de reabilitare a drumurilor mixturile asfaltice stabilizate cu fibre şi bitumurile modificate cu polimeri, s-a implementat metodologia SHRP de clasificare a bitmurilor pe clase de performanţă şi utilizarea acestora în funcţie de zona climatică specifică. Cum: - pe plan mondial, s-au intesificat eforturile pentru reducerea emisiilor de CO2 în vederea protejării mediului; - tehnologiile care utilizează deşeuri nedegradabile în procesul de fabricaţie transformându-le într-un produs util, se aliniază tendinţei actuale de ecologizare şi protejare a mediului înconjurător; - o sursă de polimer pentru modificarea bitumului rutier o reprezintă şi pneurile uzate, din care prin reciclare se poate obţine pudretă de cauciuc care poate fi utilizată la prepararea de mixturi asfaltice, s-a considerant oportună



47

experimentarea acestei tehnologii ca alternativă la utilizarea elastomerilor termoplastici de modificare a bitumurilor. 2. PARTE EXPERIMENTAL Ă

S-a utilizat pudretă de cauciuc pentru prepararea mixturilor asfaltice utilizate în stratul de uzură (tip BA16 si SMA16), sub diferite forme: simplă granulată (GP), în amestec cu polioctenamer (OP), granulată cu bitum (BP). S-au realizat atât studii de laborator cât şi sectoare experimentale în diferite zone geografice/climatice ale ţării. 2.1 Pudretă de cauciuc simplă granulată (GP)

În laborator, pudreta de cauciuc de granulaţie 0-2 şi 0-4mm s-a utilizat (2006) la proiectarea unei mixturi asfaltice tip BA 16 în două variante : - ca înlocuitor al unei părţi de nisip natural şi/sau filer; - ca adaos la mixtură, într-o cantitate care să poată fi inglobată astfel încât caracteristicile mixturii să nu fie influenţate în mod negativ. În ambele moduri, pudreta a fost adăugată peste agregatele încălzite la 175-180°C, timpul de malaxare fiind mărit cu 20-30 secunde iar compactarea probelor s-a făcut la 1500C.

Seturile de mixturi asafltice preparate au fost caracterizate prin încercări clasice, selectându-se acele variante în care pudreta de cauciuc a adus unele îmbunătăţiri caracteristicilor tehnice şi anume: pudretă 0-2mm, 1% adaos la mixtură asfaltică; pudretă 0-4mm, 1% din masa mixturii, înlocuind nisip natural; pudretă 0-4mm, 2% din masa mixturii, înlocuind nisip natural. 2.1.1 Sector experimental - strat de uzură din mixtur ă asfaltica tip BA16 cu adaos de pudretă de cauciuc.

Sectorul experimental a fost realizat în vestul ţării, în toamna anului 2006, într-o zonă de câmpie (drum national), utilizându-se 1% amestec pudretă sort 0-2mm şi 0-4mm, ca adaos la mixtură. Materialele utilizate la prepararea mixturii, cu excepţia bitumului, au fost diferite de cele utilizate în laborator, dar curba granulometrică a fost similară. Comparativ cu mixtura martor, mixtura cu pudretă de cauciuc prelevată la aşternere a fost mai puţin rigidă (6200Mpa faţă de 8000Mpa), a prezentat o deformaţie mai mare din fluaj dinamic (4500µm/m faţă de 1053µm/m) şi o rezistenţă mai scazută la oboseală (nr. de cicluri până la fisurare 163x103 faţă de 350x103). Carotele prelevate din drum au prezentat un grad de compactare de 100% şi o absorbţie de apă corespunzătoare cerinţelor



48

tehnice, conţinutul de bitum fiind similar cu cel de la aşternere. După 4 ani în exploatare, sectorul nu prezenta degradări.

2.2 Pudretă de cauciuc în amestec cu polioctenamer (OP)

Amestecul este format din 95,5% pudretă de cauciuc cu diametru particulei mai mic de 1,4 mm şi 4,5 % polioctenamer semicristalin. Datorită prezenţei legăturilor duble în polioctenamer are loc o reacţie chimică cu sulful din pudreta de cauciuc şi masa bituminoasă, care facilitează o compoziţie uniformă a amestecului [1].

Amestecul se utilizează la prepararea mixturilor asfaltice fie prin modificarea bitumului fie prin adăugarea directă în agregatele încălzite, în procesul de preparare a mixturii. În ambele variante, conţinutul de amestec pudretă/polioctenamer adăugat poate fi cuprins între 5%...20% din masa bitumului [1]. 2.2.1. Încercări de laborator

În laborator, amestecul pudretă /polioctenamer a fost utilizat într-un conţinut de 10% la modificarea bitumului de penetraţie 50/70 şi la preparea unei mixturii asfaltice tip BA16, pentru comparaţie, analizându-se şi probe martor . Modificarea bitumului s-a realizat prin procedeul umed, în care amestecul pudretă/polioctenamer a fost adăugat peste bitumul încălzit la 1800C, în cantităti mici şi omogenizat prin agitare. Pentru o bună procesare a liantului modificat obţinut, s-a urmărit ca vâscozitatea finală să fie cuprinsă între 200 şi 3000 mPa.s, timpul de reacţie fiind stabilit prin măsurarea vâscozităţii (se consideră că reacţia este completă atunci când vâscozitatea rămâne constantă timp de o oră). Un timp de agitare de 2 ore a amestecului a fost suficient pentru realizarea reacţiei. În timpul modificării, rezervorul de bitum a fost umplut cu bitum cca 2/3 din înălţimea maximă de umplere, pentru a se evita revărsarea bitumului generată de tendinţa de umflare a pudretei de cauciuc [ 2].

În cazul preparării mixturii asfaltice s-a utilizat procedeul uscat, în care amestecul pudretă/polioctenamer a fost adăugat peste agregatul încălzit la 1700C şi amestecat timp de 90 secunde, după care s-a adăugat bitumul şi s-a continuat amestecarea încă 90 secunde. După amestecare, materialul s-a lăsat la condiţionat timp de o oră la temperatura de 1600C, pentru a se permite finalizarea reacţiei.



49

Probele de bitum modificat şi de mixtură asfaltică au fost supuse încercărilor de laborator conform metodologiei SHRP [3] şi normelor europene, rezultatele obţinute fiind prezentate în tabelele nr. 1 şi nr.2. Tabel 1 – Caractersiticile tehnice ale bitumului 50/70 nemodificat şi modificat cu pudretă/polioctenamer

Caracteristica

Bitum simplu cu 10% OP

Punct de înmuiere,0C 48 56,7 Penetraţie, 1/10 mm 57,2 39,5 Punct de rupere Fraass, 0C -12,6 nu a fisurat DSR, original, 640C G*/sinδ, Pa 1584 2513 G*, Pa 1580 2491 ∆, grade 85,8 72,5 BBR, la -180C Rigiditate, S, MPa 246,8 196,3 Panta, m 0,380 0,360

Tabel 2 - Caracteristicile tehnice ale mixturii asfaltice tip BA16 cu şi fără adaos de OP Caracteristica tehnică BA6 BA16 cu

10% OP Temperatura mixturii , 0C 150 170 Densitate aparentă, kg/m3 2388 2330 Absorbţie de apa, % 0,5 1,2 Stabilitate, KN 10 12,3 Indice de curgere 4,6 3,3 Rigiditate, mm 6250 6600 Fluaj dinamic, µm/m 5200/6700 5200/6900 Rezistenţă la oboseală (deformaţie verticală la 10000 cicluri), mm

1,46

0,37

Rezistenţă la ornieraj - adâncime făgaş, mm -viteza de formare a făgaşului, mm/oră

5

4,3

3,4 0,7

2.2.2 Straturi de uzură din mixtur ă asfaltica tip BA16 si SMA16 cu adaos de pudretă de cauciuc/polioctenamer



50

În perioada 2008 - 2010, cu amestecul pudretă/polioctenamer au fost preparate mixturi asfaltice tip BA16 şi SMA16 pentru stratul de uzură (procedeul uscat), care au fost utilizate la realizarea unui sector experimental în zonă geografică de munte (drum naţional) şi la lucrările unei centuri ocolitoare , urmărindu-se atât comportarea pe timpul iernii cât şi comportarea sub acţiunea traficului greu pe timpul verii (tabel nr.3). Tabel 3–Mixturi asflatice cu amestec pudretă/polioctenamer (OP). Caracteristici tehnice. Tip mixtur ă

Loc aşternere Caracteristica Valori

obţinute SR 174/1-

2009 BA16 cu OP, drum naţional, 2008

Rigiditate, MPa 6700 - Fluaj dinamic,1800 imp. -deformare , µm/m -rata de deformare, µm/m/ciclu

5480 0,18

-

Oboseală, 10000 cicluri -deformaţia verticală, mm

0,37

-

Ornieraj, 600C -adâncime făgaş, mm -viteza de formare a făgaşului, mm/ora

3,4 0,3

* <7 <3

Carote BA16 cu OP, drum naţional, 2009

Absorbţie de apă, % 2,8 2...5 Grad de compactare, % 97,8/99,6 min. 96 Ornieraj , 600C -adâncime făgaş, % -viteza de formare a făgaşului, mm/103 cicluri

7,5 0,11

max.9 max.1

SMA16 cu OP, Centură ocolitoare, 2010

Rigiditate, MPA 7730 min.4500 Fluaj dinamic,1800 imp. -deformare, µm/m -rata de deformare, µm/m/ciclu

7750 0,20

max.30mii max.3

Oboseală, 3600 cicluri -deformaţia verticală, mm

0,530

max.1

Ornieraj, 600C -adâncime făgaş, % -viteza de formare a

5,7 0,1

max 7 max.0,6



51

făgaşului, mm/103 cicluri * cerinţe ale SR 174/1-2002, în vigoare la data efectuării încercării, conform Nrm.573 2.3 Pudretă de cauciuc granulată cu bitum (BP)

Amestecul granulat pudretă de cauciuc/bitum este alcătuit din 45-50% bitum, 40% pudretă de cauciuc şi 10-15% material de umplutură, mărimea granulatului fiind de cca 10mm [4]. Amestecul se utilizează prin adăugarea directă în malaxorul staţiei de producere a mixturilor imediat după descărcarea agregatelor, pentru lucrările de laborator existând o procedură specială (vezi 2.3.1). 2.3.1 Încercări de laborator

Pudreta de cauciuc granulată cu bitum (BP) a fost utilizată în laborator la modificarea bitumului de penetraţie 50/70 şi 70/100 şi la preparea unei mixturii asfaltice tip BA16 (conţinut de bitum pen. 50/70 - 6,2%), pentru comparaţie, analizându-se şi proba martor. Rezultatele încercărilor efectuate pe bitumul modificat sunt prezentate în tabelul nr. 4 iar cele obţinute pe mixtura asfaltică sunt prezentate în tabelul nr.5. În cazul modificării bitumului, granulatul BP a fost amestecat cu bitum rutier de penetraţie 50/70 (70/100), încălzit la 1900C – 2000C, într-un malaxor cu palete şi omogenizat prin agitare cu o viteză de 200 rot/minut timp de 15-20 minute. Conţinutul de granulat BP a fost de 12% din masa bitumului.



52

Tabel 4 – Caractersiticile tehnice ale bitumului de penetraţie 50/70 şi 70/100 nemodificat şi modificat cu BP

Caracteristica

Bitum 50/70 Bitum 70/100

simplu 12% BP simplu 12% BP

Punct de înmuiere, 0C 49,5 56,5 46,3 50,5 Penetraţie, 1/10mm 57 38 79 60 Punct de rupere Fraass, 0C

-15,2 -13,4 -13 -14

Adezivitate 74 83 84 84 DSR, original G*/sinδ la 640C, Pa 1680 3945 1116 2520 DSR, dupa RTFOT G*/sinδ la 640C, Pa 4013 8220 2020 3775 DSR, dupa PAV G*sinδ la 220C, Pa 4607 3235 5286 3395

Tabel 5 - Caracteristicile tehnice ale mixturii asfaltice tip BA16 cu şi fără adaos de granulat BP

Caracteristica tehnică BA16 BA16 cu 12% BP

Densitate aparentă, kg/m3 2548 2534 Stabilitate, KN 8,6 10,4 Indice de curgere, mm 5,9 5,0 Modulul de rigiditate, MPA 4900 8700 Fluaj dinamic (deformaţia la 500C, 300KPa si 1800 impulsuri), µm/m

62160 23390

Deformaţia la oboseală (150C/3600impulsuri), mm

1,45 0,30

2.3.2. Utilizarea granulatutului BP pe teren

Pe teren, granulatul pudretă/bitum a fost utilizat la realizarea unui sector experimental cu mixtură asfaltică tip SMA, pe drum naţional (bretea ocolitoare) şi la lucrări de autostradă. Mixtura realizată cu granulatul BP a



53

avut un conţinut de bitum de 5,8%, granulat BP 12% din masa bitumului şi o curbă granulometrică corespunzatoare cerinţelor din norma tehnică româneascş SR 174/2009. Reţeta proiectată a fost verificată în laborator şi apoi aplicată pe teren.

Punerea în operă s-a realizat astfel (temperatura la şfârşitul compactării trebuie să fie de 1450C) [5]: dozarea agregatelor încălzite la 160-1800C; introducerea granulatului BP direct în malaxorul staţiei de producere a mixturii asfaltice; malaxarea uscată timp de cca 10 secunde; adăugare bitum (max.1900C) şi malaxare pentru omogenizarea amestecului, minim 20 secunde. Rezulatatele obţinute sunt prezentate în figurile nr.1...3.

Figura 1: Rigiditatea- SMA16 cu BP Figura 2: Oboseala-SMA16 cu BP

Figura 3: Ornieraj - SMA16 cu BP

8250

4900

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1

SMA16 cu granulat BP

Rig

idita

te, M

Pa

Lab. In situ

Cerinţă tehnică, min. 45000,28

0,67

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1


Obo

seal

a:de

form

aţie,

mm Cerinţă tehnică, max. 1

Lab.

In situ

2

5,5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1


Adâ

ncim

e fă

gaş,

%

Cerinţă tehnică max.7

Lab. In situ



54

3. REZULTATE ŞI DISCUŢII 3.1 Pudreta de cauciu simplă : la acelaşi dozaj de pudretă de cauciuc în mixtura asfaltică, în laborator, influenţa asupra produsului final este în funcţie de tipul de pudretă folosit, sortul fin (0-2mm) conducând la o scădere a indicelui de curgere iar cel mediu la o creştere a stabilităţii. În situ, utilizarea a 1% amestec sort 0-2 mm şi 0-4mm a condus la obţinerea unor stabilităţi şi indici de curgere comparabili cu ai mixturii martor; caracteristicile din încercări dinamice însă (rigiditate, fluaj dinamic şi rezistenţă la oboseală), au fost mai slabe. 3.2 Pudreta de cauciuc în amestec cu polioctenamer: la modificarea bitumului de pen 50/70 în laborator cu amestec pudretă/polioctenamer, pentru o temperatură dată: -valoarea modulului complex de forfecare creşte iar unghiul de defazare scade, ceea ce arată o creştere a elasticităţii şi implicit a rezistenţei la deformaţii permanente. -valoarea rigidităţii scade ceea ce arată o mai bună rezistenţă la fisurare la temperatură scazută. Utilizarea amestecului pudretă de cauciuc/polioctenamer la prepararea mixturilor asfaltice tip BA16 în laborator îmbunătăţeşte rezistenţa la făgaşe ( adâncimea făgaşului şi viteza de formare a făgaşelor scad) şi a rezistenţei la oboseală, rigidizează uşor mixtura şi măreşte stabilitatea. Mixturile cu amestec pudretă/polioctenamer utilizate în situ ca strat de rulare, au răspuns cerinţelor tehnice impuse în norma tehnică românească SR 174/1-2009, prezentând o bună rezistenţă la ornieraj, la oboseală şi la fluaj dinamic. Comportarea acestora în timp a fost corespunzătoare, după 3 ani respectiv 1 an în exploatare neapărând degradări. 3.3 Pudreta de cauciuc granulată cu bitum: utilizarea pudretei de cauciuc granulată cu bitum (BP) la modificarea bitumului de penetraţie 50/70 si 70/100, pentru o temperatură dată, conduce la: -creşterea valorilor raportului G*/sinδ, deci implicit creşteri ale rezistenţei la făgaşe; -scăderea produsului G*sinδ, deci creşteri ale rezistenţei la fisurare din oboseală. După îmbătrânire RTFOT şi PAV, bitumul modificat cu granulat BP prezintă valori ale punctului de rupere Fraass similare cu cele ale bitumului



55

neîmbătrânit (-13,20C/-120C pentru bitum 50/70 şi -130C/-11,20C pentru bitum 70/100). Realizarea încercării presupune atenţie deosebită şi un nr. mai mare de eşantioane supuse încercării, fiind influenţată de omogenitatea amestecului. Încercarea BBR nu a fost elocventă în acest caz, deoarece epruvetele de asfalt se încovoiau (fără a fisura sau a se rupe) la temperaturile de încercare ( -120C si -180C), aparatul neînregistrând valori pentru modulul de rigiditate şi panta m. În cazul mixturilor asfaltice tip BA16, în laborator, granulatul BP a mărit rigiditatea, îmbunătăţind stabilitatea, rezistenţa la oboseală şi flajul dinamic. În teren, reţeta proiectată la realizarea unui strat de uzură din asfalt tip SMA în laborator, nu a fost reprodusă în totalitate (rigidităţi mai mici, deformaţii din oboseală mai mari), chiar dacă densităţile aparente au fost similare. Acest lucru se datorează probabil volumului de goluri mai mare obtinut pe mixtura utilizată pe teren (6,2% fata de 4% in laborator); valorile caracteristicilor obţinute însă se înscriu în condiiţiile impuse în norma tehnică românească. Rezistenţa la ornieraj este bună, valorile pentru adâncimea făgaşului fiind scăzute. Diferenţele între rezultatele obtinute pe plăci şi cele obtinuţe pe carote prelevate din drum se datorează modului de compactare, care în laborator, a fost realizat prin procedeul cu rulou pe plăci glisante. 4. CONCLUZII

Pudreta de cauciuc simplă poate fi utilizată la prepararea betoanelor asfaltice într-un dozaj de maxim 2% din masa mixturii. La dozaje mai mari, mixtura asfaltică obţinută nu prezintă caracteristici corespunzatoare cu cerinţele tehnice. -Pudreta de cauciuc simplă poate fi folosită fie ca înlocuitor de nisip natural sort 0-4 (maxim 30% din total nisip natural), fie ca adaos în compoziţia mixturii asfaltice (maxim 1%). -Pudreta de cauciuc in amestec cu polioctenamer utilizată într-un conţinut de 10% la prepararea mixurii asfaltice reduce tendinţa de apariţie a făgaşelor, îmbunătăţind rezistenţa la deformaţii permanente (adâncimea făgaşului şi viteza de formare a acestuia scad); îmbunătăţeşte deasemeni rezistenţa la oboseală a mixturii asfaltice, ceea ce conduce la scăderea fisurării datorate acestui fenomen.

-Utlizarea granulatului pudretă de cauciuc/bitum într-un conţinut de 12% la prepararea mixturii îmbunătăţeşte stabilitatea şi comportarea la oboseală, creşte rezistenţa la făgaşe şi poate creşte adezivitatea în cazul lianţilor cu afinitate redusă la agregate. -Pentru toate cele trei forme de pudretă de cauciuc, se recomandă ca procedeu de punere în operă procedeul uscat, respectiv adăugarea în malaxorul statiei peste



56

agregatele încălzite la 160-1800C, urmând apoi procesul descris mai sus la fiecare produs in parte. -Utilizarea pudretei de cauciuc prezintă avantajul compatibilităţii cu mediul înconjurător, reducerii costurilor de întreţinere şi producerii mixturii fără modificarea staţiei de asfalt. BIBLIOGRAFIE [1]. R. BRANDSTH: “ROAD+...longer lasting roads. Tehnologia de modificare a

asfaltului pe baza de pudreta de cauciuc“, simpozion “ Mixturi asfaltice performante”, Bucuresti, 2009.

[2]. Thermo Electron Corporation :“Procedure for Laboratory Mixtures “, ***, . [3]. U.S. Departament of Transportation, Federal Higway Administration: “Background

of SUPERPAVE asphalt binder test methods“, iulie, 1994. [4]. “Technische Lieferbedingungen fur Gummimodifizierte Bitumen“, TLRmB-StB,

Munchen, 2010. [5]. ICHI srl Import-Export : “Prepararea bitumului modificat cu tecRoad pentru teste de

laborator“ , Instructiuni tehnice, 2011.



57

VARUL HIDRATAT – UN FILER ACTIV CHIMIC PENTRU

MIXTURILE ASFALTICE DE INALTA CALITATE Onofrei Marius, S.C. Carmeuse Holding S.R.L. Brasov, e-mail [email protected] Rezumat

Varul hidratat a fost folosit de peste 25 ani in Statele Unite ale Americii unde este adaugat in compozitia a aproximativ 50 milioane tone mixturi asfaltice pe an. In SUA, cercetatorii si autoritatile din domeniul infrastructurii de transport au concluzionat ca adaugarea varului hidratat extinde durata de viata a pavajului asfaltic cu pana la 38 % .1) In Europa, varul hidratat este de asemenea folosit de multi ani . Programe de cercetare in domeniu dovedesc faptul ca varul creaza multiple avantaje pentru mixturile asfaltice la cald si pentru cele la rece .Adaugarea varului hidratat va preveni deteriorarea prematura a mixturii asfaltice, lucru care va conduce la cresterea duratei de viata a imbracamintii asfaltice. Cuvinte cheie: Var hidratat, mixturi asfaltice, fil er, bitucal, crapare, fagasuire, oxidare Abstract Hydrated lime is used for over 25 years in the United States, and it is added into the composition of about 50 million tons of asphalt per year. In the U.S., researchers and authorities in transport infrastructure have concluded that the addition of hydrated lime extends asphalt pavement life by up to 38% .1) In Europe, hydrated lime is also used for many years. Research programs in the field show that lime creates many advantages for hot asphalt mixtures and also for cold ones. Addition of hydrated lime will prevent premature failure of asphalt mix, which will increase the life of asphalt clothing. Keywords: Hydrated lime, asphalt, filler, bitucal, cracking, fagasuire, oxidation 1. INTRODUCERE

Varul hidratat funcţionează ca un agent de modificare a bitumului creând multiple beneficii, rezultând în atingerea unor performanţe deosebite în rezistenţa la crăpare, deformare, fisurare prin îmbătrânire, fisurare termică şi din oboseală din compoziţiile asfaltice obişnuite, cât şi pentru reciclarea la rece. Îmbunătăţirile calitative sunt independente de tipul de agregat şi de bitum, care pot duce la o pavare calitativă şi la o durată de viaţă mai lungă.



58

Dozarea varului hidratat in proportie 1-2 % din mixtura asfaltica este recomandata in SUA . In tari din Europa s-a introdus recent in normele tehnice nationale folosirea varului hidratat . 2. BENEFICIILE VARULUI HIDRATAT

VH oferă multiple avantaje: - reduce striparea asfaltului prin faptul că modifică afinitatea bitumului la

agregate - reduce făgăşuirea prin consolidarea lianţilor din asfalt şi/sau din MASF - modifică proprietăţile maleabile ale nisipului argilos pentru a spori

stabilitatea umidităţii şi rezistenţa agregatelor prăfuite / încărcate - modifică în mod pozitiv dinamica oxidării (pentru înlăturarea efectelor

nocive) - îmbunătăţeşte rezistenţa la solicitări cauzate de temperaturile scăzute

Figura 1. 3. CRESTEREA ADEZIVITATII INTRE AGREGAT SI BITUM

Figura 2.

1 23

4 5



59

Bitumul este un amestec complex alcătuit din compuşi diferiţi, de la

hidrocarburi alifatice şi naftenice non polare până la molecule aromatice polare, cu conţinut de heteroatomi precum oxigen, nitrogen şi sulfură.

Acizii carboxilici şi sulfoxizii se vor fixa de suprafaţa agregatelor înaintea altor compuşi, în liant. Aceste substanţe sunt deasemenea uşor de separat de apă.

Figura 3.

Adăugarea de Ca(OH)2 dă naştere la separarea moleculelor, din care

rezultă ioni Ca++. Aceşti ioni interacţionează cu acizii carboxilici (COOH) pentru a forma săruri organice insolubile care sunt imediat absorbite la nivelul suprafeţei agregatelor:

Nitrogen and 2-quinolones :

Figura 4.

Varul hidratat reduce tensiunea superficială între asfalt şi agregat, în

mixturi. Acest lucru favorizează o aderenţă sporită a asfaltului. Performantele antistripare ale varului hidratat pot fi vizualizate cu ajutorul

fortelor Van der Waals , prezentand schimbarea comportamentului bitumului la suprafata agregatelor : coeziunea este inlocuita de adeziune ( cand se introduce var hidratat)



60

Figura 5. 4. VARUL HIDRATAT CA SI STABILIZATOR IMPOTRIVA IMBATRINIRII

Straturile asfaltice suferă de îmbătrânire datorită modificărilor fizico-chimice din liant, care conduc la creşterea fragilităţii mixturilor asfaltice preparate la cald.

Din cele cîteva mecanisme de îmbătrânire a bitumului, următoarele 4 sunt cele mai importante:

- Reacţia cu oxigenul atmosferic - Evaporarea substanţelor volatile - Întărirea, datorată modificării configuraţiei moleculelor; astfel încît

aceasta este reversibilă. - Separarea, referitor la agregatele poroase. Mecanismele prin care VH împiedică îmbătrânirea oxidativă a bitumului

nu sunt cunoscute, mai jos sunt însă enumerate cîteva ipoteze: VH reacţionează cu compuşii asfaltici cu o polaritate ridicată – asfalteni -

care, altfel, ar interacţiona cu produşii de oxidare pentru a forma asocieri care sporesc vâscozitatea.

- VH neutralizează acceleratorii de oxidare prezenţi în bitum. - VH funcţionează ca bază, neutralizînd acizii care sporesc vâscozitatea şi

care sunt generaţi ca produşi de oxidare. - VH descompune prin hidroliză esterii, proces din care rezultă efectul de

plastifiere



61

5. CONTRIBUTIA VARULUI HIDRATAT ASUPRA VASCOZITATII , INFLUENTAND REZISTENTA LA ORNIERAJ

Pentru a măsura caracteristica de vâscozitate a bitumului, industria de specialitate utilizează un reometru cu forţă dinamică de forfecare (ASTM D4 P246), care măsoară modul de elasticitate transversală. Acest modul are o parte de vâscozitate, o parte elastică şi între acestea două se stabileşte unghiul delta.

- G* : complex shear modulus - G’’ : Viscosity resistance or capability to flow under an applied load - G’ : Elasticity performance or tendency to recover its previous form

when the applied load is removed

G’

Figura 6.

G*/sin ∂ este recunoscut ca si un parametru pentru rezistenta la ornieraj

Figura 7.

unmodified bitumen - G*/sin ∂ - 64°C

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Bitum OMV 50/70 Bitum ESSO 50/70

KP

a G*/sin ∂

G*/sin ∂ (with lime)

G* ∂ G’’



62

Figura 8.

Institutii si universitati oficiale confirma procentul de 20 % var hidratat ,

raportat la continutul de bitum , pentru toate tipurile de bitum.

Figura 9.

6. REACTIA CHIMICA INTRE VAR SI ARGILA

Prin agregate încărcate şi prăfuite se înţelege prezenţa argilei : particule foarte mici, mai mici de 2 micrometri cu o suprafaţă specifică ridicată. Argila are o afinitate ridicată de absorbţie a apei, ceea ce înseamnă un indice ridicat de plasticitate. Varul hidratat şi argila reduc substanţial plasticitatea, însă cel mai important rol îl are reacţia puzzolanică între argilă – var hidratat şi apă.

modified bitumen - G*/sin ∂ - 64°C

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Bitum OMV PmB 30/50

KP

a G*/sin ∂

G*/sin ∂ (with lime)



63

Figura 10.

Cum funcţionează acest proces: Varul hidratat sporeşte nivelul pH-ului

pentru sistemul var-apă-argilă. Mineralele din argilă sunt atacate iar bioxidul de siliciu şi oxidul de aluminiu se dizolvă.

Bioxidul de siliciul solubil şi oxidul de aluminiu ….în prezenţa ionilor de Ca++ vor genera reacţia calciu – silicat – hidrat şi o reacţie calciu – aluminat – hidrat. Prin acestea, indexul de plasticitate este redus, şi mai mult, argila se stabilizează prin formarea unor conglomerate mai stabile.

Figura 11.

7. VARUL HIDRATAT IN COMBINATIE CU BITUMUL MODIFICA T SI NEMODIFICAT

Varul hidratat influenteaza performantele straturilor asfaltice care sunt

realizate atat cu bitum modificat si nemodificat . Cercetarile au demonstrat ca varul hidratat folosit impreuna cu aditivii

polimerici poate aduce bitumului imbunatatiri mai mari decat folosirea lor individuala.



64

8. BITUCAL - VARUL HIDRATAT AMESTECAT CU FILER CAL CAR CU MARCAJ CE PENTRU MIXTURILE ASFALTICE

Europa a introdus marcajul CE pentru agregatele din mixturile bituminoase din 2004. filerul pentru asfalt a fost definit cu acelaşi standard. În ceea ce priveşte varul hidratat, marcajul CE pentru varul utilizat în construcţii a fost introdus în 2003. acest lucru îi obligă pe producătorii de asfalt să utilizeze doar produse marcate CE pentru MAC.

În conformitate cu standardul EN 13043, mixturile pot fi produse. Amestec de filer calcar măcinat şi var hidratat. Mai jos, veţi descoperi tabelul 1 care menţionează 4 categorii posibile.

Categoria Ka25 este un produs utilizat în mod obişnuit în Benelux si in Romania sub denumirea comerciala BITUCAL si care contine 75 % filer calcar si 25 % var hidratat.

Marcajul CE pentru mixturile asfaltice va fi introdus în 2008. aceasta înseamnă că fiecare ţară europeană îşi va schimba standardele naţionale după standardele europene. Practic, înseamnă că vor trebui aduse echipamente noi pentru măsurarea funcţionalităţilor în conformitate cu noile standarde. În ceea ce priveşte industria de specialitate, vor fi introduse 51 de standarde europene noi:

- 8 standarde pentru mixturile asfaltice, pentru calificarea produsului cu marcaj CE - 43 de standarde pentru metode de analiză Conţinutul de hidroxid de calciu în mixturi se poate determina, la cerere,

în conformitate cu EN 459-2 şi va fi declarat în conformitate cu categoria relevantă menţionată în Tabelul 1, în funcţie de aplicaţia caracteristică.

Tabelul 1.



65

NOTĂ: În EN 459-2, rezultatul testelor este un conţinut de oxid de calciu. Pentru calcularea conţinutului de hidroxid de calciu, conţinutul de oxid de calciu se va multiplica cu un coeficient de 1,3213. 9. INFORMATII CU PRIVIRE LA NORME NATIONALE DIN TAR I EUROPENE.

VAR 107

Informa ţii despre alte ţări ale Europei

NL

UK

F

Utilizarea obligatorie a VH, prin reglement ări

naţionaleTeste în desf ăşurare (*)

D

B

IRLNL -> 1999

B -> 2006

UK - vor începe în Nov 2007 – 2%!

E

(*) probabil nu au fost men ţionate toate ţările

Figura 12.

Know-how-ul asupra performantelor varului hidratat in compozitia

mixturilor asfaltice este relativ nou in Europa. Confirmarea beneficiilor varului hidratate au determinat administratiile nationale de drumuri sa initieze si sa efectueze cercetari in ultimii 15 ani.

Ca si un rezultat direct a programului de cercetare si a publicatiilor , folosirea a 1 pana la 2 % var hidratat este recent integrat in norme tehnice nationale pentru drumuri si autostrazi in tari ca Olanda (din 1999), Belgia, Germania, Franta, Irlanda, Denmark, Marea Britanie (din 2007) si Austria (2008).



66

10. CONCLUZII

Bitucal ( amestec var + calcar) funcţionează ca un agent de modificare a bitumului creând multiple beneficii, rezultând în atingerea unor performanţe deosebite în rezistenţa la crăpare, deformare, fisurare prin îmbătrânire, fisurare termică şi din oboseală din compoziţiile asfaltice obişnuite, cât şi pentru reciclarea la rece. Îmbunătăţirile calitative sunt independente de tipul de agregat şi de bitum, care pot duce la o pavare calitativă şi la o durată de viaţă mai lungă.

Folosirea unui procent de 1 pana la 2% var hidratat in compozitia tuturor tipurilor de mixturi asfaltice avand in compozitie bitum nemodificat sau modificat, in combinatie cu diferite tipuri de agregate va ridica performanta straturilor asfaltice crescand substantial durata de viata.

Figura 13.

Fagasuire

Crapaturi oboseala

Crapaturi termice

Oxidare Striparea

Gropi



67

BIBLIOGRAFIE

[1]. Dallas N. Little, Jon A. Epps, Peter E. Sebaaly, The Benefits of Hydrated Lime in Hot Mix Asphalt, National Lime Association, 2006

[2]. EN 13043, Aggregates for bituminous mixtures and surface treatments for roads,

airfields and other trafficked areas, 2002. [3]. John Zaniewski, Anu Ganesan Viswanathan, Investigation of Moisture Sensitivity of

Hot Mix Asphalt Concrete, Asphalt Technology Program, Department of Civil and Environmental Engineering, Morgantown, West-Virginia 26506, 2006

[4]. Transportation Research Board, Moisture Sensitivity of Asphalt Pavements, a

National Seminar, San Diego California, 2003 [5]. Johansson L.S., Isacsson U., Effect of filler on low temperature physical hardening of

bitumen, Construction and Building Materials 12, 463-470, 1998 [6]. National Lime Association, Fact Sheet, 2006 [7]. Mohammad, Louay, Abadie, Gokmen, & Puuppala, Mechanistic Evaluation of

Hydrated Lime in HMA Mixtures, Transportation Research Board, 2000 [8]. Pictures from FHWA, TRB and internet-sources



68

MIXTURI ASFALTICE CU AGREGATE CALCAROASE

PENTRU STRATUL DE BAZĂ Carmen Răcănel, Conf.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Mihai Dicu , Prof.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Ştefan Marian Lazăr , Ş.l.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Adrian Burlacu , Asist.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Rezumat

Mixturile asfaltice sunt amestecuri de agregate minerale, filer, bitum şi eventual adaosuri, în anumite proporţii stabilite prin reţeta proiectată în laborator. Mixturile asfaltice folosite ca strat de bază sunt anrobatele bituminoase.

Agregatele naturale sunt materiale granulare de origine minerală ce provin fie din sfărâmarea naturală, fie din sfărâmarea artificială a rocilor. Pe teritoriul ţării noastre există cele mai variate roci: roci eruptive sau magmatice; roci metamorfice; roci sedimentare.

În categoria rocilor sedimentare intrǎ calcarele. Rocile sedimentare sunt caracterizate printr-o porozitate relativ ridicată şi printr-o stratificare pronunţată, ceea ce face ca rezistenţele mecanice să fie scăzute şi să difere după direcţia solicitării. Datorită structurii mai puţin dense şi a rezistenţelor mecanice mai slabe sunt utilizate mai puţin în structurile rutiere de trafic greu.

Acest articol prezintă o reţetǎ de mixturǎ asfalticǎ pentru strat de bazǎ elaboratǎ în Laboratorul de Drumuri din Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, folosind agregate calcaroase extrase din Cariera Hoghiz. Articolul conţine rezultatele încercǎrilor de laborator pentru stabilirea reţetei precum şi rezultatele de laborator ce conduc la întocmirea fişei de produs. Cuvinte cheie: agregate calcaroase, mixtură asfaltică, Marshall, modul de rigiditate, fluaj, oboseală Abstract

Asphalt mixtures are mixtures of mineral aggregates, filler, bitumen and eventually

additives in proportions determined by recipe designed in the laboratory. Asphalt mixtures used as base course are bituminous concrete.

Natural aggregates are granular materials of mineral origin that come from natural or artificial crushing of rocks. In our country there are the various rocks: eruptive or magmatic rocks, metamorphic rocks, sedimentary rocks.



69

To the category of sedimentary rocks belong limestone. Sedimentary rocks are characterized by relatively high porosity and a pronounced stratification, which causes mechanical resistance to be low and vary by direction of load. Due to the structure less dense and weaker mechanical resistance the limestone are used less in heavy traffic pavement structures.

This paper presents an asphalt mixture recipe for the base layer developed in the Laboratory of Roads from Technical University of Civil Engineering Bucharest, using limestone aggregates extracted from Hoghiz Quarry. The paper contains laboratory test results to determine the recipe and laboratory findings leading to the schedule of product. Keywords: limestone aggregates, asphalt mixture, Marshall, module of stiffness, creep, fatigue 1. INTRODUCERE

Agregatele naturale sunt materiale granulare de origine minerală ce provin fie din sfărâmarea naturală, fie din sfărâmarea artificială a rocilor şi formează scheletul mineral al stratului din structura rutieră.

În ţara noastră, datorită configuraţiei geografice, cu munţi, dealuri, bazine hidrografice, exploataţiile de agregate naturale, de carieră sau balastieră sunt numeroase şi răspândite în toate zonele geografice.

Pe teritoriul ţării noastre există cele mai variate roci: roci eruptive sau magmatice, roci metamorfice, roci sedimentare. Aceste tipuri de roci diferă între ele prin modul de formare, compoziţia mineralogică, structura şi textura lor. Dintre aceste roci, cele eruptive sunt dintre cele mai rezistente şi durabile datorită conţinutului ridicat în silicaţi. Roci deosebit de dure, cu densităţi şi rezistenţe mecanice foarte mari sunt şi rocile metamorfice.

Din categoria rocilor sedimentare fac parte calcarele care sunt roci de origine organică, formate prin acumularea de schelete şi resturi de plante şi animale, depuse şi mineralizate în ape. Rocile sedimentare sunt caracterizate printr-o porozitate relativ ridicată şi printr-o stratificare pronunţată, ceea ce face ca rezistenţele mecanice să fie scăzute şi să difere după direcţia solicitării.

Calcarele au calitaţi fizico-mecanice foarte variate iar folosirea lor în lucrări de drumuri se face în raport cu aceste calităţi. Datorită structurii mai puţin dense şi a rezistenţelor mecanice mai slabe sunt utilizate mai puţin în structurile rutiere de trafic greu.



70

2. SCOPUL LUCRĂRII

Prezentul articol prezintă cercetările de laborator efectuate în vederea studierii posibilităţii de a utiliza agregatele calcaroase în mixturile asfaltice din stratul de bază.

Stratul de bază se ştie că este situat imediat sub îmbrăcăminte şi că este cel mai important strat ce trebuie realizat din materiale rezistente capabile să preia solicitări din trafic. El trebuie să fie capabil să preia eforturi tangenţiale şi de întindere şi să transmite eforturi unitare verticale straturilor de fundaţie.

Conform standardului românesc STAS 6400, straturile de bază se execută din: macadam, macadam penetrat sau semipenetrat, piatră spartă împănată cu split bitumat, agregate naturale stabilizate cu lianţi hidraulici sau puzzolanici, mixturi asfaltice, beton de ciment

Dintre aceste materiale în această lucrare ne vom referi la stratul de bază din mixturi asfaltice. Mixturile asfaltice sunt amestecuri de agregate minerale, filer, bitum şi eventual adaosuri, în anumite proporţii stabilite prin reţeta proiectată în laborator. Mixturile asfaltice folosite ca strat de bază sunt anrobatele bituminoase şi se prepară la cald din agregate naturale, filer şi bitum neparafinos pentru drumuri (bitum pur), conform SR 7970.

Din cele două tipuri de mixturi asfaltice pentru strat de bază, s-a ales în această lucrare să se proiecteze o reţetă de mixtură asfaltică tip AB2 în Laboratorul de Drumuri din U.T.C.B..

3. STUDIU PE AGREGATE

În vederea stabilirii posibilităţii de realizare a unei reţete de mixtură asfaltică pentru stratul de bază din structura rutieră, au fost necesare determinări de laborator pe materialele componente (agregate din cariera Hoghiz) atât după standardul european adoptat şi la noi în ţară, SR EN 13043 cât şi după standardul românesc, SR 667: granulometrie, conţinut în particule fine, calitatea particulelor fine, forma agregatului grosier, rezistenţa la fragmentare a agregatelor grosiere, rezistenţa la uzură, masa volumică a granulelor, absorbtia de apă, rezistenţa la îngheţ/dezgheţ, rezistenţa Los Angeles, rezistenţa la sfărâmare prin compresiune uscată, rezistenţa la acţiunea repetată a sulfatului de sodiu, coeficient de activitate.

Rezultatele obţinute sunt prezentate centralizat în tabelul 1 şi tabelul 2.



71

Tabelul 1. Caracteristici ale agregatelor conform SR EN 13043 Nr. crt.

Caracteristica Categoria

1. granulometrie: - sort 16/25 - sort 8/16 - sort 4/8 - sort 0/4 n.c. - sort 0/4 n.n.

Gc 90/20 Gc 90/10 Gc 90/15 GA 90 GA 90

2. conţinut în particule fine: - sort 4/8 - sort 0/4 n.c. - sort 0/4 n.n.

f0,5

f10

f3 3. calitatea particulelor fine (valoarea de albastru) VBF 10 4. forma agregatului grosier:

- coeficientul de formă sort 16/25 - coeficientul de formă sort 8/16 - coeficientul de formă sort 4/8 - coeficientul de aplatizare sort 16/25 - coeficientul de aplatizare sort 8/16 - coeficientul de aplatizare sort 4/8

SI15

SI15

SI25

A10

A15

A15 5. rezistenţa la fragmentare a agregatelor grosiere (Los Angeles) LA30 6. rezistenţa la uzură (Micro Deval) MDE15 7. masa volumică a granulelor:

- Masa volumica absoluta – ρa (Mg/m3) - sort 16/25 - sort 8/16 - sort 4/8 - sort 2/4

- Masa volumica reala determinata prin uscare in etuva – ρrd (Mg/m3)

- sort 16/25 - sort 8/16 - sort 4/8 - sort 2/4

- Masa volumica reala determinata pe suprafata uscata saturata – ρssd

(Mg/m3)


- Coeficientul de absorbtie a apei dupa imersie timp de 24 ore - WA24

(%) - sort 16/25 - sort 8/16 - sort 4/8

2.765 2.722 2.514 2.69 2.698 2.675 2.443 2.555 2.705 2.692 2.471 2.605 0.61 0.64 1.15



72

- sort 2/4 1.95 8. absorbtia de apă:


WA241 WA241 WA242 WA242

9. rezistenţa la îngheţ/dezgheţ F1

Tabelul 2. Caracteristici ale agregatelor conform SR 667 Nr.crt. Caracteristica Rezultat

Categorie Conditii de admisibilitate

1. Conţinut de granule care: - rǎmân pe ciurul superior, %max sort 16/25 sort 8/16 sort 4/8 sort 0/4 n.c. sort 0/4 n.n. - trec prin ciurul inferior, %max : sort 16/25 sort 8/16 sort 4/8 sort 0/4 n.c. sort 0/4 n.n.

0% 0.4% 0.77% 2.55% 0.55% 17.95% 6.75% 12.83% - -

5%

10%

2. rezistenţa Los Angeles: - sort 16/25 - sort 8/16 - sort 4/8

26.29 % 21.10 % 26.28 %

- clasa A: max. 18% - clasa B: max. 20% -clasa C: max. 24%

3. rezistenţa la sfărâmare prin compresiune uscată

SZ18 conform SR 13043

-

4. rezistenţa la acţiunea repetată a sulfatului de sodiu, 5 cicluri: - sort 16/25 - sort 8/16

15.20% 19.83%

max. 3%

5. coeficient de activitate 3.03 max. 2.0

Studiind rezultatele obţinute în tabelul 2, conform standardului românesc, se poate spune că sorturile de agregate 16/25 şi 4/8 nu îndeplinesc condiţia de



73

admisibilitate pentru conţinutul de granule care trec prin ciurul inferior. De asemenea, nici unul din sorturi nu îndeplineşte condiţia de rezistenţă Los Angeles şi de rezistenţa la acţiunea repetată a sulfatului de sodiu.

În cazul nisipului de concasaj, coeficientul de activitate depăşeşte valoarea maximă prevăzută în standard.

4. ADEZIVITATEA

În vederea stabilirii adezivităţii s-a determinat afinitatea agregatului cu lianţi bituminoşi, prin două metode: metoda cu spectofotometru şi metoda statică. S-a utilizat un bitum OMV 50/70 şi un bitum aditivat OMV 50/70 plus. Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabelul 3.

Tabelul 3. Afinitatea cu lianţi bitumino şi conform SR 7970 şi SR EN 13043 Nr. crt.

Caracteristica Rezultat declarat Conditii de admisi-bilitate conform SR 7970

Metoda cu spectofotometru 1. Afinitate cu bitum

OMV 50/70 56.7% min. 80%

pt. clasa tehnicǎ a drumurilor: I - II pt. categorie tehnicǎ a strǎzilor I -II

2. Afinitate cu bitum OMV 50/70 plus (aditivat)

63.3%

Metoda statică 1. Afinitate cu bitum

OMV 50/70 35 particule cu anrobare insuficientă din 150

-

Din studiul rezultatelor din tabelul 3 se observă că cerinţa de adezivitate

minimă corespunzătoare standardului românesc SR7970 nu este îndeplinită nici pentru bitumul simplu 50/70, nici pentru bitumul aditivat 50/70 plus atunci când se aplică metoda românească, cu spectofotometru.

Referitor la interpretarea rezultatului obţinut cu metoda statică prevăzută în standardul european SR EN 12697-11, nu există condiţii de admisibilitate. În plus, standardul european SR EN 13043 prevede pentru determinarea afinităţii cu liant a agregatului doar declararea rezultatului obţinut conform SR EN 12697-11, neexistând categorii de rezultate.

Un studiu de adezivitate a liantului bituminos la agregatul calcaros din cariera Hoghiz a fost efectuat de cǎtre Laboratorul LIETA (S.C. POLL CHIM S.A.). Au fost luate în considerare patru tipuri de bitum: 70/100 POLONIA, 70/100 MOL, 50/70 MOL şi 50/70 LUKOIL BOURGAS şi doi agenţi de



74

adezivitate ADETEN 02T-100 şi 02T-200. Valorile obţinute pe bitum aditivat 70/100 MOL, 50/70 MOL, 50/70 LUKOIL BOURGAS au corespuns cerinţei minime de adezivitate conform SR 7970 (min. 75%, pentru strat de bazǎ).

În cazul adezivitǎţii bitumului OMV 50/70 la agregatul calcaros este necesar un studiu suplimentar pentru stabilirea tipului de aditiv recomandat a fi folosit.

5. STABILIREA RE ŢETEI MIXTURII ASFALTICE PENTRU STRAT DE BAZĂ

S-a ales să se proiecteze atât prin metoda Marshall cât şi prin metoda de proiectare volumetrică (la girocompactor), o reţetă de mixtură asfaltică pentru stratul de bază, tip AB2, conform standardului SR 7970.

Proiectarea reţetei prin metoda Marshall constă în alegerea procentului optim de bitum în funcţie de valorile obţinute pentru stabilitate şi fluaj Marshall, şi densitate aparentă.

Proiectarea volumetrică constă în alegerea curbei granulomerice a agregatului şi în alegerea liantului pentru a stabili granulozitatea şi procentul de bitum care satisfac criteriile specificate pentru volum de goluri în mixtură, goluri în amestecul de agregate şi goluri umplute cu bitum.

În figura 1 sunt prezentate curbele granulometrice ale amestecurilor propuse precum şi încadrarea acestora între limitele granulometrice impuse de standardul SR 7970.

Procentele de bitum luate în studiu au fost: 4 %, 4.5% şi 5%. Proiectarea reţetei prin metoda volumetrică s-a realizat pentru un volum

de trafic de calcul de 0.21 – 2.1 m.o.s. 115 – trafic mediu (0.2 – 0.3 m.o.s.), greu (0.3 – 1.0 m.o.s.) şi foarte greu (1.0 – 2.1 m.o.s.) conform normativului CD 155.

Din studierea rezultatelor obţinute prin cele două metode de proiectare, se stabileşte cǎ reţeta AB 2 (I) cu 4.5% bitum este cea care satisface cerinţa referitoare la volum de goluri în mixtura compactatǎ.



75

Figura 1. Curbele granulometrice considerate

6. ÎNCERCĂRI PE MIXTURA ASFALTIC Ă PROIECTATĂ PENTRU STRAT DE BAZĂ, CONFORM SR 7970

În conformitate cu SR 7970, rezultatele obţinute în laborator pe reţeta de AB2 proiectată în laborator sunt prezentate în tabelul 4.

Tabelul 4. Caracteristici conform SR 7970

Nr.crt. Caracteristica Rezultat

Conditii de admisi-bilitate conform SR 7970

Caracteristici pe epruvete cilindrice 1 Stabilitatea la 60oC, kN 9.85 min. 5.5 (drumuri de clasǎ tehnicǎ I-III)

min. 5.0 (drumuri de clasǎ tehnicǎ IV-V) 2 Indicele de curgere, mm 3.6 1.5 – 3.5 (drumuri de clasǎ tehnicǎ I-III)

1.5 – 4.0 (drumuri de clasǎ tehnicǎ IV-V) 3 Densitatea aparentă, kg/m3 2327 2200 4 Absorbţia de apă, % vol. 5.50 2 ... 8 Caracteristici pe epruvete cubice 1 Rezistenţa la compresiune la

22oC, N/mm2 3.05 min.2.5

2 Reducerea rezistenţei la compresiune la 22oC, după 28 zile de păstrare în apă, %

26.56 max. 30

3 Densitatea aparentă, kg/m3 2274 2150 4 Absorbţia de apă, % vol. 7.47 2 ... 10

Curba granulometrica mixtura asfaltica AB 2

0

20

40

60

80

100

120

0,1 1 10 100

site, mm

trece

ri, %

min

AB 2 (I)

max

AB 2 (II)

AB 2 (III)



76

Din studiul rezultatelor obţinute reiese că toate caracteristicile fizico-

mecanice ale mixturii asfaltice AB 2 proiectată în Laboratorul de Drumuri din U.T.C.B. se încadrează în cerinţele standardului românesc SR 7970. 7. ÎNCERCĂRI PE MIXTURA ASFALTIC Ă PROIECTATĂ PENTRU STRAT DE BAZĂ, CONFORM SR EN 13108-1

Conform SR EN 13108-1 se cer determinate următoarele caracteristici: granulozitate, volum de goluri, modul de rigiditate, rezistenţa la deformaţii permanente, rezistenţa la oboseală. Rezultatele de laborator sunt prezentate în tabelul 5.

Tabelul 5. Caracteristici conform SR EN 13108-1

Nr. crt. Caracteristici Rezultat

Conditii de admisibilitate / Categoria

conform SR EN 13108-1 1 Granulozitatea trece prin sita de 31.5

mm: 100% trece prin sita de 2 mm: 29.30% trece prin sita de 0.063 mm: 4.78%

trece prin sita de 31.5 mm: 90-100% trece prin sita de 2 mm: 10-50% trece prin sita de 0.063 mm: 0-11%

2 Volum de goluri la 75 giraţii, %

7.4 Vmax 8.0 Vmin 6.0

3 Rezistenţa la deformaţii permanente: - adâncimea făgaşului, % - panta de ornieraj, mm/1000 cicluri

7.10 0.175

PRDAIR 9.0

WTSAIR 5.0

4 Conţinut de bitum, % 4.5 Bmin 4.4 5 Stabilitate Marshall, kN

9.85 Smin 7.5

Smax 10 6 Indice de curgere, mm 3.6 F4 7 Raport stabilitate/fluaj

kN/mm 2.74 Qmin 2.5

8 Volum de goluri umplute cu bitum la 75 giraţii, %

43.8 VFBmin NR VFBmax 50

9 Volum de goluri în amestecul de agregate la 75 giraţii, %

13.16 VMA min 12

10 Volum de goluri la 10 14.2 V10Gmin 14



77

giraţii, % 11 Rigiditate, MPa

- IT-CY - 4PB-PR

3416 6647

Smin2800 Smax7000

Smin5500 Smax7000

12 Rezistenţa la deformaţii permanente – încercarea de compresiune triaxială: - deformaţia permanentă, µm/m - viteza de deformaţie, µm/m/ciclu

5617 0.028

fcmax 0.2

13 Rezistenţa la oboseală, microdef. (4PB-PR)

40 ε6-NR

8. FIŞĂ DE PRODUS

Conform SR EN 13108-1 s-a întocmit fişa de produs pentru mixtura asfaltică AB 2 proiectată în laborator, considerând cerinţele generale şi cerinţele empirice (tabelul 6) şi cerinţele generale şi cerinţele fundamentale (tabelul 7).

Tabelul 6. Fişă de produs pentru mixtura asfaltică AB 2

cerinţele generale şi cerinţele empirice SR EN 13108-1

Beton asfaltic pentru drumuri şi alte zone circulate (Asphalt Concrete for roads and other trafficked areas)

AC 31.5 base 50/70

Cerinţe generale şi cerinţe empirice Volum de goluri - maxim - minim

Vmax 8.0 (8.0%) Vmin 6.0 (6.0%)

Volum de goluri umplute cu bitum - minim - maxim

VFBmin NR (NR) VFBmax 50 (50%)

Volum de goluri în amestecul de agregate VMAmin 12 (12%)

Volum de goluri la 10 giraţii V10Gmin 14 (14%)

Temperatura mixturii 140oC – 180oC



78

Granulozitatea agregatului, treceri 31.5 mm 100 % 25 mm 100 % 16 mm 79 % 8 mm 59 % 4 mm 43 % 2 mm 29.30 % 1 mm 21.54 % 0.63 mm 16.79 % 0.2 mm 7.35 % 0.1 mm 6.38 % 0.063 mm 4.78 %

Conţinut de bitum Bmin 4.4 (4.4 %)

Valori Marshall Stabilitate Marshall minim Smin 7.5 (7.5KN) Stabilitate Marshall maxim Smax 10 (10 KN) Indice de curgere F4 (4 mm) Raport stabilitate/fluaj Qmin 2.5 (2.5 kN/mm)

Rezistenţa la deformaţii permanente (echipament mic, în aer) Adâncimea făgaşului PRDAIR 9.0 (9.0%) Panta de ornieraj WTSAIR 5.0 (5 mm)

Tabelul 7. Fişă de produs pentru mixtura asfaltică AB 2

cerinţele generale şi cerinţele fundamentale SR EN 13108-1

Beton asfaltic pentru drumuri şi alte zone circulate (Asphalt Concrete for roads and other trafficked areas)

AC 31.5 base 50/70

Cerinţe generale şi cerinţe fundamentale Volum de goluri - maxim - minim

Vmax 8.0 (8.0%) Vmin 6.0 (6.0%)

Temperatura mixturii 140oC – 180oC

Granulozitatea agregatului, treceri 31.5 mm 100 % 25 mm 100 %



79

16 mm 79 % 8 mm 59 % 4 mm 43 % 2 mm 29.30 % 1 mm 21.54 % 0.63 mm 16.79 % 0.2 mm 7.35 % 0.1 mm 6.38 % 0.063 mm 4.78 %

Conţinut de bitum Bmin 4.4 (4.4 %)

Rigiditatea, IT-CY - minim Smin2800 (2800 MPa) - maxim Smax7000 (7000 MPa)

Rigiditatea, 4PB-PR - minim Smin5500 (5500 MPa) - maxim Smax7000 (7000 MPa)

Rezistenţa la deformaţii permanente (compresiune triaxială) Viteza de deformaţie fcmax 0.2 (0.2 µm/m/ciclu)

Rezistenţa la oboseală, 4PB-PR ε6-NR

9. CONCLUZII

Concluziile ce se desprind din acest studiu sunt prezentate în coontinuare. • S-a proiectat în laborator, prin metoda de proiectare Marshall şi prin

metoda de proiectare volumetrică (cu girocompactorul), o reţetă de mixtură asfaltică pentru strat de bază, cu agregate calcaroase din cariera Hoghiz şi bitum OMV 50/70.

• Având în vedere că s-au avut la dispoziţie agregate naturale concasate – cribluri sort 4/8, 8/16, 16/25, nisip de concasare sort 0/4 şi nisip natural 0/4, curbele granulometrice propuse pentru mixtura asfalticǎ din stratul de bazǎ se încadrează în clasǎ tehnicǎ I pentru drumuri / autostrăzi şi categorie tehnicǎ I pentru strǎzi, conform SR 7970.

• Cerinţele impuse la proiectarea volumetrică a mixturii asfaltice corespund unui volum de trafic de calcul de 0.21 – 2.1 m.o.s. 115 – trafic mediu, greu şi foarte greu conform normativului CD 155.



80

• Reţeta finală de mixtură asfaltică AB2 consideratǎ ca variantǎ optimǎ este următoarea:

- calcar concasat 16-25 20.06 % - calcar concasat 8-16 19.1 % - calcar concasat 4-8 15.28 % - calcar concasare 0-4 22.92 % - nisip rau 0-4 15.28 % - filer 2.87 % - bitum 4.5 %

• Reţeta proiectată este valabilă numai pentru materialele studiate; în

cazul în care se schimbă fie agregatul, fie bitumul, este necesar un nou studiu de laborator.

• Agregatele nu îndeplinesc condiţia de rezistenţă Los Angeles, de rezistenţa la acţiunea repetată a sulfatului de sodiu şi condiţia impusă coeficientului de activitate; prin urmare, neavând rezistenţele necesare, se vor utiliza cu precauţie în mixtura asfaltică din stratul rutier numai dupǎ un studiu de laborator de specialitate.

• Agregatele nu îndeplinesc condiţia de adezivitate cu liant simplu OMV 50/70 şi cu liant aditivat OMV 50/70 plus; prin urmare, pentru utilizarea liantului OMV 50/70 în mixtura asfaltică se va realiza separat un studiu de adezivitate, în vederea creşterii adezivităţii la liant a agregatului. Se specificǎ totuşi cǎ adezivitatea altor lianţi btuminoşi la agregatul calcaros din cariera Hoghiz este îndeplinitǎ în cazul folosirii agenţilor de adezivitate. Prin urmare, utilizarea acestui tip de agregat trebuie fǎcutǎ numai în condiţiile recomandate de un laborator de specialitate pentru fiecare lucrare în parte.

• Din cauza comportării nesatisfăcătoare în prezenţa apei (încercarea de determinare a greutăţii specifice maxime) trebuie acordată o atenţie deosebită acestor mixturi asfaltice eliminând pe cât posibil prezenţa apei în stratul asfaltic, rezistenţele acestor mixturi asfaltice realizate cu agregate calcaroase modificându-se în sens negativ; se va da atenţie impermeabilizǎrii stratului realizat.

• Conform standardului românesc SR 7970 mixtura asfaltică proiectată, AB 2 se încadrează ca cerinţe pentru un drum de clasă tehnică IV – V;

• Conform standardului european SR EN 13108-1, s-a întocmit fişa de produs pentru mixtura asfaltică etichetată ca AC 31.5 base 50/70 atât pentru cerinţe generale şi cerinţe empirice cât şi pentru cerinţe generale şi cerinţe fundamentale;



81

• Mixtura asfaltică AB 2 realizată cu agregate calcaroase nu prezintă rezistenţă la oboseală, prin urmare se poate folosi doar în straturi de bază pentru drumuri de clasă tehnică IV sau V (drumuri cu trafic uşor) şi duratǎ normatǎ de funcţionare redusǎ.

• În vederea agrementǎrii soluţiei (certificǎrii de material) se recomandǎ realizarea unui tronson experimental (conform condiţiilor de agrementare) care va fi urmǎrit în exploatare cel puţin 1 an în vederea evaluǎrii perfomanţelor mixturii asfaltice AB 2 cu agregate calcaroase;

• Se recomandǎ continuarea acestui studiu de laborator prin analiza comparativǎ cu o mixturǎ asfalticǎ AB 2 cu agregate naturale ce îndeplinesc cerinţele normelor în vigoare, care va fi utilizatǎ drept reper. BIBLIOGRAFIE [1]. “Studiul utilizării agregatelor de calcar puse la dipoziţie de beneficiar la realizarea

mixturilor asfaltice pentru strat de bază”, Contract de cercetare U.T.C.B. – Centrul de cercetare DRUMURI şi AEROPORTURI, nr.215/06.07.2011.



82

CERCETĂRI ASUPRA UTILIZ ĂRII ZGURILOR

ÎN CONSTRUCŢIA DE DRUMURI

Laurenţiu Stelea, dr. ing. MTI, e-mail [email protected] Georgeta Grîsîc, ing. Laborator Drumuri CESTRIN, e-mail [email protected] Rezumat

În lucrare se prezintă unele aspecte legate de cercetări privind utilizarea zgurilor de furnal ca înlocuitori de agregate naturale la construcţia drumurilor. Zgurile de furnal se utilizează experimental în sectorul rutier în zonele în care agregatele naturale de carieră şi de balastieră lipsesc sau sunt procurate de la mare distanţă, în condiţiile în care lucrările executate corespund calităţii impuse de normele tehnice în vigoare.

Cuvinte cheie: lidonit, zgură de furnal, compoziţie granulometrică, rezistenţă la uzură Los Angeles, echivalent de nisip . Abstract This study presents some aspects regarding the researches on using clinker in stead of natural aggregates on road construction. Clinkers are being used as an experiment on road construction in regions where natural quarry or gravel aggregates are missing or they have to be brought from long distances, but in acceptance that the works complies with technical specifications. Key words: lidonit, clinker, grading, the resistance to wear Los-Angeles, sand equivalent. 1. ASPECTE GENERALE

Există experienţă în sectorul rutier privind valorificarea unor deşeuri industriale şi produse auxiliare. În acest sens s-au studiat şi utilizat zgurile de furnal ca înlocuitor de agregate naturale în sectorul rutier. Este cunoscut faptul ca zgura brută de furnal este un deşeu îndustrial rezultat la fabricarea fontei în timpul topirii minereului de fier amestecat cu cocs şi calcar iar zgura topită se evacuează fie direct în haldă, fie în instalaţii de prelucrare.



83

Zgura brută de furnal are în compoziţia chimică oxid de calciu (CaO), oxid de magneziu (MaO), bioxid de siliciu (SiO2), trioxid de aluminiu (Al2O3), sulf(S), etc. În fumcţie de compoziţia chimică, zgurile de furnal se clasifică în zguri acide şi zguri bazice, criteriu ce are la bază raportul între procentele în greutate ale oxizilor cu caracter bazic sau acid.

Încadrarea unei zguri de furnal în categoria de zgură bazică sau zgură acidă este dată de indicele de bazicitate IB=% CaO / % SiO2. Se consideră zguri bazice cele la care IB >1 şi zguri acide cela pentru care IB<1. La lucrările de drumuri se pot utiliza numai zgurile care au caracter bazic. Modul de prezentarte şi de livrare al zgurilor de furnal se face sub două forme în funcţie de modalitatea de răcire a zgurii topite şi anume:

- zgură granulată rezultată prin răcire bruscă cu apă din abundenţă - produsă la C.S. Târgovişte şi C.S. Galaţi şi livrată ca sort 0-8, 8-25, 25-63, 0-63 mm., respectiv 0-8, 0-16, 16-32, 32-63, 0-63 mm.;

- zgură expandată rezultată prin răcirea lentă în haldele de zgură de la C.S. Hunedoara - livrată ca sort 0-4, 4-8, 8-16, 16-31, 0-31,5 şi 0-63 mm. 2. STUDII ŞI ANALIZE ÎN LABORARTOR ASUPRA ZGUREI DE OŢELĂRIE ŞI DE FURNAL 2.1. Zgura de furnal granulată de la Galaţi

Zgurile de furnal granulate sunt silicaţi tehnici rezultaţi la extragerea fontei care se obţin prin răcirea bruscă a zgurii fluide la ieşirea din furnal în jet de apă.

S-au efectuat o serie de determinări pe sortul 0-63 mm. din zgură de otelarie de la C.S. Galaţi denumită LIDONIT.

LIDONITUL este denumire comercială, marcă înregistrată, a agregatelor obţinute de firma DSU România din zgura de oţelărie prelevată din haldele Combinatului Siderurgic Galaţi.

Produsul LIDONIT este un agregat care se compune în principal din silicat şi feriti de calciu. Ca şi rocile naturale, zgurile de oţelărie conţin metale grele şi elemente nedizolvabile, care sunt legate fix de reţeaua cristalina a silicaţilor şi feritilor.

S-au efectuat următoarele încercări: - Compoziţia granulometrică conform SR EN 933-1. Curba este continuă,

valorile obţinute pentru trecerile pe site corespund condiţiilor din SR 662 tabelul 14 pentru fundaţii rutiere şi strat de formă.;



84

- Coeficientul de neuniformitate calculat din curba de granulozitate este 37,5 faţă de minim 15 conform SR 662 tabelul 14;

- Echivalentul de nisip determinat conform după SR EN 933-8. S-a obţinut o valoare de 47,6% faţă de un minim 30 conform SR 662 tabelul 14;

- Rezistenţa la uzură cu maşina Los Angeles s-a determinat atât după SR EN 1097-2 cât şi după STAS 730/80. Valorile obţinute prin ambele metode (18,0% - SR EN 933-8, respectiv 21,6% STAS 730/80) se încadrează în limita de maxim 50% prevăzută în SR 662 tabelul 14;

Rezultatele sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1. Caracteristici ale zgurei de furnal granulată de la Galaţi

În completare s-a determinat comportarea la îngheţ-dezgheţ avand în

vedere că straturile de fundaţie ating adâncimea maximă de îngheţ specifică ţării noastre.

Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ s-a determinat pe sorturile 8-16 mm. şi 40-63 mm. conform SR EN 1367-1. Valorile obţinute pentru pierderea de masă au fost 6,8%, respectiv 5,7%. Referenţialul nu conţine condiţii pentru această încercare. Pentru caracterizarea comportarii zgurii de oţelărie denumită LIDONIT la lucrările de drumuri, este necesară completarea cu rezultate pe rezistenţa la strivire în stare uscată şi în stare saturată, precum şi determinarea coeficientului de gelivitate.

Nr. crt.

Determinare LIDONIT 0-63

Condiţii tehnice SR 662

1. Coeficient de neuniformitate, Un 37.5 min.15

2. Uzura Los Angeles, % 21.6 max.50

3. Echivalent de nisip, EN % 47.6 min.30



85

Figura 1. Curbele de granulozitate pentru zgurile luate în studiu şi

limitele impuse de SR 662

2.1.1. Recomadări Norma europeană SR EN 13043 solicită încercări chimice conform SREN

1744-1, pentru agregatele provenite din zgura de oţelărie, după cum urmează: - Determinarea expansiunii (stabilitate volumică)

Metoda constă în încercarea accelerată la temperaturi crescute, destinată să genereze valori măsurabile ale expansiunii, în scopul clasificării zgurilor adecvate lucrărilor de drumuri. Valorile nu reprezintă o indicaţie directă asupra comportării din teren, adică o expansiune de 4% rezultată din încercare nu este egală cu o expansiune uniformă de 4% în teren.

În vederea determinării expansiunii volumice este necesară stabilirea conţinutului de MgO care influenţează timpul de încercare. Valoarea

Curbele de granulozitate pentru sorturile 0-63 mm. 100.0

94.5

87.7

75.1

65.3

50.1

34.7

24.2

17.6

12.8

9.15.7

2.20.1

6350

40

31.5

25

16

8

4

2.00

1.00

0.50

0.250.125

0.063

10098

9693.5

90

82

70

57

46

38

28

18

9

3

100

80

68

58

50

37

25

16

9

43.53100.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.01 0.1 1 10 100diametrul sitei [mm]

trec

eri [

%]

Lidonit sort 0-63

Zgură sort 0-63

Limita superioară balast fundaţii rutiere

Limita inferioară balast fundaţii rutiere

coeficient de neuniformitate lidonit Un = d60/d10 =22.5/0.6=37.5coeficient de neuniformitate zgură Un = d60/d10 =14.5/0.43=37.7



86

conţinutului de MgO trebuie declarată de producător. Se recomandă în completare şi determinarea conţinutului calciului liber (CaO) care este un element potenţial expansiv.

Este necesară cunoaşterea gradului de expansiune volumică a zgurii granulate deoarece acest parametru influenţează în timp stabilitatea stratului rutier în exploatare.

2.2. Zgura de furnal expandată de la Hunedoara

Zgurile de furnal expandate sunt silicaţi tehnici rezultaţi din extragerea fontei şi se obţin prin răcirea lentă în haldă a zgurei fluide rezultată din furnal.

S-au efectuat încercări pe zgura de furnal de la Combinatul Siderurgic Hunedoara pe sorturile 0-4, 4-8, 8-16, 16-25 şi 0-63 mm. rezultând următoarele : 2.2.1. Zgura sort 0-4 mm.

- Compoziţia granulometrică s-a efectuat după SR EN 933-1. Curba este continuă, valoarea obţinută pentru restul pe sita superioară este de 4,6% faţă de maxim 5% cât prevede condiţia din SR 662 tabelul 14;

- Echivalentul de nisip s-a efectuat după SREN 933-8. S-a obţinut o valoare de 88.8% faţă de condiţia de min. 30% conform SR 662;

- Coeficientul de activitate s-a determinat conform STAS 730. S-a obţinut o valoare de 0.75% faţă de maxim 1.5% conform SR 667 tabelul 10.

Rezultatele sunt prezentate în tabelul 2.

Tabelul 2. Caracteristici ale zgurei de furnal expandată sort 0-4 mm. de la Hunedoara

Nr. crt.

Determinare ZGURA 0-4


1. Rest pe sita superioară, [%] 4.6 max.5 2. Echivalent de nisip, % 88,8 min. 30 3. Coeficient de activitate, CA % 0.75 max.1.5



87

2.2.2. Zgura sort 4-8 mm.

- Compoziţia granulometrică s-a efectuat după SR EN 933-1. Curba este continuă, valorile obţinute pentru resturile pe sita superioară sunt de 23.20% şi trecerile pe sita inferioară de 4.3%;

- Coeficientul de formă s-a determinat după STAS 730. S-a obţinut o valoare de 5.2% ;

- Conţinutul de argilă s-a efectuat conform SR EN 933-9 şi s-a obţinut o valoare de 0.37; - Rezistenţa la uzură cu maşina Los Angeles s-a determinat după STAS 730/80. Valoarea obţinută este de 31.2% ;

În conformitate cu rezultatele obţinute pe zgura de furnal sort 4-8, rezultă că materialul nu se încadrează în sort (restul pe sita de 8 trebuie să fie maxim 5%). Conform celorlalte rezultate materialul poate fi comparat cu un pietriş sortat utilizat pentru îmbrăcăminţi bituminoase BADPS 25 şi straturi de bază (SR 662, tabel 10). 2.2.3. Zgura sort 8-16 mm.

- Compoziţia granulometrică s-a efectuat după SR EN 933-1. Curba este continuă, valorile obţinute pentru resturile pe sita superioară sunt de 2.9% iar trecerile pe sita inferioară de 4.4% ;

- Coeficientul de formă s-a efectuat după STAS 730. S-a obţinut o valoare de 4%;

- Rezistenţa la uzură cu maşina Los Angeles s-a determinat după STAS 730/80. Valoarea obţinută este de 28.2% ;

- Rezistenţa la uzură Micro-Deval s-a determinat dupa SREN 1097-1. Valoarea obţinută pentru sortul etalon 10-14 este de 23.4%.

- Conţinutul de argilă s-a efectuat dupa SREN 933-9 şi s-a obţinut o valoare de 0.37;

- Rezistenţa la strivire în stare uscată nu s-a putut efectua deoarece materialul s-a sfărâmat inainte de terminarea încercării.

Conform rezultatelor obţinute pe zgura de furnal sort 8-16, rezultă că materialul nu poate fi comparat decât cu un pietriş ce poate fi utilizat pentru straturi de bază pentru sisteme rutiere nerigide, platforme şi locuri de parcare (SR662, tabel 8).



88

2.2.4. Zgura sort 16-25 mm.

- Compoziţia granulometrică s-a efectuat după SR EN 933-1. Curba este continuă, valorile obţinute pentru resturile pe sita superioară sunt de 2.0% şi trecerile pe sita inferioară sunt de 5.2%;

- Coeficientul de formă s-a efectuat după STAS 730. S-a obţinut o valoare de 5% ;

- Conţinutul de argilă s-a efectuat după SREN 933-9 şi s-a obţinut o valoare de 0.37;

- Rezistenţa la uzură cu maşina Los Angeles s-a determinat după STAS 730/80. Valoarea obţinută este de 23.9% ;

- Rezistenţa la strivire în stare uscată nu s-a putut efectua deoarece materialul s-a sfărâmat înainte de terminarea încercării.

În conformitate cu rezultatele obţinute pe sort 16-25 din zgură de furnal, rezultă că materialul nu poate fi comparat decât cu un pietriş ce poate fi utilizat pentru straturi de fundaţie pentru sisteme rutiere (SR662, tabel 8).

2.2.5. Zgura sort 0-63 mm

Laboratorul de Drumuri CESTRIN a efectuat încercări pe zgură de furnal sort 0-63 mm. care a fost asimilată ca balast sort 0-63 mm. pentru straturi de fundaţie . S-au determinat următoarele caracteristici:

- Compoziţia granulometrică conform SR EN 933-1. Curba este continuă, valorile obţinute pentru trecerile pe site corespund condiţiilor din SR 662 tabelul 14 pentru fundaţii rutiere şi strat de formă;

- Coeficientul de neuniformitate calculat din curba de granulozitate este 35 faţă de minim 15 conform SR 662 tabelul 14;

- Echivalentul de nisip s-a efectuat după SR EN 933-8. S-a obţinut o valoare de 80.3% faţă de minim 30 conform SR 662 tabelul 14;

- Rezistenţa la uzură cu maşina Los Angeles s-a determinat după STAS 730/80. Valoarea obţinută este de 32.2% şi se încadrează în limita de maxim 50% prevazută în SR 662 tabelul 14;

Rezultatele sunt prezentate în tabelul 3 şi figura 2.



89

Tabelul 3. Caracteristici ale zgurei de furnal expandată sort 0-63 mm. de la Hunedoara

Figura 2. Curbele de granulozitate pentru sorturile de zgură expandată luate în studiu 2.3. Recomandări

Norma europeană SR EN 13043 solicită încercări chimice conform SR EN 1744-1, pentru agregatele provenite din zgura de furnal expandată, după cum urmează:

- Determinarea dezintegrării silicatului dicalcic Metoda constă în supunerea suprafeţelor zgurii concasate la o iluminare

ultravioletă care dă o fluorescenţă în domeniul de lumină vizibilă. Aspectul şi

Curbe de granulozitate pentru sorturile 0-4, 4-8, 8-16, 16-25mm. din zgur ă de furnal

100100100

95.5

80.1

55.6

33.5

19

9.7

5

100100

76.8

4.33.22.92.62.31.81

10097.1

4.43.863.713.513.182.711.981.05

97.8

33.02

5.154.44.023.63.122.561.720.680

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100dimensiunea sitei [mm]

trec

eri [

%]

Sort 0-4mm

Sort 4-8mm

Sort 8-16mm

Sort 16-25

coeficient de neuniformitate sort 0-4mm Un = d60/d10 =14/0.4=35

Nr. crt.

Determinare ZGURA 0-63


1. Coeficient de neuniformitate, Un 35 min.15 2. Uzura Los Angeles, % 32.2 max.50 3. Echivalent de nisip, EN % 80.3 min.30



90

culoarea fluorescenţei permit detectarea zgurilor suspecte la dezintegrarea silicatului.

- Determinarea dezintegrării fierului Metoda constă în examinarea comportării bucăţilor de zgură de furnal de

dimensiuni mai mari de 40 mm. care sunt scufundate în apă, timp de două zile la o temperatură de 20oC.

Este necesară cunoaşterea gradului de instabilitate a zgurii de furnal deoarece aceşti parametrii pot să influenţeze în timp stabilitatea fizico-chimică a stratului rutier în exploatare. 3. DOMENIU DE UTILIZARE

Zgura de furnal bazică poate fi utilizată la lucrările de drumuri la execuţia de:

- terasamente; - structuri de fundaţie; - consolidare acostament; - combaterea poleiului, a gheţii şi a zăpezi.

Zgura de furnal poate înlocui o serie de agregate naturale tot mai deficitare cum ar fi: balastul, piatra spartă, pietrişul şi chiar nisipul de râu în condiţiile în care factorii ce caracterizează zgura de furnal (compoziţie chimică cu caracter bazic, livrare pe sorturi, caracteristici fizico-mecanice, proprietăţi hidraulice, adezivitate la lianţii bituminoşi, etc.) se încadrează în limitele prevăzute de normativele tehnice în vigoare referitoare la agregatele naturale. CONCLUZII

Până la preluarea normelor europene referitoare la agregate, utilizarea zgurilor siderurgice în sectorul de drumuri s-a făcut pe baza existenţei Agrementului Tehnic obţinut de producător pentru fiecare sursă de zgură în parte.

În această perioadă s-a utilizat zgura de furnal la următoarele lucrări: - autostrada A2 – sector Drajna–Feteşti – pentru stratul de formă şi de

fundaţie; - centura Bucureşti, sector A2 – DN5(sud), pentru stratul de fundaţie; - DN2B Galaţi - Giurgiuleşti, pentru stratul de fundaţie.



91

Dacă prin procesarea chimică şi fizică a unei zguri siderurgice se scade conţinutului de CaO sub 4%, se asigură granulozitatea sorturilor, coeficientul de formă al granulelor, rezistenţa la uzură Los Angeles, rezistenţa la strivire, coeficientul de gelivitate, adezivitatea la bitum, atunci agregatele artificiale provenite din zgurile de furnal pot fi utilizate la lucrări de drumuri şi autostrăzi.

În zonele în care agregatele naturale de carieră şi de balastieră lipsesc sau sunt procurate de la mare distanţă se recomandă folosirea agregatelor artificiale obţinute prin procesarea zgurii siderurgice , cu asigurarea condiţiilor de calitate impuse de norme. Zgura de furnal granulată sau expandată se poate utiliza cu succes:

- ca înlocuitor al nisipului antiderapant la combaterea poleiului pe drumurile naţionale principale şi secundare

- la construcţia de drumuri noi pentru realizarea straturilor de formă şi de fundaţie .

- se pot aviza şi alte soluţii pentru utilizarea zgurilor de furnal prin comisia tehnico-economică a beneficiarului funcţie de caracteristicile tehnice impuse lucrărilor. BIBLIOGRAFIE [1]. COSTESCU – „Contribuţii la dezvoltarea tehnologiilor de construcţie a straturilor

rutiere cu materiale energointensive” – Teză de doctorat, 1985 [2]. LABORATOR DE DRUMURI CESTRIN –„ Referat tehnic comportare zguri”-

2011 [3]. STANDARDE DE CONDŢII – SR EN 13043; SR 622



92

O PROCEDURĂ DE EVALUARE A PERFORMAN ŢEI LA

UZURĂ PENTRU IMBRĂCĂMIN ŢI ASFALTICE Mihai Dicu , Prof.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Adrian Burlacu , Asist.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Carmen Răcănel, Conf.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Rezumat

Determinarea caracteristicilor de calitate a suprafeţei de rulare la partea carosabilă a devenit în ultima perioadă o necesitate în stabilirea strategiilor de întreţinere a administratorilor de reţele rutiere. Anticiparea acestor caracteristici prin încercări accelerate de laborator, la care costurile sunt mai reduse în raport cu prelucrări statistice ale datelor din teren efectuate pe sectoare experimentale, este mai eficientă şi are posibilitatea unei analize extinse a performanţelor materialelor rutiere asfaltice utilizate în îmbrăcăminţi rutiere. Studiile prin modelare experimentală stau la baza cercetărilor de laborator, unde prin simulare fenomenologică se pot obţine caracteristicile de uzură la îmbrăcăminţile asfaltice şi se pot face interpretări de rezultate în condiţii apropiate de cele din realitate la un drum aflat în exploatare. Cuvinte cheie: incercari accelerate, intretinerea drumurilor, uzura Abstract Lately, determining the quality of the tread in the roadway has become a necessity in establishing strategies to maintain the road network for their administrators. Anticipating these characteristics through accelerated testing laboratory, where costs are lower compared with the statistical processing of data from field experiments conducted on experiemental sectors, is more efficient and is enabling a wide analyse of performance of materials used in road surfacing. Experimental studies by modeling are the base of the laboratory research, where the phenomenological simulation can be obtained from asphalt wear characteristics and results can be interpreted in terms of actually close to a road in operation. Keywords: accelerated testing, road maintenance, wearing



93

1. PRINCIPIUL TESTĂRII PERFORMAN ŢEI ÎMBR ĂCĂMIN ŢII RUTIERE LA UZURA CONTACTULUI PNEU-CAROSABIL

Prin această lucrare se urmăreşte prezentarea unei metode de testare în laborator în regim accelerat a performanţei la uzură a suprafeţei carosabile, la solicitări tangenţiale generate de traficul rutier prin accelerări-frânări în circulaţie, precum şi din efectele create la contactul pneu-carosabil de schimbarea direcţiei de mers, de nivelul presiunii din pneu, de textura pneului şi de textura carosabilului etc.

Regimul accelerat poate fi obţinut din solicitări extreme ale suprafeţei carosabile, care cumulează efectele mai sus menţionate şi sunt echivalente solicitării mai agresive rezultate la nivelul contactului pneu-carosabil din frânarea autovehiculului.

Acest efect s-a putut obţine în laborator prin modificarea principiului funcţional al echipamentului de făgăşuire, unde roata acestuia este blocată în cursa de deplasare pe suprafaţa epruvetei realizate în condiţii de laborator.

Se poate cerceta performanţa la uzură a suprafeţei epruvetei (asimilată suprafeţei carosabile din realitate) şi în raport de uzură la polisaj a agregatului din scheletul mineral, obţinută prin încercarea reglementată tehnic în acest sens.

Interpretarea rezultatelor obţinute se face prin intermediul unor coeficienţi de performanţă adimensionali, care exprimă raportul dintre măsura uzurii efective determinată prin SRT2 după efectuarea testului de uzură şi SRT1 măsurat pe suprafaţa iniţială (înaintea efectuării testului de uzură). 1.1. Confecţionarea epruvetelor în laborator

Se confecţionează epruvete pe compactorul cu role de laborator pentru plăci asfaltice, care simulează la scară redusă stratul rutier (Figura1).

Figura 1. Compactorul cu rulou



94

Rezultă epruvete dreptunghiulare 300x300x50mm, care se taie longitudinal la dimensiunea epruvetei (figura 2) de încercare pe Echipamentul de testare la uzură.

Figura 2. Epruvete din mixtură asfaltică

1.2. Procedura simulării în laborator a testului de uzură a suprafeţei de rulare

Această placă obţinută, sub formă de epruvete 30x30x5cm, este supusă unor simulări în laborator în scopul determinării performanţelor reţetei considerate optime din încărcările specifice de evaluare.

În scopul obţinerii unor informaţii cât mai apropiate de comportarea în realitate la uzură a suprafeţei carosabile, se vor efectua o serie de simulări prin modelare experimentală în laborator.

Simulările se vor efectua pe o placă cu dimensiunile de 30x30x5cm din mixtură asfaltică, care este cercetată în laborator pentru stabilirea reţetei optime la faza de proiectare experimentală. Placa din mixtură trebuie să aibă aceleaşi caracteristici tehnice ca şi mixtura ce va fi pusă în operă.

Pentru a simula uzura mixturii asfaltice în urma traficului din cursul exploatării, se foloseşte un echipament pentru încercarea la făgăşuire, căruia i s-a montat o roată cu pneu .

Încercarea la uzură se realizează prin blocarea acestei roţi în timpul efectuării unui număr predeterminat de curse ale acesteia pe suprafaţa epruvetei (Figura 3).



95

Figura 3. Dispozitivul de incercat

După realizarea ciclurilor de uzură predeterminate (un număr

predeterminat de curse ale roţii blocate a dispozitivului pe suprafaţa epruvetei), epruveta se montează la dispozitivul de măsură a rugozităţii SRT (Figura 4).

Se montează pendululul SRT, după care se calează cu ajutorul celor trei şuruburi obţinându-se orizontalitatea aparatului (Figura 5).

Se aşează proba şi se reglează patina de cauciuc asfel încât suprafaţa de frecare să se afle între reperele riglei de calibrare, conform procedurii de testare a rugozităţii SRT.

Se efectuează măsurători în condiţii de uscat şi umed, după cum urmează: - Suprafaţă mixtură în urma trecerii unui anumit volum de trafic (SRT2)

- Suprafaţă mixtură asfaltică proaspăt turnată (SRT1)


96

Figura 4. Epruveta de incercat Cu ajutorul pendulului SRT se efectueazasfaltică anterior menţionată

Figura 6. Incercari pe epruveta din mixtura asfaltica

Testul de uzură a suprafede axa de simetrie ale epruvetei respective, pentru a putea interpreta dourezultate obţinute în aceleade încercare în laborator (Figura 7



Epruveta de incercat Figura 5. Pendul SRT

Cu ajutorul pendulului SRT se efectuează măsuratori pe placa din mixturionată (Figura 6) .

Incercari pe epruveta din mixtura asfaltica

suprafeţei epruvetei se face pe două urme simetrice fade axa de simetrie ale epruvetei respective, pentru a putea interpreta dou

inute în aceleaşi condiţii de suprafaţă de rulare şi în aceleade încercare în laborator (Figura 7).

Pendul SRT

suratori pe placa din mixtură

Incercari pe epruveta din mixtura asfaltica

ă urme simetrice faţă de axa de simetrie ale epruvetei respective, pentru a putea interpreta două

i în aceleaşi condiţii


Figura 7a. Urma testului

În figura 7a se prezintiar în figura 7b se prezintăadiacentă primeia in cazul suprafeutilizat în această procedurcicluri/minut. Se întrerupe testarea de uzurSRT obţinut ( la fiecare 5 minute). 1.3 Prelucrarea datelor oblaborator Se prezintă în continuare rezultatele mixtură BA 16 şi BAPC 16, care ar urma spunct de vedere al comportunei îmbrăcăminţi rutiere.

- SRT1 Fâşia Nr 0 (suprafaţa care nu a fost utilizatblocată a dispozitivului)

1. Test cu suprafaţa uscată

93.71 78.28- SRT2 BA 16 dupăpneu-carosabil



Urma testului Figura 7b. Suprafata umeda

În figura 7a se prezintă urma testului pe prima urmă de testare la uzuriar în figura 7b se prezintă aceeaşi epruvetă testată şi pe cea de a doua urm

primeia in cazul suprafeţei umede. Echipamentul de testare la uzură procedură de lucru are capacitatea de a efectua 48

cicluri/minut. Se întrerupe testarea de uzură la fiecare 250 minute inut ( la fiecare 5 minute).

1.3 Prelucrarea datelor obţinute la testul de uzură simulat pe epruvete din

n continuare rezultatele încercărilor obţinute pe o epruveti BAPC 16, care ar urma să fie utilizată ca reţet

punct de vedere al comportării la efectul de uzură pneu-carosabil la realizarea i rutiere.

a care nu a fost utilizată pentru testul de uzura dispozitivului)

Test cu suprafaţa umedă

93.71 78.28 BA 16 după 1500 cicluri de uzură a suprafeţei la contact simulat

97

Suprafata umeda

ă de testare la uzură, şi pe cea de a doua urmă

Echipamentul de testare la uzură are capacitatea de a efectua 48 la fiecare 250 minute şi se măsoară

simulat pe epruvete din

inute pe o epruvetă de etă optimă şi din

carosabil la realizarea

pentru testul de uzură cu roata

ţei la contact simulat



98

Fâşia Nr 1 (Proba încărcată în aparatul SRT pe fâşia 1) Uscat Umed

90.71 72.57

- SRT2 BA 16 după 1500 cicluri de uzură a suprafeţei la contact simulat pneu-carosabil

Fâşia Nr 2 (Proba încărcată în aparatul SRT pe fâşia 2) Uscat Umed

91.33 71.49 Rezultă o valoare medie pentru SRT2 = 91.02 (suprafaţă uscată) SRT2 = 72.03 (suprafaţă umedă) Se pot calcula coeficienţi de performanţă a suprafeţei de rulare după ciclurile de uzură, prin raportarea valorilor SRT2 faţă de SRT1, după cum urmează: Cus = (SRT2 /SRT1) 100 = 0,9133/0,9371 = 97,46 % ( suprafaţă uscată) Cum=(SRT2 /SRT1 ) 100 = 0,7149/07828 = 91,13 % ( suprafaţă umedă) Diferenţa între cei doi coeficienţi rezultă din influenţa efectului de acvaplanare pe care o exercită prezenţa peliculei de apă la interfaţa contactului pneu-carosabil. În cazul epruvetei confecţionate din BAPC 16, rezultatul testelor de laborator sunt :

- SRT1 Fâşia Nr 0 (suprafaţa care nu a fost utilizată pentru testul de uzură cu roata blocată a dispozitivului)

2. Test cu suprafaţa Test cu suprafaţa uscată umedă

84.26 82.72 - SRT2 BA 16 după 1500 cicluri de uzură a suprafeţei la contact simulat pneu-carosabil

Fâşia Nr 1 (Proba încărcată în aparatul SRT pe fâşia 1)

Uscat Umed 77.41 68,23

- SRT2 BA 16 după 1500 cicluri de uzură a suprafeţei la contact simulat pneu-carosabil



99

Fâşia Nr 2 (Proba încărcată în aparatul SRT pe fâşia 2) Uscat Umed 76.34 67.62

Rezultă o valoare medie pentru SRT2 = 76,88 (suprafaţă uscată) SRT2 = 67,93 (suprafaţă umedă) Se pot calcula coeficienţi de performanţă a suprafeţei de rulare după ciclurile de uzură, prin raportarea valorilor SRT2 faţă de SRT1, după cum urmează: Cus = (SRT2 /SRT1) 100 = 0,7688 / 0,8426 = 91,24 % ( suprafaţă uscată) Cum=(SRT2 /SRT1 ) 100 = 0,6793 / 0,8272 = 82,12 % ( suprafaţă umedă) Diferenţa între cei doi coeficienţi rezultă din influenţa efectului de acvaplanare pe care o exercită prezenţa peliculei de apă la interfaţa contactului pneu-carosabil. Astfel, se poate aprecia un coeficient de performanţă la uzură şi funcţie de natura agregatului folosit în reţeta îmbrăcăminţii rutiere asfaltice, atunci când suprafaţa este lubrefiată de prezenţa peliculei de apă (asimilată ca apă pluvială) la contactul pneu-carosabil: BA 16 : Cu = 0,9113 / 09746 = 93,51 % BAPC 16: Cu = 0,8212 / 0,9124= 90,00 % Această diferenţă pune în valoare tipul de agregat, respectiv influenţa contactului pneu-carosabil atunci când agregatul este criblură, faţă de pietrişul concasat care prezintă o suprafaţă granulară rotunjită. În aceste condiţii, trebuie pusă în valoare şi rezistenţa la uzură a agregatului din structura materială a mixturii asfaltice asupra coeficientului de uzură pneu-carosabil. Acest lucru se poate determina prin Incercarea la polisaj, standardizată şi în România conform standardului european armonizat SR EN 1097-8 2. ÎNCERCAREA LA POLISAJ CONFORM SR EN 1097-8 2.1. Principiul de efectuare al încercării

Conform SR EN 1097-8, testul de polisaj constă în analizarea simultană a 14 epruvete cu variante diferite de agregate pentru evaluarea performanţelor la abraziune.

Confecţionarea epruvetelor din agregatele utilizate pentru confecţionarea BA16 si BAPC 16 se face în tipare specifice “Echipamentului de Polisaj”, prin aplicarea unui număr de granule prestabilit pe un suport de legătură asigurat de o răşină specială.



100

Figura 8. Epruvete pentru incercat

Cele 14 epruvete sunt montate pe roata echipamentului şi sunt supuse

ciclului predeterminat de polisaj conform SR EN 1097-8.

Figura 9. Echipamentul de polisaj si pendulul SRT

Pentru a pune în evidenţă acest mod de testare au fost încercate mai multe

tipuri de agregate de carieră şi pietriş concasat, conform tabelului 1.



101

Tabelul 1 – Valorile SRT pentru agregate din diverse cariere Tip Agregat SRTo (A) SRTF (A) Balast concasat 60 47 Revărsarea 67.5 61 Cerna 65 60 Chileni 54 57 Etalon 53 56

unde: SRTo (A) – valoarea SRT înainte de polisaj

SRTF (A) – valoarea SRT final, după polisaj (A) – agregat Pentru a calibra ordinul de mărime al încercării S.R.T. normal efectuat pe

plăci confecţionate în laborator, raportat la S.R.T. redus pe epruvete mici utilizate la polisaj conform SR EN 1097-8, s-au făcut măsurători şi pe plăci cu dimensiunile 30x40x5 cm din BA 16 si BAPC 16, conform paragrafului anterior. În acest mod se poate face o apreciere a calităţii de rugozitate a suprafeţei de rulare utilizând normativul CD 155 – 2001, prin măsuratori SRT înainte şi după procesul de uzură testat în laborator.

2.2 Interpretarea rezultatelor pe agregate

Pentru interpretarea rezultatelor se propune determinarea unui coeficient

de performanţă la uzură pentru agregat cu relaţia :

100*)(

)(

01 ASRT

ASRTC F

PA = [%]

Exemplu:

Tabelul 2 – Denumire tabel Tip Agregat SRTo (A) SRTF (A) CPA1 (%) Balast concasat 60 47 78 Revărsarea 67.5 61 90

Se poate observa un coeficient de performanţă la uzură mai redus în cazul

pietrişului concasat, fapt ce a condus la aceeaşi ierarhizare şi în cazul analizei comportării la uzura pneu-carosabil la epruvetele tip BA 16 şi BAPC16.



102

3. CONCLUZII

Metoda propusă este o metodă calitativă, care are posibilitatea de a cuantifica anticiparea performanţei la uzură încă din etapa de proiectare a reţetei mixturii asfaltice ce va fi utilizată ca strat rutier de uzură.

Studiile de performanţă se fac prin raportări valorice ale rezultatelor experimentale obţinute prin încercări de laborator. În cazul de faţă, s-a încercat obţinerea unei proceduri de asimilare a testului de polisaj accelerat pe agregate conform SR EN 1097-8 pentru anticiparea comportării la polisaj (şlefuire) a suprafeţei de rulare la drumuri (strat de uzură asfaltic). BIBLIOGRAFIE

[1]. SR EN 1097 – 8 – “Încercări pentru determinarea caracteristicilor mecanice şi fizice

ale agregatelor. Partea 8: Determinarea coeficientului de şlefuire accelerată” [2]. Normativ CD 155 – 2001: “Instrucţiuni tehnice privind determinarea stării tehnice a

drumurilor moderne” [3]. NCHRP Report 512 – 2003: “Accelerated pavement testing: Data guidelines” [4]. R. Liang: “Pavement friction investigation”, Ohio asphalt pavement conference,

2007



103

UTILIZAREA MATERIALELOR RECICLATE LA

PROIECTAREA SI CONSTRUCTIA DRUMURILOR DE ACCES DIN PARCURI EOLIENE

TANASESCU Mirela, Drd. ing. - Director General S.C. AQ TESTING BT S.R.L. Marian PETICILA, Dr. ing . – Sef serviciu CNADNR – S.A. Razvan DRAGULET, Dr. ing. - ISC Bucuresti Mihai PLESA, Ing. - Director General S.C. BOMACO S.R.L. Vasile CORMOS, Sing. - Sef proiect S.C. BOMACO S.R.L. Rezumat

Termenele de realizare a drumurilor de acces sunt foarte scurte acestea fiind conditionate de termenul de livrare a componentelor turbinelor eoliene, costurile sunt ridicate, fapt ceea ce determina proiectarea acestor drumuri sa gaseasca si materiale obtinute prin reciclare si inovatoare pentru reducerea la minimum a dimensionarii structurilor, ceea ce contribuie atat la o realizare mai usoara a procesului tehnologic, la reducerea considerabila a costurilor de constructie, cat si la atingerea obiectivelor de dezvoltare durabila a regiunii. Laboratorul de gard II AQ TESTING BT, a efectuat studiu comparativ cu rezultatele analizelor pentru materialele si straturile executate din piatra sparta si cele executate cu material reciclat. Cuvinte cheie: drumuri de acces, material reciclat, modul de deformatie Abstract

The deadlines to build the access roads are very short which are conditioned by the delivery of wind turbine components, costs are high, a fact which determines the designers of these roads to find innovative and recycled materials to reduce the min. road, which contribute to an easier technological process and reduce construction costs considerably. Also, consider and achieving sustainable development of the region. The Laboratory AQ TESTING BT gr II will present comparative results of tests on crushed stone and recycled materials and also the site installation check for this materials.

Keywords: access roads, recycled material, stiffness modulus 1. CADRUL CONTEXTUAL

Avand in vedere promovarea utilizării surselor energetice regenerabile, în conformitate cu practicile din Uniunea Europeană, conform Planului Naţional de Alocare a Energiilor Regenerabile elaborat în anul 2010 asistam la o dezvoltare rapida a productiei de energie electrica din sursa eoliana. [1]. Pentru transportul



104

si instalarea corecta a turbinelor eoliene sunt necesare cerinte minime (pe baza unor conditii normale de teren) pentru drumurile de acces (figura 1), impuse de furnizorul de turbine eoliene.

Figura 1. – Drum acces parc eolian

Transportul pentru realizarea turbinelor eoliene pe aceste drumuri de

acces intra in categoria vehiculelor de trafic greu si foarte greu, incepand cu vehicule pentru transportul materialelor si terminand cu transportoarele componentelor turbinelor eoliene (vehicule cu o greutate de 12-16 t/osie, cu o greutate individuala de aprox. 140t) (Figura 2), precum si macaralele de montaj (500 t).



105

Figura 2. Utilaj de mare tonaj utilizat la constructie centrala eoliana

Lungimile transportoarelor pot atinge 50-55 m, pentru circulatia acestora

pe drumurile de acces fiind necesare conditii speciale de realizare a latimii drumurilor (min. 4,50 m), regimului de inaltime (min. 6 m), aliniamentului, razelor de curbura, pantelor, zonelor de intoarcere, scurgerea apelor etc.

2. PREZENTAREA MATERIALELOR SI A CONDITIILOR DE CALITATE

Pentru realizarea drumurilor cat mai economic din punct de vedere

financiar, se folosesc material locale, in cea mai mare masura materiale uzuale, balast, piatra sparta, in prezent continuandu-se cercetari si pentru folosirea unor materiale artificiale [2].

Conditiile de calitate pentru indeplinirea criteriilor furnizorului de turbine eoliene sunt in concordanta cu standardele si normativle europene, dar adaptarea la conditiile de teren si la unele standarde nationale romanesti de conditii tehnice specifice poate ridica unele probleme.

Modulul de deformatie elastic necesar pentru realizarea capacitatii portante a drumurilor de acces este de minim. 100 MN/m2 pentru straturile de fundatie si de minim 150 MN/m2 pentru straturile de rulare, incercari realizate



106

prin metoda placii Lucas pentru determinarea capacitatii portante (valorile sunt conform specificatiilor furnizorilor de turbine).

Termenele de realizare a drumurilor de acces sunt foarte scurte acestea fiind conditionate de termenul de livrare a componentelor turbinelor eoliene, costurile sunt ridicate, fapt ceea ce determina proiectarea acestor drumuri sa gaseasca si materiale inovatoare pentru reducerea la minim a dimensionarii structurilor rutiere, de exemplu utilizarea geogrilelor triaxiale din materiale de inalta rezistenta (figura 3), ceea ce contribuie la o realizare mai usoara a procesului tehnologic, precum si la reducerea considerabila a costurilor de constructie.

Figura 3. Utilizare geogrila triaxiala pentru ranforsarea structurii rutiere

3. STUDII DE LABORATOR

Pana in prezent Laboratorul gr II AQ TESTING BT a verificat calitatea

executiei pe mai multe parcuri eoliene. Printre acestea amintim Fantanele, Cogelac, Mireasa 1, Mireasa 2, Pantelimon, Mihai Viteazu, Alfa, Casimcea, Cudalbi, Cobadin si altele.

In majoritatea cazurilor sistemul rutier propus a fost unul din urmatorele: - Teren fundare/ pamant stabilizat cu ciment sau Duroport, - Doua straturi de piatra sparta, amestec optimal. Datorita cantitatilor mari de piatra sparta amestec optimal ce se folosesc,

se doreste inlocuirea acestui material cu materiale reciclate. Inlocuirea cu materiale reciclate se face atat respectand conditiile de

calitate impuse de incadrarea in caracteristile fizico-mecanice ale materialelor, cat si acordand o deosebita atentie tehnologiei de punere in opera. In plus, pentru a obtine atat avantaje din punct economic cat si considerand factori de dezvoltare durabila regionala, s-a preferat utilizarea deseurilor prelucrate din



107

zgura de furnal siderurgic de la combinatul de la Galati. Produsul utilizat face parte din categoria agregatelor din zgura de otelarie si poarta denumirea comerciala de „LIDONIT” si agrementat tehnic [3]. In figura 3 este prezentata o platforma unde s-a utilizat produsul LIDONIT.

Pentru a compara aceste doua materiale voi prezenta caracteristicile lor in tabelul 1 si figura 4. Din rezultatele prezentate se observa ca rezistenta la fragmentare pe materialul reciclat este buna, iar rezistenta la inghet-dezghet deasemenea este corespunzatoare cerintelor din proiect.

Verificarea punerii in opera a acestor materiale s-a realizat prin incercari de determinare a gradului de compactare, determinari de capacitate portanta cu parghia Benkelnam si determinari ale modulului de deformatie cu placa Lucas. Modulul de deformatie elastic necesar pentru realizarea capacitatii portante a drumurilor de acces in parcuri eoliene este de min. 60 MN/m2 pentru straturile de fundatie (realizate din pamanturi sau pamanturi stabilizate) si de min. 120 MN/ m2 pentru straturile de rulare(valorile sunt conform specificatiilor furnizorilor de turbine). Verificarea acestuia se realizeaza prin incercari cu placa Lucas, iar pentru determinarea capacitatii portante se foloseste parghia Benkelmann.

Tabelul 1. Caracteristici fizico-mecanice amestec optimal piatra sparta si

amestec material reciclat Denumirea incercarii Piatra sparta

CASIMCEA Piatra sparta COGEALAC 2

Material reciclat CUDALBI

Granulozitate (treceri % /sita) 0,063 2,7 1.6 0.1 0.1 4,4 3.4 0.1 0.2 5,9 6.5 0.3 1 15,2 14.2 9 4 22,7 22.2 21.6 8 39,1 32 35 16 60,3 49.1 64.2 25 74,8 63.4 81.2

31.5 86,3 77.6 90.9 63 97 100 100

Masa volumica in vrac (kg/m3) 1670 1654 1470 Coeficient de activitate 1,11 1.46 1.16



108

Coeficient de neuniformitate 2.12 2.08 2.37 Rezistenta la fragmentare (% pierdere masa) 23,6 22.7 31.2 Rezistenta la inghet-dezghet Na2SO4 - 5 cicluri (% pierdere masa) 4.2 5,1 21,5

Figura 3. Platforma executata cu agregate artificiale reciclate



109

Figura 4. Prezentarea comparativa si incadrarea in domeniului de granulozitate

In tabelul 4 se prezinta comparativ valorile obtinute pentru gradul de compactare si deflexiunile medii Benkelmann. Conform normativului AND indicativ CD 31/2002, pentru un drum cu capacitate portanta suficienta se impune o valoare a deflexiunii caracteristice dc inferioare valorii de 250 *0.01 mm si uniformitate a compactarii este considerata satisfacatoare, daca coeficientul de variatie este inferior valorii de 40%.

Tabelul 1. Prezentarea comparativa a determinarilor efectuate in situ

Parc eolian /

material granular

Densitate medie /

grad de compactare

Media valorilor deflexiunilor Benkelmann dBM /

Coeficient de variatie Cv

CASIMCEA / Piatra sparta 2,995 g/cm3 / 98,9 % 102 * 0.01 mm / 13 %

COGEALAC / Piatra sparta 2,132 g/cm3 / 98,5 % 212 * 0.01 mm / 16 %

CUDALBI / Amestec Lidonit 2,132 g/cm3 / 98,5 % 146 * 0.01 mm / 19 %

Modulul de deformare se verifica prin metodele prezentate in DIN 18134 si NF P94-117-1/2001. Citirea deformatiilor se poate realiza pe cele trei comparatoare sau se poate combina cu parghia Benkelmann si citirea deformatiei se face pe comparatorul placii si se pondereaza cu lungimii parghiei.

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

0.010 0.100 1.000 10.000 100.000

Tre

ceri

(%

)

Sita (mm)

GRANULOMETRIE

Amestec Optimal 1

Amestec Optimal 2

Material reciclabil 1

Min.

Max.



110

Va prezentam in graficul din figura 5 o centralizare a rezultatelor modului de deformatie pentru cele trei tipuri de amestec.

Figura 5. Determinari a modulilor de deformatie determinati cu placa Lucas

4. CONCLUZII

Din perspectiva implementarii conceputului de dezvoltare durabila

asistam in ultima perioada la o impetuasa dezvoltare a productiei de energie electrica eoliana, energie „verde”. Corelarea dezvoltarii parcurilor eoliene impune dezvoltarea rationale a infrastructurii rutiere, atat pentru a asigura constructia centralolor, dar si pentru a asigura intretinerea impune sa avem un impact minimal asupra ecosistemului si a se utiliza judicios resursele locale si regionale. In acest sens, utilizarea materilalelor de masa din materiale reciclate la constructia structurii rutiere este solutia optima prin studii de laborator adecvate ce confirma calitatea lucrarilor.

In cazul utilizarii zgurii de furnal de otelarie ca material granular la constructia sistemului rutier prezinta urmatoarele avantaje:

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

De

form

ati

a p

laci

i (m

m)

Presiunea neta pe placa/ p (MPa)

Rezultatele incercarii cu placa

Ciclul I de incarcare Piatra

sparta 0-63

Ciclul II de incarcare piatra

sparta 0-63

Ciclul I de incarcare Piatra

Sparta 0-63

Ciclul II de incarcare Piatra

Sparta 0-63

Ciclul I de incarcare Lidonit

Ciclul II de incarcare Lidonit



111

- Se poate alege un material poros, astfel incat sa avem o masa volumica in vrac sa fie redusa, corelata cu un optim pentru o rezistenta rezistenta buna la fragmentare, concomitant cu atingerea capacitatii portante scontate, astfel incat sa avem costuri minime de transport.

- Se pot obtine valori pentru rezistenta la fragmentare marite pentru amestecul cu materialul reciclat, comparativ cu materiale granulare din agregate naturale; - La punerea in opera se observa ca deformatiile dupa compactare pe materialul reciclat fata de amestecul optimal din piatra sparta sunt de 4 ori mai mari in aceleasi conditii de incarcare. Utilizand materialul reciclat in amestec cu materialul granular de baza din agregate naturale, in anumite proportii bine determinate, se modifica aceste rezultate in mod pozitiv. In acest context se impune studiu de laborator adecvat si controlul de calitate corespunzator la punerea in opera.

BIBLIOGRAFIE [1]. Ministerul Economiei, Comerţului şi Mediului de Afaceri: “Elemente de strategie

energetică pentru perioada 2011 – 2035 Direcţii şi obiective strategice în sectorul energiei electrice” – Ministerul Economiei, Comerţului şi Mediului de Afaceri - www.minind.ro

[2]. B. ANDREI: “Studiul fundatiilor rutiere tratate cu derivate hidraulice”, teza de doctorat UTC Bucuresti, 2006

[3]. CTPC: “LIDONIT – Agregate din zgura de uzina metalurgica feroasa” – Agrement Tehnic 003-07/020-2004



112

MIXTURI ASFALTICE CU FIBRE DE POLIPROPILEN Ă

Carmen Răcănel, Conf.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Adrian Burlacu , Asist.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Rezumat

Îmbrăcăminţile bituminoase realizate din mixturǎ de tip MASF se folosesc cu succes atât în strǎinǎtate cât şi la noi în ţarǎ în cazul drumurilor pentru trafic greu dar şi pentru pistele aeroportuare. Mixtura asfalticǎ de tip MASF este un amestec cu schelet pietros, bogat în granule mari, ale cărui goluri sunt umplute cu mortar (nisip, filer, bitum şi adaosuri), cu un procent mai ridicat de liant. Concepţia sa se bazează pe obţinerea unei stabilităţi şi durabilităţi mari. S-a dovedit că datorită durabilităţii sale deosebite şi a costurilor reduse de întreţinere este un tip de îmbǎcǎminte economic pe termen lung.

Printre fibrele utilizate ca adaos în mixtura asfalticǎ se numǎrǎ şi fibra de polipropilenǎ utilizatǎ frecvent în strǎinǎtate dar mai puţin în ţara noastrǎ. Adaosul de fibre active 0,3 – 0,5 % crează în masa mixturii o reţea tridimensională care, alături de compoziţia specifică tipului de mixtură MASF, asigură o bună stabilitate la temperaturi ridicate, o bună flexibilitate la temperaturi scăzute, o bună rezistenţă la uzură asigurată prin calitatea materialelor utilizate, o creştere a adezivităţii şi a aderenţei ca urmare a creşterii cantităţii de filer şi a prezenţei fibrelor ca agent stabilizator, o bună rugozitate şi rezistenţă la abraziune conferită de textura specifică mixturii tip MASF.

În lucrarea de faţă este prezentat un studiu comparativ între douǎ reţete de mixtură asfaltică stabilizată cu fibre: fibre de polipropilenă şi fibre de celuloză, prin încercări efectuate în laborator precum: stabilitatea şi fluajul Marshall, încercarea de compresiune triaxialǎ, încercarea de întindere indirectă IT-CY pe probe cilindrice, încercarea de încovoiere în patru puncte 4PB-PR pe probe prismatice, încercarea de fǎgǎşuire. Toate aceste încercǎri dau informaţii asupra performanţei mixturii asfaltice.

Acest articol prezintă sub formă de tabele şi grafice, rezultatele obţinute în Laboratorul de Drumuri din Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti pe mixtura asfaltică stabilizată cu fibre de celuloză şi de polipropilenă, folosită în stratul de uzură al structurii rutiere. Cuvinte cheie: mixtură asfaltică, fibre de polipropilenă, modul de rigiditate, fluaj, oboseală Abstract

SMA asphalt mixture wearing course are succsefully used both in our country and abroad for heavy trafic roads and airports. Asphalt mixture SMA is a blend with crushed stine skeleton, with voids filled with mortar (sand, filler and bitumen and additions) with a higher



113

bitumen content. The concept si based on achieving high stability and durability. It was proved that due to its outstanding durability and low maintenance costs is a economic type on long term.

Among the fibers used as additions in asphalt mixture are the polipropilene fibers, used frequently abroad, but less in our country. Adding of 0,3 – 0,5 % create a 3D network in aspahlt mixture mass which, along with mixture composition ensure o good stability at high temperatures, a good flexibility at low temperatures, a good wearing resistance provided by high quality components, an increasing of adhesivity and adhesion because of filler content increasing and fiber presence as a stabilizator agent, a good roughness and abrasion resistance given by specific texture of SMA mixture type.

This paper present a comparative study between two aspahlt mixture stabilised with fiber: polipropilene fiber and cellulose fiber, by laboratory testing: Marshall test, cyclic compresion test, indirect tension test IT-CY on cilindrical samples, four point bending test 4PB-PR on prismatic sample, wheel tracking test. All these test can give informations on asphalt mixture performance. This paper presents in table and graphs, the obtained results in Technical University of Civile Engineering Bucharest Road Laboratory on asphalt mixture wearing course stabilised with cellulose and polipropilene fibers. Keywords: asphalt mixture, polipropilene fibers, stiffness modulus, creep, fatigue 1. INTRODUCERE

Îmbrăcăminţile bituminoase realizate din mixturǎ de tip MASF se folosesc cu succes atât în strǎinǎtate cât şi la noi în ţarǎ în cazul drumurilor pentru trafic greu dar şi pentru pistele aeroportuare. Mixtura asfalticǎ de tip MASF este un amestec cu schelet pietros, bogat în granule mari, ale cărui goluri sunt umplute cu mortar (nisip, filer, bitum şi adaosuri), cu un procent mai ridicat de liant. Concepţia sa se bazează pe obţinerea unei stabilităţi şi durabilităţi mari. S-a dovedit că datorită durabilităţii sale deosebite şi a costurilor reduse de întreţinere este un tip de îmbǎcǎminte economic pe termen lung.

Printre fibrele utilizate ca adaos în mixtura asfalticǎ se numǎrǎ şi fibra de polipropilenǎ (figura 1) utilizatǎ frecvent în strǎinǎtate dar mai puţin în ţara noastrǎ. Adaosul de fibre active 0,3 – 0,5 % creează în masa mixturii o reţea tridimensională care, alături de compoziţia specifică tipului de mixtură MASF, asigură o bună stabilitate la temperaturi ridicate, o bună flexibilitate la temperaturi scăzute, o bună rezistenţă la uzură asigurată prin calitatea materialelor utilizate, o creştere a adezivităţii şi a aderenţei ca urmare a creşterii cantităţii de filer şi a prezenţei fibrelor ca agent stabilizator, o bună rugozitate şi rezistenţă la abraziune conferită de textura specifică mixturii tip MASF.



114

Figura 1. Fibre de polipropilenă

Fibrele de polipropilenă se prezintă sub formă de fibre sintetice din

polipropilenă de culoare galben-negru-cenuşie, având caracteristici fizice din tabelul 1. Ele prezintă următoarele avantaje: insensibilitate faţă de umiditate, efect stabilizator, posibilitatea dozării automate, creşterea productivităţii deoarece nu necesită timp de malaxare uscată.

Tabelul 1. Caracteristici fizice ale fibrei de polipropilenă

Caracteristici fizice Limite impuse conform Fişei Tehnice Polipropilenă/Aramid

Densitatea specifică, g/cm3 0,91/1,45 Rezistenţa la tracţiune, MPa 483 Lungime, mm 19 Rezistenţa la acizi/alcali Inert/bun Temperatura de topire, oC 157

Fabricarea şi punerea în operă a mixturilor asfaltice cu adaos de fibre din

polipropilenă se realizează practic în aceleaşi instalaţii şi utilaje ca şi mixturile asfaltice clasice.

2. SCOPUL LUCRĂRII

Lucrarea de faţă are ca scop prezentarea unui studiu comparativ între douǎ reţete de mixtură asfaltică stabilizată cu fibre: fibre de polipropilenă şi fibre de celuloză, prin încercări efectuate în laborator precum: stabilitatea şi fluajul Marshall, încercarea de compresiune triaxialǎ, încercarea de întindere indirectă IT-CY pe probe cilindrice, încercarea de încovoiere în patru puncte 4PB-PR pe probe prismatice, încercarea de fǎgǎşuire. Toate aceste încercǎri dau informaţii asupra performanţei mixturii asfaltice.



115

Rezultatele au fost obţinute în cadrul “Laboratorului de Drumuri” din Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti pe cele două reţete de mixtură asfaltică stabilizată cu fibre de celuloză şi de polipropilenă, folosite în stratul de uzură al structurii rutiere.

3. MATERIALE FOLOSITE ŞI REŢETA MIXTURII ASFALTICE

Cele două tipuri de mixturi asfaltice pentru stratul de uzură considerate în acest studiu, respectă standardul românesc SR 174 şi sunt notate prin “MASF16m-T” (mixtură asfaltică cu fibre Topcel) şi “MASF16m-P” (mixtură asfaltică cu fibre de polipropilenă). Materialele folosite pentru prepararea mixturii asfaltice (agregate, fibră şi bitum) precum şi reţeta acesteia sunt prezentate în cele ce urmează: - criblură de Turcoaia:

8/16: 45% 4/8: 25% 0/4: 13%

- filer de Holcim: 11 %; - fibră Topcel / Polipropilenă: 0.3 %; - bitum 25/55-65 PMB: 5.7%;

4. ÎNCERCĂRILE UTILIZATE ŞI CONDIŢIILE DE TESTARE

Pentru a pune în evidenţă performanţele mixturii asfaltice “MASF16m-P” comparativ cu perofmanţele mixturii asfaltice “MASF16m-T”, s-au realizat următoarele încercări în “Laboratorul de Drumuri” din Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri (Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti):

• Încercarea Marshall pe probe cilindrice, conform SR EN 12697-34, la temperatura de 60oC din care rezultă valorile stabilităţii şi fluajului Marshall;

• Încercarea de întindere indirectă pe probe cilindrice IT-CY, conform SR EN 12697-26 Anexa C, la temperatura de 15oC şi 20oC din care rezultă rigiditatea mixturii asfaltice;

• Încercarea de încovoiere în patru puncte pe probe prismatice 4PB-PR, conform SR EN 12697-26 Anexa B şi SR EN 12697-24 Anexa D, la diferite la temperatura de 20oC respectiv 30oC din care rezultă rigiditatea şi rezistenţa la oboseală a mixturii asfaltice;



116

• Încercarea de compresiune ciclică pe proce cilindrice, conform SR EN 12697-25, pentru compresiune triaxială, la o temperatură de 50oC din care rezultă rezistenţa la deformaţii permanente;

• Încercarea de făgăşuire pe plăci, conform SR EN 12697-22, echipamentul mic, metoda B în aer la o temperatură de 60oC din care rezultă rezistenţa la deformaţii permanente.

Condiţiile de încercare sunt cele ce se regăsesc în standardul european SR EN 13108-20, (tabelele 3, 4, 5 şi 6) precum şi în standardul românesc SR174.

Tabelul 3. Cerinţele pentru determinarea rigidităţii mixturii asfaltice conform SR EN 13108-20

Tipul testului

Temperatura (oC)

Frecvenţa sau timpul de încărcare (Hz)

4PB-PR 20 8 Hz IT-CY 20 124 µs

Tabelul 4: Cerinţele pentru determinarea oboselii mixturii asfaltice conform SR

EN 13108-20 Tipul

testului Temperatura

(oC) Frecvenţa sau timpul de

încărcare (Hz) 4PB-PR 30 30

Tabelul 5. Cerinţele pentru încercarea de compresiune triaxială conform SR EN

13108-20

Stratul Temperatura (oC)

Efort de fretare

Încărcarea axială Frecvenţa Pulsul

Uzură 50 150 kPa 300 kPa 1s / 1s Bloc

Tabelul 6. Cerinţele pentru încercarea de făgăşuire conform SR EN 13108-20

Echipamentul Temperatura (oC)

Cicluri de incărcare

Echipament mic, procedura B, în aer 60 10 000



117

5. DIMENSIUNILE ŞI MODUL DE COMPACTARE AL PROBELOR

În vederea realizării încercărilor de laborator s-au confecţionat probe din

mixtură asfaltică specifice fiecărui test, în conformitate cu normele europene. Probele au fost compactate în laborator în funcţie de tipul încercării.

Astfel, pentru încercarea Marshall, încercarea IT-CY şi încercarea de compresiune ciclică, au fost realizate probe ciclindrice cu dimensiunile φ=100 mm şi h≈63mm la ciocanul Marshall pentru 75 lovituri/parte. Pentru încercarea 4PB-PR au fost realizate probe prismatice cu dimensiunile L=405 mm, l=50 mm, h=50 mm prin tăiere din plăci compactate la compactorul cu rulou. De asemenea, au fost compactate plăci la compactorul cu rulou cu dimensiunile 30.5x30.5x5 cm pentru încercarea la făgăşuire.

6. REZULATE EXPERIMENTALE

Încercările prezentate la punctul 4 au fost realizate în laborator pe probe de mixtură asfaltică “MASF16m-T” şi “MASF16m-P” şi s-au obţinut rezultatele experimentale prezentate în cele ce urmează.

6.1. Încercarea Marshall

Deşi încercarea Marshall nu este prevăzută în standardul SR174 pentru mixturile asfaltice cu fibră totuşi s-a realizat pentru a avea rezultate comparative. Rezultatele încercării Marshall, sunt prezentate în tabelul 7.

Tabelul 7. Caracteristicile Marshall ale mixturii asfaltice

Caracteristici Marshall

MASF 16m-P MASF 16m-T

Rezultat Categoria

conform SR EN 13018-1

Rezultat Categoria

conform SR EN 13018-1

Stabilitatea S [kN] 60°C 12.29 Smin10

Smax12.5 11.22

Smin10 Smax12.5

Indicele de curgere, I [mm], 60°C 5.0 F5 4.3 F5 Rapotul S/I [kN/mm], 60°C 2.5 Qmin2.5 2.6 Qmin2.5

Densitatea aparentă [kg/m3] 2298.08 - 2228.70 -



118

6.2. Încercarea de determinare a rigidităţii mixturii asfaltice

Rezultate obţinute din încercarea de determinare a rigidităţii prin întindere indrectă IT-CY şi încovoiere în patru puncte 4PB-PR sunt prezentate în tabelul 8.

Tabelul 8. Rigiditatea din încercarea IT-CY şi încercarea 4PB-PR

Încercarea Temperatura (oC)

Rigiditatea (MPa) MASF16m-T MASF16m-P

Rezultat

Categoria conform SR EN 13018-1

Rezultat


IT-CY

15 (conform SR174)

5090 Smin 4500 Smax 7000

4550 Smin 4500 Smax 7000

20 4320 Smin 3600 Smax 7000

3032 Smin 2800 Smax 7000

4PB-PR 20 9450 Smin 9000 Smax 1100

4880 Smin 4500 Smax 7000

6.3. Încercarea de compresiune triaxială

Rezistenţa la deformaţii permanente determinată din încercarea de compresiune triaxială este prezentată prin rezultatele obţinute în tabelele 9 şi 10.

Tabelul 9. Rezistenţa la deformaţii permanente pentru încercarea de

compresiune triaxială (metoda I)

Tipul mixturii

Parametrii ecuaţiei pentru stadiul II liniar

Metoda I (εεεεn=A1+B1 n)

Viteza de fluaj fc=B1

Modulul ini ţial de

fluaj, En=σ/εσ/εσ/εσ/εn,

kPa A1 B1 Rezultat

Categoria conform SR EN

13018-1 MASF16m-T 5129 0.0478 0.0478 fcmax 0.2 1243 MASF16m-P 5983 0.0394 0.0394 fcmax 0.2 936



119

Tabelul 10. Rezistenţa la deformaţii permanente pentru încercarea de compresiune triaxială (metoda II)

Tipul mixturii

Parametrii ecuaţiei pentru stadiul II

liniar Metoda II

(logεεεεn=logA+Blogn)

Deformaţia permanentă

calculată εεεε1000100010001000: ε: ε: ε: ε1000=A1000B

Deformaţia permanentă

calculată εεεε10000:

εεεε10000=A10000B A B

MASF16m-T 3096.71 0.0643 4828 5599

MASF16m-P 4164 0.0461 5725 6367

6.4. Încercarea de făgăşuire

Rezistenţa la deformaţii permanente determinată din încercarea de făgăşuire este prezentată prin rezultatele obţinute în tabelul 11.

Tabelul 11. Rezistenţa la deformaţii permanente din încercarea de făgăşuire

Caracteristici

Tipul mixturii MASF16m-T MASF16m-P

Rezultat


Rezultat


Adâncimea făgaşului pentru 104 cicluri de încărcare (%)

2.56 PRDAIR3.0 2.35 PRDAIR3.0

Panta “Wheel Tracking” – viteza de făgăşuire (mm/103

load cycle) 0.029 WTSAIR5.0 0.025 WTSAIR5.0

6.5. Încercarea de oboseală

Rezistenţa la oboseală se determină conform standarduui european din încercarea de încovoiere în patru puncte 4PB-PR pe probe prismatice şi se exprimă prin deformaţia specifică ce se preconizată a se atinge la o durată de viaţă de 106 cicluri, ε6. Rezultatele sunt prezentate în figura 2 şi tabelul12.

Dreapta de oboseală pntru încercarea 4PB-PR are următoarea expresie: εlnln 10 AAN += (1)



120

unde N este durata de viaţă la oboseală conform criteriului de rupere ales (număr de încărcări);

ε – este amplitudinea deformaţiei iniţiale măsurată la al 100-lea ciclu de încărcare, µε;

A0 şi A1 – constante de material.

Figura 2. Drepte de oboseală rezultate din încercarea 4PB-PR test, T = 30oC

Tabelul 12. Caracteristicile dreptei de oboseală şi ε6 estimat pentru încercarea

4PB-PR

Tipul mixturii A 0

A1 sau panta “p” a dreptei de oboseală

Coeficientul de corelare al regresiei R2

εεεε6666, , , , µεµεµεµε


MASF16m-T 75.117 -11.293 0.9937 227 ε6-220

MASF16m-P 83.22 -12.76 0.966 230 ε6-220

6.6. Rezultate conform SR 174

Rezultatele obţinute din încercările de laborator prezentate la punctul 4 s-u comparat cu cerinţele standardului românesc SR 174 şi sunt prezentate în tabelul 14.

ln ε ε ε ε

ln N

MASF16m-P MASF16m-T



121

Tabelul 13. Caracteristicile mixturilor asfaltice studiate conform SR 174

Nr. crt.

Caracteristica

MASF16m

Rezultat Cerinţe conform

SR 174 MASF16m-T

MASF16m-P

1. Rezistenţa la deformaţii permanente (fluaj dinamic)

- deformaţia la 50 ºC, 300 KPa şi 1800 impulsuri, µm/m, maxim

- viteza de deformaţie la 50 ºC, 300 KPa şi 1 800 impulsuri, µm/m/ciclu, maxim

4883

0.322

5804

0.260

30 000

3

2. Modulul de rigiditate la 15 ºC, MPa, minim 5090 4550 4 500

3. Rezistenţa la deformaţii permanente la 60 ºC (ornieraj)

- Viteza de deformaţie la ornieraj, mm/1000 cicluri; Număr mediu de vehicule (Vehiculele de transport marfă şi autobuze, în 24 ore, calculate pentru traficul de perspectivă >6 000, maxim

- Adâncimea făgaşului, %, pentru grosimea probei de 50 mm; Număr mediu de vehicule (Vehiculele de transport marfă şi autobuze, în 24 ore, calculate pentru traficul de perspectivă) >6 000, maxim

0.029

2.56

0.025

2.35

0,6

7

3. CONCLUZII

Concluziile ce se desprind din acest studiu sunt următoarele: - mixturile asfaltice cu fibre au o comportare bună la principalele degradări care apar pe un drum în perioada de explolatare: deformaţii permanente şi fisurarea din oboseală; - încercarea Marshall furnizează rezultate comparative între cele două tipuri de fibre utilizate în amestecul mixturii asfaltice: pentru o densitate aparentă aproape egală obţinută pe cilindri Marshall rezultă aceleaşi categorii conform SR EN 13108-1 pentru stabilitate, indice de curgere şi raport stabilitate/indice de curgere; - încercarea 4PB-PR pentru determinarea modulului de rigiditate conduce la categorii diferite atât pentru valoarea maximă cât şi pentru cea minimă, valori mai mari prezentând mixtura asfaltică ce conţine fibre Topcel;



122

- încercarea IT-CY pentru determinarea modulului de rigiditate conduce la aceleaşi categorii maxime şi minime la temperatura de 15oC; când temperatura creşte (20oC) modulul de rigiditate al mixturii asfaltice MASF16-P scade mai mult comparativ cu cel al mixturii MASAF16-T; - încercarea de compresiune triaxială conduce la obţinerea aceloraşi categorii de valori pentru viteza de fluaj ce caracterizează rezistenţa la deformaţii permanente; totusi se constată deformaţii permanente la 1000 şi 10000 cicluri de încărcare, mai mari cu 12-15% în cazul mixturii asfaltice MASF16-P, ceea ce indică o rezistenţă mai slabă la deformaţii permanente comparativ cu mixtura asfaltică MASF6-T; - încercarea de fagăşuire conduce la obţinerea aceloraşi categorii pentru adâncimea făgaşului şi pentru viteza de făgăşuire, deci o comportare similară la acest tip de degradare; - încercarea de oboseală 4PB-PR indică o rezistenţă la oboseală caracterizată prin deformaţia specifică estimată a se atinge după 106 cicluri de încărcare, similară ambelor tipuri de fibre; - încadrarea în standardul românesc SR 174 arată că ambele reţete de mixturi asfaltice îndeplinesc cerinţele pentru încercările efectuate; - ţinând seama de categoriile obţinute pentru încercările prezentate conform SR EN 13108-1, se poate spune că fibra de polipropilenă conduce la rezultate bune în cazul folosirii ei într-o mixtură asfatică stabilizată cu fibre în strat de uzură. BIBLIOGRAFIE [1]. R.C. RĂDUCANU: “Utilizarea fibrelor de polipropilenă în mixturi asfaltice. Studiul

comportării la oboseală” , Lucrare de Disertaţie – îndrumător conf.dr.ing. C. Răcănel, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, Bucuresti, martie 2012.

[2]. E.L. VOICU: “Utilizarea fibrelor de polipropilenă în mixturi asfaltice. Studiul modulului de rigiditate”, Lucrare de Disertaţie – îndrumător conf.dr.ing. C. Răcănel, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, Bucuresti, martie 2012.

[3]. I. BRANCIU: “Utilizarea fibrelor de polipropilenă în mixturi asfaltice. Studiul comportării la deformaţii permanente”, Lucrare de Disertaţie – îndrumător conf.dr.ing. C. Răcănel, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, Bucuresti, martie 2012.



123

EXPERIENŢA NORVEGIAN Ă ÎN PROGRAMAREA LUCR ĂRILOR DE

ÎNTREŢINERE A DRUMURILOR PE TIMP DE IARN Ă Lia Aurel, Doctorand inginer cai ferate drumuri si poduri, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti e-mail: [email protected] Coordonator Dicu Mihai , Profesor doctor inginer, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti e-mail: [email protected] Rezumat În Norvegia, 1/3 din bugetul de întreţinere este legat de condiţia pe timp de iarnă. Romania, desi nu se gaseste intr-o zona geografica cu ierni aspre cum sunt in Norvegia, iernile grele si cu fenomene extreme care au afectat circulatia din iarna 2011-2012, necesita reconsiderarea interventiilor si in tara noastra, exemplul norvegian putand sa fie o directie de aplicat in acest sens.

Există 2 clase de niveluri de întreţinere pe timp de iarnă: - drumuri "negre", la care se impun conditii de curatare totala a zapezii si ghietii de pe

suprafata carosabila, la care practic se reface integral efectul de contact pneu-carosabil Aceste drumuri au un trafic zilnic anual mediu (AADT) mai mare de 1500.

- drumuri de iarnă "albe" la care de obicei nu se folosesc substante antiderapante. Sunt albe aproape toată iarna, respectiv se iau masuri curative de curatare mecanica a zapezii, astfel incat grosimea stratului ramas pe carosabil sa fie superficial.

Conditia generala este ca drumul să fie liber pentru vehicule echipate în mod normal pentru condus pe timp de iarnă. Acest lucru se obţine prin reducerea cantităţii de zăpadă de pe drumuri si strazi şi asigurarea unui carosabil lejer pentru şofat. Cuvinte cheie: exploatarea drumurilor, iarna, materiale antiderapante. Abstract In Norway, 1/3 of the maintenance budget is related to the winter condition. Romania, although not located in a geographical area with harsh winters such as in Norway, hard winters and extreme events that affected the circulation in winter 2011-2012, require re-intervention in our country, Norway's example can be a direction to apply this. There are two classes of levels of winter maintenance: - Roads "black", to which

conditions are imposed on total cleaning of the surface snow and ghietii carriageway, which

almost fully recover tire-road contact effect These roads have an average annual daily traffic

(AADT) greater than 1500.- Winter roads "white" that usually do not use substances slip. Are

almost all white in winter and taking remedial measures, mechanical snow, so thickness remained on the road to be superficial.



124

General condition is that the road should be open to vehicles normally equipped for

winter driving. This is achieved by reducing the amount of snow on roads and streets and providing for easy road driving.

Keywords: exploitation roads, winter anti-skid material.

ADMINISTRATIA DRUMURILOR NATIONALE NORVEGIENE INTRETINEREA PE TIMP DE IARNA IN NORVEGIA

1. STANDARDE GENERALE

În Norvegia, 1/3 din bugetul de întreţinere este legat de condiţia pe timp de iarnă

Conform Legii rutiere norvegiene, Ministerul Comunicaţiilor oferă îndrumări privind întreţinerea autovehiculelor şi drumurilor naţionale. Guvernul finanţează întreţinerea. Administraţia drumurilor publice norvegiene (NPRA) acţionează în numele Ministerului Comunicaţiilor. De asemenea, NPRA planifică şi se ocupă de realizarea activităţilor de întreţinere pe drumurile regionale pentru regiuni.

Există 2 clase de niveluri de întreţinere pe timp de iarnă: - drumuri negre. Drumuri la care se aplica substante antiderapante, cu

trafic zilnic anual mediu (AADT) mai mare de 1500 de autovehicule. - drumuri de iarnă. De obicei nu se folosesc substante antiderapante. Sunt

albe aproape toată iarna. Unele drumuri din munţi sunt închise iarna şi deschise în luna mai.

Drumul trebuie să fie liber pentru vehicule echipate în mod normal pentru condus pe timp de iarnă. Acest lucru se obţine prin reducerea cantităţii de zăpadă de pe drumuri si străzi şi asigurarea unui carosabil potrivit pentru şofat.

Majoritatea maşinilor folosesc cauciucuri cu ţinte. Pentru acestea se plăteşte o taxă pentru folosirea cauciucurilor cu ţinte. Taxa, împreună cu campaniile de informare, au redus folosirea acestor cauciucuri la 20%, pentru a nu avea efecte distructive asupra carosabilului. Specificatiile tehnice aferente reglementarilor pentru interventii pe timp de iarna, se refera la:

Trafic zilnic anual mediu Zăpada trebuie îndepăr tată înainte să aibăZăpadă compactata (cm) Zăpadă umedă (cm)

Sub 500 15 12 500-1500 12 8 1500-3000 10 7 Peste 3000 7 6



125

Zăpadă şi gheaţă, curăţare pentru siguranţa traficului: Sarcină Timp permis înainte de terminarea curăţării

drumur ilor cu volum difer it de trafic 1501 - 5000 5001 - 10 000 Peste 10 000

Curăţare intersecţii înainte: 24 h 24 h 24 h

Curăţare în faţa semnelor rutiere 24 h 24 h 24 h

Curăţare pentru bună vizibilitatela intersecţiiînainte:

72 h 48 h 24 h

Staţiile de autobuz trebuie curăţate înainte de ora 7 dimineaţa în zilele lucrătoare. Gheaţa trebuie îndepărtată înainte de a deveni periculoasă pentru şoferi.

Drumul negru trebuie să fie curatat în mod normal la temperatura peste -5oC.

Acţiune Timp de acţiune şi reacţiune la volume diferite de trtrafic trafic 1501 - 3000 3001 - 5000 Peste 5000

Antiderapant preventiv

Dacă se aşteaptă aderenta pneu carosabil sub 0,4.

Dacă se aşteaptă aderenta pneu-carosabil sub 0,4.

Dacă se aşteaptă aderenta pneu-carosabil sub 0,4.

După ninsoare: Drum negru înainte

6 ore 4 ore 2 ore

2.ORGANIZAREA STRATEGIC Ă A ÎNTREŢINERII PE TIMP DE IARNĂ

Administraţia drumurilor publice norvegiene răspunde cu: - planificarea, construirea, întreţinerea şi operarea reţelei de drumuri

naţionale şi regionale. - inspectarea vehiculelor şi cerinţe tehnice; - pregătirea şoferilor şi permise de autorizare la interventii in reteaua

rutiera. Pentru probleme care ţin de drumurile naţionale, Administraţia

drumurilor publice este sub autoritatea Ministerului Transporturilor şi Comunicaţiilor.

Administraţia drumurilor publice se află sub conducerea Directoratului



126

Drumuri, care este o agenţie autonomă subordonată Ministerului Transporturilor şi Comunicaţiilor. Administraţia drumurilor publice cuprinde 19 birouri regionale, unul în fiecare regiune. Ţara are o populaţie de 4,4 milioane locuitori, o suprafaţă de 324.000 km2, 91.453 km drumuri publice şi 3,5 milioane de vehicule, ceeace demonstreaza nivelul de organizare-servicii la nivel national.Responsabilitatile repartizate pe niveluri de competenta, asa cum se va arata in continuare, demonstreaza nivelul de preocupare a autoritatilor in slujba bunei functionari a retelei de drumuri si strazi pe timpul iernii

Operaţiile de întreţinere pe timp de iarnă sunt executate atât de responsabil bugetati cât şi de contractori privaţi. Există multe broşuri şi ghiduri privind întreţinerea pe timp de iarnă, care vin in sprijinul clarificarilor sarcinilor de serviciu ale fiecarui angajat in sistemul de intretinere a retelei de drumuri si strazi:

- Manual 111 Întreţinere standard. - Manual 133 Maşini de împrăştiat nisip, sare si substante

antiderapante. - Manual 167 Snovera, protecţie zăpadă privind avalanşe. - Manual 189 A fi gata pentru urgenţe de trafic. - Manual 210 Serviciul de informaţii rutiere. - Curăţarea semnelor rutiere şi marcare străzi. - Fabricarea şi echipamente de întreţinere. - Raport SOV, Sistem de urmărire a standardului iarna.

3. SPECIFICAREA INFORMA ŢIEI

Informaţii meteo: Exista un acord ferm între Administraţia drumurilor publice norvegiene

(NPRA) şi Institutul norvegian de meteorologie (DNMI). DNMI furnizează NPRA prognoze meteo şi informaţii de climă la o

valoare a pieţei. Există un acord scris între NPRA şi DNMI privind produsele pe care

NPRA le cumpără de la DNMI în mod regulat. NPRA cumpără următoarele buletine meteo de la DNMI:

- prognoze si grafice pentru viteza vântului, direcţia vântului, precipitaţii, temperatura aerului, presiunea aerului, temperatura de rouă şi acoperire cu nori.

- prognoze meteo scrise; - câmpuri de vânt, temperatură şi precipitaţii la nivelul pământului şi la

1500 m deasupra nivelului mării;



127

- imagini meteo radar; - imagini satelit; Aceste produse acoperă întreaga ţară şi sunt furnizate în mod regulat tot

anul. NPRA cumpără şi produse speciale pentru părţi ale ţării, de exemplu prognoze meteo speciale scrise pentru capitala şi prognoze speciale pentru aerul poluat din 5 oraşe mari în timpul sezonului de iarnă.

Prognozele meteo cumpărate în mod regulat sunt trimise prin satelit de la DNMI în 5 locuri prestabilite de NPRA . Din aceste locuri, prognozele sunt răspândite şoferilor prin intranet NPRA şi prezentate într-o aplicaţie web.

Prognozele grafice, buletinele meteo scrise şi câmpurile meteorologice sunt actualizate de 3 ori pe zi. Imaginile radar sunt actualizate la fiecare 15 minute. Imaginile satelit sunt actualizate de 4 ori pe zi.

Nu există un site internet accesibil în afara NPRA. NPRA are aproximativ 180 staţii de informare meteo-rutieră în toată

ţara. Majoritatea staţiilor au senzori pentru. - temperatura aerului. - umiditate relativă. - precipitaţii. - temperatura la suprafaţa carosabilului. Unele staţii au şi senzori pentru - condiţia carosabilului. - direcţia vântului. - viteza vântului. - emisie lungimi de undă lungi. - video.

DNMI are acces la informaţii de la circa 10 din staţiile de informare meteo-rutieră. Ei folosesc informaţiile pentru a calibra prognozele grafice pentru aceste locuri. DNMI foloseşte şi informaţii de la staţiile de informare meteo-rutieră din 2 regiuni prestabilite (aproximativ 23 staţii) pentru a furniza acestor regiuni prognoze meteo prin sistemul Vaisalas IceCast (prognoze pentru condiţiile rutiere).

4.METODE DE ORGANIZARE

Există aproximativ 70 centre operaţionale în ţară. Este obişnuit să existe o întâlnire între administratorul drumului/străzii şi persoanele care se ocupă de operaţiile de interventii in reteaua rutiera înainte de a începe iarna. Persoane de la Centrul de Trafic sunt adesea invitate. Scopul este informarea despre priorităţi şi standarde şi dacă există schimbări sau noi dezvoltări faţă de anul



128

trecut. În fiecare toamnă, fiecare centru de operare face un plan pentru operaţia de

întreţinere pe timp de iarnă. Este un plan pentru a asigura că sunt disponibile personalul necesar şi

capacitatea în orice moment în perioada de iarnă, între 15 octombrie şi 15 aprilie. În nord perioada de iarnă este mai lungă. Planul are un program cu numele tuturor supraveghetorilor, şoferilor şi operatorilor cu număr de telefon, şi cine este în serviciu activ şi cine „de serviciu”. Vor fi supraveghetori de gardă la telefon de la 4 dimineaţa. In fiecare dimineaţă şi la prânz ei oferă informaţii Centrului de Trafic despre condiţiile de şofat pe cele mai importante drumuri din district.

Planul conţine un număr de telefon care poate fi apelat la orice oră în caz de probleme. În Norvegia se poate apela şi pentru orice întrebări legate de drumuri. Planurile vor conţine şi rute alternative pentru drumuri care pot fi închise în timpul iernii datorită avalanşelor, înzăpezirilor sau accidentelor. În funcţie de standardul de întreţinere, toate gardurile de zăpadă trebuie reparate înainte de începerea iernii. Contractele au fost semnate cu proprietari privaţi de camioane. 85% din operaţiile cu pluguri de zăpadă sunt făcute de particulari care au contract pe 3-5 ani cu administratorul drumului/ străzii. Aceşti şoferi şi operatori trebuie să urmeze un curs special înainte de a putea începe să lucreze.

Marcaje pentru plugurile de zăpadă sunt plasate de-a lungul tuturor drumurilor înainte de prima zăpadă, şi sunt adunate primăvara. În unele locuri dificile pe drum cu volum scăzut de trafic se pun cutii cu nisip. Soferul îl poate folosi în cazuri speciale. Aceste cutii trebuie umplute înainte de începerea iernii. Imediat după ce se termină iarna, echipamentul este curăţat, inspectat, lubrifiat şi stocat înainte de iarna următoare. Reparaţiile necesare şi lucrările de întreţinere vor fi făcute în timpul verii. Procurarea si stocarea materialelor de împrăştiat se face la sfârşitul verii.

Rutele de interventie pe timp de iarna pentru fiecare contractor de lucrari de interventii pe timp de iarna este modulat la 40-50 km de drumuri. Ruta poate fi adesea un amestec de drumuri naţionale şi regionale, pentru a fi o rută practică de interventie pe timpul iernii. Contractorii trebuie să urmărească standardul de întreţinere şi să decidă singuri când trebuie să treacă la o acţiune. În funcţie de standard, drumul pentru traficul greu are cea mai mare prioritate şi va fi luat la început şi cel mai frecvent intretinut, apoi alte drumuri naţionale în funcţie de volumul lor de trafic, după aceea drumurile regionale.

Municipalitatea se ocupă de drumurile municipale. Acestea au mai puţin bani pentru întreţinerea rutieră şi în consecinţă standardul este sub drumurile



129

naţionale şi regionale, în funcţie de importanţa (clasa tehnica) a strazii. În unele zone, supraveghetorii de la Centrul de Trafic cheamă

contractorii in regim de urgenta pentru plugurile de zăpadă şi împrăştierea materialului antiderapant. De obicei, contractorul particular împrumută plugul de la Administraţia drumurilor publice norvegiene (NPRA). Împrăştierea materialului se face în principal (80%) de NPRA. NPRA acoperă de obicei drumurile de trafic greu. Contractorii primesc o compensaţie fixă pentru că sunt de gardă în timpul iernii, în plus au o compensaţie în funcţie de km curăţaţi. Aceşti contractori sunt în principal proprietari de camioane .

Functie de capacitatea de interventie, un privat poate accesa contractarea unui district de drumuri. Contractorul care are propriul său echipament este plătit în funcţie de contract care contine prevederi speciale si bonificatii in cazul in care are si o anumita vechime in aceste tipuri de interventii pe timp de iarna. Contractul se bazează adesea pe un număr fix de ninsori (de exemplu 21/an) ca bază, şi va exista compensaţie dacă acest număr depăşeşte numărul prognozat. Acest sistem va fi înlocuit de sistemul indicelui de iarnă care este în curs de pregătire la nivel national.

Criteriile pentru pluguri şi împrăştierea material antiderapant sunt bine definite. Contractorul trebuie să obţină standardul de întreţinere de la autoritatea contractanta. NPRA face inspectii la întâmplare pentru a verifica dacă standardul a fost respectat.

Supraveghetorii de serviciu ţin un jurnal unde înregistrează toate apelurile telefonice de la public privind întreţinerea pe timp de iarnă, dacă au chemat personalul de interventie şi condiţiile meteo. Există jurnale în toate camioanele de interventie, înregistrând unde, când şi ce s-a făcut, şi dacă s-a respectat standardul. După ce se termină iarna, se raportează la directorat cantitatea de material folosit pentru împrăştiat. Regiunile raportează în ce măsură au reuşit să respecte standardul în timpul iernii. 5.ECHIPAMENTE DE LUCRU

Există 5 centre de informare ale traficului în ţară. Ele monitorizează traficul, condiţiile rutiere, închiderea drumurilor şi oferă informaţii despre trafic si interventiile Administraţiei drumurilor publice. În NPRA exista in prezent există circa 70 centre de operare cu responsabilitati de întreţinere în ţară. Responsabilitatea medie pe centru de operare este de 780 km drumuri.

Operatorii de serviciu ies pe drum/stradă pentru a inspecta situaţia. Când se aşteaptă condiţii de inghet la suprafata carosabila, inspecţiile au loc mai frecvent.

În timpul iernii la fiecare centru exista 10 persoane care sunt în serviciu



130

activ şi 15 persoane de gardă acasă. Ei trebuie să acţioneze oricând este nevoie. Această organizaţie realizează întreţinerea rutieră tot anul. Capacitatea este determinată de nevoia în timpul iernii.

Numărul total de camioane în întreaga ţară pentru întreţinerea pe timp de iarnă este 2500, 1950 pentru curăţarea zăpezii şi 600 pentru împrăştiere de materiale antiderapante. Tipul şi numarul de echipamente de interventie variază în funcţie de unde se află staţia în ţară. În munţi echipamentul folosit este mai greu(freze de zapada), intrucat si grosimea stratului de zapada este mai mare.

Există o persoană în camion în timpul operaţiei. Iarna se lucrează în ture cu până la 3 persoane pe camion pentru a acoperi 24 ore.

Există un standard pentru ataşarea plugului de zăpadă la camion. Acesta descrie şi conexiunile electrice şi hidraulice la camion.

6. FORTA DE MUNCA, ANTRENAMENT SI PRIVATIZARE Toţi operatorii de maşini primesc autorizare de utilizare a tipului de echipament pe care îl vor folosi înainte de a li se permite operarea maşinilor speciale. Toţi şoferii de echipamente cu pluguri sau maşini de împrăştiat material antiderapant, trebuie să urmeze un curs special; acest lucru este valabil atât pentru privaţi cât şi pentru angajaţii NPRA, dacă vor folosi echipament care aparţine NPRA. Aceste cursuri sunt interactive pe calculator. În fiecare toamnă există întâlniri cu şoferii pentru a-i informa despre noutăţi şi a sublinia priorităţile. Practica este oferită întotdeauna personalului legat de instalarea echipamentelor noi. Acest fel de pregatire a personalului se organizează în cadrul regiunilor de administrare.

În fiecare an se organizează seminarii pentru ingineri şi muncitori rutieri de informare asupra noilor cunoştinţe şi dezvoltări privind întreţinerea pe timp de iarnă. Acestea sunt organizate central cu participanţi din toată ţara.

7. PRIVATIZARE

Există 5 contracte în care un contractor particular are întreaga răspundere pentru întreţinerea într-un district. Există aproximativ 60 districte.

Numărul total de camioane din ţară pentru întreţinerea pe timp de iarnă este 2500. 1950 pentru curăţarea zăpezii şi 600 pentru imprastierea de material antiderapant. 1700 dintre acestea, adică 85% sunt camioane private care au contract pentru curăţarea zăpezii şi 120 unităţi adică 20% pentru imprastiere de material antiderapant. Camioanele particulare folosesc pluguri şi maşini de împrăştiat aparţinând NPRA.



131

Există întâlniri în fiecare lună între contractor şi administratorul drumului, unde se discută rezultate, probleme şi realizări. Contractorul trebuie să respecte standardul. El trebuie să raporteze regulat, iar planurile sale trebuie aprobate de administratorul drumului. Dacă nu poate respecta cerinţa sau corecta discrepanţele detectate înainte de termenul limită, contractorul poate suferi penalizări financiare. Contractorul trebuie să aibă un sistem de asigurare a calităţii cu inspecţii regulate in teren. Administratorul drumului va avea o copie a rapoartelor de inspecţie si dacă există o discrepanţă fata de prevederile contractului va lua masuri de corectie. Dacă se descoperă ceva în afara standardului, trebuie emis un ordin de lucru cu o copie pentru administratorul drumului. Ordinul de lucru trebuie semnat şi returnat la sfârşitul lucrării. Administratorul drumului realizează propriile inspecţii la întâmplare. O copie a rezultatului este trimisă contractorului, dacă se descoperă o deviere de al standard, contractorul trebuie să rectifice şi să trimită o confirmare pentru proprietarul drumului. Contractele sunt de obicei pe 5 ani.

Din 2003, departamentul de operare este o companie din cadrul Ministerului de comunicaţie.

Toate lucrările de întreţinere rutieră vor fi contractate prin oferte, unde contractorul din cadrul guvernului va trebui să intre în competiţie cu contractori particulari.

Din cele prezentate se poate observa modul de conceptie a interventiilor pe timp de iarna care este instituit in Norvegia si mai ales sistemul de organizare pe baza de contract ferm intre autoritate si contractorul de lucrari, care este in permanenta monitorizat printr-un sistem informatic bine pus la punct, dar si prin inspectii in teren de un personal angajat pentru urmarirea conditiilor de circulatie pe timp de iarna. 8. ORGANIZARE OPERAŢIONAL Ă DE ÎNTREŢINERE PE TIMP DE IARNĂ

Operatorul are acces la toate informaţiile relevante. Unele drumuri importante sunt urmărite cu camere video. Împreună cu previziunile meteo, există imagini de satelit care prezintă norii şi mişcările lor. Există informaţii de la staţiile meteo rutiere. Toate aceste informaţii incluzând inspecţii rutiere vor fi evaluate pentru a se decide dacă, când şi ce fel de acţiune se va realiza in teren. Există o cooperare bună între operator şi administratorul drumului.

De 2 ori pe zi în timpul iernii, operatorul realizează o descriere a condiţiei rutiere. Această informaţie este distribuită Centrului de informare asupra traficului şi în mass-media. Multe din staţiile radio locale oferă aceste



132

informaţii publicului. Publicul va raporta situaţia specială fie Centrelor de informare asupra

traficului care acoperă câteva regiuni la Centrul de informare rutieră naţională sau Staţia locală de trafic. Ei vor informa operatorii şi vor avertiza publicul la nevoie. Când situaţia dificilă este aşteptată, operatorul va inspecta drumurile mai frecvent. Această inspecţie se va realiza cu maşina de împrăştiat material antiderapant, şi se poate trece la acţiune imediat. Şoferii de pe utilajele de interventii hotărăsc momentul pentru curăţarea zăpezii. Unitatea de împrăştiere a materialului antiderapant de serviciu ia propria decizie privind efectuarea împrăştierii. Dacă este nevoie de mai multe unităţi de interventie, managerii rutieri de serviciu vor decide chemarea unui personal şi unităţi suplimentare pentru împrăştierea de material antiderapant.

În majoritatea cazurilor, şoferul de interventie decide folosirea plugului de zăpadă. În unele districte, Centrul de informare asupra traficului cheamă unitatile de interventie la nevoie. Decizia este luată pe baza respectării standardului aprobat. În unele staţii există un sistem de urmărire a tuturor camioanelor de lucru pe un monitor. Se poate urmari astfel unde se află şi ce operaţii fac.

9. METODE, ECHIPAMENT ŞI MATERIALE PENTRU CONTROLUL ZĂPEZII

În condiţii normale se folosesc pluguri pentru îndepărtarea zăpezii. Plugurile cu o parte în diagonală se folosesc în zonele rurale. La munte se folosesc pluguri cu 2 părţi. La oraş, este folosită o lamă laterală municipală care poate fi mişcată în poziţie diagonală pe ambele părţi. Pe drumurile largi se folosesc şi pluguri laterale.

Este preferată împrăştierea materialuluii antiderapant preventiv pe drumuri/străzi înainte de îndepărtarea zăpezii, care va asigura un rezultat mai bun la curăţare. Pentru a obţine rezultate bune cu cât mai puţin material antiderapant posibil, drumul/strada ar trebui să fie curată înainte de interventie. În oraşe zăpada va trebui îndepărtată. Maşinile de curatat/incarcat zăpada montate pe încărcătoare cu roţi se folosesc pentru încărcarea camioanelor înainte de transportul la locuri prestabilite pentru depozitare.

Dacă traficul a creat un strat compactat de gheaţă sau zăpadă, poate fi necesară folosirea unui greder cu vibratii pentru a o îndepărta.

La munte, maşinile mari de tăiat zăpada (freze de zapada) se folosesc în condiţii extreme. În ţinuturile joase se folosesc încărcătoare pe roţi montate pe echipamente de tăiat zăpada, pentru a curăţa zăpada la intersecţii şi în faţa semnelor de circulaţie.



133

Pentru drumuri cu volum de trafic sub 1500 vehicule pe zi, se foloseşte strategia de iarnă (drumuri albe). Pe aceste drumuri se foloseşte si sare la nevoie. Sarea se foloseşte numai ocazional în condiţii speciale, pentru gheaţă sau zone dificile.

Drumurile care traversează munţii pot fi închise temporar în timpul furtunilor de zăpadă. Uneori vehiculele pot trece numai în convoi între 2 camioane cu pluguri de zăpadă. Unele drumuri care traversează munţii sunt închise pe timp de iarnă. Ele vor fi deschise în mai sau iunie.

Toate autovehicolele sunt obligate să poarte lanţuri la ele dacă există risc de drumuri alunecoase. 10. MĂSURAREA EFICIENŢEI

Informaţiile de mai sus sunt folosite de Directorii drumurilor regionale pentru a raporta Directorului drumurilor nationale realizarea obiectivului.

Alte rapoarte sunt: - inspecţia drumurilor: ce drumuri, cine a realizat inspecţia, ce parte a

drumului şi când. - ce probleme au fost raportate, ce acţiuni s-au realizat şi când. Persoanele de serviciu la centrul de operare trebuie să raporteze: -condiţiile meteo şi orice întrebări sau reclamaţii primite, condiţia meteo în

timpul turei şi dacă s-a ordonat operaţia de împrăştiere a materialului antiderapant, şi dacă au fost accidente.

Organizaţia de operare trebuie să raporteze tipul şi cantitatea de pietriş folosit pe drumuri de trafic greu, naţionale sau regionale.

Fiecare vehicul şi maşină are un jurnal unde şoferii şi operatorii raportează zilnic ce s-a făcut, îndepărtarea zăpezii sau împrăştierea de material.

Accidente NPLA răspunde atât de întreţinere cât şi de siguranţa rutieră.

Departamentul traficului din NPLA răspunde de permisul de condus, inspecţia vehiculului şi întreţinerea drumurilor. Acest departament răspunde de investigarea accidentelor şi încearcă reducerea lor. Pentru a aduna toţi aceşti specialişti pe diferite aspecte de siguranţa traficului într-un departament, este necesară eficienţa la îmbunătăţirea siguranţei traficului.

Costul legat de întreţinerea pe timp de iarnă este în mare parte de 30% din bugetul ţării. Întreţinerea pe timp de iarnă are prioritatea numărul 1. În cazul în care costul este mai mare decât bugetul alocat, atunci banii se iau de la activităţile de vară pentru a compensa.

Administraţia drumurilor publice norvegiene organizează statistici ale



134

şoferilor angajati pe baza de contract pentru interventii per timp de iarna la fiecare 2 ani.

Se cere opinia utilizatorilor drumurilor despre modul in care s-a asigurat întreţinerea pe timp de iarnă şi condiţiile de şofat, in vederea optimizarii interventiilor viitoare. 11. INFORMAREA SOFERILOR

Centrele de informare asupra traficului oferă de 2 ori pe zi informaţii în mass-media despre condiţiile rutiere şi închiderea drumurilor în munţi. Aceste informaţii sunt disponibile şi pe internet şi teletext. Staţiile naţionale de radio oferă dimineaţa şi seara informaţii despre trafic. Şoferii pot apela un numar de telefon pentru a primi informaţii actualizate despre condiţia drumurilor/străzilor unde vor şofa. Dacă se întâmplă ceva special, pr in radio se vor informa şoferii. Unele drumuri/străzi cu trafic intens au semne de circulaţie speciale, care pot informa despre aglomeraţiile rutiere şi ruta alternativă de condus.

Staţiile locale de radio au foarte des programe pe subiectul traficului în momentele cu trafic intens pe străzi. Ele oferă informaţii despre situaţia traficului pe drumurile principale şi alte noutăţi legate de trafic. Aceste programe sunt destul de populare. Ele sunt difuzate seara, când oamenii se întorc de la muncă, duminica seara şi în legătură cu sărbătorile legale. BIBLIOGRAFIE [1]. COST 344: „Controlul zăpezii şi gheţii pe drumurile şi podurile europene” Grup de

sarcini „Bună practica”August 2002 [2]. Jon Berg - Administrarea drumurilor publice norvegiene, Directoratul drumuri,

Gaustadalleen 25 Oslo, Norvegia. [email protected]



135

EVALUAREA CARACTERISTICILOR MIXTURII

ASFALTICE AEROPORTUARE BBA16 Petcu Claudia, Asist.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Romanescu Constantin, Prof.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, e-mail: [email protected] Rezumat

Scopul acetei lucrări este de a sublinia caracteristicile mixturii asfaltice aeroportuare BBA 16.

Caracteristicile mixturii asfaltice pentru aeroporturi şi îmbunătăţirile aduse de bitumul modificat cu polimeri sunt puse în valoare în această lucrare prin prisma următorelor încercări : rezistenţa la carburanţi, conform SR EN 12697-43; încercarea la încovoiere în două puncte pe probe trapezoidale, conform SR EN 12697-26 Annex A, pentru modul de rigiditate: 15oC, 10Hz , ε= 50 µdef ; încercarea la încovoiere în patru puncte pe probe prismatice, conform SR EN 12697-26 Annex D, pentru modul de rigiditate: 20oC, 8Hz, ε = 50µdef ; încercarea la încovoiere în două puncte pe probe trapezoidale, conform SR EN 12697-24 Annex A, pentru oboseală: 10oC, 25Hz ; încercare de ornieraj, conform SR EN 12697-22; încercarea la compresiune ciclică triaxială, conform SR EN 12697-25, metoda B: 50oC ; 300kPa, 1 bar, frecventa 1s/1s.

Studiile s-au efectuat în cadrul Laboratorului de Drumuri, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti. Cuvinte cheie: mixtura asfaltică, aeroporturi, bitum, kerosen Abstract The purpose of this paper is worth putting the characteristics of airport asphalt mixture according to European Standard SR EN 13108-1 as "Asphalt Concrete". The characteristics of asphalt mixture for airports and improvements of polymer modified bitumen are emphasized in this paper through the following tests: Resistance to fuel, according to SR EN 12697-43, two-point bending test on trapezoidal samples, according to SR EN 12697-26 Annex A for stiffness modulus: 15°C, 10Hz, ε= 50µdef.; four-point bending test on prismatic samples, according to SR EN 12697-26 Annex D, stiffness modulus: 20oC, 8Hz, ε = 50 µdef.; two-point bending test on trapezoidal samples, according to SR EN 12697-24 Annex A for fatigue: 10oC, 25Hz; Wheel tracking according to SR EN 12697-22, cyclic Triaxial Compression Test on Cylindrical samples according to SR EN 12697-25 Test Method B: Test temperature 50°C, 300kPa axial load, confining pressure 1 bar, 1s/1s frequency (pulse block).



136

Laboratory studies were conducted in Roads Laboratory from Faculty of Roads, Railways and Bridges, Technical University of Bucharest. Keywords: asphalt mixture, airports, bitumen, kerosene 1. INTRODUCERE 1.1. Mixtura asfaltică este un material complex, alcătuit din trei elemente: elementul solid (agregatele şi eventualii aditivi minerali sau fibra), elementul vâsco – elasto – plastic (liantul bituminos) şi elementul gazos (golurile de aer) (Figura 1). [1]

Figura 1. Alcatuirea mixturii asfaltice

Proiectarea unei reţete optime de mixtură asfaltică presupune alegerea

unui amestec optim de agregate, filer şi bitum pentru a obţine o durabilitate şi o stabilitate cât mai mare a mixturii asfaltice.

O comportare bună a mixturii asfaltice în exploatare presupune o reţetă bine proiectată a mixturii asfaltice şi o compactare corespunzătoare în situ.

O bună compactare poate îmbunătăţii calitatea mixturii asfaltice cu o reţetă slab concepută, dar nu suficient cât să nu intereseze metoda de proiectare a mixturii asfaltice. [1]

Mixtura asfaltică folosită pe zona aeroportului, în special pe suprafaţa de trafic şi pe calea de rulare trebuie să satisfacă pe lângă cerinţele legate de comportarea bună la oboseală şi deformaţii permanente şi cerinţele legate de rezistenţa la carburanţi şi la agenţi de degivrare conform normelor europene.

2. MATERIALE UTILIZATE SI RETETA MIXTURII ASFALTICE PENTRU AEROPORTURI BBA 16 Reteta proiectată este a unei mixturi asfaltice folosită în stratul de uzură al structurilor aeroportuare, mixtură ce are dimensiunea maximă a granulei de 16 mm.



137

Reteta proiectată este a unei mixturi asfaltice folosită în stratul de uzură al structurilor aeroportuare, mixtură ce are dimensiunea maximă a granulei de 16 mm.

Bitumurile folosite sunt bitumuri OMV : OMV 45/80 Fr A PMB STAR FALT, OMV 45/80-65 PMB STAR FALT, OMV 50/70, OMV 25/55 (Tabelul 1).

Agregatele folosite (sorturi 8/16, 4/8 si 0/4) au fost din cariera REVĂRSAREA, filerul a fost un filer de calcar de HOLCIM (Tabelul 1).

Tabelul 1. Materiale utilizate

Sorturi Tipul mixturii

Sursa/ tipul/ şi

% 8/16 4/8 0/4Filer

Fibre Bitumul

Sursa/ tipul

Revărsarea Holcim - OMV 45/80 Fr A, OMV 45/80-65,

OMV 50/70 OMV 25/55

BBA 16

% 29 23 37 11 - 5.3

3. STUDII DE LABORATOR SI CONDITII DE TESTARE

În conformitate cu prevederile SR EN 13108-1 s-a efectuat încercarea ce pune în valoare rezistenţa mixturilor asfaltice pentru aeroporturi la carburanţi, cu condiţiile de încercare conform SR EN 12697-43. [2]

Rezistenţa la carburanţi s-a efectuat pe probe Marshall, confecţionate la 75 de lovituri şi menţinute 24 h şi 72 h în kerosen (Figura 2).

Figura 2. Confectionarea probelor la aparatul Marshall

Probele s-au introdus 35 mm în kerosen şi s-au menţinut pentru 24h,

respectiv 72 h, după care s-au spălat, s-au aşezat în etuva pentru 24 h la temperatura de 25oC (Figura 3, 4 si 5). După uscare s-a calculat pierderea de masă (Tabelul 2 şi 3), (Figura 6 şi 7).



138

Figura 3. Menţinerea probelor în kerosen

Figura 4. Spălarea probelor

Figura 4. Uscarea probelor

Tabelul 2. Rezultate obtinute dupa 24 h Mixtur ă Bitum Pierderea de masă

după 24 h[%] BBA 16 OMV 45/80 – Fr. A 2.30 BBA 16 OMV 45/80 - 65 6.15 BBA 16 OMV 50/70 8.53



139

Tabelul 3. Rezultate obtinute dupa 72 h Mixtura Bitum Pierderea de masă

dupa 72 h[%] BBA 16 OMV 45/80 – Fr. A 4.65 BBA 16 OMV 45/80 - 65 10.88 BBA 16 OMV 25/55 10.66

Figura 5. Pierderea de masă după 24 h funcţie de tipul de bitum

Figura 6. Pierderea de masă după 72 h funcţie de tipul de bitum În plus, pentru stabilirea performanţelor mixturii asfaltice proiectate s-au

efectuat în laborator şi următoarele tipuri de încercări: - Încercarea la încovoiere în două puncte pe probe trapezoidale, conform

SR EN 12697-26 Annex A, pentru modul de rigiditate: 15oC, 10Hz , ε= 50 µdef (Tabelul 4); [3]

- Încercarea la încovoiere în patru puncte pe probe prismatice, conform SR EN 12697-26 Annex D, pentru modul de rigiditate: 20oC, 8Hz, ε = 50µdef (Tabelul 4); [3]

- Încercarea la încovoiere în două puncte pe probe trapezoidale, conform SR EN 12697-24 Annex A, pentru oboseala: 10oC, 25Hz (Figura 7), (Tabelul 4); [4]

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

tipul de mixtura

pier

dere

a de

mas

a, %

BBA 16-bitum 25/55 BBA 16-bitum 45/80-65 MAMR 16-bitum 45/80-Fr A

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

tipul de bitum

pier

dere

a de

mas

a, %

BBA 16-bitum 45/80-Fr A BBA 16-bitum 50/70 BBA 16-bitum 45/80-65



140

- Încercare de ornieraj, conform SR EN 12697-22: 60oC (Figura 7) (Tabelul 4); [5]

- Încercarea la compresiune ciclică triaxială conform SR EN 12697-25, metoda B: 50oC, 300kPa, 1 bar, 1s/1s (Figura 9), (Tabelul 4). [6]

Figure 7. Dreapta de oboseală pentru încercarea în două puncte pe probe trapezoidale

Figura 8. Adâncimea făgaşului funcţie de numărul de cicluri

Figura 9. Deformaţia axială funcţie de numărul de pulsuri aplicate

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

100 1000 10000 100000 1000000 10000000 1E+08 1E+09 1E+10 1E+11 1E+12

log N

Def

orm

atia

initi

ala

[mic

rode

f.]

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 5000 10000 15000 20000 25000

Numarul de treceri

Ada

ncim

ea fa

gasu

lui,

mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 2000 4000 6000 8000 10000

Numarul de pulsuri aplicate

Def

orm

atia

axi

ala,

mic

rode

f.



141

Tabelul 4. Rezultatele obţinute în urma testelor de laborator Mixtura asfaltic ă pentru

aeroporturi (BBA 16)

Rezultate în

laborator

NF P 98-131

SR EN 13108-1

Volum de goluri: maximum, % minimum, %

4.07 Vmax 5 Vmin 4

Volumul minim de goluri umplute cu bitum

67.6 VFBmin 60

Volumul maxim de goluri umplute cu bitum

67.6 VFBmax 68

Volumul de goluri din agregatul mineral

12.57 VMAmin 12

Volumul de goluri dupa 10 giratii 11.88 V10Gmin 11 Treceri 1.4D

D 2

0.063

100

36.03 8.96

100 90-100 10-60 0-11

Conţinutul de bitum, % 5.3 5.2 Valori Marshall S, KN F, mm

Q, KN/mm

14 2.2 6.36

Smin 12.5 F2

Qmin 4 Rezistenţa la deformaţii permanente

-max. adâncimea făgaşului, % -max. viteza la ornieraj mm/ 103

cicluri

4.88 0.544

≤ 20

PRDAIR 5.0 WTSAIR5.0

Modul de rigiditate: 2PTR, 15oC, 10Hz:

- min. - max.

4PR, 20oC, 8Hz: - min. - max.

8591

6522

> 4500

Smin 7000 Smax 9000

Smin 5500 Smax 7000

Rezistenta la deformaţii permanente – compresiune triaxială – viteza

max. de deformaţie, 50oC, 300 KPa

2.5 -

fcmax 4 Rezistenţa la oboseală (104 – 2x106 cicluri) 300 ε6 ≥

150 ε6−310



142

3. CONCLUZII

Pierderea de masă dupa 24 h este cu 60%-75% mai mică pentru mixtura asfaltică BBA 16 cu bitum 45/80 Fr A faţă de mixtura asfaltica BBA 16 cu bitum 45/80-65 si 50/70;

Pierderea de masă după 72 h este cu 55% mai mică pentru mixtura asfaltică BBA 16 cu bitum 45/80 Fr A faţă de mixtura asfaltică BBA 16 cu bitum 45/80-65 si 25/55;

Mixtura asfaltică BBA16 are o mai bună rezistenţă la kerosen în cazul folosirii unui bitum modificat cu polimeri;

Modulul de rigiditate depinde de forma probelor; Pentru 2x106 cicluri şi o temperatură de 10oC deformaţia maximă este de

300 microdef; Mixtura asfaltică proiectată are o rezistenţă bună la 2x106 cicluri, deci s-ar

putea aplica o deformaţie mult mai mare decât cea impusă de SR EN 13108-1 şi French Norm NF P 98-131;

Rezultatele obţinute pentru făgăşuire şi fluaj dinamic sunt în concordanţă cu SR EN 13108-1. BIBLIOGRAFIE [1]. C. Rǎcǎnel: Proiectarea Moderna a Retetei Mixturii Asfaltice”, Romania Bucuresti,

2004. [2]. SR EN 12697/43 “Metode de încercare pentru mixturi asfaltice preparate la cald.

Rezistenţa la carburanţi”, 2006. [3]. SR EN 12697/26 “Metode de încercare pentru mixturi asfaltice preparate la cald.

Rigiditate”, 2004. [4]. SR EN 12697/24 “Metode de încercare pentru mixturi asfaltice preparate la cald.

Rezistenta la oboseala”, 2004. [5]. SR EN 12697/22 “Metode de încercare pentru mixturi asfaltice preparate la cald.

Incercare de ornieraj”, 2007. [6]. SR EN 12697/25 “Metode de încercare pentru mixturi asfaltice preparate la cald.

Incercare la compresiune ciclica”, 2006.



143

MICROFIBRE REINFORCED HOT MIX ASPHALT

Josef Zak, Czech Technical University in Prague; Department of Road Structures; Thakurova 7, Prague, e-mail: [email protected] Jiri Vavricka, Czech Technical University in Prague; Department of Road Structures; Thakurova 7, Prague, e-mail: [email protected] Rezumat Unul dintre cele mai întâlnite defecte la o structură rutieră îl reprezintă fisurile. Capacitatea mixturilor asfaltice de a rezista la eforturile de intindere este limitată. Acest articol prezintă influenţa microfibrelor tip ITERFIBRA asupra comportării mixturilor asfaltice. Sunt luate în considerare densitatea aparentă, rigiditatea, rezistenţa la deformaţii permanente şi rezistenţa la propagarea fisurilor. Cuvinte cheie: ranforsarea cu microfibre, rigiditate, rezistenta la propagarea fisurilor, rezistenta la deformatii permanente Abstract Cracks are common disturbances in pavement structure. The ability of hot mix asphalt to withstand tensile stresses is limited. This paper presents influence of different microfiber reinforcement types ITERFIBRA to hot mix asphalt behaviour in its chosen properties. Bulk density of hot mix asphalt, stiffness , resistance to the permanent deformation and resistance to the crack propagation are taken into consideration. Keywords: microfiber reinforcement, stiffness, resistance to crack propagation, resistance to permanent deformation 1. INTRODUCTION

A process of material development starts by its genesis already or while its first application. The aim of the process is improvement of material qualities that have an influence on behaviour of construction. The improvement is achieved by lowering or total elimination of negative influence on prospective behaviour of construction without greater impact upon positive properties. The improvement of material qualities, which is achieved by admixture or ingredient, is conducted e.g. for lowering of construction and maintenance costs.

We want that the used materials, in highway construction, specifically the layers in road construction, will better resist the traffic load and climatic factor.



144

In this case we can use the asphalt binder modification, surface reinforcement in contact of layers or three dimensional reinforcement for increasing of resilience. The advantage of three dimensional reinforcement in contradistinction to surface reinforcement is exclusion of both crack propagation (in bottom-up and top-down direction). It is due to resulting function of reinforcement. The surface reinforcement (geosynthetic) is anisotropic reinforcement and the tree dimensional reinforcement is an isotropic reinforcement of hot mix asphalts [1].

The main object of researched project was to provide an influence of different types of microfiber reinforcement ITERFIBRA to hot mix asphalt behaviour in this chosen properties:

- Bulk density of hot mix asphalt - Stiffness - Resistance to the permanent deformation - Resistance to the crack propagation In this paper we would like to present results of the comparative study on

the Stone Mastic Asphalt SMA 11 S with respect to chosen properties, which have been done recently at the Faculty of Civil Engineering, Czech Technical University in Prague. The microfiber reinforcement ITERFIBRA type C, C/V and C/S was used in hot mix asphalts taken under consideration. This microfibers effect as a stabilizer of binder. The dosing of microfibers and common used stabilizer (in no reinforced mixture), which is made by CIUR company as trade name S-CEL, was 0,33% of hot mix asphalt. The grain size curve of hot mix asphalt SMA 11 S is in figure #1, with the inclusion of upper and lower passing restrictions according to CSN EN 13108-5 [8]. All mixes types were made with 50/70 asphalt binder. The percent binder content was 6.2% by mass of hot mix asphalt.



145

Figure 1. Grain size curve of SMA 11 S

Summary of variants of hot mix asphalts SMA 11 S: - SMA 11 S - FRSMA 11 S ITERFIBRA C - FRSMA 11 S ITERFIBRA C/V - FRSMA 11 S ITERFIBRA C/S

2. BULK DENSITY

The average bulk density was determined from cylindrical specimens,

which have been done by Marshall Hammer Compactor. The specimens was compacted by 50 strokes on both sides [8]. The specimen bulk density is determined according to procedure b) as indicated ČSN EN 12697-6+A1 [2]. We can see in the figure 2, that the mixtures with microfibers ITERFIBRA C/S and C/V have lower bulk density than reference mixture (SMA 11 S). The type C has similar bulk density [1,2].

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.0625 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16

Pas

sing

[%]

Sive size[mm]



146

Figure 2. Bulk density of hot mix asphalts SMA 11 S

2. STIFFNESS

In the study was used IT-CY method (indirect tensile test) using a cylindrical specimen with dimensions of 101.6 x 62.5mm according to [3]. Test temperatures were chosen at 0, 15, 27 and 40° C. The thermal sensitivity for assessed hot mix asphalts was determined. The thermal sensitivity is defined as a portion of stiffness at 0°C to stiffness at 40°C and is marked in the table 1 as τ.

We can see that all hot mix asphalts with INTERFIBRA microfibres reached higher values of stiffness than reference hot mix asphalt at temperatures 15, 27 and 40°C. Comparable values have all mixes at temperature 0°C. This trend is also documented with temperature sensitivity. All reinforced hot mix asphalts showed lower temperature sensitivity. Generally all tested mixes reached quite high stiffness values fulfilling the requirements given by the Czech Specification for pavement design TP170 [8].

Table 1. Stiffness data of hot mix asphalts

Test temperature

Hot Mix Asphalts

SMA 11 S FRSMA 11 S

ITERFIBRA C FRSMA 11 S

ITERFIBRA C/V FRSMA 11 S

ITERFIBRA C/S

E E Change of

E E Nárůst E E

Change of E

[ °C ] [ MPa ] [ MPa ] [ % ] [ MPa ] [ % ] [ MPa ] [ % ]

0 23038 23578 2,3 23208 0,7 22402 -2,8 15 10745 12140 13,0 11267 4,9 12974 20,7 27 3738 5077 35,8 4823 29,0 6898 84,5 40 1090 1520 39,5 1348 23,7 2636 141,9 τ 21,15 15,51 17,22 8,50

220022502300235024002450250025502600

SM

A 1

1 S

FR

SM

A 1

1 S

IT

ER

FIB

RA

C

FR

MS

A 1

1 S

IT

ER

FIB

RA

C/S

FR

SM

A 1

1 S

IT

ER

FIB

RA

C/V

Bul

k de

nsity

(ςbs

sd)

[kg/

m2 ]


Figure 3.

3. WHEEL TRACKING TEST The resistance of mixtures to permanent deformation was measured with

Hamburg-Wheel Tracking Test method according to The test procedure was done atstandard. The specimen was tempered with air to temperature 50°C. The values as a rut depth at 10000 cycles (PRDair) and rut depth increment between 5000 and 10000 cycles (WTSair) characterize the permanentThe influence of microfibers ITERFIBRA C and C/V to permanent deformation resistance was not proved. The type of microfibers C/S has negative effect on permanent deformation resistance (see below chart 4 and 5). [1,5]

Figur

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0 10

Stif

fnes

s[M

Pa]



Figure 3. Stiffness data of hot mix asphalts

HEEL TRACKING TEST

The resistance of mixtures to permanent deformation was measured with Wheel Tracking Test method according to ČSN EN 12697

The test procedure was done at small test device-procedure B in accordance with standard. The specimen was tempered with air to temperature 50°C. The values as a rut depth at 10000 cycles (PRDair) and rut depth increment between 5000 and 10000 cycles (WTSair) characterize the permanent deformation resistance. The influence of microfibers ITERFIBRA C and C/V to permanent deformation resistance was not proved. The type of microfibers C/S has negative effect on permanent deformation resistance (see below chart 4 and 5). [1,5]

Figure 4. WTSAIR of SMA 11 S

10 20 30 40Test temperature [ C]

SMA 11 S

FRSMA 11 S ITERFIBRA C

FRSMA 11 S ITERFIBRA C/V

FRSMA 11 S ITERFIBRA C/S

147

The resistance of mixtures to permanent deformation was measured with ČSN EN 12697-22+A1.

procedure B in accordance with standard. The specimen was tempered with air to temperature 50°C. The values as a rut depth at 10000 cycles (PRDair) and rut depth increment between 5000

deformation resistance. The influence of microfibers ITERFIBRA C and C/V to permanent deformation resistance was not proved. The type of microfibers C/S has negative effect on permanent deformation resistance (see below chart 4 and 5). [1,5]

SMA 11 S






148

Figure 5. PRDAIR of SMA 11 S

4. RESISTANCE TO CRACK PROPAGATION

The resistance to crack propagation was measured in accordance with

ČSN EN 12697-44, which will be soon in force. The resistance is measured on semi-cylindrical specimen with groove in the middle. The load is applied in three areas on the tested specimen (three point bending) so that the middle lower face of tested specimen is subject to tension. The bend is caused by applied constant increment of strain deformation. During the test is the force and deformation automatically recorded.. The resistance to crack propagation is based on the maximum load (Fmax) that the material containing a groove can resist before failure (Klc). This paper is aimed to residual strength moreover, that is expressed as work (RW), which the test device performs to achieve 50% of Fmax. The tests were conducted by temperatures 0°C.The reinforced hot mix asphalts with microfibers ITERFIBRA did not prove better resistance to crack propagation or crack creation as was expected on the basis of parameters under consideration (figure 6 and 7). Inasmuch as this is a new test procedure and for the same reason, the experience is on the same level in others European countries, it is necessary to acquire experience in this test procedure and verify the results in order to correct results explicate [1,6].

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

SM

A 1

1 S

FR

SM

A 1

1 S

IT

ER

FIB

RA

C

FR

SM

A 1

1 S

IT

ER

FIB

RA

C

/V

FR

SM

A 1

1 S

IT

ER

FIB

RA

C

/S

PR

DA

IR[%

]



149

Figure 6. K lc of SMA 11 S

Figure 7. RW of SMA 11 S

3. CONCLUSIONS

The summary of paper findings for individual microfibers ITERFIBRA[1]:

- Type C - Bulk density of hot mix asphalt specimen – any influence - StiffneSs – positive influence - Permanent deformation resistance – any influence - Crack propagation resistance – any influence

- Type C/V - Bulk density of hot mix asphalt specimen – lower the bulk density of specimen which has been made by Marshall Hammer Compactor - Stiffness – positive influence - Permanent deformation resistance – any influence

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

0°C 40°C

Klc

[N/m

m3/

2 ]

Test temperature

SMA 11 S




0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0°C 40°C

RW

[J]

Test temperature

SMA 11 S






150

- Crack propagation resistance – any influence - Type C/S

- Bulk density of hot mix asphalt specimen – lower the bulk density of specimen which have been made by Marshall Hammer Compactor - Stiffness – positive influence - Permanent deformation resistance – has negative influence - Crack propagation resistance – any influence

The article was supported by the project SGS12/040/OHK1/1T/11.

REFERENCE [1]. Jiri Vavricka; Fibres in hot mix asphalts; Diploma thesis, 2010 [2]. CSN EN 12697–6+A1; Bituminous mixtures – Test method for hot mix asphalt-Part

6: Determination of bulk density of bituminous specimens; Czech office for standards, metrology and testing; 2007

[3]. CSN EN 12697–26; Bituminous mixtures – Test method for hot mix asphalt-Part 26:

Stiffness; Czech office for standards, metrology and testing; 2006 [4]. CSN EN 13108–20; Bituminous mixtures – Material specifications-Part 20: Type

testing; Czech office for standards, metrology and testing; 2008 [5]. CSN EN 12697–22+A1; Bituminous mixtures – Test method for hot mix asphalt-Part

22: Wheel tracking; ; Czech office for standards, metrology and testing; 2007 [6]. CSN EN 12697–44; Bituminous mixtures – Test method for hot mix asphalt-Part 44:

Crack Propagation by Semi-circular Bending Test; Czech office for standards, metrology and testing; 2010

[7]. TP 170; Specification for pavement design; September 2006 [8]. CSN EN 13108-5; ; Bituminous mixtures – Material specifications-Part 5: Stone

Mastic Asphalt; 2008



151

SECTIUNEA 2:

INGINERIE DE TRAFIC ŞI

SIGURANŢA CIRCULAŢIEI



152



153

POSIBILITATI PENTRU REORGANIZAREA CIRCULATIEI RUTIERE URBANE PE BAZA MODELELOR DE SIMULARE

A TRAFICULUI RUTIER Anton Valentin, conf. dr. ing. Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti, e-mail: [email protected] Rezumat

Utilizarea tehnicii informationale si a programelor specializate pentru simularea deplasarilor de vehicule in mediul urban prezinta multiple avantaje pe planul analizei si optimizarii solutiilor de administrare a retelelor rutiere.

In planul activitatilor de administrare a mediului urban, “Mobilitatea persoanelor si a marfurilor” vizează crearea unui sistem de transport urban durabil definit pe urmatoarele paliere:

- Acces rapid la serviciile de transport. - Reducerea poluării, a emisiilor de gaze cu efect de seră şi a consumului de energie. - Scaderea costurilor pentru transportul de persoane şi mărfuri. - Creşterea atractivităţii şi a calităţii vietii in mediului urban. - Îmbunătăţirea siguranţei şi securităţii rutiere. Lucrarea propusa urmareste o sintetiza a unor aspecte teoretice generale asupra

organizarii circulatiei pe retele rutiere urbane. Aplicarea aspectelor teoretice este materializata in cadrul studiului de caz intocmit pentru reorganizarea circulatiei rutiere in orasul Ramnicu Sarat. Cuvinte cheie: Mobilitatea urbana, Modelarea deplasarilor, Functiile de optimizare, Nivelul de serviciu al intersectiei LOS, Indicele de utilizare a capacitatii intersectiei ICU. Abstract The utilization of information technology and specialized programs for simulating vehicle trips in the urban area presents many advantages in terms of analysis and optimization of road network management solutions. Regarding the management activities of the urban environment, “the mobility of persons and goods” is looking to create a sustainable transport system, defined on the following levels:

- Quick access to transport. - Reduce pollution, emissions of greenhouse gases and energy consumption. - Decreased cost for the transport of people and goods. - Improving the attractiveness and quality of urban life. - Improving road safety and security.



154

The present paper follows a synthesis of general theoretical aspects of organizing traffic on urban road network. An application of the theoretical aspects is exemplified in a case study prepared for the reorganization of the road traffic in Ramnicul Sarat town. Keywords: Urban mobility, Displacement modeling, Optimization functions, The Level of Service LOS of an intersection, Intersection Capacity Utilization index ICU. 1. INTRODUCERE

Mobilitatea in mediul urban

Într-un înţeles general, în domeniul de studiu al oraşului, mobilitatea defineste capacitatea de deplasare a persoanelor, mărfurilor şi activităţilor fiind determinată şi legată de spaţiu, atât ca urmare a existenţei unei distanţe de parcurs, cât şi ca urmare a motivaţiei sale fundamentale „accesibilitatea activităţilor localizate, pe care le relaţionează in acest sens, putând fi numită şi “mobilitate spaţială”.

O mobilitate urbană sustenabilă – care să permită oamenilor şi bunurilor să circule liber, în siguranţă, cu protejarea mediului înconjurător - reprezinta principalul obiectiv al unei administratii care prin dezvoltarea politicilor de transport va crea cadrul necesar pentru asigurarea calitatii vieţii şi pentru dezvoltarea economica.

Pe plan administrativ “Mobilitate Urbană” vizează crearea unui sistem de transport urban durabil prin:

- Facilitarea accesului tuturor la locurile de muncă şi la servicii. - Îmbunătăţirea siguranţei şi securităţii rutiere. - Reducerea poluării, a emisiilor de gaze cu efect de seră şi a consumului de energie. - Creşterea eficienţei şi a eficacităţii costurilor pentru transportul de persoane şi mărfuri. - Creşterea atractivităţii şi a calităţii mediului urban. In conditiile societatii actuale, ”serviciul de transport” este rezultatul

eforturilor depuse de specialistii care isi aduc aportul la realizarea unei activitati eficiente. In acest sens, factorul determinant in organizarea transporturilor il detine administratorul, care prin actiunile pe care le intreprinde, poate influenta “politica de transport” la nivel local (oras, judet) sau la nivele superioare (stat, regiune).



155

2. UTILIZAREA TEHNICII INFORMATIONALE IN STUDIILE D E TRAFIC

Realizarea unui transport eficient necesita in permanenta o atenta analiza

si o evaluare asupra modului in care se desfasoara deplasarile. Se constata ca pentru stabilirea unei solutii de trasnsport corecte si

rationale procesul de decizie trebuie sa se bazeze in politica de transport, pe analize si optimizari ale variantelor posibile. In aceste conditii, adoptarea solutiei in organizarea transporturilor poate fi privita ca o decizie manageriala cu contributii multidisciplinare din partea specialistilor (ingineri, urbanisti, economisti, specialisti de mediu, informaticieni, sociologi, etc.).

Utilizarea tehnicii informationale, a programelor specializate pentru domeniul ingineriei de trafic, reprezinta un domeniu de activitate cu multiple avantaje pe planul analizei si optimizarii solutiilor de transport. In acest sens semnalam posibilitatea de a realiza analize ale modului in care se desfasoara traficul rutier folosind conceptul de modelarea numerica. Aceasta abordare ofera specialistilor posibilitatea modelarii pe calculator a retelelor rutiere urbane (artere si intersectii) prin generarea elementelor geometrice si declararea in intersectii a valorilor de trafic pentru care se doreste studiul de trafic. 3. PROGRAMUL DE MODELARE FOLOSIT SI ALGORITMI DE CALCUL AI MODELULUI DE LUCRU “SYNCHRO”

Pe piata I.T. destinata ingineriei de trafic, produsul IT “Synchro”

reprezinta o solutie integrata pusa la dispozitia specialistilor din domeniul ingineriei de trafic.

Programul de calcul realizeaza modelarea retelelor rutiere urbane (artere si intersectii) prin generarea elementelor geometrice si declararea in intersectii a valorilor de trafic pentru care se doreste studiul de circulatie.

Analiza modelarii are la baza o teorie proprie de calcul a capacitatii de circulatie in intersectii I.C.U. (Intersection Capacity Utilisation), dezvoltata de specialistii de la compania “Trafficware Corporation” (Albany – California). In acelasi timp, in program, sunt utilizati si algoritmi de calcul dezvoltati de Manualul de Capacitate (H.C.M. 2000) al Administratiei Americane de Drumuri (AASHTO). Referitor la coordonarea si optimizarea circulatiei, Synchro permite realizarea in timp real a unor scenarii pentru planificarea intersectiilor. Functiile de optimizare se realizeaza pe baza algoritmului de reducere a intarzierilor si evitarea blocajelor.



156

Functiile de optimizare abordeaza mai multe nivele de lucrari: - Optimizarea lungimii ciclului de semaforizare si a fazelor in fiecare

intersectie izolata. Pe baza acestui nivel de optimizare se poate realiza o partitie a retelei precum impartirea acesteia in mai multe subsisteme.

- Optimizarea lungimii ciclurilor de semaforizare in toate intersectiile de pe artera analizata.

- Optimizarea decalajelor intre faze in cadrul ciclurilor de semaforizare la intersectiile de pe artera analizata.

- In cazul retelelor rutiere urbane, cu ajutorul programului se poate realiza o analiza a diagramei timp–spatiu, care ofera posibilitatea stabilirii solutiilor optime pentru circulatia vehiculelor in sistemul coordonat de semaforizare. Marimea ferestrei de verde pentru artera analizata poate fi stabilita in variante multiple: artere de transport, artere comerciale, sensuri preferentiale cu prioritati diferite.

Analiza rezultatelor obtinute prin modelarea circulatiei se poate face cu ajutorul programelor de simulare si vizualizare “Sim Traffic” si “CORSIM”. De asemenea rezultatele pot fi exportate pentru programul “H.C.S.” (Highways Capacity Software).

Utilizarea programului “Sim Traffic” permite vizualizarea pe modelul digital al intersectiei, circulatia vehiculelor in sistem animat, precum si scheme ale intersectiilor, in care sunt evidentiate rezultatele procesului de simulare.

In acest sens se pot analiza urmatoarele categorii de informatii: - intarzierea vehiculelor la accesul in intersectie (sec); - timpul de stationare a vehiculelor la intrarea in intersectie (sec/veh); - viteza medie de circulatieprin intersectie (km/h); - consumul de carburant (km/l); - numarul de vehicule care nu pot intra in intersectie pe faze de verde; - lungimea coloanei de vehicule care se acumuleaza la accesul in intersectie.

Capacitatea de circulatie a intersectiei Capacitatea de circulatie a intersectiei este masurata prin intermediul

coeficientului de utilizare a capacitatii de circulatie a intersectiei (ICU). Coeficientul se calculeaza pe baza raportului dintre suma timpului total

necesar pentru a se asigura relatiile de miscare in intersectie a tuturor participantilor la trafic, raportat la lungimea ciclului de semaforizare calculat.



157

Coeficientul ICU indica rezerva de capacitate disponibila a intersectiei sau cu cat s-a depasit aceasta rezerva. Coeficientul nu poate estima intarzierile, dar poate fi folosit pentru a indica cand o intersectie va fi congestionata.

Coeficientul ICU poate fi de asemenea folosit pentru o intersectie nesemnalizata pentru a determina capacitatea de circulatie. 4. STUDIU DE CAZ - Reorganizarea circulatiei rutiere in zona centrala a Municipiului Ramnicu Sarat

Studiul de caz prezentat in continuare a fost realizat la solicitarea

Primariei Municipiului Ramnicu Sarat. El abordeaza o serie de analize asupra modului in care se desfasora circulatia rutiera in zona centrala a orasului. In aces scop, in cadrul lucrarii, au fost dezvoltate modele de trafic care au la baza investigatii de tip “sondaj de trafic” realizate pe trama stradala, in intersectiile majore din zona centrala analizata. 4.1 Etape de studiu

In cadrul analizei de trafic au fost abordate urmatoarele etape: - Analiza si releveul retelei rutiere prezentate de beneficiar. - Identificarea deficientelor in cadrul retelei care impiedica desfasurarea deplasarilor de vehicule. - Investigatii asupra desfasurarii trficului de vehicule in intersectii (masuratori de debite de trafic pe categorii de vehicule). - Construirea modelului de trafic al circuletiei existente. - Realizarea a doua variante de reorganizare a desfasurarii traficului de vehicule. - Realizarea unor estimari asupra desfasurarii traficului de vehicule in perspectiva folosind un scenariu de crestere a debitelor de calcul cu 10%.

4.2 Date sintetice folosite si delimitarea zonei de studiu

Municipiul Râmnicu Sărat este situat in judetul Buzău, în Câmpia Piemontană a Râmnicului, pe cursul râului Râmnicu Sărat, la o altitudine de 120 m, la 30 km nord-est de municipiul resedinta de judet Buzău.

- Distanţe pe reţeaua de drumuri in raport oraşe impotante cele mai apropiate: Bucureşti (162 km), Buzău (32 km), Focşani (38 km), Bacău (141 km). - Accesibilitate de transport se prezinta astfel:



158

- Rutier: drumuri nationale DN2,(E85), DN22, drumuri judetene : DJ202, DJ203H, DJ203A. - Cale ferată: magistrala CF 500

- Reteaua de transport Reteaua rutiera existenta cuprinde un numar de 338 străzi cu lungime

totala de circa 156 km, clasificate după cum urmează : - 10 străzi de categoria a II-a; - 245 străzi de categoria a III-a; - 83 străzi de categoria a IV-a;

In vederea rezolvarii deficientelor inregistrate in defasurarea traficului de vehicule s-a realizat in cadrul prezentei lucrari, un program de investigatii de tipul “sondaje de trafic”.

Din analiza valorior debitelor inregistrate in cadrul sondajelor de trafic se constata ca traficul in zona analizata are o distrubutie aproximativ simetrica, ceea ce inseamna ca valorile inregistrate dimineata sunt sensibil apropiate de valorile care se realizaeza dupa amiaza. Aceasta constatare ne indeptatese sa adoptam ca valori de calcul media debitelor inregistrate (dimineata / dupa-amiaza). Pe baza masuratorilor inregistrate s-a intocmit planul curentilor de trafic pentru fiecare intersectie analizata. 4.3 Analiza desfasurarii traficului de vehicule utilizand modele de trafic

Modelul desfasurarii traficului actual Model traficului actual a fost realizat pe baza masuratorilor de debite de

trafic efectuate in intersectiile strazilor cuprinse in zona analizata. In figura 1 este prezentata trama stradala analizata precum si codificarea intersectiilor.

La realizarea modelului numeric au fost introduse ca date de calcul particularitatile situatiei existente de pe teren ale tramei stradale:

- semaforizarea existenta (cu valorile fiecare faze din ciclul). - latimile identificate pe teren pentru fiecare strada; - prezenta trecerilor de pietoni in intersectii; - parcajele la bordura ale autovehiculelor; - sensurile unice de circulatie; - restrictii de reglementare a circulatiei realizate prin semalizarea rutiera; - circulatia in sens giratoriu.



159

Figura 1.

Analiza rezultatelor simularii circulatiei rutiere existente, s-a realizat pe

baza a celor doi indicatori prezentati mai sus: � Nivelul de serviciu al intersectiei (LOS).

Din analiza datelor obtinute (plansa 5) se constata urmatoarele: In intersectiile semaforizate nivelul de servici este F si respectiv D, ceea ce indica conditii nesatisfacatoare de desfasurare a traficului de vehicule.

� Coeficientului de utilizare a capacitatii de circulatie a intersectiei (ICU). Coeficientul ICU calculat in intersectii arata o paleta larga de valori care indica rezerva de capacitate de circulatie limitata in majoritatea intersectiilor. In intersectiile nr.23 (DN2 cu str.Toamnei) si nr.2 (DN2 cu str. Principele Ferdinand) capacitatea de circulatie este depasita, ceea ce confirma faptul ca in aceste intersectii conditiile de circulatie sunt necorespunzatoare inregistrandu-se chiar intarzieri.

Modelul desfasurarii traficului de perspectiva. Model traficului de perspectiva a fost realizat pe baza masuratorilor de debite efectuate afectate cu o crestere de 10%. Valoarea estimata a cresterii traficului rutier in zona, are in vedere o apreciere medie corespunzatoare la nivel national pentru o perioada de circa 20 ani.



160

Rezulatatele obtinute din calcule indica o degradare sensibila a conditiilor de circulatie fata de situatia actuala. Nivelul de servici in intersectiile semaforizate se pastraza la nivele necorespunzatoare (F; D), iar indicele ICU indica reduceri ale capacitatii de circulatie. 4.4 Solutii pentru reorganizarea circulatiei rutiere in zona centrala

In urma evaluarii modului de desfasurare a circulatiei pe reteaua de strazi din zona centrala, precum si in urma analizei rezultatelor obtinute din modelarea numerica pe calculator, s-au stabilit solutiile posibile pentru reorganizarea circulatiei rutiere a vehiculelor. Solutiile care au fost luate in considerare au in vedere angajarea unor eforturi financiare cat mai reduse. In acest sens, sunt prezentate variantele posibile pentru reorganizarea circulatiei. In principiu, aceste variante au in vedere un concept larg folosit in domeniul infrastructurii urbane, anume organizarea circulatiei pe retele rutiere urbane in sistem de sens unic. Diferenta intre variantele propuse consta in ceea ce priveste interventia asupra elementelor geometrice ale strazilor, care necesita costuri suplimentare diferentiate intre cele doua variante. Varianta 1 – chetuieli reduse Modelul de calcul realizat in cadrul acestei variante consta in urmatorele masuri de reorganizare a circulatiei:

� Introducerea circulatiei in sistem de sens unic pe unele artere. � Semaforizarea circulatiei in intersectia 11 � Reorganizarea ciclului de semaforizare pentru intersectia nr.23 (DN2 cu

str.Toamnei) si intersectia nr.2 (DN2 cu str. Principele Ferdinand).

Rezultatele obtinute din simularea pe calculator, (nivelul de servici in intersectii - LOS, precum si indicele de utilizare a intersectiilor - ICU), sunt prezentate in fig. 2 si fig. 3. In analiza acestora se constata o substantiala imbunatatire a conditiilor de circulatie atat sub aspectul fluentei in trafic, cat si o sporire a rezervei de capacitate de circulatie a intersectiilor.



161

Figura 2.

Figura 3.


162

Varianta 2 – chetuieli suplimentareIn cadrul acestei variante propuse se

varianta1. Varianta 2 propune suplimentar intersectiei nr.2 (DN2 - presupune urmatoarele:

� Reamplasarea parcajului existent de pe DN2� Realizarea unei benzi suplimentare pe DN2, specializate pentru viraj

dreapta (fig. 4). reamplasarea trotuarelorbenzi specializate are rolul de a facilita realatia de dreapta a participantilor la trafic care vireaza spre str. Principele Ferdinand. In acest mod se poate realiza o separare fizica a traficului local care vireaza dreapta spde traficul de tranzit care se deplaseaza pe DN2. In aceste conditii, capacitatea de circulatie a intersectie se imbunatateste substantial.

5. CONCLUZII

Utilizarea modelarii numerice a circulatiei rutiere in mediul urban necesita pe de o parte, cunoastereaanalizate, iar pe de alta parte, evaluarea in detaliu a performantelor programelor de calcul care se vor folosi ca instrumente de lucru. Modelele informatice de calcul folosite in domeniul studiilor de trafic, ofera posibilitatea realizarii de analize dinamice, in timp real, asupra variantelor propuse pentru analiza. aceste conditii, remarcam faptul ca specialistul are la indemana un instrument de



li suplimentare In cadrul acestei variante propuse se pastreaza propunerile formulate la

1. Varianta 2 propune suplimentar reproiectarea amenajarii geometrice a str. Principele Ferdinand). Reamenajarea intersectiei

Reamplasarea parcajului existent de pe DN2 in alt amplasament.Realizarea unei benzi suplimentare pe DN2, specializate pentru viraj

Aceasta legatura rutiera se poate realizreamplasarea trotuarelor din zona bancii Transilvania. Introducerea unei benzi specializate are rolul de a facilita realatia de dreapta a participantilor la trafic care vireaza spre str. Principele Ferdinand. In acest mod se poate realiza o separare fizica a traficului local care vireaza dreapta spde traficul de tranzit care se deplaseaza pe DN2. In aceste conditii, capacitatea de circulatie a intersectie se imbunatateste substantial.

Figura 4.

Utilizarea modelarii numerice a circulatiei rutiere in mediul urban pe de o parte, cunoasterea in detaliu a particularitatilor tramei rutiere , iar pe de alta parte, evaluarea in detaliu a performantelor programelor

de calcul care se vor folosi ca instrumente de lucru. Modelele informatice de meniul studiilor de trafic, ofera posibilitatea realizarii de

analize dinamice, in timp real, asupra variantelor propuse pentru analiza. aceste conditii, remarcam faptul ca specialistul are la indemana un instrument de

opunerile formulate la amenajarii geometrice a

str. Principele Ferdinand). Reamenajarea intersectiei

in alt amplasament. Realizarea unei benzi suplimentare pe DN2, specializate pentru viraj

Aceasta legatura rutiera se poate realiza prin ansilvania. Introducerea unei

benzi specializate are rolul de a facilita realatia de dreapta a participantilor la trafic care vireaza spre str. Principele Ferdinand. In acest mod se poate realiza o separare fizica a traficului local care vireaza dreapta spre centru, de traficul de tranzit care se deplaseaza pe DN2. In aceste conditii, capacitatea de circulatie a intersectie se imbunatateste substantial.

Utilizarea modelarii numerice a circulatiei rutiere in mediul urban particularitatilor tramei rutiere

, iar pe de alta parte, evaluarea in detaliu a performantelor programelor de calcul care se vor folosi ca instrumente de lucru. Modelele informatice de

meniul studiilor de trafic, ofera posibilitatea realizarii de analize dinamice, in timp real, asupra variantelor propuse pentru analiza. In aceste conditii, remarcam faptul ca specialistul are la indemana un instrument de



163

analiza, atat sub aspectul realizarii de modele de trafic, cat si sub aspectul optimizarii solutiilor pentru circulatia pe retele rutiere urbane.

Perspective pentru dezvoltari viitoare legate de mobilitatea urbana Realizarea unui model de trafic asupra intregii retele urbane ofera

administratorilor un instrument de lucru eficient cu urmatoarele avantaje practice:

� Gestionarea efecienta a circulatiei rutiere la nivel de municipiu. � In cadrul administratiei locale, emiterea de autorizatii de constructie se

poate coordona rapid, in timp real cu efectele asupra mobilitatii. In acest mod comunitatea locala poate evalua influenta pe care o genereaza dezvoltarile urbane viitoare, asupra circulatiei rutiere in zona de influenta, sau asupra circulatiei in intregului municipiul.

� Modelul informatic al traficului urban trebuie sa fie inclus in documentatiile de urbanism (PUD; PUZ; PUG) ale orasului.

BIBLIOGRAFIE [1]. TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, NATIONAL ACADEMIES:

„Highway Capacity Manual”, ISBN: 978-0-309-16077-3, Washington 2010 [2]. Synchro Studio 7 User Guide -1993 - 2006 Trafficware Ltd. - USA [3]. „Traffic Signal Timing and Coordination Manual” – Minnesota Departament of

Transportation – 2004 [4]. „Intersection Capacity Utilization” - Trafficware Corporation – USA, 2003 [5]. „Signalized Intersections: Informational Guide” – Report No. FHWA-HRT-04-091 [6]. „Signal Timing Process - Final Report” – FHWA no. Dtfh61-01-c-00183 [7]. „Inginerie de trafic – note curs” - conf.dr.ing. Valentin ANTON -UTCB 2010 [8]. „Normativ pentru amenajarea intersectiilor la nivel pe drumuri publice” – AND.

600/2010 [9]. „Studii pentru reorganizarea circulatiei in Municipiul Ramnicu Sarat” – Urbi Plan

s.r.l. - contract 2011



164

TRAFIC URBAN – NOŢIUNI TEORETICE

Tărî ţă Cîmpeanu (căsătorit ă Pîrlea) Elena Otilia, Doctorand inginer-urbanist, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti e-mail: [email protected] Rezumat

Ingineria de trafic, de control şi de gestionare a traficului, se referă la furnizarea de mobilitate eficientă a persoanelor şi a bunurilor păstrând în acelaşi timp siguranţa şi minimizând toate efectele nocive asupra mediului. Totalitatea vehiculelor care circulă în unitatea de timp printr-o secţiune de drum în aceeaşi direcţie se numeşte flux de trafic. Traficul urban este caracterizat de faptul că volumele de trafic şi direcţiile de parcurs sunt fenomene regulate. Variabilele care afectează traficul pot fi puse în evidenţă prin modele cu ajutorul cărora poate fi estimat traficul în orice moment. Cele trei variabile de bază (debit, viteză, densitate) pot fi folosite pentru a descrie traficul pe orice tip de traseu (drum, stradă). Pietoni sau vehiculele care vin şi pleacă într-o/dintr-o localitate într-un interval de timp se numeşte trafic. Traficul este organizat cu multe jurisdicţii, cu parcări amenajate pe banda întâi, intersecţii, semnale de trafic şi semen de circulaţie. Planificarea de transport este un domeniu implicat în evaluarea, proiectarea şi amplasarea instalaţiilor de transport (în general pe străzi, autostrăzi, trotuare, piste pentru biciclete şi pe linii de transport public), şi reprezintă procesul de planificare organizaţional şi de negociere politică. De la planificatorii de trafic este tot mai mult de aşteptat să adopte o abordare multi-disciplinară, în special acordând o importanţă deosebită protecţiei mediului. Rolul planificatorului de trafic este acela de a depăşi analiza tehnică in scopul promovării durabilităţii prin politici integrate de transport. Cuvinte cheie: trafic urban, politici de trafic, inginerie de traf ic Abstract

The aggregation of things (pedestrians or vehicles) coming and going in a particular locality during a specified period of time is called traffic. Traffic is organized with many jurisdiction, with parked lanes, intersection, junctions, interchanges, traffic signals and signs. Transportation planning is a field involved with the valuation, assessment, design and siting of transportation facilities (generally streets, highways, footpaths, bike lanes and public transport lines) and representing planning organizational process, and political bargaining. Planners are increasingly expected to adopt a multi-disciplinary approach, especially due to the rising importance of environmentalism. The role of the transport planner is shifting from technical analysis to promoting sustainability through integrated transport policies. Keywords: urban traffic, planning transportation



165

1. INTRODUCERE

Ingineria de trafic a fost recunoscută pentru prima dată ca disciplină de

studiu în 1920 cu ocazia primei conferinţe a Inginerilor de Trafic din Statele Unite ale Americii. Cercetări de trafic rutier, studiul acestei discipline şi organizarea de servicii de trafic în administraţia drumurilor au căpătat o largă răspândire în Europa după cel de al doilea război mondial. Ingineria de trafic este disciplina inginerească care se ocupă cu planificarea, determinarea elementelor geometrice ale străzilor şi drumurilor şi cu desfăşurarea traficului în condiţii de siguranţă, confort şi economicitate în transportul persoanelor şi bunurilor. Prin trafic se înţelege totalitatea mijloacelor de transport, împreună cu încărcătura lor, considerate fie ca unitate fie în totalitatea lor, când utilizează orice drum pentru a efectua un transport sau o călătorie, inclusiv pietonii. [1]

Inginerie de trafic sau în termeni mai moderni, de control şi de gestionare a traficului, se referă la furnizarea de mobilitate eficientă a persoanelor şi a bunurilor păstrând în acelaşi timp siguranţa şi minimizând toate efectele nocive asupra mediului. O privire mai largă asupra ingineriei de trafic ar putea include o varietate de ramuri ale ingineriei: proiectare, construcţie, operaţiuni de întreţinere şi de optimizare a sistemelor de transport. Cu toate acestea, ingineria de trafic se concentrează mai mult pe operaţiunile de cuantificare, statistică şi politici de trafic decât pe activităţile de construcţie şi de întreţinere. [2] 2. MĂSURĂTORI DE TRAFIC 2.1. Caracteristicile fluxurilor de trafic

Traficul rutier în permanentă creştere, continuă să fie o importantă problemă economică şi socială. Există multe considerente pentru care traficul de călători şi mărfuri, prezintă un interes crescând, traficul rutier urban continuând să reprezinte una dint formele dominante ale transportului urban. Totalitatea vehiculelor care circulă în unitatea de timp printr-o secţiune de drum în aceeaşi direcţie se numeşte flux de trafic.

Cele mai importante caracteristici ale traficului sunt: - intensitatea traficului (debitul) - viteza medie de circulaţie - densitatea traficului (numărul de vehicule existente la un moment dat pe

unitatea de lungime de drum)



166

Traficul urban este caracterizat de faptul că volumele de trafic şi direcţiile de parcurs sunt fenomene regulate. Variabilele care afectează traficul pot fi puse în evidenţă prin modele cu ajutorul cărora poate fi estimat traficul în orice moment. [3]

Cele trei variabile de bază (debit, viteză, densitate) pot fi folosite pentru a descrie traficul pe orice tip de traseu (drum, stradă). Volumul sau fluxul de trafic reprezintă un parametru comun atât pentru parcurgerea continuă, neîntreruptă, cât şi pentru parcurgerea întreruptă, în timp ce parametrii ca viteza sau densitatea se aplică în primul rând la analiza traficului neîntrerupt. Unii parametri care sunt legaţi de viteza de curgere, cum ar fi spaţierea şi progresia, de asemenea, sunt folosite pentru ambele tipuri de fluxuri; alţi parametrii, cum ar fi fluxul de saturaţie sau spaţierea (distanţa dintre maşini), sunt specifice pentru fluxul întrerupt. [4]

2.1.1. Flux interupt [4]

Fluxul întrerupt este mai complex decât fluxul neîntrerupt, datorită implicării elementului ”timp” in plus faţă de elementul ”spaţiu”. Fluxul de obicei este determinat de două puncte fixe de operare, cum ar fi semnale de trafic şi de semne de stop. Aceste controale au efecte diferite asupra fluxului de ansamblu. Fluxul de trafic întrerupt este definit prin următoarele variabile:

- volumul şi rata de debit - fluxul de saturaţie şi viteza de plecare - variabilele de control sau de oprire (semnal de control) - decalaje în fluxurile de trafic - întârzierea Sursa cea mai semnificativă a întreruperilor de trafic de pe un traseu este

semnalul de trafic (de ex. Semn de circulatie STOP, avertizare sonora, luminoasa, etc) – fig. 1

Figura 1. Întreruperea traficului pe un drum cu o bandă de circulaţie înaintea unei intersecţii nesemnalizate – semnul „STOP”.



167

STOP sau INTERSECTII SEMNALIZATE Şoferul care se află pe o stradă secundară sau care virează de pe o stradă

secundară la stânga pe o stradă principală într-o intersecţie dirijată, se confruntă cu o problemă specifică: aşteptarea unui gol în fluxul de trafic prioritar, în vederea realizarii mişcarii dorite. Timpul de aşteptare pentru realizarea virajului depinde de distribuţia lacunelor existente în fluxul de trafic de pe strada principală, de volumul de maşini de pe această stradă, de distribuţia de direcţie, de numărul de benzi de pe strada principală, precum şi gradul şi tipul fluxului de trafic. VITEZA

Viteza de deplasare este utilă în determinarea timpului de călătorie şi este influenţată de cauzele acţiunii de decelerare, de mişcarea în cozile din trafic, de viteza de traversare a maşinilor printr-o intersecţie. INTÂRZIEREA

Întârzierea este o măsură de performanţă critică pentru fluxul întrerupt. Există mai multe tipuri de întârziere, care se analizează pornind de la o întârziere etalon, denumită „întârziere de control” folosită pentru evaluarea traficului atât în intersecţii semnalizate, cât şi în cele nesemnalizate. Deşi definiţia de întârziere de control este aceeaşi pentru intersecţii semnalizate şi nesemnalizate, modalitatea de aplicare a acesteia, inclusiv valorile de prag ale ei, diferă. FLUXUL CURS SATURAŢIE şi timpul pierdut

Debitul de saturaţie reprezintă numărul de vehicule de pe banda de circulaţie care pot trece printr-o intersecţie semnalizată în cazul în care semnalul verde a fost disponibil pentru o oră întreagă, fluxul de vehicule nu a fost niciodată oprit şi nu au existat distanţe mari între maşini. Prin definiţie, acesta este calculat prin ecuaţia:

3600s

h= (1)

unde s = Debitul de saturaţie (veh / h), h = progres saturaţie (e).

COZILE Atunci când numarul de maşini sosite într-o intersecţie depăşeşte

capacitatea de eliberare a unei intersecţii semnalizate, în lipsa unui timp al culorii verzi a semaforului ineficient, se formează coadă de maşini. Datorită sosirii vehiculelor în timpul fazelor de roşu a semaforului, unele vehicule nu au timpul necesar să elibereze intersecţia în timpul dat de faza verde. O coadă, de asemenea, se formează atunci când avem un număr mare de maşini care aşteaptă la accesul într-o zonă de servicii, de exemplu plata taxelor de trecere sau de parcare la parcare multietajată. Noţiunea de „coadă” se referă la numărul



168

de vehicule din coloana de aşteptare într-o intersecţie semnalizată şi la numarul de vehicule care nu pot să părăsească intersecţia în timpul dat de faza verde (de exemplu depăşirea). Pentru a putea defini un model matematic pentru aceste tipuri de cozi, este necesar sa precizăm următoarele caracteristici de sistem şi parametrii:

- rata medie de sosire şi distribuţia statistică de timp între sosiri; - stabilirea numărului de clienţi care pot fi serviţi simultan sau numărul

de canalele disponibile (număr de benzi de distribuire a traficului) - disciplina şoferilor la coadă, cum ar fi mijloacele de a selecta care

client urmează, evitând astfel blocarea traficului din cauza celor care se bagăî faţă

*( )

* S

T v cQL

N d

−= (2)

Unde: - QL – lungimea cozii (km./m.) - T – durata perioadei de analiză (ore) - v – cererea, necesitatea (vehicule/ora) - c – capacitate (vehicule/ora) - N – numarul de benzi - ds – densitatea de stocare (vehicul / m.-km. / linie)

2.1.2. Flux continuu (trafic neintrerupt) [4]

Volumul şi debitul sunt două măsuri care cuantifică volumul de trafic de pe o bandă într-un interval de timp dat. Aceşti termeni sunt definiţi după cum urmează: Volum = numărul total de vehicule care trec peste un anumit punct sau o secţiune a unei benzi de carosabil pe parcursul unui interval de timp dat; volumul poate fi exprimat în ani, zile, în fiecare oră sau subunităţi ale acestora. Rata fluxului (rata echivalentă oră) = numărul de vehicule care trece peste un anumit punct sau o secţiune a unei benzi carosabile pe parcursul unui interval de timp de mai puţin de 1 h, de obicei 15 min.

Volumul şi debitul sunt variabile care cuantifică cererea, care reprezintă numărul de autovehicule sau numărul de pasageri (uzual este exprimat ca numărul de vehicule) care doresc să folosească un sector de drum dat, într-o anumită perioadă de timp. Congestionarea traficului poate influenţa cererea, în



169

acest caz volumele măsurate reflectă mai degrabă punctele de conflict (punctele în care apare congestionarea traficului) decât cererea reală. VITEZA

Deşi volumele de trafic oferă o metodă de cuantificare a valorilor de capacitate, viteza (sau timpul în care se realizează o călătorie) este o măsură importantă a calităţii serviciilor de trafic. Aceasta este o măsură importantă a eficacităţii în stabilirea condiţiilor de trafic (număr benzi de circulaţie) diferite în funcţie de necesităţi: în mediul rural, pe autostrăzi, pe străzi urbane, pe segmente de drumuri şi altele. Ca măsură suplimentară de eficacitate, criteriile de viteză trebuie să ţină seama de aşteptările conducătorului auto în funcţie de drumul pe care-l parcurge. De exemplu, un conducător auto se aşteaptă să poată circula cu o viteză mai mare pe o autostradă decât pe o stradă urbană. DENSITATEA

Densitatea se refera la numărul de vehicule (sau a pietonilor) care ocupă o anumită lungime de bandă sau de carosabil, la un moment dat. Pentru calcule se foloseşte densitatea medie, exprimată ca vehicule pe kilometru (veh/km). Măsurarea directă a densităţii este dificilă, pentru că necesită alegerea unui punct optim pentru fotografierea, filmarea pe o anumită lungime (segment, distanţă reprezentativă) de drum. Densitatea poate fi calculată însă cu viteza medie de călătorie şi cu debitul, care sunt măsurate mai uşor. Ecuaţia de mai jos este utilizată pentru calcularea traficului neintrerupt:

vD

S= (3)

unde: v = rata fluxului (veh/h) S = viteza medie de deplasare (km/h) D = densitatea (veh/km)

HEADWAY (densitate) şi SPACING (distanţa dintre maşini) „Headway” este timpul dintre vehicule succesive, care se deplasează pe

un segment de drum, măsurat în acelaşi punct pentru fiecare vehicul. Poate fi uşor de măsurat cu un cronometru oprit în momentul în care fiecare vehicul traversează punctul stabilit.

Spaţierea este distanţa dintre vehicule succesive într-un flux de trafic, măsurată de la acelaşi punct de pe fiecare vehicul (de exemplu, bara de protecţie faţă, puntea spate, etc). Ea poate fi determinată direct prin măsurarea distanţei dintre punctele comune ale vehiculelor succesive, la un anumit moment.



170

2.2. Regimuri de trafic [3]

Traficul rutier se află în permanenţă într-o stare ce poate fi caracterizată prin rata fluxului de trafic, densitate şi viteză medie. Un anumit flux de trafic se poate gasi într-o anumită stare caracterizată de un set unic de proprietăţi:

- trafic liber - trafic la capacitate - trafic saturat

Regimul trafic liber În condiţiile în care traficul este redus, vehiculele pot călători cu viteza

dorită, o viteză maximă ce este notată: vtl, adică viteza de trafic liber. În acest caz, conducătorii auto nu sunt „deranjaţi” de celelalte vehicule şi încearcă să călătorească la viteza cea mai convenabilă, iar dacă în faţa lor se află vehicule ce merg mai încet, le pot depăşi fără probleme. În ciuda acestei posibilităţi de a călători cu viteza dorită, conducătorii auto trebuie să ţină cont totuşi, de viteza maximă admisă pe sectorul de drum respectiv (vmax). Călătoria în regim trafic liber este posibilă în esenţă, doar în cazul unui trafic în care nu apar întârzieri din cauza vehiculelor din jur, datorită capacităţii de a executa manevre de depăşire. Acest regim este caracterizat de densităţi de trafic reduse, adică de distanţe spaţiale mari între vehicule. În consecinţă, într-un regim trafic liber micile perturbaţii locale ce pot să apară pot fi considerate ca având efecte nesemnificative, iar fluxul de trafic este considerat stabil. Regimul trafic la capacitate

Pe măsură ce densitatea traficului creşte, distanţa între vehicule scade. La un moment dat, fluxul de trafic va ajunge la o valoare maximă, numită capacitate a drumului şi notată cu qc. Atunci când rata fluxului de trafic atinge această valoare, distanţa temporală medie între vehicule este minimă, aceasta semnificând formarea de grupuri de vehicule foarte apropiate între ele, care se deplasează cu o viteză de trafic la capacitate vc, mai mică decât viteza de trafic liber. De asemenea, valorilor de trafic la capacitate ale fluxului şi vitezei le corespunde o valoare de trafic la capacitate a densităţii, notată cu kc. Trebuie specificat că astfel de plutoane de maşini care se deplasează cu viteză mare sunt foarte instabile, deoarece frânarea unuia dintre vehicule poate avea un efect în cascadă, producând frânări excesive ale maşinilor aflate în spate. În consecinţă, în acest moment se poate spune că traficul devine instabil. Regimul trafic saturat

În momentul în care densitatea traficului creşte peste valoarea corespunzătoare traficului la capacitate, se intră în regimul de trafic saturat, în care rata fluxului şi viteza scade spre zero. Încep să se formeze coloane mari de



171

maşini, iar valoarea densităţii creşte tot mai mult. Starea traficului în aceste condiţii este denumită trafic congestionat sau saturat. În condiţiile extreme în care traficul devine nemişcat, distanţa spaţială între vehicule devine minimă şi maşinile stau „bară la bară”, traficul se numeşte blocat. Valoarea corespunzătoare a densităţii de trafic în această situaţie se numeşte densitate de blocare (kb) şi reprezintă valoarea maximă posibilă a acestui parametru de trafic.

2.3. Modalităţi de măsurare a traficului [1]

În intersecţii şi în cale curentă:

Măsurătorile de volum la intersecţii de drumuri sau străzi se înregistrează cu ajutorul unui mic înregistrator manual prevăzut cu un sistem de adiţionare la fiecare apăsare de clapetă. Se înregistrează volumul în perioadele de 5,10,15,30 sau 60 de minute, în funcţie de scopul urmărit şi uniformitatea traficului. La intersecţiile cu până la 200 vehicule/oră pot fi folosiţi numai doi observatori care sunt postaţi în colţurile opuse ale uneia din diagonalele intersecţiei, fiecare observator înregistrând volumul de pe două artere. În cazul unui trafic sporit se fixează câte un observator pentru fiecare arteră sau chiar câte un observator pentu fiecare sens de mişcare, în intersecţiile deosebit de solicitate. Pe drumurile şi străzile cu mai multe benzi pe sens se recomanda alternarea benzilor . Observaţiile şi înregistrările sunt folosite pentru determinarea vitezelor şi intensităţiilor pe sensuri de mers.

[ ]

SCS

SSCS TT

dDNQ

+−+

=)(60

(veh/h si sens) (4)

SQ = intensitatea traficului într-o oră şi sens SCN = numărul de vehicule înregistrate de observator în timpul

curselor în care merge în sens contrar fluxului a carui intensitate se caută

SdD )( − = numărul de vehicule ce depăşesc pe observator (D) scăzut din numarul de vehicule depăşite de observator (d) în timpul curselor în care merge în acelaşi sens cu fluxul a cărui intensitate se caută

SCS TT + = timpul total în minute al curselor în sensul (TS) şi în sens contrar (TSC) fluxului a cărui intensitate se caută Viteza media a celor două sensuri va fi:

SS T

nLv = (m/min) (5)


172

SCSC T

nLv = (m/min)

unde:

n = numărul de curse efectuate pe sensL = lungimea traseului studiat (m)

Cu ajutorul datelor rezultate din mvariaţiile de intensitate orare, zilnice din lungul unui sector de drum sau strad

Figura 2. Reprezentarea grafi

Măsurătorile în cordon

Sunt măsurători de intensitate efectuate pe toate drumurile cezonă (judeţ, oraş, cartier, etc.arată mărimea traficului ce intrmăsurători este în mod curatunci când conducătorii vehiculelor sunt opriîntrebaţi despre scopul unde se duc, etc. Deoarece nu este posibil vehiculele ce traverseazămăsurătorile în cordon sunt folosite pentru a stabili pinterogare din cursul zilei urmObişnuit, în acestă zi premergmanual timp de 24 h pe categorii de vehicule, sens măsurătoare serveşte comparvolumele din ziua fără anchet(cartiere, centrul oraşuluitraficului pe termene lungi (5de vehicule şi sens la intervale dla 6 p.m. Se obişnuieşoarecare aproximaţie număcomun şi totalul persoanelor din turisme,



(m/min)

rul de curse efectuate pe sens L = lungimea traseului studiat (m)

atelor rezultate din măsurători se reprezintde intensitate orare, zilnice şi lunare (variaţia de timp), cât l unui sector de drum sau stradă (variaţia în spaţiu a traficului)

Reprezentarea grafică a măsurătorilor efectuate

tori de intensitate efectuate pe toate drumurile ce

ş, cartier, etc.) delimitate printr-un cordon; contoarele monrimea traficului ce intră şi iese din zona interesată. Acest mod de

n mod curent folosit în studiile origine - ătorii vehiculelor sunt opriţi la marginea drumului

i despre scopul călătoriei, ruta pe care o folosesc, de uDeoarece nu este posibil şi nici necesar ca toate

traversează cordonul să fie opriţi pentru chestionare,n cordon sunt folosite pentru a stabili p

rogare din cursul zilei următoare şi mărimea echipelor de anchetpremergătoare anchetei O - D, măsuratoarea se efectueaz

h pe categorii de vehicule, sens şi oră. Totodatcomparării corelării volumelor din ziua a

ă ă anchetă. Măsurările în cordon pentru suprafeului, etc.) se efectuează pentru stabilirea tendi

ui pe termene lungi (5-10 ani), iar înregistrările se faci sens la intervale de 10-15 minte în fiecare oră

şnuieşte ca, pe lângă vehicule să se înumărul pasagerilor din mijloacele de transport în

i totalul persoanelor din turisme, precum şi pietonii. Î

(6)

tori se reprezintă grafic atât ia de timp), cât şi variaţiile

iu a traficului)

ătorilor efectuate [1]

tori de intensitate efectuate pe toate drumurile ce intră într-o un cordon; contoarele montate

. Acest mod de destinaţie (O-D)

i la marginea drumului şi folosesc, de unde vin şi

i nici necesar ca toate i pentru chestionare, atunci

n cordon sunt folosite pentru a stabili perioadele de rimea echipelor de anchetă.

ăsuratoarea se efectuează ş ă. Totodată, această

rii volumelor din ziua anchetei cu n cordon pentru suprafeţe mici pentru stabilirea tendiţelor

rile se fac pe categorii 15 minte în fiecare oră, de la 6 a.m.

ă se înregistreze cu o in mijloacele de transport în

şi pietonii. În felul



173

acesta se poate preciza şi totalul persoanelor ce intră şi ies din zona interesată, pe categorii de vehicule. Astfel de date servesc statistic şi istoric, pentru determinarea gradului de mobilitate al populatiei şi a ponderii modurilor de transport folosite, pentru precizarea intensităţiilor în orele de vârf şi a gradului de încărcare al arterelor cele mai solicitate, a locului si numărului accidentelor de circulaţie, a fluxurilor neechilibrate, etc.

Cu ajutorul unor astfel de date se elaborează planul de circulaţie în zonele analizate: devierile de rută ale vehiculelor grele pntru echilibrarea încărcării arterelor, folosirea sensului unic şi a benzilor reversibile, interdicţii de parcare şi staţionare pentru unele categorii de vehicule şi între anumite ore, necesităţiile de iluminare, de semnalizare şi semaforizare, etc.

2.4. ELEMENTELE TRANSPORTULUI URBAN

Traficul urban se desfăşoară în mediul locuit şi este parte componentă a

vieţii comunităţii, satisfăcând necesităţiile zilnice de transport ale acesteia (transport de persoane, transport de mărfuri). Deşi se desfăşoară pe distanţe relativ reduse de 5 - 15 km, traficul urban reprezintă o componentă esenţiala a vieţii noastre, producând deopotrivă avantaje şi probleme majore. Prin modurile diverse de transport poate produce noxe şi poluare sonoră, întârzieri în deplasări, dar favorizează şi deplasări rapide în zonele învecinate. Poate avea efecte sociale complexe, generând locuri de muncă şi deservind aproape toate domeniile de activitate ale societăţii. Costurile transportului, mai ales cel în comun, este subvenţionat de stat. Transportul urban este supus unei presiuni permanente pentru modernizare din partea societăţii, iar planificarea transporturilor urbane face parte din planurile si strategiile de urbanism ale comunităţii. Moduri de transport în mediul urban:

Transport de persoane: - autoturism - transport în comun (tramvai, autobuz, troleibuz, microbuz) - transport metropolitan - tren suburban (metrou rapid) - biciclete - motociclete - pietoni Transport de mărfuri: - autocamion diverse modele - trailer



174

În funcţie de structura funcţională a aglomerările urbane, avem nevoie de următoarele componente ale traficului urban: Zone comerciale:

- spaţii pentru circulaţia bicicliştilor - spaţii de parcare - zone pietonale pentru promenadă - reducerea vitezei de circulaţie auto - calmarea traficului - acces pentru aprovizionare

Zone de birouri: - spaţii de parcare, de regulă supraetajate sau subterane - servicii comerciale pentru personal - acces pentru transport în comun de suprafaţă şi subteran

Zone de agrement: - spaţiu parcare pentru biciclişti - spaţii de parcare - zone pietonale de promenadă - acces transport în comun - limitarea accesului auto

Zone istorice: - spaţii de parcare - zone pietonale - conservarea reţelei de circulaţie istorică - acces limitat pentru transport auto (privat sau în comun) - măsuri de siguranţa circulaţiei sporite pentru numărul mare de turişti

(pietoni) Zone rezidenţiale:

- spaţii de parcare - reţea rutieră diversificată (toate categoriile de străzi şi alei) - transport în comun (eventual cu cale de circulaţie proprie)

Zone industriale: - spaţii de parcare - reţea rutieră pentru trafic greu - accese la reţeaua de autostrăzi sau drumuri expres - transport în comun - autostrăzi sau drumuri de centură



175

3. CONCLUZII

Traficul urban reprezintă un sistem extrem de dinamic, unde fiecare componentă are impact asupra celorlalte, implicând şi efecte retroactive. Congestionarea traficului reprezintă un exemplu clasic pentru acest subiect, însă nu singurul. Presiunile publice rezultate dintr-un transport public congestionat, se reflectă deseori în creşterea capacităţii, cum ar fi drumuri noi sau lărgite. Această nouă capacitate se concretizează deseori într-o mobilitate sporită, dar având impact asupra spaţiului urban, deoarece oamenii consumă spaţiul, proportional cu durata de timp (aferentă calătoriilor).

Studiile de călătorie şi monitorizarea de trafic de cele mai multe ori subestimează călătoriile scurte, călatoriile în afara serviciului, călătoriile cu copiii, călătoriile de recreere şi legăturile nemotorizate din călătoriile motorizate. Călătoriile care sunt clasificate ca ”auto” sau călătorii de „transport în comun” sunt de cele mai multe ori „mers pe jos- auto- mers pe jos” sau „mers pe jos-autobuz-mers pe jos” dar componenta mers pe jos nu se pune la socoteală. Similar modelele de trafic pot prezice cu precizie impactul pe care îmbunătăţirea unui drum îl poate avea asupra călătoriei vehiculelor, dar în general nu sunt în măsură să prezică impactul asupra mobilităţii pietonilor sau tiparelor de utilizare a terenului. De aceea modelele pentru evaluarea traficului tind să fie mai precise, dar cu mai puţină acurateţe. Evaluarea mobilităţii şi acceselor poate necesita sacrificarea preciziei urmărind îmbunătăţirea acurateţei per total.

Cunoaşterea caracteristicilor traficului urban, permanenta cuantificare a numărului de maşini, tipurilor şi volumul deplasărilor sunt esenţiale în stabilirea direcţiilor de acţiune în stabilirea unei strategii de trafic.

BIBLIOGRAFIE [1]. S. DOROBANŢU: “Ingineria de trafic”, partea I, Institutul de Construcţii Bucureşti,

1976

[2]. MC GROW-HILL: “Handbook of transportation engineering”, Myer Kutz 2004

[3]. V.ANTON: “Planificarea Transporturilor si Inginerie de Trafic”, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri – Universitatea Tehnică e Construcţii Bucureşti – note de curs, 2012

[4]. TRB: “Highway capacity manua 2000”, National Academiess – Washington DC, 2000



176

MEDIUL CONSTRUIT ŞI SIGURANŢA TRAFICULUI

Tărî ţă Cîmpeanu (căsătorit ă Pîrlea) Elena Otilia, Doctorand inginer-urbanist, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri şi Poduri, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti e-mail: [email protected] Rezumat

Mediul construit include clădiri, străzi, parcuri şi orice alte construcţii sau obiecte făcute de mâna omului, iar acest mediu, denumit antropic, influenţează alegerile unei persoane privind oportunităţile de deplasare şi siguranţa pe care o simte aceasta în a se angaja în deplasarea dintr-un punct în altul. Extinderea urbană a fost foarte criticată pentru contribuţia sa la dependenţa auto şi consecinţele directe care decurg din gradul de motorizare: congestionarea traficului, poluarea aerului, schimbările climatice, dependenţa de petrol şi altele. O logică conceptuală este că dezvoltarea localităţilot creşte foarte mult durata de deplasare şi conduce la modalităţi riscante de deplasare. Empiric, un număr mare de studii au explorat relaţia dintre mediul construit şi comportamentul de călătorie în ultimele două decenii. Este evident că locuitorii din cartierele tradiţionale (caracterizate ca având densitate ridicată, accesibilitate mare, utilizare mixtă, etc) aleg să meargă mai mult pe jos decât locuitorii din cartierele suburbane. Lucrarea arată că unele caracteristici ale mediului construit, cum ar fi trotuarele, iluminatul stradal, traficul sau designul străzilor şi a mediului construit, influenţează comportamentul de călătorie şi joacă un rol important în siguranţa traficului. Cuvinte cheie: mediul construit, trafic urban, siguranţa traficului Abstract

The built environment - which includes buildings, streets, parks, and other man-made physical surroundings - affects a person’s choices regarding opportunities for displacement and the safety of engaging in physical activity.

Urban sprawl has been widely criticized for its contribution to auto dependence and its consequences - traffic congestion, air pollution, climate change and oil reliance. A logical concept is that sprawl development greatly increases time displacement, making alternative modes uncompetitive to the driving one. Empirically, many studies have explored the relationship between the built environment and the travelling behavior during the latest two decades. Obviously, residents of traditional neighborhoods (characterized by high density, high accessibility, mixed use etc.) use to less drive, waste more time to transit and walk more than do the inhabitants of suburban neighborhoods.

The paper presents that features of the built environment such as sidewalks, street lights, traffic or the road design and demonstrates that the built environment can play a role in traffic safety and travelling behavior.

Keywords: built environment, urban traffic, traffic safety



177

1. INTRODUCERE

Gradul ridicat de motorizare, densitatea mare de populaţie, cererea tot mai

mare pentru călătoriile efectuate cu automobilele ridică din ce în ce mai multe probleme, atât din punct de vedere al mediului, cât şi din punct de vedere al siguranţei traficului. Se pune întrebarea dacă un anumit tip de cartier are vreo influenţă asupra comportamentului de călătorie al locatarului sau dacă o persoană îşi alege domiciliul în funcţie de preferinţele sale pentru deplasare. Lucrarea îşi propune în primul rând să găsească legătura între mediul construit şi comportamentul de călătorie şi în al doilea rând de a testa ipoteza generală că mediul construit are un efect de cauzalitate asupra comportamentului de călătorie şi implicit asupra siguranţei traficului. [1] Mai mult decât atât, în încercarea de a găsi relaţii directe dintre mediul construit şi siguranţa traficului, mi-am propus de a da câteva exemple din studii deja efectuate, nu înainte de a prezenta un mic istoric al ingineriei de trafic. 2. ÎMBUNĂTĂŢIREA SIGURANŢEI TRAFICULUI PRIN PROIECTARE URBANĂ 2.1. Istoric

Eugene Henard, precursorul ingineriei de trafic moderne, se poate spune că a avut o mai mare influenţă asupra oraşelor moderne decât mulţi dintre marii arhitecţi şi urbanişti. La sfârşitul secolul al XIX-lea la Paris, el a trasat câteva schiţe remarcabile, undele dintre ele fiind şi la ora actuala baza studiilor de trafic. [2] (figura 1)

Figura 1. Propunerea lui Eugene Henard pentru un sens giratoriu, Paris, 1895



178

Puţine idei de-ale lui Henard au fost puse în aplicare în timpul vieţii sale, dar activitatea sa a pus bazele formării unei noi generaţii de ingineri de trafic. În Statele Unite ale Americii, William Phelps Eno a adaptat multe dintre principiile lui grupându-le într-un set de orientări şi idei de trafic, ulterior codificate de Arthur Tuttle şi Edward Holmes în 1932.

La planificarea unei noi aşezări în Radburn, New Jersey, a fost introdus conceptul de segregare între traficul pietonal şi cel auto. Sir Colin Buchanan, într-un raport din 1963 intitulat “Traffic in Towns” a preluat şi a aplicat principiul acestei segregări, subliniind faptul că aceste creşteri proiectate ale traficului reprezintă o ameninţare gravă la calitatea şi eficienţa oraşelor. El a concluzionat că traficul vehiculelor şi activitatea pietonilor sunt fundamental incompatibile, iar inginerii de trafic trebuie să separe drumurile proiectate pentru circulaţia de vehicule de spaţiile în care au loc activităţi pentru pietoni, spaţii de joacă pentru copii şi evenimente publice [3] (figura 2).

Figura 2. Ilustraţii de Colin Buchanan reprezentând segregarea traficului 1963

Întrucât este rareori posibil să se realizeze o segregare completă, ingineria

convenţională de trafic încearcă să reducă la minimum potenţialul "conflict" dintre maşini şi oameni. Campaniile pentru siguranţa copiilor de pildă, le cer părinţilor să descurajeze copiii să se joace în apropierea drumurilor. Barierele pietonale, definite ca puncte de trecere, pasaje, poduri, pasarele, au devenit comune în vocabularul specific mediului urban. 2.2. Segeregare versus integrare [4]

Profesorul Jan Gehl a identificat patru modele distincte pentru definirea relaţiei dintre oameni şi maşini în zonele urbane (figura 3).



179

Figura 3. Relaţiile dintre oameni şi maşini în mediul urban, cu exemple,

Jan Gehl, 1987

Figura 4. Cele patru oraşe nominalízate de Jan Gehl în schema sa

În Los Angeles traficul este integrat, favorizând circulaţia de viteză.

Străzile sunt inutilizabile pentru orice altceva în afară de traficul auto. În Radburn traficul este segregat. Foarte costisitor, acesta se bazează pe multe drumuri paralele şi căi subterane. În Delft traficul este integrat, favorizând circulaţia lentă. Introdus în 1969, sistemul este simplu, direct şi sigur, menţinând importanţa stăzii ca spaţiu public. Veneţia este în intregime un oraş pietonal. Tranziţia de la circulaţia de viteză la cea lentă se face la periferie.

2.3. Zonele de trafic şi zonele publice

Ingineria convenţională de trafic are definite tipurile de drumuri, în

funcţie de destinaţie, funcţiuni, viteze de deplasare, volume de trafic, de la autostrăzi şi drumuri expres, până la drumuri locale, de servitute sau de



180

exploatare. Hans Monderman a încercat o definiţie simplă a celor două lumi incompatibile: "zona de trafic", zonă cu destinaţie exclusiv auto şi "zona socială", pe care o putem denumi "domeniul public" (figura 5).

Figura 5. Există diferenţe frapante între cele două medii enunţate de

Monderman

Contrastele între aceste două lumi sunt izbitoare, zona de trafic (în exemplul de aici o autostradă) serveşte unui singur scop, care este foarte bine reglementat de stat prin norme, regulamente, legislaţie şi este, teoretic previzibil, impersonal şi uniform. Zona socială însă, asociată domeniului public, se situează exact la polul opus. Oraşele pot găzdui o multitudine de funcţii. Ele sunt extrem de diverse şi sunt guvernate de o reţea complexă, în continuă evoluţie, raportată la convenţiile sociale şi culturale. Oraşele sunt imprevizibile, oferă surprize, hazard şi ambiguitate.

2.4. Viteza şi contactul vizual

În contextul social şi fizic, comportamentul în trafic este direct dependent

de viteză. De aceea, în unele ţări europene sunt adoptate unele principii de integrare a traficului în oraşe, punându-se un accent deosebit pe limitarea vitezei la 30 km/h ca viteză maximă de proiectare pentru toate zonele construite, având în vedere influenţa majoră a acesteia în lizibilitatea traficului. Din punct de vedere biologic, omul îşi pierde capacitatea vizuală direct proporţional cu viteza de deplasare. Cercetările legate de comportamentul conducătorului auto sugerează faptul că acestuia începe să-i scadă rapid contactul vizual între obiecte, maşină, între şoferi şi pietoni, dincolo de pragul de 32 kilometri pe oră. Adaptarea vitezei la capacitatea vizuală umană, completată de norme sociale şi



181

mesaje subtile despre statut, ierarhie şi priorităţi sunt esenţiale pentru funcţionarea eficientă a spaţiului public, in condiţii de siguranţă . Astfel, se pare că viteza de deplasare poate fi un factor de calitate în mediul urban în contextul mai larg şi are un rol esenţial în siguranţă traficului şi reducerea numărului de accidente .

Figura 6. Unghiul de percepţie vizuală, în funcţie de viteză

2.5. Costuri

Majoritatea problemelor de siguranţă a traficului în zonele urbane provine

din faptul că există mulţi utilizatori ai drumurilor, precum şi un număr mare de intersecţii şi treceri de pietoni, într-o zonă spaţială relativ mică. Cercetarea sugerează că majoritatea accidentelor apar în intersecţii, cel mai frecvent în cele care nu sunt amenajate corespunzător sau sunt organizate doar prin semne de circulaţie.

Statisticile indică faptul că numărul mai mare de drumuri adiacente creşte riscul de accident. Montarea unor semnalizări luminoase au fost eficiente în reducerea riscului de accident pentru conducătorii auto, cel mai probabil din cauza reducerii complexităţii situaţiei. Simplificarea activitaţii de conducere, prin reducerea complexităţii mediului înconjurător prin proiectarea adecvată a traficului este costisitoare, dar de obicei, conduce la o îmbunătăţire a siguranţei.

Amenajarea cea mai de succes a unui spaţiu se bazează pe simplitate. Îndepărtarea componentelor convenţionale de tip semnale, bariere, bolarzi, umflături şi semne, generează avantaje pentru mobilitatea traficului, siguranţă, accesibilitate şi calitate a mediului (figura 7).



182

Figura 7. Adoptarea unui stil complex de semnalizare este costisitor şi obositor

Semnele de circulaţie, sistemele de avertizare luminoase, parapete, etc. nu

sunt ieftine. Prin contrast, există o mulţime de exemple, unde un design simplu a realizat un echilibru satisfăcător între oameni, locuri şi trafic cu soluţii low-cost.

3. CONCLUZII

Modul de proiectare urbanistica şi de planificare a traficului influenţează comportamentul specific al utilizatorilor în zonele carosabile, iar modul în care aceste comportamente influenţează siguranţa traficului trebuie să reprezinte punctul de plecare în aceste planificări. Modificările în mediul construit pot influenţa major viteza vehiculului şi conflictele apărute în trafic care, la rândul lor, au un efect semnificativ asupra accidentelor.

Ingineria de trafic si proiectarea urbana pot lucra împreună într-o nouă

paradigmă în scopul de a reduce semnificativ numărul de accidente şi de a asigura o calitate superioară a traficului, indiferent de modalitatea de deplasare (auto sau pietonală).



183

BIBLIOGRAFIE [1]. HANDY S., CAO X., MOKHTARIAN P.: “Correlation or causality between the built

environment and travel behavior? Evidence from Northern California”, Elsevier LTD., Transportation Research Part D 10 (2005) 427–444, 2005.

[2]. WOLF P. M.: “Eugene Henard and the Beginning of Urbanism in Paris, 1900 -

1914”, International Federation for Housing and Planning,The Hague, 1969

[3]. BUCHANAN C: “Traffic in Towns”, The Stationary Office, London, 1963. [4]. GEHL J.: “Viaţa între clădiri – Utilizările spaţiului public”, Igloo Media, Bucureşti,

2011.

[5]. HAMILTON-BAILLIE B, JONES P.: “Improving traffic behaviour and safety through urban design”, [email protected], Civil Engineering 158 Pages 39–47 Paper 14014, may 2005.

Proceeings of ICE



184

DISTANŢA DE VIZIBILITATE ÎN INTERSEC ŢII

David Suciu, Vicepreşedinte Trafic şi Amenajare Circulaţie, Search Corporation, [email protected] Alina Burlacu , drd.ing. UTCB şi şef de colectiv Proiectare Amenajări Circulaţie, Search Corporation, [email protected] Rezumat În această lucrare sunt prezentate diferite metodologii de calcul a distanţei de vizibilitate disponibilă conducătorilor auto în intersecţiile cu drumuri secundare, dirijate prin indicatoare rutiere de tipul “stop”, în funcţie de mărimea unghiului din geometria intersecţiei. Aceste metodologii iau în considerare faptul că distanţa de vizibilitate este variabilă în funcţie de poziţia în vehicul a conducătorului auto, cât şi de direcţia de privire a acestuia, care depinde de caracteristicile specifice ale vehiculului. Prin cercetare documentară şi observaţii in situ, s-au identificat anumiţi factori care afectează distanţa de vizibilitate a conducătorilor auto, şi anume geometria intersecţiei, dimensiunile vehiculului şi direcţia de privire a conducătorului auto. Prin realizarea unei scheme adecvate a triunghiului de vizibilitate, s-au dezvoltat ecuaţii pentru calculul numeric al distanţei de vizibilitate disponibile, luând în considerare factorii enumeraţi mai sus. Cuvinte cheie: intersecţii, distanţă de vizibilitate, siguranţă rutieră. Abstract In this paper there are presented different methodologies to calculate sight distance available to drivers at intersections of minor roads, that are controlled by stop signs, depending on the angle of the junction geometry. The methodologies consider the fact that the sight distance may vary depending on the position of the driver and the different lines of sight given to the driver by different types of vehicles. Through documentary research and field observations, there were found factors that affect the sight distance available to drivers, such as intersection geometry, the dimension of the vehicle and the driver’s point of view. With the sight triangle properly drawn, equations were developed for calculating the available sight distance, taking into consideration the factors mentioned above. Keywords: junctions, sight distance, road safety,



185

1. INTRODUCERE

În timpul procesului de conducere a unui autovehicul, aproximativ 95% din informaţiile care ajung la şofer sunt percepute pe cale vizuală. Procesul de detecţie vizuală este singurul în urmărirea căii drumului, cât şi detectarea obstacolelor şi interpretarea indicatoarele rutiere, a semnalelor luminoase, a marcajelor sau a altor moduri de semnalizare. Conducătorii auto nu au capacitatea de a observa drumul într-un mod continuu. Ei clipesc, observă obiectele de dincolo de partea carosabilă, privesc în oglinzile retrovizoare, citesc aparatele din dotare ale autovehiculului şi vorbesc cu pasagerii, în plus faţă de alte sarcini. Procesul este, prin urmare, unul de prelevare de probe.

Nivelul prelevării de probe este scăzut în momentul în care conducătorul auto este familiar cu zona în care se află, însă el trebuie să fie crescut în cazul în care se circulă într-un mediu necunoscut, iluminatul public este slab, volumul de trafic este mare, condiţiile meteorologice sunt rele sau drumul/strada reprezintă un sistem complex. În cazul în care o parte din aceşti factori intervin simultan, are loc o supraîncărcare de informaţii care duce la perceperea eronată a mediului rutier.

Astfel de situaţii sunt mai des întâlnite pe drumurile urbane cu multe benzi, care au un volum ridicat de trafic. În aceste condiţii, conducătorii auto trebuie să fie mai vigilenţi în ceea ce priveşte distanţa de vizibilitate. Aceasta este distanţa la care un conducător observă un obstacol în mediul înconjurător, îl recunoaşte drept ameninţare şi îşi alege o viteză adecvată şi traseul dorit pentru a realiza manevrele necesare într-un mod sigur şi eficient.

Un model pentru distanţa de vizibilitate în cazul apariţiei unui obstacol pe parcursul traseului este prezentat schematic în figura de mai jos:

Figura 1. Distanţa de vizibilitate



186

Există o relaţie între distanţa focală şi viteză. Dacă vitezele posibile ale vehiculelor sunt reduse (de ex. în zone rezidenţiale), traseele trebuie proiectate astfel încât să se evite distanţe focale lungi. Pe măsură ce viteza creşte, câmpul vizual periferic se diminuează. Acest lucru trebuie deci luat în considerare la schimbarea amplasării laterale a panourilor de semnalizare pe marginile drumului. Trebuie, în acelaşi timp, avut grijă ca suporturile acestor panouri să nu constituie ele însele elemente riscante.

Figura 2. Viteza şi distanţa focală (sursa: Cohen 1984) [4]

Figura 3. Viteza şi vederea periferică (sursa: Leutzbach si Papavasiliou) [4]

2. DISTANŢE DE VIZIBILITATE

Conducătorii auto au nevoie de o distanţă suficientă pentru a opri în cazul unui obstacol apărut pe drum sau un eveniment de trafic din faţa lui, distanţă care este în funcţie de viteza de proiectare. În cazul unui obstacol pe drum, există doar două opţiuni: frânare şi oprire sau să încerce să evite lovirea obstacolului. Şoferii vor lua această decizie într-o secundă. Dar, în alte situaţii, cum ar fi intersecţii, curbe, intrări în oraşe sau modificări de funcţii, au nevoie de mai mult timp pentru orientare, pentru luarea deciziilor şi pentru a reacţiona - în medie 4-6 secunde. Ei au nevoie de o distanţă de vizibilitate pentru orientare, de exemplu 300m când viteza de proiectare este 100km/h.

Depăşirea este una dintre deciziile cele mai importante, dacă nu este distanţă suficientă. Cele mai importante reguli de proiectare, standardele şi calculele pentru aliniamentul orizontal şi vertical sunt bazate pe aceste distanţe.

Cu cât conducătorul auto circulă cu o viteză mai mare, cu atât este obligat să privească mai departe. Reciproca constă în faptul că atâta timp cât se priveşte mai departe, conducătorul auto este impulsionat să circule cu o viteză mai mare.



187

Deci trebuie adaptată distanţa de vizibilitate maximă la viteza de proiectare sau oferite puncte de reper mai apropiate [1].

Tabelul 1. Spaţiul parcurs de vehicul în raport cu viteza

Viteza Spaţiu parcurs în intervalul de timp

2s 3s 4s 5s 6s 50 km/h (ca. 14m/s) 28m 42m 56m 70m 84m 60 km/h (ca. 17m/s) 34m 51m 68m 85m 102m 70 km/h (ca. 20m/s) 40m 60m 80m 100m 120m 80 km/h (ca. 22m/s) 45m 65m 90m 110m 130m 90 km/h (ca. 25m/s) 50m 75m 100m 125m 150m 100km/h (ca. 28m/s) 55m 85m 110m 140m 170m

2.1. Vizibilitatea în intersecţiile normale

O intersecţie se consideră normală dacă unghiul dintre ramurile adiacente

este cuprins între 750 şi 1050 [7]. Un conducător auto oprit la o intersecţie trebuie să dispună de o vizibilitate suficientă pentru a putea efectua în condiţii de siguranţă manevrele pe care le doreşte în intersecţie:

- viraj la stânga, traversare şi viraj la dreapta plecând de pe un drum secundar;

- viraj la stânga plecând de pe un drum principal. Distanţa de vizibilitate la apropierea de o intersecţie trebuie să fie

suficientă pentru a permite unui conducător auto care circulă cu o viteză rezonabilă (V85) să-şi imobilizeze vehiculul în siguranţă înainte de a atinge un obiect staţionat pe banda sa.

Figura 4. Exemple de intersecţii cu vizibilitate scăzută [1]



188

Dacă privirea conducătorului auto este atrasă la trecerea printr-o intersecţie, de exemplu prin borduri, bariere laterale sau copaci care se continuă şi dupa intersectie, conducătorul auto poate să observe intersecţia abia atunci când este prea aproape, moment în care poate fi imposibil să oprescă vehiculul înainte de a intra parţial în intersecţie, existând riscul unui impact.

Tabelul 2. Exemplu de calcul a distanţei de vizibilitate Exemplu Comportarea conducătorului auto în apropierea unei situaţii noi pe traseu (intersecţie cu un drum nou) Viteza autovehiculului pentru calculul lungimii minime a zonei de tranziţie

V = 70 km/h

Spaţiul parcurs pentru perioada de timp de orientare 2-3s x 20m/s = 55-110m Spaţiul parcurs în perioada de deliberare şi acţiune asupra sistemului de frânare

2-3s x 20m/s = 55-110m

Spaţiul parcurs pentru pentru oprire, de la o viteză de 70 km/h

= 115m

Lungimea zonei de tranziţie = 225 - 335m

Este necesară o durată acoperitoare de străbatere a distanţei de vizibilitate, în funcţie de categoria drumului şi de tipul de intersecţie. Astfel, distanţa de vizibilitate necesară pentru asigurarea executării manevrei de traversare sau viraj stânga într-o intersecţie de pe drumul secundar poate fi efectuată ca durată minimă de timp astfel:

- 3-4 secunde pentru traversare; - 6-8 secunde pentru virajul la stânga sau dreapta.

2.2. Vizibilitatea în intersecţiile oblice

Un caz aparte îl reprezintă vizibilitatea în intersecţiile oblice, în care unghiul făcut de străzile ce se intersectează nu este în jurul valorii de 900 şi astfel vehiculul ce le traversează are o distanţă mai mare de parcurs. Această distanţă mai mare este echivalentă cu un timp de expunere crescut faţă de traficul din intersecţie, ceea ce subliniază nevoia de o distanţă de vizibilitate mai mare. De asemenea, direcţia privirii conducătorului auto poate fi influenţată, funcţie de unghiul ascuţit din partea dreaptă, şi de către anumite componente ale vehiculului, cum ar fi rama uşii. Din acest motiv, distanţa de vizibilitate poate fi diferită de la vehicul la vehicul.



189

Obiectul acestui studiu de cercetare şi în speţă al acestui articol îl reprezintă dezvoltarea unei metodologii pentru calculul distanţei de vizibilitate disponibile pentru conducătorii auto, în cazul intersecţiilor oblice, în special pentru cazul în care intersecţia este reglementată prin indicatoare rutiere de tip „stop”.

Prezenta metodologie ia în considerare inclusiv faptul că distanţa de vizibilitate poate varia în funcţie de poziţia conducătorului auto, cât şi în funcţie de tipul de vehicul care oferă diferite direcţii de vizibilitate.

Acest studiu s-a realizat pe baza unor studii de teren pentru identificarea factorilor care afectează distanţa de vizibilitate disponibilă pentru conducătorii auto în intersecţiile oblice. Aceşti factori sunt:

- geometria intersecţiei - lăţimea benzii; - poziţia liniei de stop; - vizibilitatea laterală, inclusiv lăţimea bordurii şi a trotuarului;

- dimensiunile vehiculului etalon; - câmpul de vizibilitate al conducătorului auto. Pe baza factorilor de mai sus ce influenţează distanţa de vizibilitate în

intersecţiile oblice, o schiţă a fost realizată în figura 5, pentru a reprezenta direcţia de vizibilitate şi distanţa de vizibilitate disponibilă. Notaţiile din figura 5 sunt definite după cum urmează:

- VA este câmpul vizual al conducătorului auto (grade); - θ este unghiul intersecţiei (grade); - f1 este zona laterală liberă pe drumul principal (m); - f2 este zona laterală liberă pe drumul secundar (m); - L este lungimea autovehicului oprit pe drumul secundar (m); - l este distanţa dintre ochiul conducătorului auto şi bara din faţă a autovehiculului (m); - K este distanţa dintre ochiul conducătorului auto şi marginea exterioară a drumului secundar (m); - W este distanţa dintre marginile benzilor din dreapta pentru drumul principal pentru ambele direcţii (m); - S este distanţa pe care o parcurge vehiculul de pe drumul secundar pentru eliberarea intersecţiei (m); - a este 180o – (90o + VA) - θ.



190

Figura 5. Schiţa pentru calculul distanţei de vizibilitate în intersecţiile oblice[5]

Pentru calculul distanţei de vizibilitate se folosesc din figura 5 cele două

triunghiuri accentuate, prezentate în detaliu în figura 6.

Figura 6. Detaliu triunghiuri pentru calculul distanţei de vizibilitate Apelând la trigonometria de bază, S1 şi S2 din figura 2 pot fi determinate

cu formulele:

θtan2

1

fKS

+= (1)

θsin1

2

fWS

+= (2)



191

Astfel, distanţa de vizibilitate este calculată cu următoarea relaţie:

)90sin(*sin

0 VAa

SASD += (3)

unde 121` ++= SSS

Pentru determinarea unei valori exacte a distanţei de vizibilitate, trebuie

luaţi în considerare câţiva factori implicaţi în mod direct, factori ce au valori presupuse sau calculate anterior, cum ar fi cei din tabelul 3. Determinarea valorilor din tabelul de mai jos a fost realizată în două etape: selectarea anumitor tipuri de autovehicule reprezentative, şi realizarea unor studii prin care să se determine câmpul şi unghiul de vizibilitate [5].

Tabelul 3. Valori ale factorilor ce influenţează distanţa de vizibilitate

Tipul de vehicul K(m) L(m) l(m) f 1,f2 (m) Autoturisme 1.3 4.7 2.35 1.5 Microbuze, autofurgonete

1.85 13.0 1.20 1.5

Autovehicule articulate, remorchere cu trailer

1.85 16.7 1.15 1.5

Pentru acest studiu s-au analizat tipuri specifice de autovehicule şi după

selectarea acestora au fost măsurate unghiurile de vizibilitate ale conducătorilor auto prin varierea poziţiei lor în timpul şofatului (figura 7). Aceste poziţii sunt definite în mod similar studiului realizat de Gattis şi Low [6]: lăsat pe spate (SB), poziţia confort (CP) şi aplecat în faţă (LF). Unghiul de vizibilitate (VA) pentru cele trei poziţii se calculează cu următoarele formule:

+=

)(arctan

2fK

SBVASB (4)

+=

)(arctan

2fK

CPVACP (5)

+=

)(arctan

2fK

LFVALF (6)



192

Figura 7. Poziţii ale conducătorului auto în timpul şofatului [5]

Valorile distanţelor de vizibilitate calculate după metoda de mai sus pot fi

folosite pentru a verifica dacă o intersecţie oblică asigură o vizibilitate adecvată prin compararea cu valoarea distanţei de oprire corespunzătoare. Distanţa de vizibilitate trebuie să fie mai mare decât valoarea distanţei de oprire pentru ca traficul în acea intersecţie să se desfăşoare fără probleme.

Distanţa de oprire poate fi definită ca distanţa parcursă de un vehicul pe drumul principal, circulând cu viteza de proiectare pe acel sector, în timpul în care un vehicul de pe drumul secundar parcurge distanţa necesară pentru a elibera banda dinspre drumul cu prioritate [3]. Distanţa de oprire “d” se calculează cu următoarea relaţie:

)(28.0 atJVd += (7) unde: - V este viteza de proiectare a drumului principal (km/h)

- J este suma percepţiilor şi a timpului în secunde, necesară pentru acţionarea ambreiajului sau a unui schimb automat, care este în general 2 sec; - ta este timpul necesar pentru străbaterea distanţei S pentru degajarea drumului principal. Ecuaţia pentru ta este:

a

Sta

⋅= 2 (8)

unde “a” este rata de accelerare.



193

3. STUDIU DE CAZ Ca studiu de caz s-a ales o intersecţie oblică din sectorul 2, ce face

legătura între b-dul Barbu Văcărescu şi str. Ramuri Tei şi facilitează accesul la un hipermarket din zonă.

Figura 8. Localizarea intersecţiei ce face obiectul studiului de caz O schiţă ce ilustrează geometria intersecţiei este prezentată în figura de

mai jos:

Figura 9. Geometria intersecţiei



194

Dupa metoda clasică, din schiţa de mai sus, reies următoarele valori: θ = 480 S1 = 2.40 m S2 = 17.00 m

S = S` + Lveh = S1 + S2 + 4.2 = 23.60 m

mVAa

SASD 48.61)111sin(*

21sin

60.23)90sin(*

sin0

00 ==+=

mtJVd a 28.91)25.1

60.23*22(40*28.0)(28.0 =+=+=

d > ASD => valoarea distanţei de oprire este mai mare decât valoarea distanţei de vizibilitate, rezultând astfel faptul că traficul în acea intersecţie se desfăşoară cu probleme, aşa cum se poate observa şi din imaginile de mai jos:

Figura 10. Vizibilitatea conducătorului auto în intersecţie, din cele 3 poziţii:

aplecat în faţă, confort şi lăsat pe spate Astfel, pentru cazul de faţă se propune reamenajarea intersecţiei astfel

încât unghiul θ să aibă o valoarea mai apropiată de 900, iar pentru viitor se propune realizarea unui studiu în detaliu a distanţei de vizibilitate funcţie de geometria intersecţiei, tipul de autovehicul şi poziţia conducătorului auto.

4. CONCLUZII

Această metodologie descrie modelul de calcul a distanţei de vizibilitate

pentru intersecţii drepte, cât şi oblice, nesemaforizate, existând doar semnalizare pentru drumurile secundare de tipul indicator “stop” şi luându-se în considerare faptul că distanţa de vizibilitate poate varia în funcţie de poziţia conducătorului auto, cât şi în funcţie de diferite linii de privire date de tipul de autovehicul.

Ecuaţiile pentru calculul distanţei de vizibilitate au la bază factorii ce o afectează în mod direct, cum ar fi geometria (unghiul intersecţiei, lăţimea benzii,



195

lăţimea acostamentelor, poziţia liniei de stop), dimensiunile autovehiculului, cât şi câmpul de vizibilitate al conducătorului auto.

În urma studiilor la nivel internaţional pe acest domeniu, s-a ajuns la concluzia că este necesară evitarea proiectării intersecţiilor care au un unghi mai mic de 700 în cazul vehiculelor de dimensiuni mai mari de tipul microbuze, autofurgonete, autovehicule articulare, remorchere cu trailer.

Ca şi recomandări de proiectare pentru evitarea intersecţiilor oblice, menţionăm întreruperea ori de câte ori este posibil a liniilor vizuale formate din borduri, bariere laterale sau copaci, care se continuă şi după intersecţie. Aceasta se poate face folosind o varietate de tehnici, inclusiv reconstrucţia marginii drumului, îndepărtarea arborilor care umbresc intersecţia, construirea unei linii mediane de-a lungul drumului principal în zona intersecţiei, instalarea unui sens giratoriu.

O modalitate mai sigură de a preveni accidentele în intersecţiile cu vizibilitate slabă este realinierea drumului secundar astfel încât să nu existe o linie dreaptă, toate vehiculele fiind nevoite să facă două viraje de dreapta pentru a continua de-a lungul drumului. Decalarea drumului secundar prin două intersecţii în “T” face ca şoferul să oprescă înainte de a vira şi abia apoi să continue pe drumul secundar. Câteva propuneri de soluţii sunt prezentate în schiţa de mai jos [3]:

Figura 11. Modalităţi de realiniere a drumului secundar

De asemenea, traseul şi profilul longitudinal trebuie realizate într-un mod

cât mai adecvat în zona nodurilor rutiere şi a intersecţiilor, unde distanţa necesară vizibilit ăţii în ambele sensuri este importantă. Acolo unde este posibil



196

trebuie să se proiecteze distanţe necesare vizibilităţii peste valorile minim prevăzute.

BIBLIOGRAFIE [1]. Search Corporation: “Manual de siguranţă rutieră pentru Republica Moldova”,

Bucureşti, 2011. [2]. Valentin Anton: Note de curs - Siguranţă circulaţiei, master Ingineria Infrastructurii

Transporturilor, 2010 [3]. American Association of State Highway Transportation Officials: “A Policy on

Geometric Design of Highways and Streets”, Washington D.C., 2004. [4]. PIARC Technical Committee on Road Safety: “Road Safety Manual”,2003 [5]. Korean Ministry of Construction and Transportation: “Korean Road Design Guide”,

Gwacheon, 2000. [6]. Gattis, J.L., S.T.Low: “Intersection Angle Geometry and the Driver’s Field of View”,

in Transportation Research Record 1612, TRB, National Research Council, Washington D.C., 1998

[7]. SR 10144/4-95: Amenajarea intersecţiilor de străzi – Clasificare şi prescripţii de

proiectare, 1995 [8]. CNADNR: “Normativ pentru amenajarea intersecţiilor la nivel pe drumurile

publice”, 2009



197

TRANSPORT DEMAND FORECAST ON PAN-EUROPEAN ROAD CORRIDOR X. METHODOLOGY, RESULTS AND THEIR ASSESSMENT THROUGH COMPARISONS WITH

ACTUAL DEMAND Marios D. Miltiadou , PhD Transport Engineer – Researcher, Department of Transportation & Hydraulics Engineering, Faculty of Rural & Surveying Engineering School of Technology, Aristotle University of Thessaloniki, GR-541 24 Thessaloniki, Greece, Tel: +30 2310 996126, Fax: +30 2310 996030, e-mail: [email protected] Abstract

Transport demand forecast is a crucial parameter for transport planning. It defines the infrastructure dimensioning for a required level of service in a planning period, but moreover, it is determinative in the socioeconomic and financial feasibility study of transport projects. This paper presents the methodology and the results of the traffic flows forecasting exercise for the Pan-European Corridor X, which was elaborated to serve as a sound basis for documentation of the transport investments priorities, and the assessment of the results of the forecasted demand through comparisons with actual demand. Key words: Traffic flows forecasting, modelling, Pan-European Corridor X 1. GENERAL INTRODUCTION

The multimodal Pan-European Transport Corridor X, Salzburg –

Ljubljana – Zagreb – Beograd – Nis – Skopje – Veles – Thessaloniki, including its branches [Α: Graz – Maribor – Zagreb, B: Budapest – Novi Sad – Beograd, C: Nis – Sofia and D: Veles – Bitola – Florina, refers to the road, rail and interconnection points for inland waterways, air, maritime, intermodal and in particular combined transport infrastructure, including ancillary installations along the route of the Corridor. This Corridor is the traditional axis linking South-Eastern Europe with Central Europe, which had served transportation in the area for many decades. Before the year 1990 it was fully operational and more or less developed in terms of road and rail infrastructure, but the turbulence period in former Yugoslavia caused a significant drop in traffic and also influenced the status of infrastructures and facilities.

For the development of the Corridor, a Technical Secretariat was established, in order to support the respective Steering Committee acting on the



198

basis of a Memorandum of Understanding (MoU) signed in 2001 between the concerned countries and the European Commission. Extensive research has been carried out in this framework, in order to fulfil the provisions of the MoU, one of them being to define priorities and investment needs.

The research was elaborated at the Aristotle University of Thessaloniki [1],

[2], and in this paper the methodology and results of this research dedicated to Road Corridor X are presented, but moreover an assessment of this forecast is attempted, through comparison of the results for the short and mid-term horizons with the actual traffic data.

2. METHODOLOGICAL FRAMEWORK AND CONSTUCTION OF THE BASE YEAR DATABASE

The review of the relevant international bibliography was the first step of

the approach, in order to qualify the most appropriate methodology for the traffic forecast, identifying at the same time the best way to incorporate the particularities of Corridor X, such as the data availability, the network and the zones (areas) of influence. Therefore, the relevant studies were examined with emphasis on methodological issues (constraints, assumptions, scenarios).

It was concluded that a more simplified methodological approach, compared to those used for the traffic forecast on the ten Pan-European Corridors of Helsinki [3] and in the Regional Balkans Infrastructure Study (REBIS) [4], close to that used in the Transport Infrastructure Regional Study (TIRS) [5] was more appropriate, since it consisted a realistic model, not only because it referred to the Balkan region, but also because it attempted to optimise the relation between necessary data and respective processing tools. Both TIRS and REBIS experiences offered interesting examples of exploitation of relatively simple models, which had been satisfactory adapted in an uncertain environment, characterised by data unavailability and unreliability.

Data unavailability and unreliability were indeed the main problems to define the methodology and perform the forecast. They did not concern only the transport data, but also demographic data, macroeconomic indicators, industrial production and external trade.

In any case, the data collection process exploited every available source in order to build the base year and to define the scenarios of the forecast: national authorities, international organizations, relative transport or economic development studies etc., having as price the heterogeneity of the collected data and the resulting difficulty of uniform processing.



199

The construction of the Database for the base year of the forecast (year 2000) was achieved through extensive questionnaire based-surveys, followed by on-site visits of expertise along the entire Corridor X network. The necessary information, collected via the questionnaires and via various National and International Organizations (National Statistic Services, Eurostat, World Bank, United Nations, World Trade Organization, World Tourism Organization, Organization for the Economic Cooperation and Development etc.), concerned physical and operational characteristics of the network (e.g. traffic flows, operational speed, road category, duration of trips, delays at cross-borders etc.) and various demand parameters (e.g., socioeconomic characteristics, population, Gross Domestic Product, imports and exports of goods, tourism etc.). 3. DEVELOPMENT SCENARIOS

The scenarios definition comprise transport demand evolutions, depending on demographic, socioeconomic and economic (external trade) assumptions. Apart from their typical conclusions they would include transport demand projections, using forecasting techniques, where the necessary data were sufficient and reliable.

The demand parameters and the traffic volumes are the basic reference for the estimation of future demand. Obviously, the transport demand parameters depend on the existing obstacles, limitations and impedances in passengers and goods mobility. Therefore, the estimation of future demand should be based on realistic assumptions, concerning macroeconomic and related parameters, which consist basic trip generation factors, and also concerning resistance factors. Any change at the transport times and cost burdens regime due to custom and other cross border controls and procedures could bring change in demand.

Three scenarios of development were formulated: the basic-medium (realistic) and two scenarios of low and high development, namely the pessimistic and optimistic scenario, respectively. The scenarios were established by defining annual change rates of variables affecting directly the passenger and goods flows. These change rates are the growth factors and therefore, the factors for the projection of traffic in the various target years. The annual change rates of the socioeconomic, demographic and other (arrivals of visitors/ tourists at borders) characteristics used, had been extracted from relevant studies carried out by the OECD, the World Bank and other international organizations.

The reference network is inscribed in an area separated in zones, for the needs of trip generation and spatial distribution. The available, from national and international organisations, demographic and macroeconomic data referred



200

at country level and not to smaller geographic – administrative divisions. This is moreover the reason why each Corridor X’s country consisted a zone. Table 1 provides the used forecasts of key economic indicators for the traffic zones.

Table 1: Annual growth rates of demand parameters per zone and scenario

Zone International Trade

(%) Arrivals at

borders (%) Population

(%) Gross Domestic

Product (%) Low Med High All scenarios Low Med High Low Med High

Albania 2,50 5,00 7,50 8,00 1,00 1,00 1,00 5,00 6,50 8,00

Bulgaria 2,50 5,00 7,50 5,00 0,50 0,50 0,50 3,00 4,00 5,00 Czech Rep. 2,50 5,00 7,50 4,00 0,50 0,50 0,50 3,00 4,00 5,00

Hungary 2,50 5,00 7,50 4,00 0,50 0,50 0,50 3,00 4,00 5,00

Poland 2,50 5,00 7,50 4,00 0,50 0,50 0,50 3,00 4,00 5,00 Romania 2,50 5,00 7,50 4,00 0,50 0,50 0,50 3,00 4,00 5,00 Slovakia 2,50 5,00 7,50 4,00 0,50 0,50 0,50 3,00 4,00 5,00 Slovenia 2,50 5,00 7,50 4,00 0,50 0,50 0,50 3,00 4,00 5,00 Greece 1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00 France 1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00 Italy 1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00 Austria 1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00 Baltic States 2,50 5,00 7,50 5,00 0,30 0,30 0,30 3,00 4,00 5,00 Spain – Portugal 1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00 Germany, Belgium, Luxemburg, Holland

1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00

United Kingdom – Ireland

1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00

Scandinavia 1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00 Switzerland 1,25 2,50 3,75 1,00 0,30 0,30 0,30 2,00 2,00 2,00 Turkey 2,50 5,00 750 8,00 1,50 1,50 1,50 3,00 4,00 5,00 Serbia/ Montenegro 2,50 5,00 7,50 5,00 0,50 0,50 0,50 3,50 4,30 6,00 Bosnia/ Herzegovina 2,50 5,00 7,50 5,00 0,50 0,50 0,50 3,50 4,40 5,50 Croatia 2,50 5,00 7,50 4,00 1,00 1,00 1,00 4,00 4,40 5,00 F.Y.R.O.M. 2,50 5,00 7,50 5,00 0,50 0,50 0,50 3,00 3,70 5,00 Russia and former Russian States

1,25 2,50 3,75 4,00 0,30 0,30 0,30 3,50 3,50 3,50

It is obvious in the above table that some countries were grouped according to their common characteristics that affect the scenarios’ definition (e.g. EU member states, countries of the EU enlargement, and countries of the Stability Pact, with EU accession perspective in the long-term horizon). The accession perspectives was considered that affect the scenarios because external trade, and therefore the freight transport, in relation to the accession, would tend to liberization and the same would happen with the free movement of persons.



201

Concerning population, the growth rates applied reflected the different cultural, religion and other factors, which had been determined during the last decades and were expected to continue to determine intra-European population growth rates, which vary from a near to stagnation rate of 0,30% for mature, mostly developed nations, to 0,50% for the less developed ones and 1-1,50% for the least developed ones.

Concerning the GDP, its growth rates forecasts actually referred to three groups of countries: The first one with anticipated growth rates in the area of 2% were the mature EU members, for which the high level of development would allow only a modest GDP growth in the following decade. The second group included the Eastern European countries whose performance in the process of transition had been quite remarkable (Hungary, Poland). This had brought them in the EU enlargement, but it also meant that the GDP growth rates they were expected to achieve were higher than those of the mature EU economies. Finally the third group, which included the less developed countries, was expected to experience relatively higher (Serbia) to impressive (Albania) GDP growth, mainly because of their low starting point and the fact that political stability would enable them to make up for the losses during the periods of turbulence.

The trade trends also follow the pattern of GDP, in the sense that the relatively closed economies, as their integration to the EU progresses, had much greater potential for trade expansion than the open EU economies. This argument was supported by the fact that most of the eastern European economies rely on imports in order to promote their exports and also by the fact that the anticipated high GDP and income growth would allow more imports of consumer goods. However, trade expansion would not necessarily mean an increase in the arrivals of goods at the borders. This depends on the nature of the products traded. If the patterns of the trade favour high value-low bulk goods the arrivals may have a very modest increase (this mainly applies to the mature EU economies). If trade refers to bulk (relatively low value) goods then the arrivals are expected to grow even faster than the value of trade itself.

The annual change rates applied on the arrivals at the borders, resulted from the potential of the tourism industry of each zone: 4% for zones close to saturation, 5% for those who move to diversification of their tourist product, 8% for those who start from low level and now have big potentials, and finally 1% for the countries with existing low potential.

Additionally to the basic socioeconomic variables, on the various target years and scenarios, reduction coefficients were used to simulate the running times caused by the development (even in limited scale) of the infrastructure, but mainly by the development of the installations and procedures at cross



202

borders, representing the smoothing out of the bilateral relations between the Balkan countries (and therefore between Corridor X countries). 4. PASSENGER AND FREIGHT FLOWS FORECASTING

Given the different development and the different values of the change parameters of domestic and international flows, the international flows were distinguished from the total traffic. In such a way, the four stages of the classic procedure of transport planning concerned the international transport, which does not experience the limitation of data heterogeneity for the areas and zones, like domestic flows. Therefore, the models developed concerned only the road international transport, separately for passenger and freight.

The estimation of domestic transport flows was made by growth factors application. For the various target years and scenarios the local traffic was calculated by applying an annual growth rate of 1,25 on the annual growth rate of the GDP of each country. Hence, the total assignment for the each of the target years and scenarios was achieved by the distribution/assignment of the international traffic and the addition of the each time projected local traffic.

4.1 International passenger transport

For the estimation of the generation of passenger transport an exponential

equation was created (equation 1), produced by linear regression, on the basis of least squares method. In this equation the independent variable is the GDP and the dependent variable is the number of trips per person per year.

The journeys per person per year, which were used for the creation of the equation, were obtained by pilot studies of Eurostat and DG VII (today’s DG MOVE) in Austria, Denmark, France, Italy, Portugal, Spain and Sweden during the period 1996 – 1997, which examined the passengers travelling various distances using all modes and their behaviour. A journey was considered to be a series of trips starting end ending at home or a temporary residence. The journeys that include a destination more than one hundred kilometres from the person’s residence were regarded as long distance journeys [5].

Using linear regression analysis and the data for the countries of the pilot studies, various equations were produced (linear, 2nd degree, logarithmic, hyperbolic and exponential), and after logical and statistical tests it was proved that the most appropriate form of equation was:

x0001,0e4428,0y = (R2 = 0,796) (1) where: y = Trips/ person/ year.; x = GDP/ capita.



203

This equation was used for the estimation of the produced passenger flows, using the GDP of each country in the year 2000. By multiplying the results with the respective population, the total number of journeys was estimated. Those numbers were for all distances travelled using all modes of transport and therefore, for the estimation of the long distance journeys and the persons travelling long distance, the road share was assumed to be 78%, the existing modal split, which was considered to remain stable, due to the low potential of the railways. Finally, considering the low expected number of long distance journeys in less developed countries, with rather weak economies, percentages analogous to those of Spain and Portugal were assumed and the following equation was produced:

875,4x125,3y += (2) where: y = Percentage of persons travelling long distance. x = Journeys per person per year.

The respective percentages were calculated for the countries of the study area, and also the road long distance trips annually (Table 2).

Table 2: Road long distance trips per year in Corridor X countries

Country

GDP/ capita (2000)

Trips/ person/

year Population Trips/ year Road trips/

year

% persons travelling

long distance

Road long distance

trips/ year F.Y.R.O.M. 4.400 0,69 2.031.100 1.396.459,97 1.089.238,78 7,024 76.504 Bulgaria 6.300 0,83 8.149.500 6.775.542,91 5.284.923,47 7,473 394.950 Serbia/Montenegro 2.300 0,56 10.645.200 5.932.656,02 4.627.471,70 6,617 306.181 Croatia 5.800 0,79 4.381.400 3.465.064,44 2.702.750,26 7,346 198.556 Hungary 11.500 1,40 10.005.300 13.991.889,98 10.913.674,18 9,245 1.008.986 Slovenia 15.600 2,11 1.990.100 4.193.550,76 3.270.969,59 11,460 374.854 Greece 15.460 2,08 10.565.000 21.953.126,64 17.123.438,78 11,368 1.946.673 Austria 24.570 5,17 8.121.000 41.964.172,61 32.732.054,64 21,023 6.881.265

The attractions were calculated in respect to the arrivals of visitors and

tourists at the borders of each zone - country. A visitor is defined as a person travelling to a place other than his/ her usual environment for less than 12 months and whose main purpose of visit is other than the exercise of an activity remunerated from within the place visited. Visitors (domestic/ international) comprise tourists, defined as the visitors staying at least one night in a collective or private accommodation in the place or country visited [5]. The necessary data (1994-2000) were obtained by Eurostat and the World Tourism Organization.

The Eurostat data concerned total arrivals at borders, e.g. entrances in the country, so they included arrivals by all modes of transport. For this reason, the arrivals at road cross border stations were obtained from the World Tourism



204

Organization, where the arrivals at the borders were discriminated per mode according to the national statistic services.

Finally, from these data the arrivals of the visitors of the same date were identified, which mainly consist of transit visitors, in order to avoid overestimation of international transport. For the countries grouped to a zone, the trips between them were estimated and they were abstracted. Also, for the zones bordering with countries out of the study area (Turkey, Russia – former socialistic republics) the passenger flows were adjusted to the observed traffic volumes at borders within the study area. The data used in the model as trip ends for attractions are presented in Table 3 for the Corridor X countries.

Table 3: Zone attractions used in the model

Zone Arrivals at borders Percentage of road arrivals Annual number of road arrivals

Bulgaria 2.785.000 63,85% 1.778.223

Hungary 15.571.000 87,74% 13.661.995

Slovenia 1.090.000 88,70% 966.830 Greece 12.606.000 10,84% 1.366.490 Austria 17.982.000 94,42% 16.978.604 Serbia/ Montenegro 448.000 85,00% 380.800 Croatia 5.831.000 96,56% 5.630.414 F.Y.R.O.M. 224.000 88,75% 198.800 4.2 International freight transport

The produced freight flows were considered, based on TIRS experience,

by the total tonnage of the transported goods by road. The calculation was made possible under the assumption that the goods transported by road are at a high percentage commodities of categories 6 (construction and raw materials and minerals) and 9 (machinery, manufactured products, transport equipment etc.) of NSTR (Nomenclature uniforme des marchandises pour les Statistiques de Transport, Révisée in use by Ε.U. since 1st January 1967).

Those categories are directly related to the GDP, but could not be reliably distributed between the zones of the study area with GDP criteria, not with the GDP of the destination country but also not with the GDP of the origin country. Due to the existence of a complete origin–destination matrix of road transport in tonnage between EU countries and countries of the PHARE zone, it was preferred to extend and complete this O-D with data for the extra zones of the study area, so that the calibration and trip distribution preserve the existing bilateral trade relations. Therefore, the danger of producing trade flows that did not correspond to reality, and could came up if the GDP was used for the



205

distribution, has been avoided. The attractions were automatically calculated through the use of the complete O-D matrix.

As for the case of passenger transport, for the countries grouped to a zone, the trips between them were estimated and they were abstracted. Also, for the zones bordering with countries out of the study area (Turkey, Russia – former socialistic republics) the freight flows were adjusted to the observed traffic volumes at borders within the study area. 5. TRANSPORT MODEL

The forecast of international traffic flows on the various road sections of

Corridor X was based on the creation of models with the use of TRIPS (TRansport Improvement Planning System) software for transport planning. Two models were constructed for the separate simulation of passenger and freight transport. The simulations concerned the stages of trip distribution to zones and trip assignment on the network.

5.1 Traffic zones and road network

Due to the fact that Corridor X crosses and serves a big part of the Balkan

Peninsula, the study area was set to be the Balkan countries and their main road network. Each Balkan country was considered as a unique traffic zone with trip productions and attractions, with the capital as centroid. Several external zones were used, in order to include the trips from and to the rest of the European countries in the simulation of international traffic on Corridor X. The definition of the external zones was based on the socioeconomic characteristics of the various countries, on their geographic position and the road network connecting them with the Balkans. In total 24 traffic zones were defined (see Table 1).

The codification of the road network was performed with the use of TRIPS MVNET application, based exclusively on the road sections characteristics (Link Based Network). Primarily the nodes were defined and then the connections between them. Then, for each road section the capacity, the distance, the road category, the running time and other indicators were defined.

The hierarchy of the road network and therefore the calculation of the capacity of traffic lanes per hour were based on the Great Britain’s standings (Department of Transport, DOE Advice Note 1A, 1971), compatible with the TRIPS structure.

The examination of the digitised network (Figure 1) and the calibration was performed with MVGRAF application with visual representation of the



206

network in combination with the application AVROAD for the definition of best routes and traffic assignment. Using AVROAD, for each pair of traffic zones the best routes were defined with "all or nothing" method and then tested.

Figure 1: Digitised road network

After the network calibration a cost matrix was calculated using the

AVROAD, based on the generalised cost function used in TRIPS. The calculation of the optimum routes and generally of the travel cost per pair of zones, was performed based on the relation of generalized cost. A marginal expression of generalized time was used, which was extracted by real data and comprises trip durations and delays for various reasons, of which (and mainly) the delays at border crossings. The expression of generalised cost (GC) has the following simple form:

TLTGC += (3) where: T = Time. TL = Toll costs (representing delays at cross borders)



207

5.2 Model for trip distribution to zones The trip distribution was based on the methodology of gravity models,

and was executed with the use of the MVGRAM. The general form of the gravity model used in TRIPS is:

ijijjijiij K)C(FAPbaT = (4)

where: Tij = Trips estimated from zone i to zone j Pi = Productions from zone i Aj = Attractions to zone j

F(Cij) = Cost deterrence from zone i to zone j αi bj = Row/ column balancing factors Kij = Correction factor For the model calibration two matrices were used: an O-D of freight

transport for the year 2000, and cost matrix (time-distances) between the zones. Having the gravity model calibrated and using the results of the trip generation stage (trip ends) the O-D matrices for each scenario and target year were estimated. The matrices estimation was performed using the MVGRAM.

5.3 Traffic assignment

The trip assignment was performed using the AVROAD, with the simple

“all or nothing” method. For each pair of origin-destination one and only optimum route (depending on generalized time) was calculated. No issues of capacity limitations were examined, because the assignment referred only to international traffic and obviously no volumes close to capacity were expected.

Each origin-destination matrix of the scenarios was distributed to the road network and the international traffic assignment of the various sections of Corridor X occurred. As previously mentioned, the total assignment for the various target years and scenarios was achieved by the addition of the assigned international traffic with the projected local traffic for the respective scenario.

6. RESULTS OF THE TRAFFIC FORECAST

The most important result arising from the forecasting process was that international traffic flows, despite the increasing trends, would not be, at least in the short-term, the main component of traffic volumes [6].

In the medium-realistic scenario, by the year 2005 the road international transport in Corridor X’s countries – at national level – of commercial vehicles



208

will increase by 13-28% and of passenger vehicles by 18-28%. By 2010 – compared to 2000 – the international flows of commercial vehicles will increase by 28-63% and of passenger vehicles by 18-69%. Finally by 2015, the international flows of commercial vehicles will increase by 45-108% and of passenger vehicles by 31-235%. The lowest values refer to Austria, whilst the highest ones refer to the Balkan countries.

In the low scenario, the international freight transport flows will increase by 6-13% by 2005, by 13-28% by 2010 and by 20-45% by 2015. Respectively, the international passenger transport flows will increase by 8-24% by 2005, by 18-57% by 2010 and by 31-102% by 2015.

Finally, in the high scenario, the international freight transport flows will increase by 20-44% by 2005, by 45-106% by 2010 and by 74-196% by 2015. Respectively, the international passenger transport flows will increase by 8-32% by 2005, by 18-85% by 2010 and by 31-192% by 2015.

Bottlenecks was estimated that will appear near big cities or the capitals of the countries (e.g. near Belgrade), only in the case that bypasses’ construction plans won’t be implemented, and at some links, for which also motorways construction plans existed.

7. ACTUAL TRAFFIC EVOLUTION

The evolution of AADT in the period 2000-2010 is presented in Figure 2.

Traffic data for 2005 come from the Corridor X database and the traffic data for 2010 from other sources: the SEETIS for the Western Balkan countries, the information system of the Southeast Europe Transport Observatory (SEETO) and the National Motorway Company (DARS) for Slovenia. Both sources use different segmentation of the Corridor, and therefore, in order to make possible the direct comparison, the method used for the calculation of the traffic data submitted by the participating countries. Namely, it had to be clarified whether the data submitted was the simple or the weighted AADT of road subsections, or represent the maximum traffic on a section.

Therefore, for the comparison for the year 2010, a reference to the data originally submitted for the base year (2000), in order to draw a conclusion on how the submitted traffic data emerged. It was concluded that data for Slovenia concerned the traffic on specific subsections of the various Slovenian sections of Corridor X, i.e. these data didn’t come from the calculation of weighted AADT according to subsections’ length that of each Corridor X section that the countries segmented the Corridor during the database development process.



209

Figure 2: AADT evolution per section in 2000, 2005 and 2010 (PCUs/ day) From the analysis of the available (and compatible for comparisons) data,

it emerges that the AADT expressed in veh/day increased by 52,2% in the period 2000-2005 and increased by 35,5% in the period 2005-2010. Expressed in PCUs/day the respective increases were by 63,1% and 50,3%.

Karavanke (Jesenice: A/S border) - Vrba

Vrba - Naklo (Kranj West)

Naklo (Kranj West) - Ljubljana West

Ljubljana West - Ljubljana East

Ljubljana East - Bic

Bic - Obrezje (S/C border)

Spiefeld (Sentilj: A/S border) - Pesnica (Maribor North)

Pesnica (Maribor North) - Maribor

Maribor - Ptuj (Hajdina)

Ptuj (Hajdina) - Gruskovje (S/C border)

Bregana (S/C border) - Zagreb (Jankomir)

Zagreb (ring-road)

Zagreb - Velika Kopanica

Velika Kopanica - Zupanja

Zupanja - Lipovac (C/Y border)

Makelj (S/C border) - Krapina

Krapina - Zapresic

Zapresic - Zagreb (Jankomir)

Budapest - Kiskunfelegyhaza

Kiskunfelegyhaza - Kistelek

Kistelek - Szeged

Szeged - Roszke (H/Y border)

Batrovci (C/Y border) - Ruma 1

Ruma 1 - Simanovci

Simanovci - Dobanovci

Dobanovci - Zmaj (Belgrade)

Zmaj (Belgrade) - Bubani Potok (old Belgrade)

Bubani Potok (old Belgrade) - Vrcin

Vrcin - Mali Pozarevac

Mali Pozarevac - Pojate

Pojate - Aleksinac

Aleksinac - Nis (Trupale)

Nis (Trupale) - Leskovac (Pecenjevce)

Leskovac (Pecenjevce) - Grdelica

Grdelica - Vladicin Han

Vladicin Han - Presevo (Y/F border)

Horgos (H/Y border) - Novi Sad

Novi Sad - Batajnica (Belgrade)

Batajnica (Belgrade) - Zmaj (Belgrade)

Nis (Trupale) - Nis (Komren)

Nis (Komren) - Malca

Malca - Bela Palanca (West)

Bela Palanca (West) - Bela Palanca (East)

Bela Palanca (East) - Pirot (West)

Pirot (West) - Pirot (East)

Pirot (East) - Dimitrovgrad (Y/B border)

Tabanovce (Y/F border) - Kumanovo

Kumanovo - Miladinovci

Miladinovci - Petrovec

Petrovec - Veles

Veles - Gradsko

Gradsko - Demir Kapija

Demir Kapija - Udovo

Udovo - Gevgelija

Gevgelija - Bogorodica (F/G border)

Veles - Prilep (Novo Lagovo)

Prilep (Novo Lagovo) - Bitola (Kukurecani)

Bitola (Kukurecani) - Medzitlija (F/G border)

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

2000 actual AADT 2005 actual AADT 2010 actual AADT



210

8. ASSESSMENT OF THE RESULTS

For the assessment of the traffic forecast results on Road Corridor X, several comparisons were made and diagrams of deviation of the forecasted and the recorded traffic were prepared. These diagrams concern the comparison of the forecasted (in the medium scenario) and the recorded Annual Average Daily Traffic (AADT) for 2005 and 2010, expressed in vehicles and passenger cars units (PCUs) per day (sections with not available data appear with null values).

Figure 3: Deviation of values of the forecasted and recorded traffic in 2005

and 2010 per section (veh/day)

Figure 4: Percentages of deviation of the forecast values for the target years

2005 and 2010 from the respective recorded traffic per section (veh/day)

-250%

-200%

-150%

-100%

-50%

0%

50%

100%

Percentage deviation of the forecasted from the recorded AADT

in 2005

Percentage deviation of the forecasted from the recorded AADT

in 2010



211

Examining these diagrams and more specifically the range of deviation of forecasted and recorded AADT for each section of Road Corridor X, satisfactory estimations are noticed (especially on sections with low traffic in the base year), but also some failures: a) on the sections Batajnica – Zmaj and Zmaj – Bubanj Potok through the city of Belgrade, and where it is obvious that the demand has sharply increased; b) on the Corridor X sections in Hungary, where from investigation to historic data on demand in the period 1997-2009 it emerges that AADT data submitted for the base year of the forecast were not reliable, as happened also for Corridor X sections in Greece; and c) on the section Pesnica – Maribor in Slovenia, due to traffic diversion to the Maribor bypass.

Excluding the sections for which the forecast failed or for which no data was available to perform the comparison, the standard deviation of the estimations per section compared to the actual demand is 2.003veh./day for 2005 forecast and 3.212veh./day for the 2010 forecast, excluding from the calculations for 2010 sections for which there were no data concerning traffic composition. The variation coefficients were calculated at 1,9% and 2,2% for the forecasts of the target years 2005 and 2010 respectively. From the calculation of the standard deviation expressed in PCUs/day even more sections have been excluded, and hence the results are rather indicative: 2.773PCUs/day for 2005 forecast and 4.596PCUs/day for 2010 forecast. The respective variation coefficients were 2,3% and 2,2% [1].

9. CONCLUSIONS

The forecast of the future demand is based on several assumptions, limitations and scenarios. In the case of Corridor X it was important to investigate the trends, the political evolutions – like the EU enlargement – and the improvements of infrastructure. Any other assumption would have been arbitrary, due to the particularity and instability in the Corridor X study area, from political point of view. This is the reason why the forecast was considered for a time horizon defined in relation to the stabilization process in the area, a decade from the date of the forecast elaboration.

Objectively, it was difficult to obtain rigid estimations of future transport demand and respective realistic volumes’ assignment on the transport network because of the high uncertainty of the socioeconomic status of the countries composing the study area. The representation of the status of the base year was insufficient, due to the lack of data, the incompatibility of data from country to country and from period to period, because of the creation of new countries in the Western Balkan region.



212

The followed procedure was par excellance of experical character. It was based on the very good knowledge of the particularities of the Corridor. This realistic aspect led to the rejection of complicated models, which are ineffective in cases of insufficient and unreliable data, and the adoption of more compatible techniques for planning out scenarios and forecast techniques.

Given the constraints and limitations met, the attempt to estimate the future traffic flows along Corridor X can be considered successful. Some failures are noticed, but these were due to unreliable data for the base year, due to urbanisation/ suburbanisation and increase of mobility around major cities and due to diversion to new infrastructure developed after the forecast.

In any case, this forecast avoided successfully overestimations, which is a usual phenomenon in this type of exercises. Therefore, the modest demand forecast served the purpose for which it was elaborated for, namely the provision of sound basis for priority projects definition, as well as the provision of a basis for extension of the forecasts for longer periods for specific projects, as requested in the elaboration of feasibility, socioeconomic and financial studies for project documentation, that reach 25 even 30 years ahead.

BIBLIOGRAPHY [1]. Miltiadou M.: “Tools for the effective management and the documentation of the

priorities for the development of multimodal transport infrastructures. The case of Pan-European Corridor X” PhD Thesis, 2012.

[2]. Aristotle University of Thessaloniki, Polytechnic School, Faculty of Rural and Surveying Engineering, Department of Transportation & Hydraulic Engineering: “Passenger and freight flows forecasting for the documentation of the priorities and the needs for development of Pan-European Corridor X” Thessaloniki, 2003.

[3]. ΝΕΑ – INRETS – IWW: “Traffic Forecast on the Ten Pan-European Corridors of Helsinki” Final Report, 1999.

[4]. COWI: “Regional Balkans Infrastructure Study (REBIS)” Final Report, 2003. [5]. Louis Berger S.A.: “Transport Infrastructure Regional Study (TIRS) in the Balkans”

Final Report, 2002. [6]. G.Mintsis, C.Taxiltaris, S.Basbas, C.Nikas, M.Miltiadou, S.Papadopoulos,

A.Tsoukala: “Traffic flows forecasting in an uncertain economic and geopolitical environment: the case of the Pan-European Corridor X” Proc. of the 10th World Conference on Transport Research (WCTR ‘04), Istanbul, Turkey, 4-8 July 2004.



213

THE DISTANCE BETWEEN REAL TIME DATA AND

DECISION MAKING IN URBAN ROAD FREIGHT TRANSPORTATION SYSTEMS;

THE EXAMPLE OF THE CITY OF THESSALONIKI Efstathios Bouhouras, PhD Transport Engineer (City Logistics) – Researcher, Faculty of Rural and Surveying Engineering, Department of Transportation and Hydraulic Engineering, School of Technology, Aristotle University of Thessaloniki, 54 124 Thessaloniki, Greece, E-mail: [email protected] Abstract Road freight transport in urban areas (city logistics) is under study worldwide, especially during the last years, mainly due to its negative impacts to the environment and to the efficient operation of the road network. The modern approach to deal with this rising issue includes the deployment of strategies and measures that take into consideration the conditions prevailing in each study area. In order the decision makers to adopt the proper measures and define the strategy, it is vital for them to have full knowledge of the way an Urban Road Freight Transportation (URFT) system is organized and functions in the field. For this to happen, the decision makers must have under their disposal reliable real time data. After all URFT systems evolve through time and space and it is s crucial that the necessary data not only will be collected correctly but also they will be accessible anytime and anywhere. In this paper a new approach is proposed in order to achieve real time monitoring for URFT systems in order to provide the decision makers with all the necessary data for the case of Greece. Keywords: Urban Road Freight Transportation system, real time monitoring, decision making. 1. INTRODUCTION

The first element of understanding how URFT sector functions, lies in the presentation of the stakeholders and the analysis of their characteristics. In Figure 1[1] these stakeholders are presented along with the “internal links” that constitute the basic elements of an URFT system.



214

Figure 1: Presentation of an URFT system

The stakeholders of an URFT system can be easily identified. However

the way their actions interact is difficult to be defined. For this reason an URFT system and its stakeholders should be examined simultaneously, increasing the amount of the necessary data and at the same time forcing the researchers to develop and apply new techniques in real time monitoring.

The last decade the development of Telematics applications provided the researchers with the necessary tools to monitor in real time the sub sectors of an URFT system, such as the fleet of the commercial vehicles, the needs of the retailers, etc. The next logical step would be the combination of these techniques in one tool that would monitor an URFT system in real time. The collected data would then be saved in a data base in which the decision makers should always have access.

As decision makers in an URFT system are recognized the central government and local authorities. These two levels of governance, central and local, have the political legitimacy to investigate, analyze and take decisions in the name of the greater good. Also, they are those with the power to legislate all the necessary laws in order their decisions to be implemented. The central government is responsible to formulate the strategies to be followed and the local authorities are responsible to implement these strategies by adjusting them to their local communities.



215

MATERIALS AND METHODOLOGY [1]

The participation of the public sector in the proposed system for real time monitoring requires the cooperation of several public agencies and ministries. Each ministry is responsible for the collection of different types of data concerning URFT systems. However, these data are nothing more than a piece in the greater picture, just a piece of a puzzle.

For Greece, the ministries (regardless of how are named by each government) involved in the proposed system are the following:

� Ministry responsible for transportation, public infrastructure and the environment.

� Ministry responsible for the development. � Ministry responsible for the economy of the country. � Ministry responsible for public safety.

For the local authorities the entities responsible for real time monitoring of the URFT system are the Technical Department and the Legal Service.

It has to be mentioned that the ministries listed above responsible for monitoring the URFT systems, are part of the proposal real time monitoring system. In other words, these are the ministries that should be responsible and not that they truly are.

The Ministry responsible for transportation, public infrastructure and the environment in Greece should have under constantly revision the following topics:

1. The total control of the goods transportation. That means that the ministry is responsible to guarantee the free operation of the market of freight transportation in the country by carving national strategies and promoting the cooperation between the public sector and the private sector.

2. Maintaining data bases, concerning records for the commercial vehicles, traffic volumes in rural and urban road network and O-D matrices for the commercial flows.

3. Carrying out surveys for traffic volumes constantly and calculating the environmental impacts, checking the commercial vehicles in order to investigate if the fulfill the minimum standards that Greek Highway Code demands. The Ministry responsible for the development in Greece should have

under constantly revision the following topics: 1. The control of the market in order to insure that the market functions for

the benefit of the consumers.



216

2. The promotion of the projects and programs by introducing the new technologies in the enterprises.

3. Maintaining data bases concerning the characteristics of the logistics centres, the demand and supply for goods and services and finally records for the retail sector. The Ministry responsible for the economy in Greece should have under

constantly revision the following topics: 1. The audit of the enterprises not only in the road freight transportation

sector but also in the retail sector. 2. To insure the implementation of a fair and sustainable tax system, to fight

tax evasion and in general to insure government income. The Ministry responsible for the public safety in Greece should have

under constantly revision the following topics: 1. Checking the commercial vehicles for traffic violations such as over

speeding, overloads or the transporting goods without the necessary papers.

2. For the urban areas, the ministries’ services in case of high environmental pollution are responsible to implement emergency plans in order to calm down the traffic or to remove the traffic from the central area of the cities. The real time monitoring of an URFT system provides the decision

makers with the necessary inputs in order to make decisions for the optimization of the system. The proposal real time monitoring system set as prerequisite that the first level of the data collection is the local authorities. This is due to the fact that local authorities have better knowledge of how the URFT system in their town or metropolitan area is organized and functions that the central government. Telematics applications can also be used in order to collect the necessary data or even to monitor in real time the position, the route, the speed and other data of the vehicles fleet operating in urban environment. There are six basic categories of Telematics application available for use providing real time monitoring information [2]:

� Positioning systems: These systems are used in order to specify the position of the vehicle in real time. The most used and famous system is Global Positioning System – GPS. Alternative systems and not yet fully operational are GALILEO positioning system launched by the European Union and GLONASS which is the Russian positioning system.

� Two-way communication systems: In this category the systems are used in order to achieve communication between the vehicle and the base. However all the protocols developed for the systems of this category can



217

be considered as old mainly because of the cellular networks established in all over the world.

� Systems for monitoring the functionality of the vehicles: These systems are the state-of the-art for the commercial vehicles. There are systems-devices that can be installed in the commercial vehicles in order to provide in real time information to the driver of the vehicle and at the same time the data are sent to the base. The data are also recorded (stored) in a hard disk installed in the vehicle as well. The data that can be monitored with these devices consider the transmission, the fuel consumption, the brake system, the speed of the vehicle, the pressure in the tires and the weight of the vehicle, the number of stops and their duration for loading and unloading, etc.

� Navigators: These devices are used in order to provide the vehicle’s driver the optimized route that he can follow in order to minimize the duration of the route and maximize the utilization of the vehicle. In case the navigator can receive and analyze real time data regarding the traffic condition (this of course requires the proper infrastructure) can re-route the vehicle based on the real conditions in the road network.

� System for the safety of the vehicle: These systems are used in order to ensure that the vehicle is safe before it begins its route and that the goods are loaded with the correct way.

� Systems increasing road safety: The systems are developed in order to minimize the possibility of a commercial vehicle to involve in a car accident. For this, cameras, thermal cameras and sensors are used in the commercial vehicles increasing not only the safety level for the driver but also for the pedestrians and the other users of the road network.

3. RESULTS

In Figure 2 is presented the proposed real time monitoring system. The data are collected in a local level (town or metropolitan area) by:

1. Highly trained personnel that substantiate surveys in the field. 2. Special equipment established in the field. 3. Universities and institutes that carry out research projects regarding

logistics, transportation and the environment. The data collected are transferred through secured communication

channels to servers using intranet. The servers can be established in the local authorities or in the ministries.



218

Other European countries (such as France, Germany and U.K.) have permanent monitoring systems for URFT systems. An exemplary three-part survey was performed in Munich in 1995 as part of an extensive analysis of the regional commercial transport. The survey consisted of three parts [3]: 1. Written postal behavior survey 2. Questioning of singular transport generators 3. Questioning of drivers on the roads

Similar surveys were performed before and afterwards in Berlin, Hamburg, Dresden, Madrid, Rome and in other regions. All of these studies work with the definition of commercial transport as the trips which are generated by drivers during their jobs. The Munich survey is the most extensive of all and is the survey which is best included in the analysis of the entire transport system. The gross random sample of the written postal behavior survey included 3,881 businesses. By making frequent telephone contact with a named contact person at the firms selected for the survey, high participation was achieved, which could be clearly shown in a reply rate of 58%. The survey was based on a key date concept and was performed in waves [3].

The results of the analysis of the collected data provide the decision makers with the necessary inputs in order to plan the next steps to the optimization of URFT sector. The European Statistical Agency (EUROSTAT) each year publishes the data for the member states concerning road freight transportation among others. It is crucial to be understood the importance and the necessity for a real time monitoring system for URFT systems in Greece, at least for the two major cities, the capital Athens and the co-capital Thessaloniki.

Besides the collection of the data, it is extremely important these data to be reliable and accessible not only by the decision makers but by all the stakeholders of the URFT sector. The data must be saved in a simple format so that researches that want to have access to them in order to use them, would be able to do it easily. For these researchers and other stakeholders outside URFT sector the data could be available at low cost. The money could be used for the maintenance of the hardware of the system (PCs, servers, etc.). In the U.S.A. private companies carry out surveys in order to collect data with the official permission of the federation government and the collected data are sold to those that are interested [5].



219

Figure 2: The proposed real time monitoring system for Greece

4. DISCUSSION The proposed real time monitoring system can be simplified by the implementation of Telematics application not only in the commercial vehicles but in all stages of the supply chain. The data could be collected and saved without external interferences, increasing with this way the reliability and insuring the objectivity of the collecting method. If these data could be combined with a methodological framework developed by Aristotle University of Thessaloniki in order to optimize URFT systems, it could provide the decision makers with a supporting tool. The methodological framework is developed in order to be used mainly by a user from the public sector and secondly by a user from the private sector. The proposed methodological framework, aims to link the problems of the Urban Road Freight Transport sector with the necessary policies and measures so that to achieve the optimization of his/her organization and the optimization of the way it operates. The methodology for the development of the framework apart from the analysis of the international literature also included:



220

� Data collection surveys in the field and questionnaire based surveys in the city of Thessaloniki, Greece.

� Implementation of the proposed methodological framework in two Greek cities. The real challenges for the researchers concerning real time data

monitoring are the following [4]: � To build “win-win-win” scenarios to benefit government, urban road

freight industry and universities and other institutes. � To continues to build trust among the stakeholders of URFT sector

through communication. � To ensure that a significant part of research is meaningful and usable in

practice in the near term. In Northern America researchers have realized the importance of sharing

and open data. Sharing transportation data with as many people as possible is the key to maximize innovation, because society as a whole can spend more resources transforming raw data into useful information that governments alone can [6].

In Europe, the Commission through the research programs came to the conclusion that there has been a lack of standards regarding the attributes to be used for recording traffic regulations and traffic circulation plans or recommended routes for heavy goods vehicles [7].

5. CONCLUSIONS

It is clear that delivering goods in the center of the city of Thessaloniki is a challenging issue, just like other urban area. Especially today, the economic situation of Greece requires measures and policies to be implemented in order to maximize the efficiency of all productive sectors and at the same time to minimize the cost.

The main idea of this proposal is to optimize the way that URFT sector is organized and functions and at the same time to achieve minimization of the cost and maximization of the efficiency of the sector. Real time monitoring as a policy will provide not only the decision makers with interesting data but the scientific community of Greece with data necessary to their work.

The proposed system can be easily installed with a low budget, mainly because of the development of Telematics applications. Innovation is necessary more than ever in Greece, if the Greek society wants to overcome the economic crisis and funding slump. Most of all the improvement of the goods distribution system in the study area of the city of Thessaloniki requires that all parts



221

involved, must begin a sincere and fruitful dialogue under the supervision of the state. BIBLIOGRAPHY

[1]. Bouhouras, E., “Development of a methodological framework for the

optimization of urban road freight transport systems based on their qualitative characteristics”, PhD Thesis, Department of Transportation & Hydraulic Engineering, Faculty of Rural & Surveying Engineering, School of Technology, Aristotle University of Thessaloniki, 2011.

[2]. Bouhouras, E., Kyritsis C., Basbas S., “New Technologies in Road Freight

Transportation”, International Conference “Roads of the Future”, Ministry of Transportation and Telecommunication, Athens, 2007.

[3]. Friedrich, M., Haupt, T. & Nokel, K, “Freight Modelling: Data Issues, Survey Methods, Demand and Network Model”, 10th International Conference on Travel Behavior Research, Lucerne, 2003.

[4]. Roorda, M., “Centre for Urban Freight Analysis at UTRAC”, Department of Civil Engineering, University of Toronto, 2003.

[5]. “A concept for a National Freight Data Program”, Transportation Research Board, Committee on Freight Transportation Data: A framework for Development, 2003.

[6]. Spencer, S., “Improving Urban Freight Transportation: Data’s Critical Role”, CRTF & Transport Canada Roundtable on Innovation in Urban Freight, Canada, 2012.

[7]. “ Intelligent Transport Systems in action”, Action Plan and Legal Framework for the Deployment of Intelligent Transport Systems (ITS) in Europe, Directorate – General for Mobility and Transport, 2011.



222



223

SECTIUNEA 3:

PROIECTAREA DRUMURILOR



224

ANALIZA UNOR ASPECTE ALE CALCULELOR DE

DIMENSIONARE CU CONSECIN ŢE NEFAVORABILE ASUPRA PERFORMANŢELOR

STRUCTURILOR RUTIERE Camelia Căpitanu, Consilier tehnic, Dr. ing., SEARCH CORPORATION, e-mail: [email protected] Sorin Cioca, Director, Ing., SEARCH CORPORATION, e-mail: [email protected] Crina Damian, Ing., SEARCH CORPORATION, e-mail: [email protected] Rezumat

Capacitatea drumurilor de a prelua circulaţia vehiculelor în perioada de exploatare poate fi mai redusă decât cea luată în considerare în dimensionarea structurii rutiere datorită unor cauze care ţin atât de constructor cât şi de proiectant. Proiectantul poate introduce uneori erori de calcul prin interpretarea, eliminarea sau subestimarea unor aspecte specifice drumurilor supuse analizelor.

În lucrare prezentăm cele mai importante erori de calcul întâlnite, în etapa de proiectare (şi nu numai), precum şi impactul acestora asupra comportării în exploatare a drumurilor. Cuvinte cheie: aderenţă, durata de viaţă, moduli de elasticitate dinamici Abstract The roads bearing capacity within the operating period can be more reduced than one considered in designing of the road pavement structure due to some reasons which are in the constructor or designer range too. The designer can lead to design errors through interpretation, neglecting or underassessment of some items characteristic to the roads under analysis. We give into the paper the most encountered design errors, during the design stage (and not only), and their effect on the roads’ behaviour. Keywords: adhesion, design period, dynamic moduli of elasticity 1. INTRODUCERE

Metodele de dimensionare cuprinse în prescripţiile tehnice româneşti [1], [2] sunt asemănătoare cu cele utilizate în diverse ţări ale Europei. În mod evident, în lume există o preocupare permanentă de îmbunătăţire a metodologiei



225

de calcul, iar specialiştii din România trebuie să fie la curent cu noile cercetări în domeniu.

Inginerii proiectanţi din România stabilesc structuri rutiere noi sau straturi

de ranforsare pentru structurile existente, astfel încât acestea să preia circulaţia vehiculelor o anumită perioadă de timp. Acest lucru presupune acceptarea unui proces de degradare treptat al structurii rutiere sub solicitările repetate ale sarcinilor din trafic, în condiţii hidroclimatice specifice, care însă trebuie să rămână sub un nivel admisibil din punct de vedere al stării de degradare a îmbrăcămintei bituminoase, diferenţiat în funcţie de importanţa drumului. Astfel, pentru autostrăzi, drumuri expres, drumuri europene şi alte drumuri cu un trafic de calcul mai mare de 1 milion osii standard de 115 kN se acceptă apariţia unor prime fisuri pe urma roţilor datorate oboselii mixturii asfaltice sau a unui făgaş cu adâncimea maximă de 10 mm, ca urmare a deformării permanente a pământului de fundare. Pentru celelalte drumuri, cu un trafic de calcul mai mic de 1 milion de osii standard de 115 kN se acceptă degradarea structurii rutiere, prin apariţia unor suprafeţe fisurate extinse pe urma roţilor sau accentuarea făgaşelor, care pot avea adâncimea de 20 mm.

În timpul perioadei de exploatare a unor drumuri se constată însă

degradarea prematură a îmbrăcămintei bituminoase, care în unele cazuri, poate fi foarte severă. Se subliniază că metoda analitică de dimensionare a structurilor rutiere suple şi semirigide ia în considerare două mecanisme de degradare: oboseala straturilor bituminoase şi a stratului din agregate naturale stabilizate cu ciment şi deformarea permanentă a pământului de fundare. În continuare, ne vom referi la unele cauze care favorizează manifestarea prematură a acestor mecanisme, care pot fi datorate fie proiectantului, fie constructorului. 2. ANALIZ Ă ASUPRA UNOR ASPECTE ÎNTÂLNITE LA DIMENSIONAREA STRUCTURILOR RUTIERE NOI, SUPLE ŞI SEMIRIGIDE

Vom descrie în continuare cele mai importante erori de calcul, cu referire

la aplicarea “Normativului pentru dimensionarea sistemelor rutiere suple şi semirigide”, indicativ PD 177-2001 [1].

O primă cauză a degradării premature a structurilor rutiere constă în

stabilirea eronată a unor parametri de calcul implicaţi în dimensionarea structurilor rutiere noi şi anume, alegerea tipului stratului de formă şi stabilirea



226

modulului de elasticitate dinamic la nivelul patului şi a modulului de elasticitate dinamic al mixturii asfaltice din straturile bituminoase. Aceaste tipuri de erori au fost observate din examinarea unor proiecte de drum, la care am fost implicaţi de-a lungul timpului. O altă posibilă cauză a degradării premature se datorează faptului că dimensionarea structurilor rutiere se face considerând aderenţa între toate straturile rutiere, iar lipsa acesteia, în special între straturile bituminoase are consecinţe dezastruoase asupra comportării în exploatare a drumurilor.

2.1 . Alegerea tipului stratului de formă si stabilirea modulului de

elasticitate dinamic la nivelul patului drumului

Stratul de formă are ca principală funcţiune îmbunătăţirea şi uniformizarea capacităţii portante a terasamentului, conform STAS 12253-84. STRATURI DE FORMĂ. Condiţii tehnice generale de calitate [3]. Ca urmare, un pământ de fundare de tipul P1 sau P2, pietriş cu nisip, indiferent de grosimea lui nu poate fi considerat strat de formă, aşa cum am constatat din examinarea unor proiecte de drum.

Alegerea tipului stratului de formă depinde de materialele care alcătuiesc

terasamentele, de materialele disponibile în zonă, de rolul pe care acesta trebuie să îl joace, atât în perioada de execuţie, cât şi în perioada de exploatare. Astfel, straturile de formă din pământuri necoezive sau din balast se recomandă a fi utilizate în cazul terasamentelor alcătuite din pământuri coezive, cu umiditate apropiată sau mai mică decât cea optimă de compactare. Tratarea cu var se recomandă în cazul pământurilor coezive cu umidităţi mai mari decât cea optimă de compactare. De cele mai multe ori, proiectantul alege, la sugestia constructorului, strat de formă din balast, indiferent de tipul şi umiditatea pământului de fundare. Însă constructorul va întampina dificultăţi la compactare, dacă pământul are în momentul execuţiei umiditate mare şi în consecinţă, nu va putea sa obţină o deflexiune inferioară valorii admisibile la nivelul stratului de formă, de 200 sutimi de mm. Şi atunci, constructorul verifică prin încercări de încărcare cu placa, valoarea de calcul a modulului de elasticitate dinamic la nivelul patului adoptată de proiectant şi propune suplimentarea grosimii balastului, pentru acoperirea deficienţei creeate. Menţionăm că acest lucru nu este posibil, deoarece în timpul execuţiei terasamentelor rutiere, umiditatea pământului trebuie să fie apropiată de cea optimă de compactare, mult mai mică decât cea din timpul exploatării drumului, când umiditatea pământului se apropie de gradul de saturaţie.



227

O altă eroare întâlnită în unele proiecte se referă la modul de luare în considerare a stratului de formă la dimensionarea structurilor rutiere. Conform normativului indicativ PD 177-2001 [1], stratul de formă împreună cu pământul de fundare alcătuiesc un sistem bistrat, caracterizat prin modulul de elasticitate dinamic echivalent, a cărei valoare se stabileşte din diagrame. Unii proiectanţi consideră în mod eronat faptul că modulul de elasticitate dinamic la nivelul patului drumului este valoarea modulului stratului de formă din balast, stabilită în funcţie de modulul de elasticitate dinamic al pământului de fundare, cu relaţia bine cunoscută.

În figura 1 se prezintă impactul modului de considerare al stratului de

formă asupra duratei de viaţă, pentru structura rutieră prezentată în tabelul 1 şi dimensionată pentru un volum de trafic de calcul de 3,5 milioane osii standard.

Tabelul 1. Grosimea straturilor şi caracteristicile de deformabilitate ale materialelor rutiere

Denumirea materialului din strat

Grosime cm

Moduli de elasticitate E, MPa µ Varianta 1

Epat=Ebistrat Varianta 2

Epat=Estrat forma Beton asfaltic tip MASF 16 5 3300 3300 0,35 Beton asfaltic tip BAD 25 6 3000 3000 0,35 Mixtură asfaltică tip AB2 6 5000 5000 0,35 Piatră spartă mare 20 400 400 0,27 Balast 25 245 300 0,27 Strat de formă din balast 20

102 152 0,27

Pământ de fundare P5 ∞ 70 0,42

Figura 1. Durata de viaţă în funcţie de varianta de calcul a modulului patului

4,48

11,42

0

2

4

6

8

10

12

102,00 152,00

Modulul patului drumului (MPa)

Dura

ta d

e vi

aţă (

ani)



228

Din examinarea acestei figuri se constată că durata de viaţă a structurii rutiere în varianta 2, incorectă este de 11,4 ani, mult mai mare decât cea corespunzătoare unui calcul corect, conform variantei 1 şi anume de 4,5 ani. 2.2. Stabilirea modulului de elasticiatate dinamic al mixturii asfaltice

Al ţi parametri introduşi incorect de unii proiectanţi în calculele de dimensionare sunt modulii de elasticitate dinamici ai mixturii asfaltice din îmbrăcăminte, respectiv utilizarea valorilor prevăzute în SR 174-1. “Îmbrăcăminţi bituminoase cilindrate executate la cald” [4], valori determinate cu echipamentul ELE-MATTA prin încercarea la întindere indirectă pe epruvete cilindrice, la temperatura de 15ºC. Aceste valori pot fi utilizate doar pentru stabilirea compoziţiei optime a mixturii asfaltice în studiile preliminare de laborator, nu la dimensionarea structurilor rutiere. Deoarece mixturile asfaltice sunt materiale vâscoelastice complexe, a căror răspuns la solicitare este puternic dependent de durata de încărcare şi temperatură, pentru dimensionare se vor utiliza valorile modulilor de elasticitate incluse în normativele de dimensionare, valori care ţin cont de temperatura echivalentă anuală, respectiv 19ºC pentru zona climaterică I şi II şi 16ºC pentru zona climaterică III. În figura 2 se prezintă impactul utilizării valorilor modulilor de elasticitate dinamici ai îmbrăcămintei bituminoase conform PD 177 (Varianta 1) şi SR 174 (Varianta 2) asupra duratei de viaţă, pentru structura prezentată în tabelul 2.

Tabelul 2. Grosimea straturilor şi caracteristicile de deformabilitate

ale materialelor rutiere

Denumirea materialului din strat

Grosime cm

Moduli de elasticitate dinamici E, MPa µ Varianta 1

Emix cf PD177 Varianta 2

Emix cf SR174 Beton asfaltic tip MASF 16 5 3300 4500 0,35 Beton asfaltic tip BAD 25 6 3000 4000 0,35 Mixtura asfaltică tip AB2 6 5000 5000 0,35 Piatră spartă mare 20 400 400 0,27 Balast 25 245 245 0,27 Strat de formă din balast 20

102 102 0,27 Pământ de fundare P5 ∞



229

Figura 2. Durata de viaţă în funcţie de modulii de elasticitate dinamici ai

mixturii asfaltice din îmbracaminte

Din examinarea acestei figuri se constată că în varianta 2 incorectă, rezultă în urma calculului de dimensionare o durată de viaţă a structurii rutiere de 5,5 ani, dar un calcul corect indică apariţia unui făgaş pe urma roţii după 4,5 ani de exploatare. 2.3 . Impactul lipsei de aderenţă între straturile bituminoase asupra duratei

de viaţă Conform reglementărilor tehnice în vigoare în ţara noastră, calculele de

dimensionare se fac utilizând programul CALDEROM 2000, având ca ipoteză de calcul “aderenţa” între straturile rutiere. În timpul execuţiei, această ipoteză poate fi considerată uneori neimportantă şi nu se realizează, ceea ce va determina reducerea duratei de viaţă a structurii. Lipsa de aderenţă la interfeţe şi în special la cele ale straturilor bituminoase are consecinţe dezastruoase asupra comportării în exploatere a drumurilor. Am atras atenţia asupra acestui aspect încă din anul 2002 [5]. Din păcate, în 2001 când au fost elaborate prescripţiile tehnice la care ne referim nu s-a dispus de un program de calcul care să ţină cont de alunecarea la diferitele interfeţe ale structurii rutiere. De aceea, se impune necesitatea revizuirii prescripţiilor actuale de dimensionare a structurilor rutiere, prin introducerea unui program de calcul capabil să ia în considerare starea reală a interfeţelor dintre straturi.

În figura 3 se prezintă variaţia duratei de viaţă a structurii rutiere descrisă în tabelul 1, în funcţie de tipul de interfaţă, considerând , în varianta 1, “aderenţa” între toate straturile bituminoase şi în varianta 2, “alunecare” între stratul de legătură şi stratul de bază din mixtura asfaltică. Calculul duratei de viaţă în ultimul caz s-a făcut utilizând programul ALIZÉ [6].

4,48

5,51

0

1

2

3

4

5

6

valori cf. PD 177-2011 valori cf. SR 174-2009

Modulii mixturii asfaltice din îmbrăcăminte (MPa)

Du

rata

de

viaţă

(an

i)



230

Figura 3. Durata de viaţă în funcţie de tipul de interfaţă

Din examinarea acestei figuri se constată că în varianta în care se realizează

aderenţă între toate straturile asfaltice, durata de viaţă a structurii rutiere este de aproximativ 3,4 ani. Această valoare scade dramatic, la 0,2 ani, dacă între stratul de legătură şi stratul de bază există alunecare. În acest caz, fisura se dezvoltă în stratul de legătură iar evitarea acestei situaţii depinde exclusiv de calitatea execuţiei. 3. ANALIZ Ă ASUPRA UNOR ASPECTE ÎNTÂLNITE LA DIMENSIONAREA STRATURILOR BITUMINOASE DE RANFORSARE

Vom descrie în continuare, cele mai importante erori de calcul, întâlnite la

aplicarea “Normativului pentru dimensionarea straturilor bituminoase de ranforsare a sistemelor rutiere suple şi semirigide”, indicativ AND 550 – 98 [2].

Cele mai frecvente erori întâlnite care pot determina reducerea capacităţii portante a drumului ranforsat apar la culegerea şi interpretarea datelor din teren şi la modul de luare în considerare a degradării drumului în perioada de timp produsă între data elaborării proiectului şi data începerii lucrărilor de reabilitare. 3.1. Culegerea şi interpretarea datelor din teren

Direcţiile internaţionale privind dimensionarea structurilor rutiere în termeni de eficienţă şi performanţă sunt orientate spre realizarea unui echipament complex, care să poată măsura cu mare viteză, în toate condiţiile cerute de parametri de calcul, atât capacitatea portantă, cât şi alte caracteristici:

3,38

0,17

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

cu aderenţă între straturi cu alunecare între stratul delegătură şi cel de bază

Tipul de interfeţe

Du

rata

de

viaţă

(an

i)



231

alcătuirea structurii rutiere, starea de degradare a suprafeţei de rulare, profile longitudinale şi transversale, rugozitate, planeitate, etc.

În Romania există echipamente performante de măsurare a

caracteristicilor stării tehnice a drumurilor, dar din păcate nu există o normă tehnică unitară care să reglementeze şi să coreleze datele măsurate. Acest lucru lasă loc de interpretări şi creează premisele introducerii unor erori. Cele mai importante erori cuprinse în studiile de dimensionare a ranforsărilor se referă la stabilirea/interpretarea modului de alcătuire al structurilor rutiere existente şi la aprecierea/interpretarea capacităţii portante.

3.1.1. Stabilirea modului de alcătuire al structurilor rutiere

Modul de alcătuire al structurilor rutiere existente se determină pe baza sondajelor efectuate în teren. Adesea, la interpretarea carotelor sunt omise următoarele aspecte extrem de importante: lipsa de aderenţă între straturile rutiere la diferite interfeţe şi examinarea vizuală a calităţii materialelor. Aceste observaţii culese din teren vor influenţa duratele de viaţa reziduală şi implicit, grosimile straturilor de ranforsare.

Concluziile generale obţinute în urma analizei sondajelor efectuate în structurile rutiere de SEARCH CORPORATION în ultimii 20 ani sunt: lipsa de aderenţă între straturile asfaltice la diferite interfeţe şi mixtură asfaltică friabilă la baza pachetului. Aceste observaţii coroborate cu starea de degradare a suprafeţei de rulare pot furniza informaţii asupra cauzelor degradării premature produsă şi în acelaşi timp, informaţii preţioase privind tipul de lucrare de reabilitare ce urmează a fi propus. De asemenea, trebuie observat în teren dacă există mixtură asfaltică friabilă la baza pachetului, deoarece aceasta va fi tratată în calculele de dimensionare ca material granular, care nu mai poate prelua solicitări de întindere.

Efectele acestor interpretări asupra duratei de viaţă reziduală sunt

prezentate în figura 4. Datele implicate în analiză au fost culese din teren, în anul 2008 pentru sectorul de drum DN 18, km 88+200 – km 93+400. Structura rutieră existentă era formată, conform celor patru sondaje efectuate, din mai multe straturi bituminoase, cu grosimea totală de 21 cm, aşezate pe 30 cm balast. Varianta 1 de analiză ţine cont doar de grosimea totală a straturilor măsurată pe carotele extrase, iar varianta 2 ţine cont şi de calitatea mixturii observată din examinarea acestora, respectiv 5 cm de mixtură de la baza pachetului era friabilă



232

(la dimensionare, această grosime va fi adăugată la grosimea stratului de fundaţie din balast, conform tabelului 3) şi la aproximativ 10 cm de suprafaţa de rulare s-a constatat lipsa de aderenţă, în toate cele patru sondaje. Pentru calculul duratelor de viaţă s-a considerat un volum de trafic de 0,71 milioane osii standard.

Tabelul 3. Grosimea straturilor şi caracteristicile de deformabilitate ale materialelor rutiere

Denumirea materialului din

strat

Grosime h, cm Moduli de

elasticitate dinamici E, MPa

µ Varianta 1

Indiferent de calitatea mixturii

Varianta 2 În funcţie de

calitatea mixturii

Mixtură asfaltică existentă

21 (pachet cu aderenţă)

16 (două straturi fără aderenţă)

2500 0,35

Balast 30 35 148/159 0,27 Pământ de fundare ∞ ∞ 57 0,35

Figura 4. Durata de viaţă în funcţie de modul de interpretare a datelor din teren

Din examinarea acestei figuri se constată că în situaţia în care nu se ţine seama de calitatea mixturii asfaltice existente, ci doar de grosimea totală a pachetului, durata de viaţă a structurii rutiere este de 11,3 ani. Această valoare scade dramatic, la sub 1 an dacă interpretam datele culese în teren (la aproximativ 10 cm de suprafaţa de rulare s-a constatat lipsa de aderenţă iar ultimii 5 cm de la baza pachetului de mixturi asfaltice sunt friabili şi sunt

11,26

0,56

0

2

4

6

8

10

12

cu aderenţă între straturi,indiferent de calitatea mixturii

fără aderenţă între straturi şieliminarea stratului friabil

Interpretarea datelor din teren

Du

rata

de

viaţă

(an

i)



233

adaugaţi la stratul inferior). În acest caz, fisura se dezvoltă la baza stratului care alunecă, iar evitarea acestei situaţii depinde de nivelul de analiză al studiului de dimensionare. 3.1.2. Analiza capacităţii portante a structurilor rutiere

În lipsa unei reglementări tehnice unitare, proiectanţii interpretează bazinele de deflexiune rezultate în urma măsurărilor de deflexiune utilizând în general programele specifice fiecărui tip de echipament de testare. Acest lucru este incorect deoarece: principiile, legile de oboseală ale materialelor diferă de la o ţară la alta şi de asemenea, diferită poate fi comportarea mixturii asfaltice şi a patului drumului, în funcţie de variaţia regimului hidroclimateric. Subiectiv rămâne şi modul de interpretare al fişierului de rezultate: stabilirea sectoarelor omogene, stabilirea valorilor de calcul ale duratelor de viaţă reziduală şi a grosimilor de ranforsare (prelucrări statistice sau valori medii), etc. Rămâne la abilitatea şi experienţa inginerului structurist modul de interpretare al datelor furnizate de programele de calcul, în corelare cu starea de degradare, cu datele de trafic, cu modul de alcătuire, astfel încât să stabilească soluţiile necesare de ranforsare corecte, în funcţie de zestea existentă a drumurilor.

3.1 . Reducerea anuală a capacităţii portante a structurilor rutiere

La stabilirea soluţiilor de reabilitare, proiectanţii nu ţin cont de reducerea capacităţii portante în perioada de timp dintre data elaborării proiectului şi data începerii lucrărilor de reabilitare, ceea ce este incorect, deoarece structura rutieră continuă să se degradeze sub acţiunea traficului curent, a traficului de şantier şi a condiţiilor hidroclimaterice. Spre exemplificare: evoluţia degradării a fost urmărită şi interpretată pentru un sector de drum, DN 2, km 342+000 – km 350+000, prin inspecţii repetate de vizualizare a stării de degradare şi măsurări periodice ale deformabilităţii ( patru etape de măsurare, primăvară/toamnă) [7]. Această analiză a permis stabilirea corelaţiei dintre deflexiunea măsurată în primăvara anului 2005 şi cea măsurată în primavara anului 2004, precum şi a reducerii în timp a capacităţii portante a tronsonului studiat, sub influenţa traficului şi a condiţiilor hidrologice, conform figurii 5.



234

Figura 5. Creşterea procentuală anuală a deformabilităţii

Din examinarea figurii 5 rezultă că procentele de reducere anuale ale

capacităţii portante sunt cuprinse între 6,5% şi 11,5%, în funcţie de valoarea deflexiunii de referinţă. Această depreciere ar trebui să se regăsească în modulii de elasticitate dinamici ai materialelor straturilor existente, implicaţi în dimensionarea ranforsărilor. Dacă mai adaugăm şi efectele distructive ale acţiunii traficului de şantier, această reducere poate fi suplimentată. 4. CONCLUZII

Degradările premature din îmbrăcămintea bituminoasă a drumurilor pot fi datorate unor cauze care ţin pe de-o parte, de rigurozitatea construcţiei şi pe de altă parte, de nivelul de detaliere al studiilor de dimensionare. Lucrarea prezentată ilustrează variaţia în limite largi a duratei de viaţă, în funcţie de gradul de complexitate al analizelor.

Lucrarea atrage atenţia asupra necesităţii revizuirii prescripţiilor actuale de dimensionare a straturilor bituminoase de ranforsare, prin introducerea unui program de calcul capabil să ia în considerare starea reală a interfeţelor dintre straturi şi asupra necesităţii realizării unei reglementări tehnice noi, care să trateze în mod unitar, dimensionarea structurilor rutiere pe baza echipamentelor de măsurare a deformabilităţii.

O bună cunoaştere şi interpretare a reglementărilor în vigoare, o analiză detaliată a investigaţiilor din teren, coroborate cu tipul şi nivelul degradării şi lucrări de execuţie de calitate vor conduce la obţinerea unor drumuri de nivel european, fără intervenţii anuale de reabilitare care implică, atât resurse financiare costisitoare cât şi disconfortul utilizatorilor în circulaţie.

0

2

4

6

8

10

12

14

213 439 664 890 1115

deflexiuni

pro

cen

te



235

BIBLIOGRAFIE

[1]. Normativ pentru dimensionarea sistemelor rutiere suple şi semirigide, indicativ PD

177 – 2001. [2]. Normativ pentru dimensionarea straturilor bituminoase de ranforsare a sistemelor

rutiere suple şi semirigide (metoda analitică), indicativ AND 550 –1999. [3]. Lucrări de drumuri STRATURI DE FORMĂ. Condiţii tehnice generale de calitate.

STAS 12253-84. [4]. Lucrări de drumuri. Îmbrăcăminţi bituminoase cilindrate executate la cald. SR 174-

1/2009. [5]. Lipsa aderenţei între straturile bituminoase, cauză a degradarii structurale a

drumurilor, Simpozion Ştiinţific Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, 2002.

[6]. ALIZĖ, logiciel de calcul des deflexions de surface, des contraintes et des defo

rmations des structures de chaussée, LCPC, Paris. [7]. CAMELIA CAPITANU: „Studii de capacitate portantă pe reţeaua de drumuri prin

investigaţii nedistructive”. Teză de doctorat.



236

ANALIZA SEC ŢIUNII DE TRIERE DIN CADRUL NODULUI RUTIER

SIBIU VEST DE PE CORIDORUL IV PANEUROPEAN UTILIZÂND SOFTWARE-URI SPECIALIZATE

Mitran Gabriela, drd. Ing., Search Corporation, [email protected] Brânzărea Anca, Matem, Search Corporation, [email protected] Popescu Alexandru, Ing., Search Corporation, [email protected] Suciu David, Vicepresedinte, Ing. Search Corporation, [email protected] Mânea Simona, Matem., Search Corporation, [email protected] Rezumat

Capacitatea secţiunilor de triere din cadrul unui nod rutier depinde de o serie de parametri printre care configuraţia geometrică, viteza, lungimea, volumul fluxului de împletire, numărul de benzi, lăţimea benzilor de circulaţie, procentul autovehiculelor grele din fluxul total. În această lucrare autorii prezintă un exemplu de analiză a secţiunii de triere în raport cu lungimea acesteia pentru nodul rutier Sibiu Vest integrat în Coridorul IV Pan European. Cuvinte cheie: sector de triere, nod rutier, nivel de serviciu Abstract The capacity of freeway weaving sections of freeway junction depend on a number of parameters including geometric configuration, freeway free-flow speed, weaving segment length, weaving volume, number of lanes, heavy vehicle adjustment. In this paper the authors present an example analysis of freeway weaving section in relation with its junction length for Western Sibiu road junction that appears on Pan European Corridor IV. Keywords: weaving section, road junction, level of service 1. INTRODUCERE

În această lucrare autorii prezintă analiza condiţiilor de trafic în nodul rutier Sibiu Vest de pe Coridorul IV Pan European, parte integrantă în lucrarea „Proiectare şi execuţie Autostrada Orăştie Sibiu, km 65+965 – km 82+200, Lotul 4”, realizată de Search Corporation în anul 2012, al cărui beneficiar este Compania Naţionala de Autostrăzi şi Drumuri Naţionale din România (CNADNR).



237

Nodul rutier Sibiu Vest asigură conexiunea dintre Coridorul IV Pan European şi reţeaua rutieră locală în zona de vest a municipiului Sibiu (figura 1). Prin acest nod se realizează schimbul de trafic dintre zonele polarizatoare de trafic reprezentate de municipiul Sibiu, zona de vest a ţării şi punctele de trecere a frontierei cu Ungaria.

O pondere semnificativă a traficului generat şi atras de/ în municipiul Sibiu este localizat în zona de vest a acestuia, cea mai importanta zona destinată activităţii industriale şi logistice a oraşului, care se întinde pe o suprafaţă de 123 ha, delimitată de DN 1, Str. Salzburg (DN 1T- fost DJ 106B) şi DJ 143B. În această extremitate a municipiului funcţionează şi Aeroportul Internaţional Sibiu.

Potenţial important de generare şi atractivitate a traficului au şi localităţile Şura Mică şi Ocna Sibiului prin parcurile industriale prevăzute pe teritoriul lor.

Ţinând cont de amplasarea geografică a nodului rutier Sibiu Vest în raport cu zonele polarizatoare de trafic descrise anterior, acest element de infrastructură va facilita accesibilitatea acestor zone către Coridorul IV.

Figura 1. Plan de amplasare în zonă – municipiul Sibiu



238

2. CARACTERISTICI GEOMETRICE SI DE TRAFIC

Geometria propusă pentru nodul rutier Sibiu Vest este cea prezentată în figura 2. Se observă că schimbul de trafic între autostradă şi reţeaua rutieră locală se realizează prin intermediul unei intersecţii de tip giratoriu poziţionată la nord de autostradă şi a unui sector de triere delimitat de bretelele 3 şi 4 dedicate intrării şi ieşirii pe/ de pe autostradă pe sensul de mers Sibiu-Sebeş.

Figura 2. Geometria intersecţiilor aferente nodului Sibiu Vest

4

3

2

1



239

Analiza privind lungimea sectorului de triere a fost realizată la nivelul anului 2030. Debitele orare estimate la nivelul anului 2030 corespunzătoare schimbului de trafic dintre Coridorul IV (CIV) şi reteaua rutieră locală din zona Sibiu Vest se regăsesc prezentate în figura 3. Conform acestor valori se produc schimburi semnificative de trafic între str. Salzburg, care asigură legătura cu municipiul Sibiu, şi autostradă. Str. Salzburg prezintă funcţiune importantă în cadrul reţelei, alimentând autostrada cu valori ale fluxurilor de trafic comparabile cu cele care tranzitează acest nod rutier pe direcţia autostrăzii.

Figura 3. Relaţii de trafic între CIV şi reţeaua rutieră locală din zona Sibiu Vest. Debite orare (vehicule etalon turism) la nivelul anului 2030



240

3. ANALIZA SECŢIUNII DE TRIERE

Secţiunea de triere reprezintă tronsonul de infrastructură (autostradă)

delimitat de punctul în care se produce convergenţa fluxurilor de trafic care provin din 2 sau mai multe direcţii şi punctul în care are loc separarea acestui flux rezultat în 2 sau mai multe direcţii diferite, fără ajutorul dispozitivelor de control al traficului.

Highway Capacity Manual (HCM) clasifică secţiunile de triere în 3 categorii (A, B şi C) în funcţie de configuraţia geometrică a acestora [1]. Secţiunile de triere din categoria A au rezervată 1 singură bandă pentru executarea manevrelor necesare pentru schimbarea direcţieie de mers. Cele mai frecvente secţiuni de triere încadrate în această categorie sunt cele care apar atunci când rampa de acces pe o infrastructură este urmată de o rampă de ieşire de pe acelaşi element de infrastructură.

Pentru determinarea lungimii minime a secţiunii de triere, la cererea Beneficiarului, a fost aplicată metodologia de calcul prevazută în Normativul privind proiectarea autostrazilor extraurbane PD 162-2002 [2].

Conform acestui Normativ lungimea minimă a secţiunii de triere se determină în funcţie de volumul total al fluxurilor de împletire şi de densitatea debitului de împletire. Analiza condiţiilor de circulaţie se face în funcţie de cinci curbe de variaţie determinate de lungimea secţiunii de triere şi de volumul total

al fluxurilor de împletire, clasificate pe baza unor coeficienţi de influenţă, 3,1=k

. Metoda de calcul propusă în Normativ are la baza procedura abordata de

Leish în anul 1981, care l-a randul ei este similară celei dezvoltate în Highway Capacity Manual (HCM) în anul 1965 [3].

Highway Capacity Manual este elaborat de către Centrul de Cercetări în Transporturi (Transportation Research Board) din SUA. Acesta conţine concepte, principii, proceduri care stau la baza determinării capacităţilor şi calităţii serviciilor oferite de diferite elemente de infrastructură rutieră (autostrăzi, artere de circulaţie, intersecţii semaforizate, intersecţii nesemaforizate etc.) şi efectele transportului public, pietonal şi cu bicicleta asupra performanţelor sistemelor de transport analizate.

Prima ediţie a acestui manual a fost realizată în anul 1950. Până în anul 2010 (ultima ediţie) a cunoscut 5 actualizări a procedurilor de calcul propuse şi a coeficienţilor utilizaţi.



241

Highway Capacity Manual constituie o referinţă la nivel mondial în domeniul ingineriei transporturilor.

Normativul PD 162-2002 nu conţine informaţii despre încadrarea funcţionarii secţiunii de triere într-un anumit nivel de serviciu (LOS), parametru utilizat în literatura de specialitate pentru a determina eficacitatea unor elemente ale infrastructurii de transport. Initial LOS a fost utilizat în analiza funcţionării infrastructurilor de transport în raport cu diferite valori ale fluxurilor de trafic şi în diferite condiţii de siguranţă. Conceptul a fost extins, acest parametru fiind adaptat pentru a putea analiza funcţionarea intersecţiilor, a sistemelor de transport public, a reţelelor de apă şi canalizare etc.. Nivelurile de serviciu sunt împărţite in 6 clase, notate descrescător de la A la F.

Ţinând cont de cele menţionate anterior, autorii au considerat necesară verificarea nivelului de serviciu asigurat de lungimea minimă a secţiunii de triere utilizând metodologia existentă în HCM utilizând soft-ul HCS (ediţia 2002).

Analiza funcţionalităţii nodului în ansamblu a fost realizată şi prin microsimularea traficului cu ajutorul soft-ului VISSIM.

3.1. Metoda de calcul prevazuta in Normativul PD 162-2002

Configuraţia secţiunii de triere delimitată de bretelele de intrare/ ieşire pe/

de pe autostradă este prezentată în figura 4.

Figura 4. Secţiunea de triere A din cadrul nodului rutier Sibiu Vest Densitatea debitelor de împletire, D, este dată de relaţia [2]:

[ ]kmhvetL

QQD ii //21 +

= (1)

unde: [ ]hvetQi /1 - fluxul de intrare pe direcţia NV-SE a autostrăzii; [ ]hvetQi /2 - fluxul de ieşire de pe direcţia NV-SE a autostrăzii;

[ ]kmL - lungimea secţiunii de triere; vet – vehicul etalon autoturism.



242

Conform normativului utilizat, pentru asigurarea unor condiţii acceptabile de circulaţie este necesar ca densitatea debitelor de împletire, D, să aibă valori mai mici de 3000 vet/h/km. Deşi nu se precizează numărul benzilor de circulaţie considerate în determinarea densităţii debitelor de împletire putem presupune că se referă la doua benzi în secţiune, cât timp în formula de calcul (1) nu apare şi debitul curent de înainte.

Considerând [ ]kmhvetD //3000= şi valorile estimate ale fluxurilor de trafic de împletire la nivelul anului 2030, [ ]hvetQi /7161 = si [ ]hvetQi /7052 = , se poate determina lungimea minimă a secţiunii de triere:

[ ]kmD

QQL ii 21

min

+= (2)

[ ]kmL 473,03000

705716min =+=

Pentru verificarea condiţiilor de funcţionare în raport cu lungimea minimă a secţiunii de triere rezultată şi cu valorile traficului total de împletire se utilizează nomograma prezentată în figura 5. Astfel, pentru lungimea minimă,

[ ]kmL 473,0min = şi traficul total de împletire [ ]kmhvetQQQ iii //142121 =+= rezultă că circulaţia se desfăşoară în limitele curbei II (k=2,9), căreia îi corespund viteze de circulaţie de 70-80 km/h.

Figura 5. Diagrama condiţiilor de funcţionare de-a lungul secţiunilor de triere.[2]



243

Vw1

Vw2

Vo1

Vo2

3.2. Verificarea nivelului de serviciu utilizand soft-ul HCS Sistemul software HCS + pune în aplicare metodologia prevazută în

Highway Capacity Manual (HCM) ediţia 2000. Acest software are un modul dedicat analizei secţiunilor de triere care apar în nodurile rutiere la nivel autostrăzilor, modul cunoscut sub denumirea de Freeway Weaving.

Diagrama fluxurilor de împletire corespunzătoare secţiunii de triere analizate, configurată cu acest software este prezentată în figura 6.

Figura 6. Diagrama fluxurilor de împletire – secţiune de triere – Nod Sibiu Vest

Semnificaţia fluxurilor reprezentate în figura 6 este următoarea: • Vo1, Vo2 – fluxuri de înainte; • Vw1, Vw2 – fluxuri de împletire. Utilizând acest instrument de calcul pentru analiza condiţiilor de circulaţie

în nodul Sibiu Vest au fost studiate ipotezele în care lungimea secţiunii de triere variază în intervalul 150-750 m (tabelul 1). Viteza de circulaţie la flux liber, V0, considerată pe sectorul de triere a fost de 90 km/h.

Tabelul 1. Analiza condiţiilor de circula ţie

L [m] V [km/h] Nivel de

serviciu (LOS) Densitate

[vet/h/banda] 150 48 D 20,06 300 56 D 17,18 450 61 C 15,72 500 63 C 15,37 600 65 C 14,8 700 68 C 14,17



244

Analizând datele din tabelul 1 se observă că nivelul de serviciu C, nivel de serviciu minim recomandat în Highway Capacity Manual pentru desfaşurarea circulaţiei în bune condiţii, poate fi atins atunci când lungimea secţiunii de triere este cuprinsă între 450 m şi 750 m.

În figura 7 este prezentat, spre exemplificare, un raport pe care îl realizează soft-ul HCS + în cadrul analizei secţiunilor de triere.

3.3. Verificarea nivelului de serviciu utilizand soft-ul VISSIM

Sistemul software VISSIM permite microsimularea atât a transportului public şi privat rutier, cât şi celui pietonal. Structura sa oferă utilizatorului posibilitatea modelării oricărui tip de configuraţie geometrică sau de comportament al utilizatorilor întâlnite în cadrul unui sistem de transport.

Printre aplicaţiile specifice acestui software se numară şi analiza zonelor de împletire a fluxurilor de trafic în cadrul nodurilor rutiere. În cadrul acestui studiu de caz a fost considerată lungimea medie a secţiunii de triere, L=500 m şi viteza de deplasare de 80 km/h pe banda destinată trierii traficului şi de 100 km/h pe benzile de circulaţie destinate deplasării pe direcţia Sibiu-Sebeş. Parametrii rezultaţi în urma simulării sunt prezentaţi în tabelul 2.

Tabelul 2. Analiza condiţiilor de circula ţie

Parametru Valori

înregistrate Întârzierea medie [s/veh] 8 Viteza medie [km/h] 67 Numărul mediu de opriri [N/veh] 0,05 Lungimea totală a parcursurilor [km] 8935,8 Durata totală a parcursurilor [h] 133 Numărul total de vehicule care tranzitează nodul 5615



245

Figura 7. Analiza condiţiilor de circulaţie, lungimea secţiunii de triere – 150m



246

4. CONCLUZII

Pentru analiza condiţiilor de circulaţie la nivelul nodului rutier Sibiu Vest din cadrul Coridorului IV Pan European prin intermediul nivelului de serviciu (LOS) au fost utilizate valori ale fluxurile de trafic pe direcţii de mers estimate la nivelul anului 2030, pentru toate relaţiile de circulaţie care apar în acest nod rutier.

Lungimea secţiunii de triere delimitată de bretelele de intrare şi ieşire pe/ de pe autostrada, pe sensul de mers Sibiu – Sebeş, în nodul Sibiu Vest, a fost determinată pe baza procedurilor din Normativului privind proiectarea autostrazilor extraurbane PD 162-2002. Acest normativ conţine prevederi dezvoltate la nivelul perioadei 1980-1983 care în prezent nu mai sunt în acord cu prevederile din ultimele ediţii (2000, 2010) ale HCM, care constituie o referinţă la nivel mondial în domeniul ingineriei transporturilor. Solicitarea utilizării acestei metodologii de calcul a venit din partea Beneficiarului lucrării, CNADNR. Lungimea minimă rezultată a fost de 473 m.

Analiza condiţiilor de circulaţie de-a lungul secţiunii de triere delimitată de bretelele de intrare şi ieşire pe/ de pe autostradă pe sensul de mers Sibiu – Sebeş, în nodul Sibiu Vest, a fost realizată prin verificarea nivelului de serviciu în care se încadrează această secţiune de triere pentru diferite lungimi cuprinse în intervalul 150 şi 750 m utilizând soft-ul HCS, care utilizează metodologia de calcul prevazută în HCM 2000. Acest soft returnează un raport care conţine şi evaluarea nivelului de serviciu în care se desfăşoară circulaţia. În acest studiu de caz s-a obţinut nivelul de serviciu D, pentru valori ale lungimii secţiunii de triere de până la 450 m şi nivelul de serviciu C, pentru lungimi ale secţiunii de triere cuprinse între 450 m si 750 m.

În liteatura de specialitate se recomandă proiectarea elementelor de infrastructură ale căror caracteristici asigură nivelul de serviciu C. Lungimea minimă a secţiunii de triere de 473 m, asigură, la limită, desfăşurarea circulaţiei în nodul rutier Sibiu Vest la nivelul de serviciu C.

Parametrul în funcţie de care a fost încadrat nivelul de serviciu al secţiunii de triere a fost densitatea fluxului de vehicule, exprimat în vehicule etalon autoturism/h/bandă.

Pentru analiza funcţionării în amsablu a nodului rutier Sibiu Vest, utilizând soft-ul VISSIM a fost realizată microsimularea fluxurilor de trafic prin nod, astfel putându-se vizualiza modul de scurgere a traficului şi identifica apariţia necesităţii efectuării “manevrelor forţate”, frânării pe anumite sectoare din nod, la diferite viteze de circulaţie reglementate pentru zona de triere.



247

BIBLIOGRAFIE [1]. TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, NATIONAL ACADEMIES: „Highway

Capacity Manual”, ISBN: 978-0-309-16077-3, Washington, 2010. [2]. „Normativ privind proiectarea autostrazilor extraurbane, PD 162-2002”, Compania

Nationala de Autostrazi si Drumuri din Romania, Bucuresti, 2002. [3]. Y. ZHANG: “ Capacity modeling of freeway weaving sections”, Virginia Polytechnic

Institute and State University, Blacksburg, Virginia, 2005.



248

RANFORSAREA SISTEMELOR RUTIERE CU APLICATIA

ADVANCED ROAD DESIGN Marian Burlacu , inginer CAD, Australian Design Company, e-mail: [email protected] Rezumat

Aplicatia completa pentru proiectarea drumurilor Advanced Road Design permite realizarea proiectelor de reabilitare a drumurilor existente. Aplicarea casetelor se face cu latime variabila in plan, in functie de limita drumurilor existente, si cu preluarea reprofilarii la existent in functie de tehnologia de executie – pastrarea unei grosimi variabile a stratului de egalizare la marginea interioara a casetei si o panta constanta pa toata latimea acesteia.

Cuvinte cheie: proiectare, drumuri, casete, ranforsare, ARD, Abstract The complete solution for roads design Advanced Road Design makes a step forward in the design of roads rehabilitation. Road rehabilitation with boxing structure can be done automatically according to existing road limits in plan and applying a variable depth of the levelling course according to the natural terrain elevation in every road section. With that special function the road design comply with the road execution technology requests. Keywords: design, road, boxing structure, rehabilitation, ARD 1. MODELAREA 3D A SUPRAFETEI DE TEREN CU APLICATIA ADVANCED ROAD DESIGN 1.1. Definirea suprafetei de teren

Definirea suprafetei se face prin introducerea elementelor 3D (coordonate x,y,z) rezultate din masuratorile topografice.

Categoriile de elemente pe baza carora putem crea o suprafata 3D sunt: - Puncte AutoCAD 3D de tipul „point” inserate cu x,y,z in desen – Points - Fisiere de puncte care sa prezinte cel putin coloane pentru fiecare din

cele 3 coordonate (x,y,z) – Point Files - Polilinii 3D (sau 2D daca reprezinta curbe de nivel) - Breaklines - Fete 3D – 3D Faces



249

- Pentru a avea o suprafata reprezentata doar pe zona care ne intereseaza pe planul de situatie este posibila adaugarea unor limite de suprafata prin optiunea – Boundaries

Pentru citirea unui fisier de puncte XYZ va trebui sa alegem calea catre acel fisier si sa stabilim ce reprezinta coloanele care il compun –numar punct (PN), X (x),Y (y),Z (z), alte caracteristici cum ar fi descriere punct (C,I), respectiv prin ce sunt delimitate aceste coloane (spatiu, virgula etc.) si daca exista sau nu linie cu cap de tabel.

Adaugarea fisierului se face cu butonul Add Poin File

Figura 1. Citirea fisierelor de puncte 1.2. Reprezentarea suprafetei pe planul de situatie

Reprezentarea suprafetei create pe plan se poate face prin afisarea curbelor de nivel (Contours) sau a triunghiurilor de interpolare (Mesh) – Contours & Mesh.

De asemenea putem face analize ale suprafetei si putem afisa modul de scurgere al apei prin sagetile de panta (Slope arrows) sau gama de pante pe intervale de culori (Show Slope Shading) prin setarile puse la dispozitie de Slope & Arrows.

Urmatoarea foaie de Height & Directions permite colorarea planului de situatie pe regim de inaltimi (Show Height Shading) sau in functie de orientarea suprafetei (Show Direction Shading).



250

Figura 2. Analiza scurgerii apelor pe suprafata 3D modelata 2. GENERAREA AXULUI IN PLAN, CREAREA PROFILULUI LONGITUDINAL SI APLICAREA PROFILULUI TRANSVERSAL TI P 2.1. Generarea si editarea axului drumului proiectat

Advanced road design permite citirea fisierelor in format .xml si aplicarea curbelor de racordare in plan proiectate conform standardelor romanesti. De asemenea orice element de tip polilinie poate fi transformata in element de tip ax de drum.

Odata generat elementul de ax va putea fi editat sau etichetat cu afisarea pozitiilor chilometrice, numar pichet, cote, etc.

Figura 3. Etichetarea axului de drum



251

2.2. Proiectarea profilului longitudinal

Prin transformarea axului in element de tip drum se va deschide automat fereastra de editare a profilului longitudinal denumita Vertical Grading Editor (VGE). Aici va fi deja propus un profil al liniei rosii automat de catre program. Putem edita, sterge sau introduce oricate puncte de racordare verticala sau putem calcula profilul in functie de anumite conditii cu ajutorul unor functii de calcul (ex: acoperire minim necesara la ranforsari).

Figura 4. Editarea profilului longitudinal

2.3. Definirea si aplicarea profilului transversal tip Definirea si aplicarea profilelor transversale tip se face usor prin apelarea dialogurilor specifice.

Definirea profilelor tip va tine seama de coduri pentru fiecare linie caracteristica a drumului (margine asfalt, caseta, acostament, trotuar, bordura santuri). De asemenea poate fi definita structura cu aplicarea pantei de -4% pentru ultimul strat sau atribuirea de banchete si pante finale pe straturile structurii rutiere.



252

Figura 5. Definirea profilului tip

Figura 1. Profil tip aplicat

Codul casetei (LCAS / RCAS) este variabil in sectiunile drumului si nu va apare decat daca limita proiectata o depaseste pe cea a existentului, aceste doua coduri nu vor fi introduse in profilul transversal tip aplicat.

Declararea codurilor de caseta se va face din fereastra Design Data Form. Din sectiunea Variations se va alege functia de Insert Section with

Interpolated Levels.



253

Dialogul afisat in partea dreapta a ferestrei ne va permite - sa stabilim pozitia kilometrica pe care dorim sa aplicam caseta

(Start/End Chainage), - inainte sau dupa un cod definit in profilul transversal tip (Before/After

Selected Code) - nominalizarea codului din profilul tip aplicat la care ne vom raporta

(Code) - declararea noului cod de caseta (New Code) - metoda de stabilire a pozitiei noului cod introdus (Method) - Relative to Code – la o anumita distanta fata de codul specificat la

Code masurata din ax - Fixed Distance - la o distanta fixa fata de codul specificat la

Code masurata fata de acesta - Use Alignment – va lega codul casetei de aliniamnetul creat in plan

pentru margine drum existent - specificarea distantei dorita fata de cod /aliniament (Offset) - semnul “-“ va genera limita aplicare caseta la 0.25 m in interior (masurat

de la aliniament limita drum existent spre ax – C.L.) - specificarea aliniamentului pentru margine drum existent

2. CALCULUL MINIMEI RANFORSARI SI APLICAREA CASETEI LA EXISTENT 2.1. Calculul minimei ranforsari

Aplicatia Advanced Road Design distribuita in Romania de Australian

Design Company permite proiectarea profilului longitudinal al drumului luand in calcul analiza suprafetei drumului existent si stabilirea liniei de minima ranforsare pe intreaga latime a acestuia, in fiecare sectiune transversala taiata.



254

Figura 6. Minima acoperire necesara

Se va deschide fereastra de editare a profilului longitudinal VGE si se va apela grupul de functii Compute VC from Existing Data unde vom gasi functia Resheet.

Figura 7. Functia Resheet pentru calculul minimei ranforsari



255

Figura 8. Afisarea liniei albe calculata pentru minima ranforsare

In cazul in care cota liniei rosii se gaseste deasupra / pe linia alba vom respecta, pe intreaga latime a profilului transversal, acoperirea minima de 10 cm.

2.2. Aplicarea casetei la existent

In situatia drumurilor nationale in care normele de executie si proiectare sunt mult mai restrictive cu privire la pozitia axului nou proiectat si a limitelor drumului, in care situatia existenta pe teren este coerenta (fara ruperi de pante sau denivelari mari pe traseul drumului existent), se cere aplicarea casetelor de la existent.

Aceasta presupune: - ultimul strat al structurii declarate intre codurile C.L. - LCAS sa se

muleze pe existent si - codul casetei LCAS - LEB sa preia de asemenea cota din terenul existent Optiunea de Asign Layer Controls va deschide urmatoarea fereastra



256

Figura 9. Setari pentru codurile C.L. – LCAS

Aici vom impune ca ultimul strat al structurii sa preia cotele terenului existent.

La optiunea Match Depth to Surface vom alege “yes” si vom declara grosimea maxima pe care o poate avea acest strat (ca exemplu a fost utilizata valoarea 0.5).

Vom deschide aceeasi fereastra pentru sectiunea LCAS – LEB si vom impune ca codul LCAS sa preia cota suprafetei existente.

Figura 10. Setari pentru codurile LCAS - LEB

Vom impune stratului 2 din structura declarata la Thickness from Existing optiunea de “Inner”.



257

Figura 11. Vizualizarea sectiunii transversale

Aplicatia Advanced Road Design permite vizualizarea concomitenta si in timp real in timpul proiectarii a planului de situatie, a profilului longitudinal si al profilelor transversale curente. Orice modificare a profilului longitudinal va duce la actualizarea aproape instantanee a planului de situatie si a transversalelor curente. De asemenea pot fi aplicate taluze complexe cu banchete si pante variabile in functie de inaltimea taluzului si pot fi definite profile separate pentru santuri in vederea asigurarii scurgerii apelor.

Vor fi generate automat rapoarte cu cantitatile de lucrari necesare (volume de sapatura/umplutura, volume structura rutiera, lungimi de santuri, lungimi bordura, suprafete de taluze si suprafete geotextil).



258

Figura 12. Vizualizarea concomitenta a profilului longitudinal, a planului de situatie si a profilului transversal curent

3. CONCLUZII

Advanced Road Design asigura toate functiile necesare atat proiectarii drumurilor noi cat si a celor deja existente.

Este o aplicatie flexibila si dinamica care a fost testata atat de proiectanti cat si de executanti pentru urmarirea si evaluarea lucrarilor puse in executie.

Firmele care doresc instruire, suport tehnic profesional si consultanta pe proiect se pot adresa inginerilor proiectanti de la firma Australian Design Company, Unicul Distribuitor al aplicatiei ARD, la email [email protected], adresa web www.australiandc.ro si la telefon 0729011852.



259

LUCRĂRI DE PROTECŢIA MEDIULUI STUDIATE ÎN

PROIECTAREA DRUMURILOR NOI Măruntu Cristina, Expert Evaluator de Mediu, Licenţiat în Ştiinţa Mediului, S.C. CONSITRANS S.R.L., [email protected] Necşulescu Diana Elena, Inginer Departament Calitate-Mediu, Inginer în Inginerie Rurala şi Protecţia Mediului, S.C. CONSITRANS S.R.L., [email protected] Rezumat

Lucrarea va prezenta soluţiile tehnice studiate în etapele de proiectare a drumurilor noi, pentru protecţia factorilor de mediu, din perspectiva evaluării impactului asupra mediului, în conformitate cu legislaţia în vigoare privind obţinerea acordului de mediu.

De asemenea, vor fi prezentate atât avantajele cunoaşterii acestor soluţii, cât şi constrângerile financiare existente la nivel naţional.

O secţiune importantă va fi alocată prezentării măsurilor de reducerea a impactului asupra mediului, cu referire la acţiunile operative propuse pentru perioada de execuţie, precum şi la managementul proiectelor noi în perioada de operare, ţinând cont că perioada alocată proiectării drumurilor include toate estimările impactului asupra mediului şi recomandările pentru întreaga durată de viaţă a proiectelor de infrastructură. Cuvinte cheie: protecţia mediului, drumuri noi, pasaje pentru protecţia animalelor, panouri fonoabsorbante. Abstract The article will present the technical solutions studied in the new roads designing phase, in order to ensure the protection of the envrionmental factors, according to the environmental impact assessement, as it is aproved by the legal procedure for Environmental Permit. The advantages of knowing these solutions and the problems rised by them, will be underlined. An important section will be presenting the mitigation measures during the construction and operational phases, taking into consideration that during the designing phase has estimations for the entire lyce cycle of the project. Keywords: environmental protection, new roads, wildlife protection pasageways, soundabsorbing pannels.



260

1. INTRODUCERE

Protecţia mediului la nivel naţional, a evoluat pe o cale ascendentă şi a suferit schimbări majore mai ales în modalitatea de derulare a proiectelor. Astfel procedura de evaluare a impactului asupra mediului a fost modificată major, prin susţinerea unei modalităţi integrate de evaluare a impactului asupra mediului, pentru a susţine dezvoltarea unor proiecte de infrastructură durabile.

Noua procedură a condus la studierea unor soluţii noi pentru protecţia factorilor de mediu, soluţii pe care lucrarea de faţă le va prezenta succint. 2. PREZENTAREA PROCEDURII DE EVALUARE A IMPACTULUI ASUPRA MEDIULUI

Procedura de evaluare a impactului asupra mediului se desfăşoară în conformitate cu prevederile Ordinului nr. 135 din 2010 şi demarează cu evaluarea iniţială, bazată pe notificarea iniţială. În această etapă autorităţile compentente de protecţia mediului analizează impactul potenţial şi iau în considerare două situaţii posibile: impact redus şi impact semnificativ.

Dacă impactul este unul redus, procedura se finalizează cu un document de reglementare emis de autorităţile compentente de protecţia mediului, prin care se menționează motivele deciziei şi se specifică clar condițiile de desfăşurare a proiectului.

Dacă impactul estimat este considerat a fi unul semnificativ, procedura se continuă cu etapele următoare, etapa de încadrare, respectiv cea de evaluare a impactului.

În cadrul acestor etape procedurale, se realizeaza studiul de evaluare a impactului asupra mediului, pentru a include toate aspectele ce se pot dezvolta în ameninţări pentru factorii de mediu.

Măsurile adecvate de protecţie şi conservare trebuie adoptate din perspectiva dezvoltării durabile, pentru a se asigura echilibrul între dezvoltarea economică şi protecţia mediului, încă din primele etape de derulare a proiectelor, de aceea procedura de evaluare a impactului asupra mediului a fost imbunătăţită treptat, până când a integrat toate elementele importante, cum sunt evaluarea adecvată pentru ariile protejate şi monitorizarea obligatorie a factorilor de mediu în perioada de operare.

Procedura a realizat integrarea evaluării adecvate în cadrul procedurii de evaluare a impactului asupra mediului, astfel încât să se evite derularea unor proceduri paralele, pentru obţinerea aceluiaşi act de reglementare. 3. LUCRĂRI DE PROTECŢIA MEDIULUI

Ca urmare a schimbărilor procedurale, au început să fie studiate şi incluse în proiectele rutiere soluţii noi. În prezent se analizează serios atât soluţia proiectată aleasă, cât şi materialele şi tehnologiile folosite la realizarea proiectelor.

Însă cea mai mare realizare este consolidarea unui set de măsuri de protecţie, pe care majoritatea proiectanţilor îl studiază şi îl adaptează pentru fiecare proiect încă din faza de fezabilitate.



261

Acest set include măsuri specifice adaptate protecţiei fiecărui factor de mediu. Vom prezenta mai jos o serie de măsuri utilizate pentru protecţia biodiversităţii, deoarece acest aspect este printre cele mai sensibile în acest moment.

Podeţele pentru traversare adaptate la necesităţile speciilor de amfibieni au început să fie foarte solicitate, mai ales datorită problemelor de supravieţuire ale acestor specii. La nivelul ţării noastre există aproximativ 23 de specii, dintre care 19 sunt protejate la nivel european.

Podeţele pentru tranzitul amfibienilor au o caracteristică esenţială, şi anume prezenţa treptelor umede şi uscate, care favorizează folosirea acestora de către speciile de amfibieni, deoarece păstrează elementele primare ale habitatului natural folosit de acest tip de specii. În general, cel mai des utilizat tip de podeţ pentru amfibieni este cel cu treapta umedă mediană şi două trepte uscate laterale, aşa cum este prezentat în figura 1.

Figura 1. Schiţă podeţ pentru tranzitul amfibienilor

În vederea utilizării eficiente a acestor podeţe, se folosesc în general parapeţi din

material reciclat, care au o suprafaţă alunecoasă, împiedicându-se astfel ieşirea amfibienilor în afara zonei de protecţie.

Panourile fonoabsorbante pentru protecţia păsărilor sunt un alt exemplu de adaptare a unei măsuri de protecţie standard la necesităţile de migrare ale păsărilor.

Aceste panouri sunt o variantă îmbunătăţită a panourilor transparente din plexiglas, care se integrează foarte bine în peisaj, însă nu prezentau siguranţă pentru speciile de păsări, deoarece ele deveneau vizibile la o distanță mică față de capacitatea de reacție a păsărilor.



262

Astfel au apărut două tipuri de panouri pentru protecția păsărilor, unul cu forme geometrice sau poze cu rapitori inserate pe suprafaţa panourilor şi celălalt model cu linii orizontale sau verticale, la distanţa de 2 – 5 cm pe toată suprafaţa panourilor.

Figura 2. Exemple de panouri pentru protecţia păsărilor

Studiile au aratat ca o eficienţă mult mai mare prezintă panourile care aveau inserat model de linii deoarece acestea sunt vizibile de la o distanţă mult mai mare faţă de cele cu poze cu răpitori.

De asemenea, panourile cu poze cu răpitori modifică comportamentul păsărilor vulnerabile, acestea având tendinţa de a zbura la o altitudine mai mare sau mai mică faţă de imaginea inserată în panou, astfel existând un risc ridicat ca acestea să aibă impact frontal cu zonele panourilor.

Un alt aspect important, introdus de clarificarea prevederilor legale privind studiile întocmite pentru protecţia biodiversităţii, în cazul proiectelor care afectează arii naturale protejate incluse în reţeaua ecologică europeană Natura 2000, este proiectarea şi dimensionarea corespunzătoare a pasajelor pentru trecerea animalelor sălbatice.

Astfel se studiază diferite tipuri de pasaje, pentru a răspunde necesităţilor speciilor ţintă, cu diferenţiere între mamiferele mari si cele de talie mică sau mijlocie. 4. CONCLUZII

Lucrarea de faţă a încercat să prezinte cele mai noi lucrări de protecţia mediului, incluse în proiectarea drumurilor noi. Singura problemă ridicată de folosirea acestor soluţii este cea legată de imposibilitatea monitorizării reale a eficienţei lor economice.

Un pas important în evoluţia pozitivă a protecţiei mediului a fost făcut de procedura actuală de evaluare a impactului asupra mediului, care este mai eficientă în tratarea impactul



263

proiectelor de infrastructură, punând pe aceaşi treaptă necesitatea de realizare a proiectului şi protecţia factorilor de mediu.

Etape importante au fost integrate în procedură, cum sunt soluţiile alternative şi măsurile compensatorii pentru ariile protejate afectate, astfel încât să fie oprite de la realizare doar proiectele al căror impact nu poate fi redus sau limitat.

Dialogul cu autoritățile competente de protecția mediului şi buna planificare a proiectelor, trebuie să fie baza oricărui proces de dezvoltare a proiectelor de infrastructură.

Tranziţia către adoptarea soluţiilor eficiente nu este nici uşoară, nici rapidă, însă este calea corectă către realizarea de proiecte durabile de infrastructură, care să asigure echilibrul între dezvoltarea socio-economică şi protecţia factorilor de mediu. BIBLIOGRAFIE [1]. Hotărârea Guvernului nr. 445 din 13 iulie 2009 privind evaluarea impactului

anumitor proiecte publice şi private asupra mediului, 2009. [2]. Ordinul nr. 135 din 10 februarie 2010 privind aprobarea Metodologiei de aplicare

a evaluarii impactului supra mediului pentru proiecte publice si private, 2010. [3]. Ordinul Nr. 19 din 13 ianuarie 2010 pentru aprobarea Ghidului metodologic privind

evaluarea adecvată a efectelor potenţiale ale planurilor sau proiectelor asupra ariilor naturale protejate de interes comunitar, 2010.

[4]. Raportul Asociaţiei Mondiale de Drumuri privind Monitorizarea Factorilor de

Mediu, 2011. [5]. Proiectul de Autostradă Deva Orăştie , 2010.



264

STABILIREA SOLU ŢIEI OPTIME DE RANFORSARE A

STRUCTURILOR RUTIERE SUPLE Ştefan Marian Lazăr , Ş.l.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Departamentul de Drumuri, Căi Ferate şi Materiale de Construcţie, e-mail: [email protected] Elena Diaconu, Prof.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Departamentul de Drumuri, Căi Ferate şi Materiale de Construcţie, e-mail: [email protected] Constantin Romanescu, Prof.cons.dr.ing., Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, Departamentul de Drumuri, Căi Ferate şi Materiale de Construcţie, e-mail: [email protected] Rezumat

Stabilirea soluţiei optime de ranforsare a structurilor rutiere joacă un rol vital în activitatea de administrare rutieră cu implicaţii directe asupra duratei de serviciu a drumurilor şi a costurilor de funcţionare, contribuind la utilizarea optimă a resurselor disponibile.

În lucrare este prezentată o metodă de stabilire a soluţiei optime de ranforsare a structurilor rutiere suple bazată pe simulare numerică pe calculator şi pe utilizarea conceptului de durată de viaţă reziduală.

Se urmăreşte obţinerea unor “Nomograme” cu ajutorul cărora administratorul reţelei de drumuri în funcţie de bugetul disponibil, precum şi în funcţie de capacitatea portantă a drumului şi de valorile traficului actual şi de perspectivă, să stabilească grosimea de consolidare şi să cunoască care este durata de serviciu a lucrării comandate. Cuvinte cheie: structuri rutiere suple, ranforsare, durată de viaţă reziduală Abstract

Establishing the optimal solution to reinforcing pavement structures has a vital role in

road management activities with direct impact on road service life and operating costs, contributing to the optimal use of available resources.

The paper presents a method to determining the optimal solution for flexible pavement structures reinforcement based on computer numerical simulation and the use of remaining service life concept.

It is intended to obtain “Diagrams” with which the road network administrator depending on the available budget and depending on the bearing capacity of road and the current and future traffic values, to determine the thickness of consolidation and to know what is the service life of the work ordered. Keywords: flexible pavement structures, reinforcement, remaining service life



265

1. INTRODUCERE

Efectul combinat al solicitărilor din trafic şi al condiţiilor de mediu conduce în timp la degradarea şi în final la colapsul oricărei structuri rutiere indiferent cât de bine este proiectată sau construită.

Lucrările de întreţinere şi de reabilitare sunt măsurile pe care administratorul rutier, în funcţie de bugetul diponibil, le poate lua pentru a încetini sau a reseta acest proces de deteriorare a nivelului de serviciu al unui drum.

Măsurile de întreţinere, ca de exemplu colmatarea fisurilor, colmatarea rosturilor de lucru şi plombările ajută la încetinirea vitezei de degradare a unei structuri rutiere suple prin ameliorarea deficienţelor specifice de suprafaţă care netratate la timp pot contribui la deteriorarea generală. Când aceste măsuri nu mai sunt suficiente pentru menţinerea unui anumit nivel de serviciu, atunci se trece la executarea de lucrări de reabilitare.

Formal, reabilitarea poate fi definită ca [1]: “... o îmbunătăţire structurală sau funcţională a unei structuri rutiere care

produce o extindere substanţială a duratei de exploatare, prin îmbunătăţirea în mod considerabil a nivelului de serviciu şi a calităţii la rulare.”

Reconstruirea unei structuri rutiere în întregime, pe toată grosimea, nu este considerată reabilitare, ci executarea unei construcţii noi.

Opţiunile de reabilitare a structurilor rutiere flexibile depind de condiţiile locale şi de tipurile de degradări, dar de obicei includ:

- reciclarea in situ la cald (HIPR = Hot in-place recycling); - reciclarea in situ la rece (CIPR = Cold in-place recycling); - straturi de ranforsare asfaltice (HMA = Hot mix asphalt). Mai există şi alte opţiuni de reabilitare şi anume: - ranforsare cu strat din agregate naturale stabilizate cu lianţi

puzzolanici; - ranforsare cu beton de ciment. Straturile asfaltice de ranforsare pot fi aşternute peste suprafeţele existente

cu sau fără executarea operaţiunii de frezare în prealabil. Ranforsările cu asfalt sunt utilizate pentru două scopuri primare: - ranforsări structurale, care sunt proiectate pentru a aduce un spor de

capacitate portantă structurii rutiere existente comparativ cu momentul iniţial al punerii în exploatare. Din acest motiv ele sunt mai groase decât cele nestructurale şi sunt dimensionate conform criteriilor de dimensionare;



266

- ranforsări nestructurale, care sunt menite să înlocuiască numai stratul de uzură degradat. Din acest motiv ele sunt considerate de unii administratori rutieri ca făcând parte din activitatea de întreţinere [2].

Soluţia finală de ranforsare se adoptă în urma unui amplu studiu tehnico-economic.

În cadrul acestui articol se urmăreşte obţinerea unor “Nomograme” cu ajutorul cărora administratorul reţelei de drumuri în funcţie de bugetul disponibil, precum şi în funcţie de capacitatea portantă a drumului şi de valorile traficului actual şi de perspectivă, să stabilească grosimea de consolidare şi să cunoască care este durata de serviciu a lucrării comandate.

În lucrare se prezintă o metodă de stabilire a soluţiei optime de ranforsare a structurilor rutiere suple bazată pe conceptul de durată de viaţă reziduală. 2. METODA DE STABILIRE A S OLUTIEI O PTIME DE R ANFORSARE A STRUCTURILOR RUTIERE SUPLE - SOR 2.1. Prezentarea metodei SOR

Metoda de stabilire a soluţiei optime de ranforsare a structurilor rutiere suple prezentată în această lucrare se încrie în tendinţa actuală manifestată pe plan local şi internaţional de elaborare a unor metode analitico-empirice de calcul a grosimii straturilor bituminoase de ranforsare a structurilor rutiere suple.

În general metodele analitico-empirice de dimensionare a straturilor asfaltice de ranforsare sunt structurate în următoarele etape principale de calcul:

a) analiza structurii rutiere existente; b) analiza la solicitare a structurii rutiere ranforsate. a) Analiza structurii rutiere existente are o deosebită importanţă în

procesul de dimensionare a straturilor de ranforsare. Această acţiune trebuie să furnizeze date cât mai exacte privind:

- cauzele degradării structurii rutiere existente; - modul de alcătuire a structurii rutiere şi caracteristicile materialelor din

straturile rutiere; - răspunsul complexului rutier la solicitări, prin încercări specifice de

determinare a deformabilităţii, de exemplu măsurători FWD (Falling Weight Deflectometer = deflectometru cu sarcină dinamică);

- durata de viaţă reziduală a structurii rutiere existente [3]. b) Analiza la solicitare a structurii rutiere ranforsate presupune calculul

în punctele critice ale acesteia al tensiunilor şi deformaţiilor specifice. În acest scop, structura rutieră este modelată ca un sistem cu n straturi, fiecare strat fiind



267

considerat elastic, omogen, izotrop şi infinit în plan orizontal, caracterizat prin modulul de elasticitate dinamic şi coeficientul lui Poisson. În prezenta lucrare se va trata pe larg doar analiza la solicitare a structurii rutiere suple ranforsate (punctul b). Soluţia optimă de ranforsare se va stabili printr-un calcul structurat în două etape şi anume:

b.1) Etapa de predimensionare, în care pe baza valorilor deflectometrice evaluate cu ajutorul modelului de calcul cu elemente finite MEFAS 2D [4] se vor stabili grosimile necesare de consolidare. b.2) Etapa de verificare, în care cu ajutorul criteriilor de dimensionare specifice structurilor rutiere suple, se va studia răspunsul structurii rutiere suple ranforsate în diverse soluţii, la solicitarea osiei standard de 115 kN. În etapa de predimensionare, dimensionarea straturilor bituminoase de

ranforsare se bazează pe criteriul deflexiunii admisibile la suprafaţa complexului rutier ranforsat, astfel încât acesta să prezinte o stare tehnică bună sau corespunzătoare pe perioada de perspectivă.

Grosimea straturilor bituminoase necesare ranforsării (h) se stabileşte în conformitate cu prevederile instrucţiunilor CD 31-2002, cu ajutorul relaţiei:

( )admc ddkh /log= (1) în care

cd - deflexiunea caracteristică (0,01 mm);

admd - deflexiunea admisibilă (0,01 mm); k - coeficient a cărui valoare se stabileşte în funcţie de clasa de trafic a

drumului care se ranforsează. După stabilirea grosimii necesare de consolidare, cu ajutorul “Catalogului de soluţii tip de ranforsare a structurilor rutiere suple pentru sarcina de 115 kN pe osia simplă” elaborat de CESTRIN, se adoptă o soluţie tip corespunzătoare.

În etapa de verificare, soluţia adoptată în etapa de predimensionare se va verifica în conformitate cu prevederile “Normativului pentru dimensionarea straturilor bituminoase de ranforsare a sistemelor rutiere suple şi semirigide (Metoda analitică)”, ind. AND 550-1999.

Grosimile finale ale straturilor asfaltice de ranforsare vor rezulta în urma unui calcul iterativ şi vor fi cele care verifică concomitent ambele criterii de dimensionare:

- deformaţia specifică de întindere admisibilă la baza straturilor bituminoase (criteriul de dimensionare 1 = cd1);

- deformaţia specifică de compresiune admisibilă la nivelul patului drumului (criteriul de dimensionare 2 = cd2).



268

Tuşa finală a Metodei SOR [4] constă din includerea în metodă a conceptului duratei de viaţă reziduală adaptat pentru soluţia de ranforsare.

În prezenta lucrare calculul se va face pentru o structură rutieră suplă existentă cu caracteristicile mecanice aferente unui anumit nivel presupus de degradare al straturilor asfaltice existente şi al stratului de fundaţie din balast (ipoteză notată SRS E3) în diverse variante de ranforsare.

În final, cu ajutorul conceptului de durată de viaţă reziduală, având în vedere capacitatea portantă şi diverse nivele de trafic se stabileşte care este soluţia optimă de ranforsare. 2.2. Conceptul duratei de viaţă reziduală

Durata de viaţă reziduală a unui drum reprezintă numărul de ani în care

structura rutieră mai poate prelua solicitările datorate traficului [4]. Calculul duratei de viaţă reziduală se face folosind modele de degradare

specifice fiecărui material din straturile ce intră în alcătuirea structurii rutiere [5], în conformitate cu prescripţiilor româneşti în vigoare. Modelele de degradare leagă valorile parametrilor critici de dimensionare (rε , zε ) cu numărul sarcinilor până la cedare pentru un material caracteristic.

Adoptarea mai multor criterii de dimensionare presupune în consecinţă evaluarea mai multor durate de viaţă reziduală, valoarea finală care determină momentul optim de ranforsare fiind cea corespunzătoare ipotezei celei mai defavorabile (valoarea minimă).

Degradarea produsă de fiecare sarcină se poate determina aplicând legea lui Miner (1945) [6] de acumulare a degradărilor:

Di = ni/Ni (2) unde: ni - numărul de repetări a sarcinii, în perioada sezonieră;

Ni - numărul de solicitări care poate fi preluat de structura rutieră în perioada sezonieră, până la apariţia degradărilor de suprafaţă (văluriri) şi structurale (faianţări, fisuri şi făgaşe).

Dacă, ΣDi > 1, atunci structura rutieră s-a degradat şi necesită îmbunătăţirea condiţiilor de circulaţie prin ranforsare.

Deşi legea lui Miner prezintă mai multe limitări majore, ea având la bază ipoteza degradării liniare, specialiştii au arătat că această lege constituie o aproximare utilă în multe situaţii [5, 7].

Astfel, pentru structura rutieră existentă neranforsată, durata de viaţă reziduală (DV ), respectiv numărul de ani în care structura rutieră mai poate



269

prelua sarcinile din traficul de perspectivă se poate stabili cu relaţia dedusă din expresia legii lui Miner, de forma următoare:

∑ == n

i iDDV1

/1 ani (3)

Relaţia (3) se poate rescrie, ajungând în final de forma [8]:

anualc

adm

N

NDV

,

= ani (4)

în care: admN - numărul de solicitări admisibil, în milioane osii standard de 115 kN, care poate fi preluat de structura rutieră existentă, conform criteriilor de dimensionare;

anualcN , - traficul de calcul mediu anual, în milioane osii standard de 115

kN, stabilit prin împărţirea traficului de calcul ( cN ) la numărul de ani corespunzător perioadei de perspectivă ( pp ) luată în considerare.

Dacă durata de viaţă reziduală este mai mică decât perioada de perspectivă se vor avea în vedere măsuri de îmbunătăţire a capacităţii portante a structurilor rutiere, prin consolidarea acestora.

În concluzie, conceptul duratei de viaţă reziduală, permite ca, la un moment dat din durata de exploatare a unei structuri rutiere existente să se poată estima care este durata de serviciu rămasă şi în consecinţă, care este momentul optim pentru ranforsare [4].

Pentru cazul particular al structurilor rutiere ranforsate, la calculul duratei de viaţă reziduală se poate face următoarea demonstraţie în funcţie de valorile traficului de calcul.

Astfel relaţia (4) mai poate fi scrisă de forma:

c

admp

p

c

adm

N

Np

p

NN

DV ⋅== ani (5)

în care: pp - perioada de perspectivă luată în calcul pentru ranforsare;

cN - traficul de calcul în milioane osii standard de 115 kN, corespunzător perioadei de perspectivă.

Din analiza expresiei matematice (5) se constată că pot apare trei cazuri posibile [4]:

a) dacă admc NN = atunci rezultă ppDV = , adică durata de viaţă reziduală

va fi egală cu perioada de perspectivă luată în calcul pentru ranforsare; b) dacă admc NN < atunci rezultă ppDV > , adică durata de viaţă reziduală

va fi mai mare decât perioada de perspectivă;



270

c) dacă admc NN > atunci rezultă ppDV < , adică durata de viaţă reziduală

va fi mai mică decât perioada de perspectivă. Această observaţie ne poate ajuta în procesul de luare a deciziei de a opta

pentru una sau alta din soluţiile de ranforsare posibile în funcţie de durata de viaţă specifică unei anumite amplitudini estimate a solicitărilor din trafic. 3. VERIFICAREA VARIANTELOR DE RANFORSARE

Având în vedere recomandările “Normativului pentru dimensionarea

straturilor bituminoase de ranforsare a sistemelor rutiere suple şi semirigide (Metoda analitică)”, ind. AND 550-1999 şi ale “Catalogului de soluţii tip de ranforsare a structurilor rutiere suple pentru sarcina de 115 kN pe osia simplă”, au fost adoptate următoarele soluţii de alcătuire a ranforsării prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1. Variante de ranforsare Varianta de ranforsare

Strat de uzură h, cm

Strat de legătură h, cm

Strat de bază h, cm

SRS E3 R1 4 - - SRS E3 R2 4 5 - SRS E3 R3 4 5 8

unde: SRS E3 – Structură Rutieră Suplă Existentă nivelul 3 de degradare (corespunzător unei valori a indicelui global de degradare IG < 65, conform normativului AND 540, care impune executarea de lucrări de ranforsare structurală) SRS E3 R1 – Structură Rutieră Suplă Ranforsată varianta 1 de consolidare SRS E3 R2 – Structură Rutieră Suplă Ranforsată varianta 2 de consolidare SRS E3 R3 – Structură Rutieră Suplă Ranforsată varianta 3 de consolidare

Verificarea variantelor de ranforsare a structurii rutiere suple existente se va face pentru patru ipoteze referitoare la valoarea modulului de elasticitate dinamic al stratului de fundaţie din balast şi anume A, B, C şi D [4].

În calculele menite a stabili răspunsul structurii rutiere suple ranforsate în diferitele variante, pentru straturile asfaltice s-a lucrat cu moduli de elasticitate dinamici medii ponderaţi obţinuţi din medierea valorilor corespunzătoare straturilor asfaltice existente şi a straturilor asfaltice noi de ranforsare (Tabelul 2).



271

Tabelul 2. Centralizarea caracteristicilor mecanice ale materialelor

componente

Indicativ E ma E b E p structură MPa MPa MPa SRS E3 2500 300 70

Var. A SRS E3 R1 2689 300 70 SRS E3 R2 2747 300 70 SRS E3 R3 3198 300 70


Var. B SRS E3 R1 2689 255 70 SRS E3 R2 2747 255 70 SRS E3 R3 3198 255 70


Var. C SRS E3 R1 2689 240 70 SRS E3 R2 2747 240 70 SRS E3 R3 3198 240 70


Var. D SRS E3 R1 2689 210 70 SRS E3 R2 2747 210 70 SRS E3 R3 3198 210 70

unde: E ma = modulul de elasticitate dinamic al straturilor asfaltice; E b = modulul de elasticitate dinamic al balastului din stratul de fundaţie; E p = modulul de elasticitate dinamic al pământului din patul căii. 3.1. Rezultate privind evoluţia bazinului de deflexiune pentru diverse variante de ranforsare a structurii rutiere existente

În continuare rezultatele studiului parametric sunt prezentate grafic, fiind grupate pe cazurile A, B, C şi D, urmărindu-se evidenţierea influenţei straturilor asfaltice de ranforsare şi a stratului de fundaţie asupra capacităţii portante a structurii rutiere suple ranforsate [4].



272

3.1.1. Evoluţia bazinului de deflexiune în funcţie de grosimea de ranforsare

Graficul din figura următoare (Figura 1) prezintă bazinele de deflexiune corespunzătoare valorilor deflexiunilor calculate în senzorii dispozitivului FWD în ipoteza grosimii diferite a straturilor asfaltice de ranforsare.

Figura 1. Bazinul de deflexiune în cazul A (Eb = 300 MPa)

Se observă scăderea deflexiunilor, adică creşterea capacităţii portante pe

măsura adoptării unei soluţii de ranforsare cu grosime mai mare. Celelalte cazuri B, C şi D prezintă aceeaşi situaţie şi din acest motiv nu mai sunt expuse grafic. 3.1.2. Evoluţia bazinului de deflexiune în funcţie de starea fundaţiei Referitor la influenţa caracteristicilor mecanice ale stratului de fundaţie din balast asupra capacităţi portante a diferitelor soluţii de ranforsare R1, R2 şi R3 se constată aceeaşi comportare şi anume se observă creşterea deflexiunilor, adică scăderea capacităţii portante pentru structurile rutiere suple ranforsate cu stare de degradare a stratului de fundaţie mai accentuată. Prin urmare, în

Bazinul de deflexiuni

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Distanta radiala, l, m

Def

lexi

unea

, d, 0

,01

mm

A SRS E3 A SRS E3 R1 A SRS E3 R2 A SRS E3 R3



273

continuare se va prezenta grafic situaţia doar pentru soluţia R1 de ranforsare (Figura 2).

Figura 2. Bazinul de deflexiune în cazul soluţiei R1 de ranforsare

3.2. Rezultate privind evoluţia duratei de viaţă reziduală pentru diverse variante de ranforsare a structurii rutiere existente

Scopul acestui subpunct este acela de a studia evoluţia duratei de viaţă reziduală a structurii rutiere suple ranforsate în diverse variante, în funcţie de variaţia deflexiunii. În continuare rezultatele studiului parametric sunt prezentate grafic, fiind grupate pe cazurile SRS E3, SRS E3 R1, SRS E3 R2 şi SRS E3 R3, urmărindu-se evidenţierea influenţei grosimii straturilor asfaltice de ranforsare şi a stratului de fundaţie asupra duratei de viaţă a structurii rutiere suple ranforsate.

Metodologia de lucru respectă următoarele etape de lucru [4]: - evaluarea răspunsului structurii rutiere suple ranforsate exprimat în

starea de tensiuni şi deformaţii specifice în punctele critice; - evaluarea performanţei structurii rutiere ranforsate exprimată în numărul

admisibil de milioane osii standard de 115 kN;

Bazinul de deflexiuni

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Distanta radiala, l, m

Def

lexi

unea

, d, 0

,01

mm

SRS E3 R1 Eb=300 MPa SRS E3 R1 Eb=255 MPa

SRS E3 R1 Eb=240 MPa SRS E3 R1 Eb=210 MPa



274

- stabilirea duratei de viaţă a soluţiilor de ranforsare în funcţie de diverse solicitări ale traficului;

- alegerea variantei optime de ranforsare. 3.2.1. Durata de viaţă reziduală a structurii rutiere ranforsate

Rezultatele referitoare la durata de viaţă reziduală minimă corespunzătoare criteriului de dimensionare care limitează oboseala straturilor asfaltice (acesta fiind criteriul de dimensionare cel mai restrictiv [4]) sunt prezentate grafic în figura 3, luând în considerare ipoteza cea mai defavorabilă şi anume pentru un trafic de calcul de clasă T0 - Excepţional.

Figura 3. Evoluţia duratei de viaţă reziduală în funcţie de deformaţiile specifice

de întindere la baza straturilor asfaltice

Pentru o imagine mai concludentă asupra evoluţiei duratei de viaţă reziduală în continuare se va lua soluţia de ranforsare SRS E3 R3 şi se va supune la diferite clase de trafic.

Din figura 4 se constată următoarele lucruri:

Durata de viata reziduala, DV=f(cd1)

y = 1E-05x2 + 0,0069x + 1,2116

R2 = 1

y = 4E-05x2 + 0,0228x + 3,1542

R2 = 1

y = 0,0002x2 + 0,0902x + 9,4506

R2 = 1

y = 0,0029x2 + 0,7699x + 52,389

R2 = 1

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

-300,00 -280,00 -260,00 -240,00 -220,00 -200,00 -180,00 -160,00 -140,00 -120,00 -100,00

εεεεr, microdef

DV

, an

i

SRS E3 SRS E3 R1 SRS E3 R2 SRS E3 R3



275

- pentru clasa de trafic T1 – Foarte Greu se obţin durate de viaţă mai mari decât perioada de perspectivă care a fost luată în calcul şi anume de 10 ani;

- pentru clasa de trafic T0 – Excepţional se obţin durate de viaţă mai mici decât perioada de perspectivă care a fost luată în calcul 10=pp ani.

Figura 4. Evoluţia duratei de viaţă reziduală în funcţie clasa de trafic

Ceea ce s-a observat în figura 4 este perfect adevărat, lucru ce poate fi

explicat prin demonstraţia teoretică de la punctul 2.2 al prezentei lucrări. În baza celor demonstrate şi ţinând seama de rezultatele prezentate în

figura 4 se poate trage concluzia că soluţia de ranforsare a structurii rutiere suple existente în varianta 3 (SRS E3 R3) e recomandată să se adopte pentru valori ale traficului de calcul corespunzătoare clasei de trafic T1 – Foarte Greu, ceea ce-i conferă nişte rezerve de capacitate portantă deoarece traficul admisibil aferent este de 3,106 mos de 115 kN pentru varianta D (Eb = 210 MPa) şi 4,036 mos pentru varianta A (Eb = 300 MPa) [4]. 3.2.2. Soluţia optimă de ranforsare

În acest punct al studiului, pe baza relaţiei de legătură dintre durata de viaţă reziduală a unui drum şi capacitatea sa portantă datorată în principal

DV - durata de viata reziduala

y = 0,0098x2 + 2,5663x + 174,63

R2 = 1

y = 0,0029x2 + 0,7699x + 52,389

R2 = 1

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

-115,000 -110,000 -105,000 -100,000

εεεεr, microdef

DV

, an

i

SRS E3 R3 T1 SRS E3 R3 T0



276

solicitărilor traficului, metoda de lucru elaborată poate furniza soluţia optimă de ranforsare. Rezultatele sunt prezentate grafic în figura 5.

Figura 5. Evoluţia duratei de viaţă reziduală în funcţie de

capacitatea portantă a structurii rutiere

Figura 5 ne ajută să alegem varianta optimă de ranforsare în funcţie de valoarea traficului de calcul şi de capacitatea portantă a soluţiei de ranforsare estimată prin simulare numerică cu modelul MEFAS 2D [4], precum şi în funcţie de durata de viaţă aferentă fiecărei soluţii de ranforsare în parte. 4. CONCLUZII

Metoda de stabilire a soluţiei optime de ranforsare a structurilor rutiere suple (SOR = Soluţia Optimă de Ranforsare) ne permite luarea celei mai bune decizii de reabilitare în funcţie de capacitatea portantă şi de durata de viaţă a soluţiilor de ranforsare luate în considerare [4].

Deoarece de multe ori fondurile pentru reabilitarea unei structuri rutiere sunt mici, apelând la conceptul duratei de viaţă reziduală putem estima pentru

Durata de viata reziduala

0

2

4

6

8

10

12

14

16

30 35 40 45 50 55 60 65 70

Deflexiunea, d1, 0,01 mm

Dur

ata

de v

iata

rez

idua

la,

DV

, an

i

SRS E3 T1 SRS E3 R1 T1 SRS E3 R2 T1 SRS E3 R3 T1

SRS E3 T0 SRS E3 R1 T0 SRS E3 R2 T0 SRS E3 R3 T0

SRS E3 R3 SRS E3 R2 SRS E3 R1 SRS E3



277

mai multe variante de ranforsare care este durata de viaţă a acestora şi să adoptăm varianta optimă din punct de vedere tehnico-economic.

Se poate elabora o strategie de ranforsare în etape succesive care să ţină seama de resursele financiare disponibile şi care să răspundă la evoluţia traficului în timp.

În concluzie metodologia dezvoltată constituie un instrument tehnic conceput a fi folosit pentru luarea deciziilor de reabilitare, care poate fi extrem de util pentru activitatea de administrare rutieră. BIBLIOGRAFIE [1]. K.T., HALL, C.E., CORREA, S.H., CARPENTER şi R.P., ELLIOT, “National

Cooperative Highway Research Program Web Document 35 (Project C1-38): Rehabilitation Strategies for Highway Pavements”, Transportation Research Board, National Research Council. Washington, D.C., May 2001.

[2]. ***, http://training.ce.washington.edu/wsdot/ [3]. A.I.M., CLAESSEN, J.M., EDWARDS, P., SOMMER şi P., UGE, “Asphalt

Pavement Design - The Shell Method.” Proceedings, 4th International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements. Vol. 1., University of Michigan, Ann Arbor, Aug. 1977.

[4]. Ş.M., LAZAR, “Contribuţii la dimensionarea ranforsării sistemelor rutiere suple”,

Teză de doctorat, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, septembrie 2011. [5]. M.C., CAPITANU, “Studii de capacitate portantă pe reţeaua de drumuri prin

investigaţii nedistructive”, Teză de doctorat, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, 2006.

[6]. M.A., MINER, “Cumulative Damage in Fatigue”, Journal of Applied Mechanics,

ASME, Vol. 12, Sept. 1945. [7]. M., MATSUISHI, T., ENDO, “Fatigue of Metals Subjected to Varying Stress”,

Japan Society of Mechanical Engineers, Jukvoka, Japan, 1968. [8]. T.C., DAMIAN, “Interpretarea rezultatelor obţinute în urma măsurării structurilor

rutiere suple cu echipamentul Dynatest FWD”, Lucrare de disertaţie, Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti, 2009.



278

ADVANCED ROAD DESIGN (ARD) SOFTWARE COMPLET PENTRU PROIECTAREA DRUMURILOR

ARD UNIC DISTRIBUTOR

LUCREAZA IN MEDIUL AUTOCAD SI PERMITE PROIECTAREA DINAMICA A DRUMURILOR NOI SI REABILITAREA CELOR EXISTENTE CU NORMATIVELE STAS 863-85, PD 162-2004, FORESTIERE, 10144 ETC..



279



280



281

SC AQ TESTING BT SRL LABORATOR GR.II

Autorizatie nr.1428/28.09.09;1431/28.09.09;1577/28.09.09 Str. Piculinei , nr.5A, sector 1 , Bucuresti Telefon/ Fax 021 330 2047 [email protected]

Laboratorul de Gr II are autorizare ISC pentru 7 profile de activitate

- Materialele de betoane si mortare - Betoane Betoane armate si Betoane precomprimate - Agregate naturale cai ferate drumuri si poduri - Materiale de drum - Drumuri - Geotehnica si teren de fundare - Armaturi

In vederea realizarii incercarilor laboratorul dispune de personal instruit si autorizat. Deasemenea laboratorul are in dotare atat echipamentele clasice de verificare a lucrarilor si materialelor precum si aparatul pentru incercari la oboseala si rigiditate pe cilindrii si prisme din mixturi asfaltice Printre lucrarile importante la care a avut o contributie deosebita laboratorul enumeram:

- Parc eolian Fantanele - Parc eolian Mireasa - Parc eolian Cogealac - Parc eolian Alfa si Casimcea - Statie de epurare Giurgiu - Statie de epurare Calarasi

car-2012-05-iulie-2012-editia-a-v-a

Documents