TERASAMENTE

1.1. Consideraţii generale

Infrastructura drumurilor reprezintă totalitatea lucrărilor necesare pentru eliminarea obstacolelor pe care le ridică terenul natural, în vederea amenajării fâşiei necesare executării căii de transport şi asigurării continuităţii acesteia. Infrastructura drumului cuprinde lucrările de terasamente şi lucrările de artă.

Terasamentele susţin calea şi asigură racordarea acesteia la terenul natural, preiau prin intermediul structurii rutiere eforturile ce apar din solicitările autovehiculelor şi, totodată, ele trebuie să reziste, păstrându-şi capacitatea portantă constantă, la variaţia în timp a condiţiilor climaterice. Construcţia unui drum comportă executarea unui mare volum de terasamente, materialul predominant pentru execuţia acestora fiind pământul. Rezistenţa, stabilitatea şi durabilitatea terasamentelor în exploatare depind de calitatea pământurilor din care sunt realizate, de tehnologia aplicată şi de întreţinerea acestora.

Având în vedere rolul esenţial al terasamentelor în asigurarea unei durate de exploatare îndelungate a drumurilor, se impune tratarea proiectării, execuţiei şi întreţinerii acestora cu deosebită atenţie. Orice defecţiuni la nivelul terasamentelor provoacă degradări grave în structura rutieră, care de cele mai multe ori se remediază foarte greu şi cu investiţii mari.

Caracteristicile fizico-mecanice ale pământurilor din care se realizează terasamentele determină: modul de proiectare a profilurilor transversale şi a sistemelor de evacuare a apelor, alegerea tehnologiei şi a utilajelor de execuţie etc.

Studiul pământului este deosebit de important pentru soluţionarea cât mai eficientă a problemelor ce se ridică la realizarea unei lucrări rutiere de calitate, având în vedere şi faptul că drumul este o construcţie care se desfăşoară pe zone întinse, în care caracteristicile pământurilor sunt foarte variate şi expuse în permanenţă variaţiilor de temperatură şi de umiditate.

Pământul este o acumulare de particule solide minerale, produse prin degradarea fizică sau chimică a rocilor, care pot conţine sau nu materii organice.

Pământurile, în general, sunt compuse din trei faze: -faza solidă, alcătuită din scheletul mineral; -faza lichidă (apa), care umple total sau parţial golurile dintre granule; -faza gazoasă, formată în primul rând din aer, care umple golurile neocupate de faza lichidă.

Una din ultimele două faze poate să lipsească. Dacă lipseşte faza lichidă, pământul este uscat, iar dacă toate golurile dintre granule sunt umplute cu apă, pământul este saturat.

În funcţie de proporţia în care intră cele trei faze (solidă, lichidă şi gazoasă) în compoziţia unui pământ, de mărimea granulelor şi de modul de asociere a elementelor componente rezultă diversele tipuri de pământuri, precum şi caracteristicile fizico-mecanice ale acestora.

1.2. Caracteristicile fizico-mecanice ale pământurilor

Caracteristicile pământurilor pot fi puse în evidenţă cu ajutorul indicilor geotehnici fizici (densitate, granulozitate etc), indicilor stării naturale (porozitate, consistenţă etc.) şi caracteristicilor mecanice (compresibilitate, modul de deformaţie liniară etc).

Din punct de vedere fizic, un pământ este un mediu trifazic, alcătuit din particule solide în interspaţiile cărora se află apă, aer sau gaze. Din proporţia în care intră aceste trei faze (solidă, lichidă sau gazoasă) în compoziţia unui pământ, după mărimea granulelor, precum şi din modul de asociere a elementelor componente, rezultă şi diversele lui proprietăţi fizice şi mecanice.

1.2.1. Caracteristici fizice

Densitatea pământului, ρ, reprezintă raportul dintre masa pământului umed şi volumul acestuia:

(1.1)

Când pământul este saturat cu apă, obţinem densitatea pământului în stare naturală, iar când

pământul este uscat, avem densitatea pământului în stare uscată .

Densitatea scheletului, , reprezintă raportul între masa particulelor solide dintr-o cantitate de pământ şi volumul propriu al acestor particule (fără goluri). Valori ale densităţii scheletului pentru diferite tipuri de pământuri sunt date în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1

Greutatea volumică, , este raportul între greutatea pământului umed şi volumul acestuia (inclusiv golurile):

(1.2)

La fel ca în cazul densităţii, deosebim greutatea volumică naturală, greutatea volumică în stare

uscată, şi greutatea volumică a scheletului,Granulozitatea reprezintă repartiţia procentuală a particulelor de pământ, după mărimea lor. După

mărimea particulelor constituente, un pământ poate avea următoarele fracţiuni:

-argilă: sub 0,005 mm;-praf: 0,005 ... 0,05 mm;-nisip: 0,05 ... 2 mm;-pietriş: 2 ... 20 mm;-balast: 0,5 ... 20 mm;-bolovăniş: 20 ... 200 mm;-blocuri: peste 200 mm.

Reprezentarea grafică a compoziţiei pământurilor în funcţie de granulozitate se face, obişnuit, prin diagrama ternară sau prin curba de granulozitate. Cunoscându-se curba de granulozitate, se poate aprecia cât de uniform sau neuniform este un pământ, cu ajutorul coeficientului de neuniformitate (vezi cap. 2.1).

Felul pământuluiDensitatea[g/cm3]Felul pământuluiDensitatea

[g/cm3lNisipuri2,65Argile nisipoase2,69Nisipuri argiloase2,68Loess2.67Prafuri2,67Marnă2,83Argile2,80Pământuri cu humus2,60

Valori ale densităţii scheletului,

După valorile coeficientului de neuniformitate, Un, putem deosebi tipurile de pământuri din tabelul 1.2.

Este recomandat ca pământurile bune pentru terasamente să aibă Un > 7.

Tabelul 1.2 Clasificarea pământurilor în funcţie de Un

Pământuri Un

Foarte uniformeUniformeNeuniforme

<5 6....15 >15

Porozitatea, n, este definită ca raportul dintre volumul golurilor Vgol şi volumul total al materialului Vtot:

(1.3)

Indicele porilor, e, este raportul între volumul golurilor dintr-o cantitate de pământ şi volumul particulelor solide Vs din acea cantitate de pământ:

(1.4)

Între porozitate şi indicele porilor există o relaţie de legătură:

sau (1.5)

În tabelul 1.3 se dau valorile porozităţii şi ale indicelui porilor în funcţie de felul pământului.

Tabelul 1.3 Valorile porozităţii şi ale indicelui porilor

Felul terenului Porozitatea, n [%]

Indicele porilor, e

Argilă sedimentată recent 90... 70 9,00 ... 2,30Argilă moale 70... 50 2,30 ... 1,00Argilă vârtoasă 50 ...30 1,00... 0,43Argilă tare 30... 20 0,43 ... 0,25Nămol, turbă 90 ...70 9,00 ... 2,30Marnă argiloasă 60 ... 20 1,50... 0,25Lut, lut loessoid 50 ... 23 1,00 ... 0,30Loess 65 ... 44 1,00 ... 0,80Nisip fin 41 ... 23 0,70... 0,30Nisip neuniformNisip uniform

55 ... 20 44... 13

1,25 ... 0,25 0,88 ... 0,15 0,70 ... 0,25Balast 41 ... 20

Capacitatea de îndesare, Ci, este proprietatea pământurilor nisipoase de a-şi micşora volumul porilor prin rearanjarea particulelor solide; se calculează cu relaţia:

, (1.6)

în care:emax este indicele porilor unui pământ necoeziv în starea cea mai afânată;emin - indicele porilor pământului în starea cea mai îndesată.

Clasificarea nisipurilor după capacitatea de îndesare este prezentată în tabelul 1.4.

Tabelul 1.4 Clasificarea nisipurilor după capacitatea de îndesare

Nisipuri cu capacitatea de îndesare: Ci

MicăMijlocieMare

<0,4 0,4 ... 0,6 >0,6

Umiditatea, w, este raportul între masa apei, mw, conţinută în porii unei cantităţi de pământ şi masa particulelor solide, ms, din acea cantitate:

(1.7)

Permeabilitatea este proprietatea unor pământuri de a permite circulaţia apei libere printre golurile particulelor solide, sub acţiunea câmpului gravitaţional.

După legea lui Darcy, viteza de infiltrare a apei în pământ se poate exprima prinrelaţia:

(1.8)

în care:k este coeficientul de permeabilitate;I – gradientul hidraulic.Valorile coeficientului de permeabiliate şi gradientul hidraulic pentru diferite pământuri sunt

prezentate în tabelul 1.5.

Tabelul 1.5 Coeficientul de permeabilitate si gradientul hidraulic

Felul pământului I [%]

K[cm/s]

Felul pământului I [%]

K [cm/s]

PetrişNisip grăunţosNisip finPraf

0,2…0,50,3…0,60,6…0,22…5

10…10-2

1…10-3

10-3…10-4

10-5…10-7

LoessArgilă slabăArgilă grasăArgilă compactă

2…55…1010…1414…20

10-3…10-4

10-7…10-8

10-8…10-9

10-7…10-10

Plasticitatea este proprietatea pământurilor coezive de a se deforma ireversibil sub acţiunea forţelor exterioare, fără variaţia volumului şi fără apariţia unor discontinuităţi în masa lor.

Indicele de plasticitatea, Ip, delimitează domeniul de comportare plastică a pământurilor şi se calculează cu relaţia:

(1.9)

în care:wL este limita superioară de plasticitate;wp – limita inferioară de plasticitate.În funcţie de valoarea indicelui de plasticitate, pământurile se clasifică conform tabelului 1.6.

Tabelul 1.6 Clasificarea pământurilor după plasticitate

Starea de plasticitate a pământului Ip Exemple

Pământuri neplasticeCu plasticitate redusăCu plasticitate mijlocieCu plasticitate mareCu plsticitate foarte mare

0 0…10 11…20 21…35 >35

Nisip curatNisip argilosArgilă nisipoasăArgilă slabăArgilă grasă

Pentru lucrările de terasamente se recomandă ca pământurile să aibă şi .

Indicele de consistenţă exprimă starea relativă de consistenţă a pământurilor faţă de cele două limite de plasticitate, wL si wp, si se determină cu relaţia:

(1.10)

unde w este umiditatea naturala a pământului.După valoarea indicelui de consistenţă, pământurile se pot afla în una din stările arătate în

tabelul 1.7.

Tabelul 1.7 Clasificarea pământurilor după consistenţăStarea pământului Indicele de

consistenţă, Ic

Starea pământului Indicele de consistenţă, Ic

Pământ curgătorPământ plastic curgătorPământ plastic moale

sub 0 0…0,25 0,25…0,50

Pământ plastic consistentPământ plastic vârtosPământ plastic tare

0,50…0,75 0,75…1 peste 1

Pentru pământurile folosite la terasamente se recomandă ca indicele de consistenţă să fie ≥0,50.

1.2.2. Caracteristici mecanice

Rezistenţele mecanice ale pământurilor folosite la lucrările de terasamente sunt analizate din punct de vedere al condiţiilor în care apar şi se manifestă tasarea şi lunecarea.

Pentru a afla modul în care se tasează un pământ, trebuie să cunoaştem gradul său de compresibilitate, iar pentru a asigura stabilitatea terasamentelor, trebuie să cunoaştem rezistenţa la tăiere a pământului.

Compresibilitatea este proprietatea unui pământ de a-şi micşora volumul sub acţiunea unei presiuni, a variaţiilor de temperatură şi umiditate şi a greutăţii proprii.

Compresibilitatea se determină cu ajutorul unui aparat

numit edometru (fig. 1.1). O probă de pământ cu diametrul de 7 ... 10 cm si înălţimea de 2 ... 4 cm este comprimată

între două pietre poroase, prin care se elimină apa din pori. Încărcarea este aplicată pe faţa superioară a probei, prin intermediul unei plăci rigide, legate la un dispozitiv de încărcare. Deformaţia pe verticală a probei este măsurată cu ajutorul unui microcomparator.

În urma evacuării apei din pori si prin reducerea corespunzătoare a volumului porilor, sub efectul încărcării care comprimă pământul, se produce o consolidare a terasamentelor. Examinând felul cum se consolidează diferite probe de pământ sub

o anumită încărcare, se observă că la început tasarea se produce repede, apoi din ce în ce mai încet, până când practic încetează.

Fig.1.1. Edometru:1 – pietre poroase; 2- placă rigidă

3 – dispozitiv de încărcare; 4- microcomparator.

Urmărind figura 1.2, se observă că la nisipuri timpul de consolidare este foarte mic, deoarece evacuarea apei din pori este rapidă. în prafuri şi argile, din cauza permeabilităţii lor reduse, timpul de consolidare este mult mai mare, tasările producându-se în timp îndelungat.

În alegerea utilajului pentru compactare trebuie să se ţină seama de modulul de compresibilitate al pământului.

Indicele de capacitate portantă, C.B.R. (Californian Bearing Ratio), caracterizează capacitatea portantă a unui pământ. Încercarea C.B.R. constă, în principiu, în măsurarea forţei de pătrundere a unui piston metalic într-o probă de pământ şi într-o

Fig.1.2. Tasarea pământurilor

ea pământurilo pappapământurilor.

probă de etalon, pistonul având dimensiuni standardizate şi înaintând cu o anumită viteză (fig. 1.3 şi 1.4). De regulă, adâncimile de pătrundere la care se măsoară valoarea C.B.R. sunt 2,54 şi 5,09 mm, iar uneori se fac măsurători şi pentru pătrunderi de 7,50 mm. Proba etalon este alcătuită din piatră spartă.

Indicele de capacitate portantă se determină astfel:

(1.11)

unde: p este presiunea necesară pentru pătrunderea pistonului în proba de pământ o anumită valoare; P0 - presiunea necesară pentru pătrunderea pistonului pe aceeaşi adâncime în proba etalon.Valorile C.B.R., determinate în laborator pentru câteva materiale curente, sunt:

-macadam: 90... 150%;-piatră spartă: 80... 120%;-pietriş: 40 ... 80 %;-nisip argilos: 25 ... 40 %;-argilă nisipoasă: 5 ... 15 %;-argilă plastică: 1 ... 5 %.

Coeficientul patului, sau modulul de reacţie, K, este un indice convenţional, definit ca raportul între presiunea unitară, exercitată pe suprafaţa terasamentelor prin intermediul unei plăci rigide cu diametrul D = 75 cm, şi tasarea corespunzătoare, t (fig. 1.5):

(1.12)

Modulul de reacţie poate fi determinat pe teren, cu placa de încercare, sau indirect, prin apreciere în funcţie de clasificarea pământurilor, precum şi prin relaţii de legătură cu alţi parametri de calcul, ce caracterizează deformabilitatea pământului.

Modulul de deformaţie liniară, Ed, este caracteristica de deformabilitate a pământului şi

reprezintă raportul dintre presiunea unitară, p, transmisă pe teren de placa de încărcare şi tasarea relativă, λ, a suprafeţei încărcate (fig. 1.6):

[daN/cm2] (1.13)

unde:α este un coeficient care variază în funcţie de

forma în plan, de rigiditatea plăcii de încărcare şi de natura pământului cercetat;

p - presiunea specifică transmisă pe teren de placa de încărcare;

λ - tasarea relativă, care se determină astfel:

λ (1.14)

unde: l este tasarea reală;D - diametrul plăcii de încărcare.

Valoarea modulului de deformaţie liniară depinde de gradul de compactare, de umiditate şi de compoziţia de granulozitate a pământului.

În tabelul 1.8 se dau, orientativ, valorile modulului de deformaţie liniară al pământului în funcţie de regimul hidrologic, tipul pământului şi zona în care se execută lucrarea.

Fig.1.5. Schema de determinare a modulului de reacţie.

Fig. 1.6. Schema de determinare a modulului de deformaţie liniară.

Modulul de elasticitate al pământului reprezintă limita raportului dintre variaţia presiunii aplicate pe placa de încărcare, , şi variaţia deformaţiei elastice corespunzătoare,

(1.15)

Tabelul 1.8

Modulul de deformaţie liniară al pământului

Zona în care se execută lucrarea

Tipul pămân-tului

Regimul hidrologic localFavorabil (scurgerea apelor este asigurată)

Mediu (scurgereaapelor nu este integral asigurată)

Nefavorabil (ape care băltesc)

I(exces de umiditate)

Rambleu A 150 ... 200 120 ... 150 115 ... 140B 120 ... 160 80 ... 100 75 ... 95C 110... 150 75 ... 85 70 ... 90D 90 ... 110 75 ... 80 60 ...75

Debleu A 120 ... 150 60 ... 80 −B 90 ... 120 − −C 80 ... 110 − −D 75 ... 90 − −

II(umiditate variabilă)

Rambleu A 170 ... 220 130... 160 120 ... 150B 150 ... 180 100 ... 120 90 ... 120C 140 ... 160 90 ... 110 85 ... 110D 120 ... 150 80 ... 100 80 ... 90

Debleu A 150 ... 170 80... 110 −B 120 ... 150 65 ... 150 −C 110 ... 140 − −D 100 ... 120 − −

III(umiditate deficitară)

Rambleu A 200 ... 220 140 ... 170 130... 160B 160 ... 200 120…140 100 ... 130C 150 ... 190 110... 130 90 ... 120D 130 ... 160 90 ... 120 85 ... 110

Debleu A 170 ... 200 100 ... 140 −B 150 ... 180 90 ... 120 −C 130 ... 160 75 ...90 −D 120 ... 130 − −

Fenomenul de creştere a volumului de goluri prin săparea pământului reprezintă înfoierea. Aceasta aduce un spor de volum de 10 ...15 % la pământurile nisipoase şi 20 ... 30 % la cele argiloase (tabelul 1.9).

Tabelul 1.9 Valoarea înfoierii pământurilor

Categoria pământului Înfoierea iniţială [%]

Înfoierea remanentă [%]

Pământuri nisipoase 15 3Nisipuri argiloase 20 4Argile nisipoase 25 5Argile compacte 30 7Roci masive moi 40 15Roci masive tari 50 25

De regulă, în urma compactării artificiale nu se obţine un grad de compactare la fel de mare cu cel pe care îl are pământul în starea naturală, diferenţa numindu-se înfoiere remanentă.

Rezistenţa la tăiere, reprezintă efortul unitar tangenţial maxim, dintr-o secţiune a pământului, în momentul ruperii prin forfecare după acea secţiune:

(1.16)

unde:c este coeziunea pământului, în kPa;

σ- efortul unitar normal pe suprafaţa de rupere, în kPa;φ - unghiul de frecare interioară a pământului, în grade.

Cunoaşterea rezistenţei la tăiere este necesară la studierea stabilităţii taluzurilor şi la studiul împingerii pământurilor asupra lucrărilor de artă.

Relaţia (1.16) este cunoscută sub denumirea de legea lui Coulomb, iar reprezentarea sa grafică constituie dreapta intrinsecă a pământului (fig. 1.7 şi 1.8).

În cazul pământurilor necoezive, rezistenţa la tăiere depinde de frecarea dintre particulele solide, iar unghiul de frecare interioară depinde de caracteristicile particulelor. In cazul pământurilor coezive, rezistenţa la tăiere depinde de caracteristicile particulelor, de coeziune şi de umiditate.

Unghiul de frecare interioară depinde de o serie de factori, iar cei mai importanţi sunt: mărimea particulelor solide, forma particulelor solide (se preferă materiale colţuroase), gradul de îndesare şi umiditatea.

Fig.1.7. Dreapta caracteristică Fig.1.8. Dreapta caracteristică pământurilor necoezive pământurilor coezive

Coeziunea se datorează unor forţe de legătură, interioare, dintre particulele pământului, exercitate prin intermediul apei adsorbite. Coeziunea argilelor variază cu umiditatea şi cu starea de îndesare.

În tabelul 1.10 se prezintă unghiul de frecare interioară şi coeziunea în funcţie de natura pământului.

Tabelul 1.10 Unghiul de frecare interioară şi coeziunea pământurilor

Felul pământului Φ[grade]

c [daN/cm2]

Nisipuri prăfoase 22 ... 30 0 Nisipuri fine şi mijlocii 23 ... 33 0 Nisipuri mari 31 ... 36 0 Prafuri şi prafuri argiloase 18 ... 25 0,012 ... 0,060 Argile prăfoase 12 ... 22 0,055 ... 0,180 Argile 6 ... 18 0,115 ... 0,325

1.3. Clasificarea pământurilor

La executarea terasamentelor, natura pământului are un rol deosebit atât în ceea ce priveşte asigurarea calităţii lucrărilor, cât şi în stabilirea procesului tehnologic de execuţie, ca: alegerea utilajului, a metodelor de lucru şi, în special, a regimului de compactare.

Clasificarea pământurilor poate fi făcută în funcţie de variaţia forţelor permanente de atracţie dintre fracţiunile solide, în funcţie de consistenţă şi de rezistenţa opusă la săpare, precum şi în funcţie de valoarea indicelui de grupă. Funcţie de variaţia forţelor permanente de atracţie între granule, deosebim: pământuri necoezive şi pământuri coezive.

Pământurile necoezive se caracterizează prin lipsa de plasticitate şi de coeziune, prin capilaritate redusă, permeabilitate ridicată şi frecare interioară mare. Particulele minerale solide se reazemă liber între ele, fără a fi legate prin forţe eleetromoleculare. Aceste tipuri de pământuri sunt, în general, sensibile la acţiunea factorilor exteriori, ca: vântul, apa etc. Din categoria pământurilor necoezive fac parte: nisipurile, balasturile, bolovănişurile etc.

Pământurile coezive sunt formate din particule fine cu dimensiuni sub 0,05 mm, legate între ele prin forţe de atracţie de natură electromoleculară. Pământurile coezive cu permeabilitate mică se înmoaie greu, dar, o dată înmuiate, nu cedează apa uşor, se usucă încet, sunt lipicioase.

Clasificarea acestor pământuri se face în funcţie de granulozitate (tabelul 1.11). În funcţie de dificultăţile la săpare şi pentru consideraţii practice, de încadrare a lucrărilor în norme,

pământurile se grupează în patru categorii:- pământuri slabe: categoria I;- pământuri mijlocii: categoria a II-a; -pământuri tari: categoria a III-a;-pământuri foarte tari: categoria a IV-a.

Tabelul 1.11 Clasificarea pământurilor în funcţie de granulozitate

Clasificarea pământurilor coezive

Ip

[%]Conţinut în fracţiuni granulare [%]

Argilă (A)(sub 0,005 mm)

Praf(P)(0,05 ... 0,005 mm)

Nisip (N)(0,05 ...2 mm)

Argilă grasă >40 >60 P < A N < AArgilă 25 ... 50 35 ... 60 P < A N<30Argilă prăfoasă 15 ... 35 30 ... 50 P > A N<PArgilă nisipoasă 15 ... 35 30 ... 60 P < A N>30Argilă nisipoasă, prăfoasă 15 ... 25 30 ... 35 P > A N>30Praf argilos 15 ... 25 15 ... 30 P>N N>30Praf argilos, nisipos 5 ... 20 15 ... 30 P>N N>30Praf 5 ... 15 0 ... 15 P>A N<30Praf nisipos 0 ... 10 0 ... 15 P>N N>30Nisip argilos 5 ... 20 15 ... 30 P<N N>PNisip prăfos 0 ... 10 0 ... 15 P<N N>P

Pământurile slabe se pot săpa cu orice utilaj terasier, iar manual se sapă cu lopata şi cazmaua. Din această categorie fac parte, printre altele: argilele nisipoase, prăfoase, nisipul argilos, zgura afânată, loessul

(praf argilos, nisipos), pământul vegetal până la adâncimea de 30 cm, turba, terenurile sărăturoase şi cele cu sărătură de consistenţă moale.

Pământurile mijlocii se pot săpa cu orice utilaj terasier, iar manual se pot săpa cu cazmaua şi parţial cu târnăcopul. Din această categorie fac parte, printre altele: argilele marnoase compacte cu w<wp pietrişul, argila grasă amestecată cu piatră spartă, pietriş sau alicărie până la 10 % din volum, pământul vegetal cu rădăcini, având grosimea de peste 30 mm, molozul afânat, zgura de furnal sfărâmată, piatra spartă de orice fel.

Pământurile tari se pot săpa cu excavatorul, grederul elevator, draglina, iar manual cu târnăcopul şi cu cazmaua. Din această categorie fac parte, printre altele: argila grasă compactă, argila marnoasă compactă, argila grasă amestecată cu piatră spartă, pietriş sau alicărie peste 10 % din volum, pietrişul cu bolovăniş, zgura de furnal nesfărâmată, pământul amestecat cu bolovani.

Pământurile foarte tari se pot săpa cu excavatorul şi grederul elevator, iar manual cu ranga, târnăcopul, şpiţul, barosul (fără exploziv). Din această categorie fac parte: argila de morenă cu bolovani, argila şistoasă, loessul întărit, blocurile de stâncă, bolovănişul, grohotişul, stânca dezagregată, pământul îngheţat alcătuit din argilă şi argilă nisipoasă.

Consistenţa şi, prin urmare, dificultăţile de săpare ale pământurilor influenţează modul de organizare a execuţiei lucrărilor de terasamente şi implicit costul investiţiei. Clasificarea pământurilor în cele 4 categorii se utilizează la întocmirea documentaţiilor de evaluare a lucrărilor de terasamente (măsurători, devize, organizare de şantier etc).

Indicele de grupă, Ig, exprimă calitatea pământurilor, în special sub raportul portanţei, în funcţie de granulozitatea şi de plasticitatea pământului.

Ig=0,2 a+0,005∙ ∙a∙c+0,01∙b∙d (1.17) în care:

a şi b sunt coeficienţi care, în funcţie de conţinutul de fracţiuni sub 0,074 mm, au valori cuprinse între 0 şi 40;

c - este funcţie de valoarea limitei superioare de plasticitate, wL, şi este cuprins între 0 şi 20;d - variază în funcţie de lp şi are valori între 0 şi 20.Calculul coeficienţilor a, b, c şi d se face astfel: dacă x este procentul de granule ce trece prin sita de

0,074 mm, atunci vom avea pentru:

x≤35 a = 0; x≤15 b = 0; 35<x<75 a=x 35; 15<x<55 b = x 15;

x≥75 a = 40; x ≥55 b = 40;

wL≤40 c = 0; Ip≤10 d=0;40<wL<60 c = 40 10<Ip<30 d=

60 c = 20; 30 d=20.

Cu cât valoarea indicelui de grupă este mai mică, cu atât pământul se consideră de calitate mai bună; indicele de grupă de valoare 0 indică un pământ bun, în timp ce pentru valoarea Ig = 20 pământul este necorespunzător (foarte rău) pentru terasamente.

1.4. Influenţa apei asupra comportării terasamentelor

Terasamentele sunt în permanenţă expuse acţiunii agenţilor exteriori, care exercită o influenţă puternică asupra comportării lor. Variaţia umidităţii şi a temperaturii în decursul anului determină mărirea sau micşorarea capacităţii portante a terasamentelor, deci rezistenţa şi stabilitatea complexului rutier.

Apa care, sub diferitele ei forme, exercită o influenţă hotărâtoare asupra comportării terasamentelor, poate rezulta fie prin infiltrarea precipitaţiilor atmosferice, fie prin ascensiunea capilară a apelor subterane.

Precipitaţiile atmosferice care cad pe suprafaţa platformei drumului şi se scurg pe aceasta se pot infiltra prin îmbrăcămintea permeabilă şi, mai ales, prin acostamentele neetanşate, până în terenul de fundare. Dacă nivelul apelor subterane se găseşte la mică adâncime, apa capilară poate de asemenea să ajungă până la terenul de fundare şi să-l umezească.

Înălţimea ascensiunii capilare depinde de mărimea granulelor şi de gradul de compactare al pământului, variind de la câteva zeci de centimetri, până la câţiva metri pentru pământurile prăfoase şi argiloase.

Umezirea mai accentuată a terasamentelor este furnizată şi de lipsa de întreţinere a şanţurilor pentru scurgerea apelor, precum şi de cea a drenurilor pentru evacuarea apelor subterane.

Capacitatea portantă a structurii rutiere este influenţată foarte mult şi de capacitatea portantă (modulul de deformaţie liniară) a pământului din patul drumului, dar modulul de deformaţie liniară al pământului este influenţat direct de starea de umiditate a pământului. Modulul de deformaţie liniară are valori maxime în perioada uscată şi valori minime în perioadele de umiditate ale anului.

Pentru ca în decursul anului capacitatea portantă să varieze cât mai puţin, în terasamente şi mai ales în zona activă a acestora trebuie asigurat un regim hidrotermic cât mai constant. Regimul hidrotermic stabil se asigură luând măsurile necesare pentru a împiedica infiltrarea apei în corpul drumului. Dacă principala sursă de umezire o constituie precipitaţiile atmosferice, trebuie executate îmbrăcăminţi impermeabile şi luate măsuri pentru ca apa să nu se infiltreze prin acostamente, şanţuri sau taluzuri. în cazul în care principala sursă de umezire o constituie apele subterane, sub sistemul rutier trebuie executate straturi izolatoare drenante sau straturi pentru ruperea capilarităţii (anticapilare).

Pământul bine compactat poate îndeplini în mare măsură rolul unui strat izolator. Un pământ compactat corespunzător şi la umiditatea optimă de compactare absoarbe puţină apă şi reduce în mare măsură deplasarea apei capilare, umiditatea rămâne în exploatare aproape constantă, ceea ce sporeşte în mare măsură stabilitatea terasamentelor.

1.4.1. Acumularea apei în terasamente pe timpul iernii

În timpul îngheţului îndelungat, diferenţele de temperatură la nivelul superior al terasamentelor şi la nivelul apelor subterane sunt mari, ceea ce creează o depresiune, care determină migrarea apelor subterane din straturile mai calde spre straturile superioare mai reci (fig. 1.9).

Această migrare se face pe două căi, şi anume: -prin deplasarea apei peliculare; -prin deplasarea vaporilor de apă.

Fig. 1.9. Formarea lentilelor de gheaţă.

Energia specifică superficială, care ţine legată particula de apă de granula de pământ, creşte pe măsură ce temperatura scade, cu alte cuvinte, o granulă de pământ mai rece poate menţine legată o peliculă mai groasă de apă decât o granulă cu o temperatură mai ridicată. Deci, pelicula de apă de pe granula care se răceşte se îngroaşă prin atragerea moleculelor de apă de pe granulele din straturile mai calde ale pământului.

În straturile de pământ situate dedesubtul zonei de îngheţ, apa continuă să circule, iar în pământ mai există numeroase goluri capilare, în care apa rămâne în stare lichidă, chiar la temperaturi foarte scăzute. Experienţele au arătat că, în tuburile capilare cu d= 1,57 mm, apa îngheaţă la -6,4 °C, iar în cele cu d= 0,24 mm, apa îngheaţă la -13,3 °C. Apa legată fizic sub formă de pelicule subţiri îngheaţă, de asemenea, la temperaturi mai coborâte decât apa liberă, fiind reţinută de forţe moleculare puternice. În afară de aceasta, trebuie să se ţină seama şi de faptul că apa conţine săruri minerale, dizolvate în anumite proporţii, care contribuie şi ele la coborârea punctului de îngheţ sub -3 °C.

Când temperatura scade sub 0 °C, apa îngheaţă în porii relativ mari ai pământului, formând cristale de gheaţă izolate. În jurul acestor cristale se formează o depresiune, datorită căreia cristalele îşi măresc treptat volumul, atrăgând spre ele umiditatea din pământul înconjurător.

Pământul capătă o stratificaţie orizontală, între straturi fiind intercalate lentile de oheată, a căror grosime poate varia de la câţiva mm până la câţiva cm. Acestea pot provoca umflarea neuniformă a terasamentului, ceea ce poate duce la denivelarea şi fisurarea îmbrăcăminţilor.

Deplasarea apei şi acumularea acesteia în pământ sub formă de lentile de gheaţă se produce cu atât mai frecvent cu cât pământul conţine o cantitate mai mare de particule prăfoase şi argiloase (sub 0,05 mm). Aceste pământuri au o suprafaţă specifică destul de mare pentru a putea atrage şi menţine, în regiunile reci, cantităţi mari de apă peliculară.

Tendinţa lentilelor de gheaţă de a-şi mări volumul creşte pe măsură ce pământul conţine particule mai fine. Pe de altă parte, însă, circulaţia interioară a apei devine cu atât mai dificilă cu cât pământul este mai fin, de aceea pământurile argiloase sunt mai puţin periculoase la îngheţ decât cele prăfoase.

Pământurile negelive pot îngheţa, însă structura lor şi conţinutul de apă nu se schimbă în mod evident; se poate constata o uşoară umflare prin mărirea volumului datorită transformării apei în gheaţă, aceasta fiind funcţie de umiditatea pământului.

Acumularea de apă datorită îngheţului în pământurile gelive este legată de trei factori principali: -gradul de gelivitate al pământului, care depinde de natura pământului, de granulozitate, de densitate şi de umiditate; -intensitatea îngheţului şi mai ales durata temperaturilor scăzute, menţionându-se faptul că fenomenul formării lentilelor de gheaţă se poate produce numai dacă frontul de îngheţ se propagă încet, astfel încât apa liberă să poată migra spre zonele reci. Dacă frontul de îngheţ se propagă cu o viteză mare, pământul geliv îngheaţă în masă, similar cu pământul negeliv. O perioadă de îngheţ îndelungată, chiar dacă temperaturile nu sunt prea scăzute, este mult mai dăunătoare decât o perioadă scurtă, cu temperaturi foarte scăzute; -posibilităţile de alimentare cu apă a zonelor îngheţate, care depind de umiditatea pământului din imediata apropiere şi de distanţele la care se găsesc apele ce alimentează zonele îngheţate. Se recomandă drenarea cât mai eficace a apelor subterane. Se poate afirma că un pământ geliv, pus în operă cu o umiditate scăzută, ferit total de influenţa apelor migratoare, se va comporta în exploatare ca un pământ negeliv.

Experienţele au demonstrat că materialele izolante, de natura polistirenului expandat şi a zgurei expandate, constituie excelente bariere de îngheţ, care împiedică propagarea temperaturilor scăzute în adâncime. Se menţionează însă că ele contribuie la menţinerea sistemului rutier la o temperatură scăzută, ce favorizează apariţia poleiului.

Denivelările şi faianţările apar, deseori, numai în zonele unde există, în complexul rutier, pungi de nisip fin, praf sau argilă prăfoasă, adică acolo unde sunt pământuri gelive. Mărimea denivelărilor depinde de foarte mulţi factori, ca: natura pământurilor, temperatura iniţială a acestora, temperatura aerului, expunerea drumului, vegetaţia înconjurătoare, tipul suprastructurii, înălţimea şi densitatea zăpezii ce se strânge pe acostamente. Din cauza tuturor acestor factori, comportarea sistemului pământ-umiditate-temperatură este întotdeauna extrem de variată şi complexă.

Totuşi, atâta timp cât este frig, complexul rutier continuă să suporte bine sarcinile din trafic. Deranjamentele cele mai grave se manifestă întotdeauna primăvara, la dezgheţ, când corpul drumului ajunge într-o situaţie foarte critică. Dezgheţul începe în straturile de la suprafaţă şi pătrunde treptat în adâncime. Drept urmare, la început, zona aflată imediat sub fundaţie este îmbibată cu apă, dar dedesubt se mai află un strat de pământ încă îngheţat, rigid şi impermeabil. În această situaţie, capacitatea portantă a patului este relativ redusă, iar traficul greu poate să distrugă suprastructura prin formarea de făgaşe, văluriri şi gropi care măresc solicitările dinamice şi accelerează procesul de distrugere. Ploile contribuie hotărâtor la înrăutăţirea situaţiei.

Depozitarea zăpezii pe acostamentele drumului, ca urmare a deszăpezirii părţii carosabile, agravează fenomenele de mai sus, întrucât zăpada întârzie dezgheţul pământului din acostamente, îngreunând uscarea corpului drumului prin blocarea drenurilor de acostament. Drept urmare, cantităţi mari de apă pot să fie închise ca într-o covată (fig. 1.10) chiar sub sistemul rutier, contribuind la micşorarea capacităţii portante a terenului de fundaţie şi la deformaţia întregului complex rutier sub efectul traficului.

În timpul iernii, pentru combaterea poleiului şi îndepărtarea zăpezii de pe partea carosabilă, se utilizează cu rezultate foarte bune fondanţii chimici. Aceştia trebuie folosiţi cu mult discernământ, întrucât, în cazul unei îmbrăcăminţi care nu este perfect impermeabilă, apa va pătrunde în corpul drumului, provocând degradări prin acţiunea îngheţ-dezgheţ. Deci, se impune ca înaintea începerii perioadei de toamnă-iarnă, toate îmbrăcăminţile rutiere să fie perfect etanşate.

Fig. 1.10. Producerea degradărilor prin îngheţ-dezgheţ.

1.4.2. Degradări cauzate de îngheţ-dezgheţ

Degradările provocate sistemului rutier de fenomenul de îngheţ-dezgheţ constau în: -burduşiri în partea carosabilă, provocate de acumularea apei în zona de îngheţ şi transformarea

acesteia în lentile de gheaţă; -tasări, faianţări şi făgaşe provocate de circulaţia vehiculelor grele în perioada de dezgheţ, ca urmare a diminuării capacităţii portante a patului drumului;

-distrugerea întregului sistem rutier, cauzată de tasarea masivă a unor porţiuni din sistemul rutier, ruperea straturilor şi pătrunderea pământului înmuiat din patul drumului până la suprafaţa căii, refularea materialului din sistemul rutier lateral şi crearea de umflături care pot să aibă înălţimi de până la câteva zeci de centimetri.

Degradările provenite din îngheţ-dezgheţ apar când asupra structurii rutiere acţionează simultan următorii factori:

-pământul din patul drumului este sensibil la îngheţ, sau straturile rutiere sunt contaminate cu argilă sau praf;

-apă provenită din infiltraţii, prin ascensiune capilară, apă gravitaţională;

-temperaturi scăzute, pe o perioadă suficient de lungă, care să provoace migrarea şi acumularea apei în zona îngheţului;

-existenţa unui trafic intens şi greu în perioada dezgheţului.Gradul de sensibilitate la îngheţ al pământurilor folosite la lucrările de drumuri se stabileşte

conform STAS 1709-79, după criteriile prezentate în tabelul 1.12.Pământurile necoezive (nisipuri, pietrişuri, bolovănişuri), fără liant argilos, în cadrul procesului de

îngheţ, nu formează lentile de gheaţă, ci numai cristale de gheaţă. În acelaşi timp, prin îngheţ, pământul se transformă într-o masă rigidă, iar cristalele de gheaţă formate nu diminuează capacitatea portantă a terasamentelor executate din acesta.

Pământurile coezive (argile, argile prăfoase, prafuri, prafuri argiloase, prafuri nisipoase, nisipuri prăfoase şi argiloase) formează lentile de gheaţă care provoacă o scădere locală a temperaturii, determinând migrarea apei din zonele mai calde spre cele reci şi astfel are loc fenomenul de mărire a dimensiunilor lentilelor de gheaţă. Ca urmare a măririi dimensiunilor, forţele verticale de umflare cresc, ceea ce duce în final la formarea burduşirilor şi a celorlalte degradări din îngheţ.

Din studiul tabelului 1.12 se remarcă faptul că, drept criterii de apreciere a sensibilităţii la îngheţ a pământului s-au luat granulozitatea şi IP, care sunt caracteristici importante ale pământurilor. Granulozitatea a fost folosită şi de Cassagrande în anul 1934, când a formulat criteriul de recunoaştere a pământurilor gelive astfel: „în condiţii normale şi în prezenţa unei cantităţi suficiente de apă, ne putem aştepta la o formare considerabilă de lentile de gheaţă în pământurile neuniforme (Un > 15), care conţin mai mult de 3 % granule cu diametrul mai mic de 0,02 mm, şi în pământurile foarte uniforme (Un < 5), care

conţin mai mult de 10 % granule cu diametrul mai mic de 0,02 mm. Nu este de aşteptat nici o formare de lentile de gheaţă dacă pământurile conţin mai puţin de 1 % granule cu diametrul mai mic de 0,02 mm". Acest criteriu este aplicat încă în Europa şi în S.U.A. Ţinând cont de acesta, în graficul de mai jos se prezintă zonele în care pământurile pot fi sensibile la îngheţ (fig. 1.11).

Tabelul1.12 Gradul de sensibilitate la inghet al pamantului

CriteriiGradul de

sensibilitate la îngheţ al pământului

GranulozitateDenumirea pământului Plasticitate

[%]

Diametrul particulelor

[mm]

Procente din masa totală a

probei[%]

Practic insensibile

Pământuri necoezive, fără liant argilos

Ip=0 sub 0,002 sub 0,02 sub 0,1

max 1 max 10max 20

Sensibilitate mijlocie

Pământuri necoezive, cu liant argilos

Ip≤ 10 sub 0,002 sub 0,02 sub 0,1

max 6 max 20 max40

Pământuri coezive, numai argilă şi argilă grasă

Ip>35

Foarte sub 0,002 max 6

sensibile Pământuri coezive 1 0 < 5 sub 0,02 sub 0,1

max 20 max 40

În general, posibilitatea formării lentilelor de gheaţă în masa unui pământ geliv creşte atunci când:-cantitatea de apă migrată în zona activă este importantă; -durata de îngheţ creşte;-gradul de compactare al pământului este redus;-conţinutul de carbonat de calciu este ridicat.Din experienţă s-a constatat că pot fi sensibile şi foarte sensibile la îngheţ (gelive) atât argilele, cât şi

pământurile nisipoase, dar cele mai sensibile (periculoase) sunt pământurile prăfoase, care nu trebuie utilizate pentru executarea terasamentelor, mai ales în cazurile în care există surse de apă ce le-ar putea umezi.

În condiţii de şantier, aprecierea gradului de sensibilitate la îngheţ a pământurilor se poate face ţinându-se seama de criteriile arătate în tabelul 1.12.

Cercetările efectuate în ultimul timp în diverse ţări au arătat că există şi alte caracteristici care pot influenţa sensibilitatea la îngheţ a pământurilor. Printre acestea se numără gradul de compactare al pământului, natura mineralogică a particulelor, ascensiunea capilară etc. Astfel, Beskow consideră că nu sunt supuse umflării pământurile care au o ascensiune capilară mai mică de 1,00 m (pietrişuri, nisipuri, argile tari). Sunt sensibile la îngheţ pământurile cu o ascensiune capilară de 1,00 ... 2,50 m, dacă nu sunt îndesate, şi de 2,50 ... 4,0 m, chiar dacă sunt bine îndesate. Pot provoca umflări argilele fine şi sedimentele foarte fine, cu o ascensiune capilară mai mare de 2,00 m, dacă nu sunt îndesate, şi mai mare de 3,00 m, dacă conţin mai mult de 50 % elemente având diametrul mai mic de 0,02 mm.

În concluzie, pentru pământurile utilizate mai ales în zona activă a terasamentelor se impune stabilirea gradului de sensibilitate a acestora la îngheţ, în scopul adoptării soluţiilor corespunzătoare.

Apa, ce poate provoca prin îngheţ formarea lentilelor de gheaţă, este factorul asupra căruia se poate acţiona cel mai uşor prin măsuri adecvate, ca de exemplu: etanşarea suprafeţelor platformei, construcţia şi întreţinerea dispozitivelor de evacuare a apelor de suprafaţă, drenarea apelor subterane, introducerea straturilor anticapilare în corpul terasamentelor etc. Influenţa îngheţului poate fi de asemenea diminuată prin introducerea în structura rutieră a straturilor antigel, a unor materiale termoizolante, prin îngroşarea sistemului rutier etc. Traficul greu poate fi interzis în perioadele de dezgheţ, introducându-se bariere de dezgheţ.

Pentru evitarea pe cât posibil a degradărilor cauzate de îngheţ-dezgheţ, pe drumurile existente sunt necesare o serie de lucrări de întreţinere, dintre care subliniem următoarele:

Fig. 1.11. Clasificarea pământurilor în funcţie de gradul de sensibilitate la îngheţ.

-menţinerea în bună stare de funcţionare a şanţurilor, podeţelor, drenurilor şi canalelor de evacuare a apelor în tot timpul anului;

-îndepărtarea apelor de pe ampriză şi în special de la piciorul taluzurilor; -impermeabilizarea taluzurilor de-a lungul unui curs de apă care poate da naştere la infiltraţii laterale;

-etanşarea îmbrăcăminţilor;-impermeabilizarea la nevoie a şanţurilor, rigolelor şi acostamentelor;-construirea de drenuri longitudinale care să intercepteze infiltraţiile de apă din amontele

platformei drumului;-executarea de drenuri pentru coborârea nivelului apelor freatice.

În cazurile în care s-au produs degradări prin îngheţ-dezgheţ, este necesar să se ia măsuri adecvate pentru repararea acestora şi pentru evitarea extinderii lor pe suprafeţe mari. De cele mai multe ori, suprafeţele faianţate ale îmbrăcăminţilor bituminoase atestă o capacitate portantă insuficientă a complexului rutier şi, în consecinţă, repararea acestora trebuie să includă şi refacerea structurii rutiere în totalitate. Faianţările apărute izolat pe suprafaţa îmbrăcămintei se pot datora existenţei în complexul rutier a unor pungi din materiale gelive care prin umectare şi-au pierdut capacitatea portantă. În acest caz, repararea acestor degradări se face prin decaparea întregului sistem rutier, inclusiv a pământului geliv din zona activă a terasamentelor, introducerea drenurilor de evacuare a apelor subterane, asanarea corpului drumului şi refacerea în condiţii corespunzătoare a întregii structuri rutiere.

În cazul în care faianţările sunt extinse pe suprafeţe mari, se impun studii aprofundate, pe baza cărora se întocmesc proiecte de remediere a situaţiei, putându-se adopta soluţii de:

-ranforsare a complexului rutier, inclusiv asanarea corpului drumului;-introducere a unor drenuri de evacuare a apelor subterane şi refacerea îmbrăcămintei degradate;

-refaceri locale ale sistemului rutier etc. Sectoarele degradate masiv, ca urmare a acţiunii îngheţ-dezgheţ, caracterizate prin existenţa

făgaşelor adânci, distrugerea îmbrăcămintei şi apariţia pământului din patul drumului pe suprafaţa părţii carosabile, denivelări mari ale suprafeţei de rulare etc, necesită refacerea lor în totalitate pe baza unor proiecte care trebuie să includă:

-asanarea corpului drumului; -evacuarea apelor subterane şi scurgerea apelor de suprafaţă; - eventuale drenuri de intercepţie a pânzelor de apă freatică;

-înlocuirea pământurilor gelive;- refacerea întregului sistem rutier.

Degradările cauzate de îngheţ-dezgheţ provoacă anual mari inconveniente reţelei de drumuri, de aceea, în proiectare, execuţie şi întreţinere trebuie luate măsurile cele mai potrivite pentru prevenirea lor.

1.5. Profiluri transversale ale terasamentelor

Prin profil transversal al drumului înţelegem o secţiune verticală normală pe axa drumului, într-un punct oarecare al traseului. Profilul transversal cuprinde: platforma drumului, taluzurile, şanţurile sau rigolele şi zonele de siguranţă.

Toate aceste elemente sunt cuprinse în aşa-numita zonă a drumului, definită ca fiind fâşia de teren care aparţine administraţiei drumului, cuprinzând ampriza şi două părţi laterale, situate de ambele părţi ale amprizei.

În funcţie de cota platformei drumului faţă de terenul natural existent, profilurile transversale pot fi: în rambleu (umplutură deasupra terenului înconjurător), în debleu (săpătură sub nivelul înconjurător), sau mixte (parţial umplutură, parţial săpătură).

Rambleurile sunt umpluturi executate pe suprafaţa terenului natural, caracterizate printr-o formă regulată şi executate după anumite reguli constructive, destinate susţinerii suprastructurii căii.

Rambleurile pentru drumuri sunt tipizate şi prezentate în normative, fapt care uşurează proiectarea. În general nu sunt necesare lucrări de proiectare individuală a rambleurilor, decât în următoarele cazuri:

-rambleuri mai înalte de 12 m;

-terasamentele se execută pe terenuri cu panta mai mare de 25 %; -când terenul este instabil şi prezintă forme de alunecare, surpare, prăbuşire;

-când se execută terasamente în condiţii speciale (prin hidromecanizare, cu explozivi, sub apă etc);-pe sectoare supuse inundaţiilor în mod periodic, unde rocile sunt instabile, sau când drumul

traversează zone cu caracteristici mecanice necorespunzătoare (mlaştini, terenuri slabe etc).După înălţimea rambleurilor faţă de nivelul terenului înconjurător, se deosebesc:-rambleuri mici, h ≤ 0,5 m;- rambleuri mijlocii, 0,5 <h≤2 m; -rambleuri înalte, 2 < h < 12 m.Înălţimea rambleului rezultă din cotele profilului longitudinal al drumului, din condiţiile hidrologice

şi din condiţiile de teren.Este bine ca terenul pe care se execută rambleurile să fie orizontal. Când această cerinţă nu este

îndeplinită, se adoptă o formă a rambleului în funcţie de înclinarea terenului natural. La înclinări ale terenului natural mai mici de 1/5, nu este necesară decât îndepărtarea terenului vegetal. La pante de 1/5 ... 1/3, suprafaţa coastei se va amenaja în trepte care vor avea lăţimea de cel puţin 1 m şi o înclinare de 2 % pentru asigurarea scurgerii apelor (fig. 1.12).

În terenurile nisipoase, datorită faptului că treptele de legătură nu se menţin, amenajarea acestora se reduce numai la scarificarea terenului natural.

La înclinări ale terenului mai mari de 1/3 nu sunt suficiente numai treptele de legătură, ci trebuie luate măsuri pentru amenajări suplimentare contra alunecării. Dintre aceste măsuri amintim: contrabanchete, contraforţi, ziduri de sprijin sau pământ armat, care prezintă în primul rând avantajul reducerii suprafeţelor ocupate de taluzurile rambleurilor. În studiul pe care proiectantul trebuie să-l execute, privind modul de amenajare al rambleurilor, se va avea în vedere în primul rând economisirea terenurilor agricole sau forestiere.

Fig. 1.12. Rambleu pe coastă.

Pentru înălţimea rambleului, măsurată la muchia platformei, se recomandă:-în regiuni uscate în care apele se scurg uşor şi nu există posibilitatea ascensiunii apelor subterane

prin capilaritate sau infiltraţii, înălţimea rambleului va fi de 0,50 m, putând fi redusă la 0,20 m, în mod excepţional, în cazul terenurilor permeabile;

-în regiunile de şes, unde scurgerea apelor este nesatisfăcătoare, existând posibilitatea ascensiunii apelor subterane prin capilaritate sau infiltraţii, înălţimea rambleurilor se va stabili în funcţie de condiţiile locale.

Supraînălţarea H.R. minimă a marginii platformei deasupra nivelului apelor care stagnează timp îndelungat sau a nivelului superior al apelor freatice se dă în tabelul 1.13.

În zonele unde există lucrări de artă şi în cele inundabile, muchia platformei drumului trebuie să fie cu cel puţin 0,5 m mai sus decât nivelul apelor maxime,sporită cu cota remuului şi cu înălţimea valului. Tabelul 1.13

Executarea rambleurilor necesită o mare cantitate Supraînalţarea minimă, H.R.de pământ, care se poate obtine din debleuri sau din gropi de împrumut. Soluţia cu gropi de împrumut trebuie folosită cu grijă pentru a se evita scoaterea din circuitul agricol sau forestier a unor mari suprafeţe de teren. Gropile se execută în diverse forme, în zona malurilor, a boturilor de deal, fiind la distanţe mai mari de zona drumului. După terminarea lucrărilor de terasamente, gropile de împrumut trebuie predate agriculturii, după ce au fost în prealabil amenajate în mod corespunzător.

Funcţie de înălţimea rambleurilor rezultată din studiu, se adoptă înclinarea suprafeţelor taluzurilor care mărginesc platforma drumului.

Înclinarea cea mai folosită este de 1: 1,5 (2 : 3).Această valoare se adoptă pentru rambleuri din:

-argile prăfoase sau nisipoase, cu h < 6 m;-nisipuri argiloase sau praf argilos, cu h≤7 m;-nisipuri, cu h ≤8 m;-pietrişuri şi balasturi, cu h 10 m.

La înălţimi mai mari decât cele de mai sus, dar nu mai mult de 12 m, se adoptă două valori pentru înclinarea taluzurilor. Astfel, până la înălţimile menţionate mai sus se adoptă valoarea 1 : 1,5, iar pentru celelalte înălţimi, o valoare de 1 : 1,75 (fig 1.13). Peste

Felul pământului H.R. [m]

Nisip mare, mijlociu 0,7 Nisip fin şi argilos 0,9 Argile şi argile nisipoase 1,5 Prafuri, argile nisipoase şi prăfoase 1,8

Fig. 1.14. Panta taluzurilor în zone inundabile.

În zonele inundabile sau în albiile majore, înclinarea taluzurilor va fi de 1 : 2 până la o înălţime a rambleurilor de maximum 4 m. Este necesară, în acest caz, şi prevederea unor măsuri de consolidare a taluzurilor. Pentru stabilitatea taluzului se vor lua măsuri în vederea asigurării unui coeficient de stabilitate de 1,5 (fig. 1.14).

Toate aceste elemente ale profilului transversal, format din parte carosabilă, acostamente, taluzuri, şanţuri şi rigole, alcătuiesc ampriza dumului. Lăţimea ei se măsoară în profil transversal între intersecţiile planurilor exterioare ale drumului şi terenului natural.

Debleurile sunt săpături executate sub nivelul terenului înconjurător. Caracteristica principală a profilurilor transversale în debleu este prezenţa dispozitivelor longitudinale laterale pentru colectarea şi evacuarea apelor de suprafaţă.

Pământul rezultat din săpăturile care se realizează este folosit pentru executarea rambleurilor. În cazul în care cantitatea de pământ rezultată din săpătură este mai mare decât cea necesară pentru rambleuri, surplusul se va utiliza pentru necesităţi locale (în nici un caz pentru executarea cavalierilor), ca de exemplu lărgirea acostamentelor, umplerea râpelor etc.

Debleurile prezintă o serie de dezavantaje:-de obicei sunt umbrite, se aerisesc greu şi menţin vreme îndelungată umezeala; -uneori, la execuţie, intersectează straturi acvifere sau nestabile ce trebuie tratate în mod special;-sunt predispuse la înzăpezire atunci când adâncimea debleului este de 6,5 ... 8 m. Pentru adâncimi

mai mari, datorită unor curenţi circulari, înzăpezirea se produce mai greu (fig. 1.15).

înălţimi mai mari de 12 m, înclinarea taluzurilor rezultă în urma unor calcule de stabilitate a masivelor de pământ.

Fig. 1.13. Panta taluzurilor.

Măsurile care se pot lua pentru a evita inzăpezirea debleurilor constau în proiectarea lor judicioasă, ţinând cont şi de direcţia vânturilor dominante, folosirea panourilor de parazăpezi, rotunjirea muchiilor platformei, a crestelor şi a taluzurilor prin arc de cerc cu raze de 5 ... 7 m.

În celelalte cazuri, în funcţie de natura pământului, se adoptă următoarele valori ale pantei taluzurilor:

-în terenuri argiloase sau argile nisipoase, o înclinare de 1 : 1,5, cu rotunjirea muchiei superioare;-în pământuri nisipoase sau nisipuri argiloase, cu structuri omogene şi umiditate normală, se adoptă

panta de 1:1, de asemenea cu rotunjirea muchiei superioare.La debleurile de adâncimi mari, peste 12 m, înclinarea taluzurilor va fi determinată în urma unor

calcule speciale de stabilitate.Problema principală care trebuie urmărită la executarea debleurilor este legată de evacuarea

apelor. În acest scop, se execută şanţuri şi rigole, având diferite forme, în diverse soluţii constructive, rezultate dintr-un calcul de dimensionare. Panta fundului şanţului sau rigolei depinde de terenul înconjurător, de cantitarrea de apă şi de soluţia de consolidare a şanţului. În terenuri mai dificile (loessuri), unde panta naturală a terenului este mare şi apare pericolul unor eroziuni puternice, este bine să se execute lucrări sub formă de cascade sau alte lucrări specifice, care să micşoreze panta şi, în consecinţă, să reducă viteza curentului de apă, diminuându-se şi pericolul unor eroziuni puternice.

O atenţie deosebită se va acorda, de asemenea, problemei scurgerii apelor în momentul trecerii de la profilul de debleu la cel de rambleu.

Funcţie de terenul înconjurător se va căuta ca şanţurile executate să se îndepărteze cât mai mult de corpul terasamentelor, pentru a nu produce umezirea acestora.

Profilurile mixte reprezintă terasamentele executate pe coastă, în mod curent, parte în săpătură (debleu) şi parte în umplutură (rambleu). Partea în săpătură este prevăzută întotdeauna cu un şanţ sau rigolă care, în cazul unor lungimi mari şi lipsei altor posibilităţi, trebuie descărcat transversal, prin intermediul unei camere de cădere şi al unui podeţ.

Fig. 1.15. Inzăpezirea debleurilor.