unele tehnologii de lucru aplicate in constructia drum

213
DICU MIHAI UNELE TEHNOLOGII DE LUCRU APLICATE ÎN CONSTRUCŢIA DRUMURILOR BUCUREŞTI

Upload: gaftoi-tica

Post on 05-Dec-2014

49 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Unele Tehnologii de lucru aplicate in constructia drumului.

TRANSCRIPT

Page 1: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

DICU MIHAI

UNELE TEHNOLOGII DE LUCRU APLICATE ÎN

CONSTRUCŢIA DRUMURILOR

BUCUREŞTI

Page 2: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.2

Prefaţă

Lucrarea intitulată: "UNELE TEHNOLOGII DE LUCRU APLICATE ÎN CONSTRUCŢIA

DRUMURILOR", reprezintă un suport de curs pentru studenţii anului IV specialitatea Drumuri din

cadrul Facultăţii de Căi ferate, Drumuri şi Poduri. În mare parte, este o lucrare în stilul personal

al autorului, a unor cursuri de specialitate editate în cadrul Universităţii Tehnice de Construcţii

Bucureşti.

Prezentul manual este organizat şi inspirat din programa analitică propusă de prof.dr.ing.

Romanescu Constantin, precum şi din notele de curs elaborate în perioada când răspundea de

această disciplină.

Scopul lucrării este acela de a iniţia cunoştinţele studenţilor din anii terminali cu elemente

de tehnologie, vizionate în cadrul programelor de practică tehnologică şi care vor fi completate la

curs cu casete video de specialitate.

Lucrarea nu are pretenţia că a prezentat întreg domeniul de tehnologie a lucrărilor de

drumuri şi de aceea a fost intitulată "UNELE TEHNOLOGII DE LUCRU APLICATE ÎN

CONSTRUCŢIA DRUMURILOR", tocmai pentru a răspunde scopului menţionat.

AUTORUL

Page 3: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.3

CAPITOLUL 1

1.1 Tehnologia lucrărilor de drumuri

Această materie se ocupă de analiza modului de realizare a lucrărilor de terasamente şi de

suprastructură a drumului. Tehnologia lucrărilor reprezintă schema logică în care se înlănţuie

operaţii specializate pentru realizarea unui obiectiv. Prin ea se stabileşte ordinea prin care intră în

acţiune diversele utilaje de construcţii specilizate pe tipuri de lucrări. Lanţul de utilaje de construcţii

operaţionale în fronturi de lucru, poartă denumirea de sistemă de maşini.

Aplicarea unei anumite tehnologii de lucru presupune o foarte bună cunoaştere a proiectelor şi a

pieselor componente. Astfel, în urma analizei planului de situaţie (fig.1), a profilului longitudinal

(fig.2) şi a profilelor transversale (fig.3), se studiază tabloul de calcul a volumelor de terasamente

(tab.1), ce reprezintă ultima fază de proiectare prin care se specifică antemăsurătoarea lucrărilor.

Pornind de la proiect, contructorul ce participă la o licitaţie de obţinere a unei lucrări de drumuri, îşi

stabileşte modul de compensare a teresamentelor prin întocmirea diagramei LALANNE (fig.8) şi îşi

completează tabloul de mişcare a pămăntului (tab.2).

Analizând tabloul de mişcare a pământului funcţie de distanţele de transport şi productivitatea

utilajelor care sapă precum şi cele care realizează straturile de umplutură, constructorul va întocmi

schema tehnologică de lucru prin alcătuirea sistemei de maşini în varianta sa optimă. Pentru aceasta

va folosi METODA MULTICRITERIALĂ PENTRU ALEGEREA VARIANTEI OPTIME DE

MECANIZARE, ce va face obiectul prelegerilor de curs, viitoare.

Fig. 1 - Plan de situaţie

Page 4: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.4

Fig. 2 - Profil în lung

Fig. 3 - Profil transversal tip

1 - fundaţie; 2 - strat de bază; 3- îmbrăcăminte; 4 - strat de uzură; 5 - bordură;

6 - bandă de încărcare; 7 - trepte de înfrăţire; 8 - rigolă; 9 - parapet

Tabel 1

Calculul terasamentelor

Metoda distanţelor aplicabile

Nr.

prof

il

Poziţia

kilometrică

km+m

Dis

tanţ

a di

ntre

prof

iluri

m

Dis

tanţ

a m

edie

m

Suprafeţe

m

Volume 2 m

Ampriză 3

Taluz

R

Taluz

D

1 6+850.00 12.50 3.90 2.30 48.75 28.75 17.00 212.50 1.15 14.375 0.95 11.875

25.00

2 875.00 17.50 5.40 4.80 94.50 84.00 21.00 367.50 1.80 31.50 1.20 21.00

10.00

3 885.00 11.00 6.80 1.10 74.80 12.10 12.50 137.50 2.30 25.30 0.75 8.25

12.00

Ti 897.00 1 11.00 10.50 - 115.5

0

- 22.00 242.00 3.85 42.35 - -

4 7+007.00 - 4.40 5.60 - - 17.80 - 1.75 - 3.15 -

1.2 Organizarea lucrărilor de terasamente

Page 5: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.5

Lucrările de terasamente sunt definite ca toalitatea operaţiilor de săpătură şi umplutură executate în

lungul drumului, pentru realizarea corpului drumului.

Terasamentele reprezintă volume de pământ limitate de profile transversale analizate în faza de

proiectare. Pentru executarea lor trebuie să se ştie cum este utilizat pământulrezultat din săpături,

respectiv în ce profil de umplutură se foloseşte, la ce distanţă şi cu ce utilaj se transportă.

Această etapă de studiu, completată cu detalierea procedeelor de lucru în sectoarele de săpătură, şi

cele din sectoarele de umplutură precum şi cu varianta optimă de mecanizare a lucrărilor, reprezintă

proiectul tehnologic de execuţie a terasamentelor.

Mişcarea pământurilor pentru realizarea corpului drumului se efectuează atât în sens transversal cât

şi în lungul drumului.

Pentru mişcarea transversală a pământului, denumită şi compensare în acelaşi profil se poate întâlni

trei cazuri posibile şi anume:

cazul ideal când întregul volum de pământ săpat este folosit pentru realizarea necesarului de

umplutură (fig. 4.a);

cazul în care necesarul de umplutură este mai mic decât volumul de săpătură, prisosul fiind folosit

în lungul drumului (fig. 4.b);

cazul în care volumul de săpătură din profil este mai mic decât necesarul de umplutură din acelaşi

profil, restul fiind adus din alte profile din lungul drumului (fig. 4.c)

Fig. 4 - Mişcarea transversală a pământului

Pentru a realiza o lucrare economică, se acţionează încă din faza de proiectare, când traseul

propus trebuie să conţină cât mai multe profile transversale la care suprafeţele de rambleu să fie

egale cu cele de debleu.

Page 6: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.6

Depozitele de pământ suplimentar precum şi camerele de împrumut crează şi ele cheltuieli

suplimentare, care trebuie să fie cât mai mici. Soluţiile cele mai economice le reprezintă depozitarea

pământului lângă ampriza drumului sub formă de “CAVALIERI” (fig.5), sau depozite pe taluzul de

rambleu, care duc la sporirea stabilităţii umpluturilor (fig.6).

Fig. 5 - Depozite de pământ

1 - săpătură; 2- cavalier

Fig. 6 - Depozite pe taluzuri de împlinire

Pe acelaşi principiu, mai ales la traseele de drum din zonele de şes, se pot utiliza camere de

împrumut din aceeaşi secţiune transversală (fig.7).

Fig.7 - Camere de împrumut

Atunci când nu este posibilă aplicarea acestor soluţii tehnice, solicitarea unor terenuri la

factorii de decizie locali, pentru amplasarea depozitelor de pământ sau pentru realizarea unor gropi

Page 7: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.7

de împrumut se face numai după întocmirea epurei LALANNE şi a momentelor de transport (fig.

8,9).

Fig.8 - Epura mişcării pământului

Figura 9 - Compensarea terasamentelor în epură

Pe epură apar sectoare în cadrul cărora se realizează transportul cu acelaşi mijloc de

transport. Totodată, pentru a nu avea prea multe categorii de preţuri pentru acelaşi mijloc de

transport se determină o distanţă medie generală pentru toate volumele transportate. Distanţa medie

de transport este media geometrică a disanţelor parţiale ale diverselor cantităţi de săpătură

transportate. Această distanţă se determină făcând rapotul dintre suma momentelor de transport şi

suma volumelor transportate cu un anumit mijloc de transport. Reamintim că momentul de transport

este produsul dintre volumul transportat şi distanţa de transport aferentă.

Din epura LALANNE se poate determina în final volumul de pământ necesar sau în prisos

ce trebuie adus din groapa de împrumul sau dus în depozit. Aceste zone se găsesc la distanţa (D) de

sectorul de drum în execuţie. Necesarul de autobasculante pentru transportul pământului (N) se

determină din condiţia, ca utilajul de săpat-încărcat să lucreze în flux continuu. Astfel în timp ce un

Page 8: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.8

mijloc de transport se află la încărcat (N-1) autobasculante se găsesc pe traseu unele încărcate altele

descărcate (fig. 10).

Figura 10 - Moment de transport

Tabel 2

Nr.

prof

il

Pozi

ţia K

m.

Dis

t. în

tre p

rofil

uri

m

Volume

m

Com

pens

ări î

n ac

elaş

i pro

fil m

3

3

Nec

esar

um

plut

ură,

m

Pris

os să

pătu

ră, m

3

Dep

ozit,

m

3

Împr

umut

, m3

Prof

il în

car

e se

tran

spor

3

Dis

tanţ

ă de

tran

spor

t, m

Transport cu

buldozerul Transport auto

Um

plut

ura

Săpă

tură

Can

titat

ea

m Mom

ent

de

trasp

ort,

m

3

Can

titat

ea, m3

Mom

ent

de

trasp

ort,

m

3

3

1 6+850.0 60.0 25.5 27.5 32.5 - - - - - - - - -

25.00

2 875.0 91.0 82.250 8.75

0 - - - - - - - - - -

10.0

3 885.0 74.80 - - 74.80 - - - - - - - - -

12.0

Ti 897.00 1 112.20 - - 112.20 - - - - - - - - -

4 7-007.0 - - 272.5 - - 272.5 - - Ti 10 1 112.20 1122.0 - -

Execuţia lucrărilor de terasamente

Prin lucrări de terasamente înţelegem totalitatea operaţiilor de săpătură şi umplutură pe direcţia

axului drumului în vederea realizării corpului său.

Page 9: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.9

Fig. 11

După cum se observă, ciclul de lucru este SĂPĂTURĂ- TRANSPORT- UMPLUTURĂ,

lucrările desfăşurându-se pe operaţii specifice cu utilaje de construcţii specializate.

Lucrări pregătitoare execuţiei terasamentelor ]1[

Lucrările de terasamente sunt precedate întotdeauna de o serie de lucrări pregătitoare pentru

asigurarea unei execuţii corecte, continue şi cu productivitate sporită. Cele mai importante lucrări

pregătitoare sunt: verificarea şi restabilirea traseului; defrişarea zonei de arbuşti şi tufişuri;

doborârea arborilor şi scoaterea rădăcinilor; asanarea zonei; extragerea brazdelor şi decaparea

pământului vegetal; pichetarea profilelor transversale; amenajarea drumurilor de acces.

Page 10: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.10

Verificarea: restabilirea traseului ]1[

Pe baza planului de situaţie şi a profilului în lung se restabilesc aliniamentele şi curbele traseului

proiectat, cu ajutorul reperelor care au servit la întocmirea proiectului cu ocazia studiilor pe teren.

Pentru a putea reconstitui poziţia punctelor principale ale traseului (vârfurile de unghi, tangentele de

intrare şi ieşire din curbe, bisectoarele, punctele intermediare ale aliniamentelor lungi etc.) în cazul

distrugerii picheţilor în timpul execuţiei, aceştia se reperează lateral amprizei cu martori (fig. 12).

Martorii se fixează pe obiective fixe aflate în apropierea traseului (socluri de clădiri, copaci mari

etc.), sau prin borne de beton. Axa traseului astfel materializată este înscrisă într-o tabelă care se

predă constructorului.

Fig. 12: Poziţia martorilor pe traseu: M1 şi M2

- martori.

Defrişarea zonei de arbuşti şi tufişuri ]1[

Pentru a uşura circulaţia vehiculelor de transport şi lucrul maşinilor care execută terasamentele,

suprafaţa ce reprezintă ampriza drumului, a gropilor de împrumut şi a depozitelor, precum şi a

drumurilor de acces, se curăţă de arbuşti şi tufişuri, înlesnind astfel şi uscarea acestor suprafeţe

(fig.13,14).

Page 11: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.11

Fig. 13. Tăietor de tufişuri

Fig. 14. Maşină de scos rădăcini

Organizarea tehnologică a sufrafeţelor de lucru

Fig. 15. Organizarea tehnologică a suprafeţelor de lucru

Page 12: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.12

ra

lăţimi reduse;

- obiecte cu lungimi şi lăţimi comparabile; b- obiecte cu lungimi mari şi

F - fâşia de lucru;

eF - lăţime echipament;

0S

lf

- suprapunerea fâşiilor de lucru;

- lăţimea reală a fâşiei;

is - sectoare;

ss Ll , - dimensiuni sector;

00 , Ll - dimensiuni obiecte;

tt Ll , - dimensiuni tehnologice; st

- spaţiu tehnologic.

Pentru siguranţa acoperirii întregii suprafeţe a sectorului de lucru fâşiile se suprapun astfel

încât se poate scrie relaţia:

sll ef −=

în care:

fl - este lăţimea fâşiei de lucru,

el - lăţimea de trecere a echipamentului de lucru,

s - suprapunerea fâşiilor.

În figura 16, se prezintă schema tehnologică de deplasare a defrişatorului în fâşii

transversale cu toate elementele caracteristice unei scheme de mecanizare.

Lungimea sectorului se stabileşte astfel încăt să rezulte un număr întreg de fâşii ),( fnn :

f

sf l

Ln =

Norma de timp a utilajului la defrişarea mecanică se determină în funcţie de productivitatea

de exploatere a acestuia cu relaţia matematică:

EE

UM

PPNNTU 000.10

==

în care:

Page 13: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.13

UMN este numărul de unităţi de măsură naturale )( 2m cuprinse în unitatea de măsură

reprezentativă ( aR hUM = conform indicator de deviz sT ); EP - productivitatea de exploatere

orară, exprimată în hm /2 .

Fig.16 - Schema tehnologică de deplasare a defrişătorului

în fâşii transversale

Considerând două situaţii de lucru şi anume:

maşina taie numai tufişuri;

maşina taie şi arbori mai groşi (izolaţi),

rezultă că se pot aplica două relaţii de calcul pentru productivităţi:

)/(6010

2

1

13

1 hmn

tKbvP

T

=

respectiv:

)/(10606010

2

1

42213

2 hmn

tntKbvP

T

⋅−−

=

în care:

b - lăţimea fâşiei de lucru )( fl , în metri;

v - viteza de deplasare în timpul lucrului în hkm / ;

Page 14: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.14

TK - coeficient de folosire a timpului de lucru )95.080.0( −=TK ;

1n - numărul de treceri pe acelaşi loc )31( −=n ;

1t - timpul unei întoarceri la capătul sectorului, în minute;

2n - densitatea arborilor groşi pe suprafaţă, în habuc / ;

2t - timpul necesar pentru doborârea unui arbore, în minute.

Corespunzător acestor două relaţii rezultă normele de timp următoare:

(ore/ha)

−⋅

=

60

101

1

tKvb

nNTUT

respectiv:

(ore/ha)

⋅−−⋅

=

5221

1

10660

10tntKvb

nNTUT

Rădăcinile tufişurilor şi arbuştilor, care nu au dimensiuni prea mari, pot fi scoase cu maşini

speciale pentru scos rădăcini (fig.17). Frunzele, ramurile uscate şi toate resturile vegetale rămase în

urma utilajelor se strâng cu grebla şi se depozitează în afară zonei drumului.

Doborârea arborilor şi scoaterea buturugilor ]1[

Doborârea arborilor este o operaţie care se execută de echipele de muncitori specialişti. Materialul

lemnos doborât se scoate în afara amprizei, se stivuieşte şi se inventariază în vederea valorificării.

Arborii cu diametru mic se doboară cu ajutorul unui buldozer, prin împingerea cu lama ridicată la

maximum, pentru a împiedica răsturnarea lor peste buldozer (fig.17.a). Când arborele a fost

dezrădăcinat, se coboară lama şi se împinge spre locul de depozitare (fig.17.b).

Page 15: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.15

Fig. 17. Doborârea arborilor

Arborii de diametru mare se taie cât mai aproape de nivelul terenului; buturugile şi rădăcinile se

scot ulterior, dacă este necesar. Astfel:

la ramblee mai mici de 1 metru înălţime se scot atât buturugile cât şi rădăcinile

la ramblee de 1...2 metri înălţime se scot numai buturugile, iar rădăcinile pot rămâne în pământ

la ramblee de peste 2 metri înălţime nu se scot nici buturugile şi nici rădăcinile

la deblee se scot obligatoriu atât buturugile, cât şi rădăcinile.

Buturugile se pot extrage atât manual, cât şi mecanizat. Obişnuit, buturugile se trag cu

ajutorul unui cablu şi al unei maşini puternice (buldozer, excavator etc.). Prin această metodă se pot

scoate arbori întregi, dacă au diametru mic.

Dacă buturuga este puternic ancorată în pământ prin rădăcini, atunci îndepărtarea ei se

realizează numai cu ajutorul explozivilor.

Buturugile arborilor mari se scot de obicei cu ajutorul explozivilor (fig. 18). Se execută sub

buturugă o gaură de mină înclinată la 450 şi cu adâncimea de 1,5...2 ori diametrul D al buturugii.

Artificierul introduce în gaura de mină explozibilul, apoi burează şi provoacă explozia.

Fig. 18. Extragerea buturugilor:

1-dinamită; 2- fitil.

Page 16: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.16

Buturugile arborilor mai mici (diametrul sub 30 cm) se scot introducând lama buldozerului

sub buturugă şi manevrând dispozitivul de ridicare a lamei.

Lemnul rezultat din scoaterea buturugilor şi rădăcinilor se adună şi se depozitează în afara

amprizei.

Este indicat ca doborârea arborilor şi mai ales scoaterea buturugilor să fie făcută în perioada

când pământul nu este îngheţat. Deoarece pădurile contribuie mult la apărarea drumurilor împotriva

înzăpezirii şi a mediului înconjurător împotriva poluării este necesar să fie îndepărtaţi numai arborii

de pe zona strict necesară, cu acordul procedurilor legale de specialitate.

Asanarea amprizei ]1[

Înainte de începerea execuţiei lucrărilor de terasamente, pe ampriză şi zonele din imediata

apropiere trebuie prevăzute lucrări pentru menţinerea terenului în stare uscată.

Locurile mlăştinoase se asanează cu ajutorul unei reţele de şanţuri, canale de evacuare şi drenuri,

care evacuează apele în aval de limitele amprizei.

Lucrările de asanare se execută din timp, deoarece procesul de evacuare a apelor şi uscare a

pământului este, în general, lent.

Totodată, se vor lua măsuri pentru asigurarea scurgerii apelor de suprafaţă, spre a evita stagnarea şi

băltirea apelor pe terenurile agricole învecinate sau alte proprietăţi.

Extragerea brazdelor şi decaparea pământului vegetal ]1[

Pământul vegetal conţine un procent ridicat de particule fine şi vegetale, ceea ce le face

puternic compresibil şi deci mai puţin recomandabil la executarea terasamentelor. El este îndepărtat

de pe ampriză atât la ramblee (fig. 19.a), cât şi la deblee (fig. 19.b), urmând să fie folosit la

îmbrăcarea taluzurilor, în vederea brăzduirii sau însămânţării lor.

Page 17: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.17

Fig.19 - Extragerea pământului vegetal

Pământul vegetal se decapează pe o grosime de 10...30 cm cu lama buldozerului sau

autogrederului şi se depozitează în afara amprizei drumului, pentru a fi folosit la îmbrăcarea

taluzurilor, la punerea în valoare şi ameliorarea unor terenuri slab productive sau neproductive.

Dacă suprafaţa amprizei este înierbată, se pot extrage brazde cu ajutorul unor cuţite speciale care

execută tăieturi verticale în sens transversal şi longitudinal. Se obţin fâşii de 2...3 metri lungime cu

latura de 20...40 cm şi grosimea de 6...10 cm care se stivuiesc cu iarba în jos, se udă şi se acoperă cu

rogojini ca să nu se usuce. Brazdele se folosesc la protejarea taluzurilor, dar sistemul este din ce în

ce mai rar folosit, deoarece comportă un volum sporit de muncă manuală.

În figura 20 se prezintă tehnologia de decapare a terenului vegetal precum şi operaţia inversă de

tapetare a taluzelor noi în vederea stăpânirii efectelor de eroziune a lor sub acţiunea agenţilor

naturali (ploi, vânt, topirea zăpezii etc.).

Page 18: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.18

Fig. 20. Scheme tehnologice de săpare a stratului vegetal cu buldozeru

cu depozitare lângă amplasament; b- cu transport la distanţă

Page 19: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.19

Pichetarea profilului transversal ]1[

Pentru realizarea corectă a lucrărilor de terasamente şi pentru a înlesni controlul execuţiei, este

necesar ca înainte de începerea lucrărilor de terasamente să fie pichetate profilele transversale de pe

traseu, precum şi lucrările de artă aferente. Operaţia de pichetare are la bază elementele ce rezultă

din planul de situaţie, profilul transversal tip, profilul longitudinal, profile transversale curente,

precum şi reperele de ax şi de nivel restabilite pe teren.

În aliniament picheţii se amplasează la distanţe de 20...50 metri, după gradul de denivelare a

terenului, iar în curbe la distanţe de 5...10 metri.

Metoda cea mai simplă de pichetare a profilului transversal constă în materializarea pe teren cu

ţăruşi simpli de lemn a marginilor amprizei şi cu ajutorul şabloanelor care dau şi înclinarea

taluzurilor şi nivelul platformei (fig. 21).

Şabloanele de nivel şi cele care indică înclinarea taluzurilor se realizează simplu, din şipci de lemn.

Fig. 21. Şablonarea terasamentelor de rambleu.

Pentru profilul de debleu se face o şablonare identică după cum urmează:

Fig. 22. Şablonarea terasamentelor de debleu.

Page 20: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.20

EXECUŢIA MECANIZATĂ A SĂPĂTURILOR ]1[

Execuţia mecanizată a terasamentelor trebuie să formeze un proces tehnologic unitar,

realizat cu o serie de utilaje dependente între ele, din punctul de vedere al operaţiilor şi al

productivităţii. În cadrul fiecărui complex de utilaje există un utilaj principal care prin parametrii săi

determină alegerea ca tip şi număr a celorlalte tipuri de utilaje. Toate utilajele care urmează acest

complex trebuie să asigure realizarea productivităţii maxime a utilajului principal. Alegerea

utilajelor de săpat depinde de:

posibilităţile de lucru ale utilajelor; din acest punct de vedere, utilajele se pot grupa în: utilaje care

sapă şi încarcă; utilaje care sapă, transportă şi nivelează, utilaje pentru afânarea şi scarificarea

pământului

poziţia frontului de lucru faţă de nivelul terenului natural: astfel utilajele pot lucra: deasupra

nivelului terenului; la nivelul terenului; sub nivelul terenului

concentrarea şi caracterul lucrărilor de terasamente, distanţe de transport

consistenţa pământului de săpat, respectiv dificultatea la săpare.

În figura 23 se prezintă principalele utilaje care sapă şi încarcă pământul.

În funcţie de poziţia frontului de lucru faţă de nivelul terenului de pe care lucrează utilajul de săpat,

se recomandă folosirea următoarelor utilaje:

Pentru frontul de lucru la nivelul terenului:

buldozere

screpere şi autoscrepere

autogredere

gredere elevatoare.

Pentru frontul de lucru înalt:

excavatoare cu echipament cu cupă dreaptă

excavatoare cu mai multe cupe.

Pentru frontul de lucru în adâncime:

excavatoare cu echipament cu cupă întoarsă

graifăre

dragline

Pentru executarea săpăturilor sub nivelul apei:

excavatoare cu echipament cu cupă întoarsă

excavatoare cu echipament de draglină

Page 21: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.21

excavatoare cu echipament de graifăr.

Fig. 23- Utilaje care sapă şi încarcă

Page 22: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.22

Utilaje care sapă şi încarcă pământul în mijloacele de transport

Din acestă categorie fac parte: excavatoarele, draglina, graifărul şi grederul elevator.

Fig.24 - Parametrii tehnologici ai excavatoarelor

Page 23: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.23

a). Excavatoare.

Excavatoarele sunt cele mai utilizate maşini de săpat, deoarece au o mare capacitate de producţie şi

pot fi întrebuinţate la majoritatea lucrărilor de săpături, în special la cele de volum mare.

Fig. 25. Excavator cu lingură dreaptă

Fig. 26. Excavaţie frontală a săpăturilor cu excavatorul

Page 24: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.24

La lucrările de terasamente sunt folosite două tipuri de excavatoare: excavatoarul cu lingură dreaptă

şi excavatorul cu lingură întoarsă.

În figură 26 se prezintă tipurile de abataje după poziţia lor faţă de nivelul de ciculaţie al

excavatorului, iar în figura 27 tipuri de abataje după poziţia nivelului de circulaţie al excavatorului

faţă de nivelul de ciculaţie al autobasculantei.

Fig. 27. Tipuri de abataje după poziţia lor faţă de nivelul de circulaţie al excavatorului:

deasupra nivelului de circulaţie; b- sub nivelul de circulaţie; c- mixt.

Page 25: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.25

Fig. 28. Tipuri de abataje după poziţia reciprocă între nivelul de circulaţie

al excavatorului şi autobasculante:

a- la acelaşi nivel; b- la niveluri diferite.

a.1) Excavatorul cu lingură dreaptă sapă deasupra nivelului de staţionare şi execută săpături în

orice categorie de teren, chiar în stâncă derocată în prealabil, cu condiţia ca blocurile derocate să

aibă volumul mai mic decât cupa execavatorului.

Cupa excavatoarelor curent folosite este de 0,25 ... 2 3m . La lucrările de săpături se folosesc

excavatoare pe pneuri, având capacitate a cupei 0,25 3m care se deplasează cu uşurinţă. La

lucrările concentrate, cu volume mari, se folosesc excavatoare cu capacitatea cupei de 1,00...2,00 .

În pământurile consistente, grosimea stratului care se taie este mică, deoarece este nevoie de un

front de lucru mai înalt; în pământurile slab coezive, stratul tăiat este mai gros, de aceea cupa se

umple mai repede şi frontul de lucru poate fi de înălţime mică.

În baza acestor considerente, se defineşte drept înălţime normală de umplere, înălţimea

frontului de săpătură pe care se face umplerea cupei printr-o singură trecere.

Pentru fronturi de lucru mai mari decât înălţimea normală de umplere a cupei excavatorului,

săpătura se execută în trepte.

Execuţia săpăturilor cu excavatorul poate fi organizată aplicând unul din următoarele

procedee:

frontal (fig. 29.a,b), prin săparea directă pe întreaga secţiune a profilului transversal, pământul săpat

fiind încărcat în mijloacele de transport (1) care circulă la nivelul platformei de lucru a

excavatorului (2) pentru adâncimi mari, metoda frontală se aplică în trepte (fig. 30). După

executarea unei curse, excavatorul se întoarce începând o nouă cursă, la alt nivel, până ce realizează

săpătura pe întregul profil transversal;

longitudinal (fig. 29 c,d), prin curse consecutive în lungul debleului, pe trepte corespunzătoare

înălţimii de umplere a cupei. Pământul săpat este încărcat îm mijloace de transport (1) care se

deplasează pe un drum paralel cu cel al excavatorului (2).

Page 26: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.26

Page 27: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.27

Fig. 29- Scheme tehnologice de săpare cu excavator echipat cupă dreaptă

În cazul abatajelor adânci, în secţiunea transversală se lucrează în mai multe trepte de săpare, aşa

cum se prezintă în figura 30.

Fig. 30 - Metoda de lucru în trepte

Fig. 31 - Metode de lucru în sens longitudinal

Productivitatea excavatoarelor se calculează cu următoarea relaţie:

aKKKcnP ⋅⋅⋅⋅⋅= 260 ,

în care:

n - numărul de cicluri pe minut;

c - capacitatea cupei, în 3m ;

1K - coeficientul de umplere a cupei (0,70 ... 0,90);

2K - coeficientul de utilizare a maşinii (0,8 ...0,9);

Page 28: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.28

aK - coeficientul de afânare a pământului (0,7 ...0,95).

a.2) Excavatorul cu lingură întoarsă (inversă) sapă sub nivelul platformei de staţionare a maşinii.

Se foloseşte pentru executarea de tranşee, gropi lungi de fundaţie, şanţuri pentru conducte, drenuri,

canale, etc. (fig. 32).

Fig. 32 - Excavator cu lingură întoarsă

Excavatorul cu lingură inversă poate săpa până la o adâncime de 3...5m sub nivelul de

staţionare, după aceleaşi scheme ca şi ale excavatorului cu lingură dreaptă.

Maşina lucrează foarte bine atât în terenuri nisipoase, cât şi în terenuri argiloase neîngheţate.

Schemele de lucru pentru acest tip de excavator sunt analoage cu cele pentru excavatorul cu

lingură dreaptă, respectiv se poate folosi cu abataj cu înaintare laterală sau frontală după modul în

care este dispusă calea de acces pe care circulă mijloacele de transport.

În tabelul următor se prezintă ciclurile de lucru ale excavatorului ]2[ .

Page 29: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.29

Tabel 3

Scheme structurale ale ciclurilor la excavatoare

Nr.

crt. Tip echipament Schema structurală a ciclului Componenta ciclului

1. Cupă dreaptă

04534'332312 ttttttTc +++++=

12t - timp de săpare şi ridicare cupă;

23t - timp de rotire cu cupă plină;

'33t - timp de descărcare;

34t - timp de rotire cu cupa goală;

45t - timp de coborâre cupă;

0t - timp pierdut în ciclu.

2. Cupă inversă

045'44342312 ttttttTc +++++=

12t - timp de săpare;

23t - timp de ridicare cupă plină;

34t - timp de rotire cu cupa plină;

'44t - timp de descărcare;

45t - timp de rotire şi coborâre cu cupa goală;

0t - timp pierdut în ciclu.

3. Draglină

056'5545342312 tttttttTc ++++++=

12t - timp de coborâre cupa goală;

23t - timp de săpare;

34t - timp de ridicare cupa plină;

45t - timp de rotire cu cupa plină;

'55t - timp de descărcare;

56t - timp de rotire cu cupa goală;

0t - timp pierdut în ciclu.

4. Graifer

045'443423'2212 tttttttTc ++++++=

12t - timp de coborâre cupă;

'22t - timp de săpare;

Page 30: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.30

23t - timp de ridicare cu cupa plină;

34t - timp de rotire cupă plină;

'44t - timp de descărcare;

45t - timp de rotire cu cupa goală;

0t - timp pierdut în ciclu.

Norma de timp unitară (NTU), utilizată în stabilirea variantei optime de mecanizare, se

bazează pe o serie de parametri de lucru ai excavatorului:

ck - coeficient de variaţie a duratei ciclului în funcţie de categoria terenului;

dk - coeficient care ţine seama de condiţii de descărcare a pământului în

cupă (în depozit 9,0=dk sau în mijloacele de transport 80,0=dk );

0k - coeficient de folosire a timpului de lucru în cadrul schimbului;

mk - coeficient care ţine seama de gradul de calificare al mecanicului;

rk - coeficient care ţine seama de variaţia unghiului de rotire.

Valorile medii ale coeficieţilor pentru diferite categorii de pământ, pe grupe de capacităţi

sunt prezentate în tabelul 4.

În cazul cel mai general se poate aplica relaţia simplificată:

)36

3(ore/100m Tu

ac

kkqkTNTU⋅⋅

⋅=

în care prin Tk s-a notat coeficientul global de timp )( 0 rmsdcT kkkkkkk ⋅⋅⋅⋅⋅= .

Durata ciclului )( 0T reprezintă suma timpilor componenţi şi procesului de săpare cu

excavatorul, corespunzător săpării şi descărcării unei cupe de pământ inclusiv reducerea la poziţia

iniţială a echipamentului.

În tabelul 4 sunt prezentate schemele structurale ale duratelor ciclurilor pentru diversele

tipuri de echipamente de excavator. Pentru reducerea normei de timp a excavatorului în condiţiile

unei scheme tehnologice date, se pot comasa diverşi timpi ai ciclului (rotire cu ridicare cupă sau

rotire cu coborâre cupă etc.).

Page 31: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.31

Tabelul 4

Valorile medii ale coeficienţilor de calcul a NTU pentru excavatoare

Capacitate 38,0 mq < 33 25,18,0 mqm ≤≤ 325,1 mq >

Categorie teren I II III I II III I II III

uk 1.00 0.97 0.95 1.00 0.97 0.95 1.00 0.97 0.95

ak 0.89 0.81 0.78 0.91 0.83 0.80 0.93 0.85 0.8?

ck 1.16 1.12 1.10 1.16 1.12 1.03 1.16 1.10 1.0?

0k 0.82 0.82 0.82 0.87 0.87 0.87 0.92 0.92 0.92

sk 0.82 0.82 0.82 0.80 0.80 0.78 0.78 0.78 0.78

mk 0.78 0.78 0.78 0.80 0.80 0.80 0.90 0.90 0.90

Fig.33- Clasificarea abatajelor după deplasarea excavatorului faţă de taluz.

a - abataj lateral; b- abataj frontal

În cazul abaterilor de diverse dimensiuni în secţiune transversală, se aplică diverse

tehnologii de lucru:

Page 32: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.32

Fig. 34 - Scheme tehnologice de săpare cu excavator echipat cupă dreaptă

a,b - abataje laterale; c- abataj frontal îngust;

d,e - abataj frontal lateral

Fig. 35- Clasificarea abatajelor după lăţime:

Page 33: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.33

iA - abataj îngust; lA - abataj larg; A - abataj combinat;

cl - lăţimea cupei; MSR - raza minimă de scăpare

a.3) Excavatorul cu mai multe cupe (cu elindă) este o maşină cu producţie continuă, care sapă şi

încarcă pământul în mijloace de transport (fig.36).

Fig. 36 - Excavator cu mai multe cupe

Excavatorul cu elindă se întrebuinţează la lucrări de volum mare având o productivitate de

50...150 hm /3 la tipurile uşoare şi de 200...500 hm /3 la cele grele. Capacitatea unei cupe este de

0,200...0.500 3m , iar adâncimea maximă a săpăturilor poate fi de 12m, pentru o înclinare a

taluzurilor de 45o

Maşina se deplasează paralel cu frontul de lucru, la fiecare trecere săpând un strat cu

grosimea de 15...25 cm. Pământul este ridicat într-un buncăr, de unde se descarcă în mijloace de

transport sau benzi transportoare.

.

b). Draglina.

Draglina are o cupă suspendată prin cabluri de un braţ mai lung decât al unui excavator.

Draglina sapă sub nivelul platformei de staţionare şi descarcă pământul în ramblee, depozite sau

mijloace de transport, având o largă utilizare la extragerea produselor de balastieră sub nivelul

apelor (fig.37)

Page 34: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.34

Fig. 37 - Draglina

Pătrunderea cupei în pământ se face numai sub acţiunea greutăţii sale proprii, din care cauză

draglina nu poate fi folosită cu rezultate bune, decât în pământuri uşoare şi mijlocii. În cazul

pământurilor tari este necesară o prealabilă scarificare.

La excavatoarele universale, care lucrează în mod curent cu lingură dreaptă, se poate lungi

braţul cu un tronson suplimentar şi apoi înlocui echipamentul de excavator cu cel de draglină.

Datorită lungimii mari a braţului, draglina poate executa ramblee direct cu pământ săpat din

camerele laterale. Cupa are apacitatea de 0.25...1.50m

Fig. 38 - Metoda de lucru cu draglina

Cu draglina se pot executa ramblee până la înălţimea de 5m, însă din camere de împrumut

situate pe ambele părţi ale drumului (fig. 39)

Săpăturile se pot executa cu draglina în două feluri:

lateral (fig. 39.a), în care caz draglina se deplasează paralel cu axul săpăturii, la marginea laterală a

excavaţiei;

frontal (fig. 39.b), în care caz draglina se deplasează în prelungirea marginii tranşei.

Page 35: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.35

Fig. 39 - Organizarea săpăturilor cu draglina

a- lateral; b- frontal

Fig. 40 - Scheme tehnologice de săpare cu draglina

a - abataj frontal cu descărcare în depozite laterale;

abataj lateral cu descărcare în depozit;c - abataj lateral cu descărcare în autobasculante

c). Graifărul. Acesta este un tip de excavator dotat cu o cupă specială (graifăr)

suspendată prin cabluri de braţul excavatorului (fig.41) . Cupa are două sau patru fălci mobile, care

se pot închide şi deschide, apucând pământul ce trebuie săpat. ]1[ .

Page 36: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.36

Este folosit pentru săparea pământurilor necoezive sau afânate în prealabil. Cu ajutorul

grafărului sunt scoase materialele săpate din gropile de fundaţii, puţuri, etc., care se depozitează sau

se încarcă în vehicule.

Fig.41 - Graifăr

d) Grederul elevator. Este o maşină rutieră de săpat, la care echipamentul caracteristic este

constituit dintr-un plug în formă de disc montat la capătul de jos al unei benzi transportoare. ]1[

Tipurile obişnuite pot săpa 300 ... 400 hm /3 , astfel că se recomandă numai în cazul

lucrărilor de volum mare.

Adâncimea de tăiere a plugului variază între 15 şi 30 cm, iar lungimea fâşiei săpate la o

trecere a maşinii între 20 şi 25 cm.

Pământul se încarcă cu ajutorul benzii transportoare în mijloacele de transport sau în

rambleu la distanţa de maximum 9m şi înălţime de 3m de la nivelul săpăturii.

Pentru înclinarea maximă de 27oC a benzii transportoare, grederul elevator poate executa

direct rambleuri mici, sub înălţimea de 1,50m (fig.42). În acest caz maşina trebuie să sape din

camere situate pe ambele sensuri ale drumului, pentru a lucra productiv şi economic.

Fig.42 - Greder elevator

Page 37: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.37

1.3.2.2 Utilaje care sapă, transportă şi nivelează

Utilajele din această categorie folosite la lucrările de drumuri sunt buldozerul, screperul

tractat şi autogrederul.

a) Buldozerul. Buldozerul este un tractor puternic, pe şenile sau pneuri, prevăzut cu echipament de

lucru de tipul lamă orientabilă, care poate lua diferite poziţii. Acest utilaj poate săpa pe o adâncime

de 10 ... 20 cm în funcţie de natura pământului.

Buldozerele pot fi folosite la executarea următoarelor lucrări:

deschiderea traseelor noi de drumuri;

deplasarea pământului săpat pe distanţe relativ mici (cu distanţă până la circa 30m);

nivelarea pământului rezultat din săpătură, în straturi uniforme;

nivelarea terenurilor accidentale, ondulate, cu gropi etc.;

curăţirea terenului de tufişuri şi cioturi şi decaparea stratului vegetal;

pregătirea şi executarea drumurilor de acces pentru celelalte utilaje rutiere .

Fig. 43 - Buldozer

Debleele de adâncime mai redusă situate în apropierea unor ramblee, la o distanţă de până la

40 ... 50 m, pot fi executate în întregime cu buldozerul, prin săparea pământului în straturi

succesive, orientate de sus în jos, până la rambleu (fig.44).

Page 38: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.38

Fig.44 - Lucru cu buldozerul în profil mixt

Înclinarea straturilor de săpătură nu trebuie să depăşească 30...35o

Pentru a calcula volumul pământului săpat dintr-o singură trecere se poate folosi următoarea

relaţie:

, pentru a nu pierde

stabilitatea buldozerului în timpul lucrului.

ϕtghlvp 2

2⋅=

în care:

l - lungimea lamei, în m;

h - înălţarea lamei, în m;

ϕ - unghiul taluzului natural al pământului în mişcare )30( 0=ϕ .

Coeficientul de pierdere este în funcţie de distanţa de transport )( dL şi se determină cu

relaţia:

dp Lk1000

51−=

Page 39: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.39

Fig.45 - Tăierea straturilor în dinţi de ferăstrău

Buldozerul dă rezultate foarte bune mai ales la executarea terasamentelor în profil mixt, când

deplasarea transversală a pământului din debleu în rambleu se face pe distanţe scurte (fig.45).

Profilul mixt se realizează prin treceri succesive perpendiculare sau oblice pe axa drumului.

Pentru a spori productivitatea, este indicat ca tăierea straturilor de pământ să se facă sub forma

dinţilor de ferăstrău (fig.35), care contribuie la diminuarea frecării dintre lamă şi pământ, asigurând

astfel o deplasare mai uşoară a buldozerului.

Acest utilaj este foarte productiv pe distanţe mici de transport (de exemplu, la distanţa de 10m,

productivitatea este de 43 hm /3 , pe când la distanţe de 100m, productivitatea scade la 4 hm /3 .

Productivitatea se poate calcula cu formula:

]/[ 31 hmt

KKKVp da ⋅⋅⋅=

în care:

l - lungimea sectorului de nivelat, în m;

L - lungimea lamei, în m;

a - porţiunea de nivelare ce se acoperă prin trecerea următoare, în m;

)5,0...3,0( ma >

medv - viteza medie de lucru, în sm / ;

it - timpul necesar pentru întoarcere, în s;

n - numărul de treceri pentru nivelare pe acelaşi loc;

α - unghiul de înclinare al lamei în plan, în grade.

Executarea rambleelor mici (sub 1m înălţime) cu pământul din camere de împrumut

presupune săparea şi transportul pământului pe fâşii perpendiculare pe axa drumului, depozitarea pe

ampriza viitorului rambleu şi nivelarea apoi prin mişcari paralele cu axa drumului (fig.46)

Page 40: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.40

Fig. 46 - Schema de mecanizare la săparea pământului cu buldozere

a - săpare în zig-zag; b - săpare cu deplasare laterală în buclă închisă

Fig. 47 - Scheme de mecanizare la umplerea şanţurilor cu buldozere:

a - şanţuri înguste; b - şanţuri largi; l- cu lama înclinată; 2 - cu lama dreaptă; 3 - într-o fază în zig-

zag;

4 - în două faze înclinat; 5 - în două faze mixt

Page 41: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.41

În vederea reducerii normei de timp a buldozerelor se pot aplica metode de deplasare a

pământului care să ducă la reduceea pierderilor ]2[ .

Fig. 48- Secţiunea aproximativă a prismei de pământ formată în faţa lamei

Fig. 49 – Metode de deplasare a pământului

a - prisma de pământ din faţa lamei (p - pierderi, pV - volumul prismei);

b - deplasarea între dâmburi; c- deplasarea în tranşee; d - deplasarea în paralel; l - lamă;

2 - volumul prismei; 3 - dâmburi; 4 - tranşee

Page 42: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.42

Durata ciclului de lucru este în funcţie de schema tehnologică de lucru şi are în cele mai generale

cazuri următoarea expresie:

0ttttttT fgdtsc +++++= (sec)

în care:

st - timpul de săpare;

tt - timpul de transport prin împingere a pământului;

dt - timpul de depozitare;

gt - timpul de revenire la poziţia de începere a săpării;

it - timpi de întoarcere sau schimbare a sensului de deplasare;

0t - timp pierdut în cadrul ciclului.

Calculul timpilor dts ttt ,, şi gt se face pe baza distanţelor parcurse şi a vitezelor de deplasare

corespunzătoare.

Lungimea de săpare se determină în funcţie de grosimea stratului săpat şi volumul prismei de

pământ din faţă lamei cu relaţia:

ϕ⋅⋅=

⋅⋅=

tgkhh

khlV

Lhshs

ps 2

2

în care:

sh - este adâncimea de săpare, în m;

hk - coeficient de neuniformitate a grosimii stratului.

b). Grederul ]1[ . Grederul este alcătuit dintr-un şasiu metalic dispus pe patru roţi şi o lamă metalică

cu lungimea de 3,60m şi înălţimea de 0,50m care poate ocupa diferite poziţii în spaţiu. Poate fi

tractat sau autopropulsat (autogreder). Pe şantierele de drumuri este utilizat la lucrările de finisări

sau săparea pământului, realizându-se prin treceri succesive pentru ca, la deplasarea pământului

lama să se poată încărca mai bine (fig. 50).

Page 43: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.43

Fig.50 - Grederul

Cu ajutorul grederului se execută ramblee din camere laterale de împrumut prin tăierea

pământului în straturi, de la marginea interioară spre cea exterioară (fig.51)

Fig.51- Execuţia rambleelor cu grederul

Grederul este folosit şi în executarea profilurilor mixte prin două procedee:

decaparea stratului superficial al debleului prin câteva treceri şi deplasarea pământului tăiat în

partea de umplutură a profilului (fig.52)

decaparea pământului de la început pe toată adâncimea, pentru a realiza în acelaşi timp şi o

platformă pe care să se poată deplasa (fig.53).

Cu autogrederele se mai poate realiza următoarele lucrări:

deblee până la 0,7 m adâncime;

ramblee până la 1,0m înălţime;

împrăştierea şi aşternerea pământului în straturi subţiri, precum şi a altor materiale (balast, nisip,

etc.);

profilarea patului drumului şi a platformelor;

şanţuri, rigole şi alte dispozitive de scurgere a apelor.

Fig.52- Execuţia profilurilor mixte cu grederul:

1,2,3,4,5 - etapele execuţiei lucrărilor de săpături;

1',2',3',4',5' - etapele execuţiei lucrărilor de umplutură

Page 44: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.44

Fig.53 – Decaparea pământului pe toată adâncimea

nivelarea taluzurilor şi finisări de terasamente, tăierea acostamentelor înalte şi a denivelărilor;

scarificarea şi afînarea terenurilor tari şi foarte tari;

aşterneri de materiale pietroase pentru consolidarea căii etc.

În funcţie de operaţia pe care o execută, de forma reliefului şi de natura pământului, lama grederului

se foloseşte în diferite poziţii. Pentru săpare lama se înclină în plan orizontal cu un unghi de până la

70o în funcţie de natura pământului; astfel, pentru săparea pământurilor tari şi a celor umede care se

lipesc de lamă, lama trebuie să aibă o înclinare mai pronunţată (60 ... 70o), iar pentru săparea

pământurilor şi a celor nisipoase uscate, lama trebuie să aibă o înclinare mai puţin accentuată (45

...60o

Lucrările executate cu grederul sau autogrederul nu mai necesită operaţii de finisare.

).

Productivitatea autogrederelor se determină cu relaţia:

,)(22

1000

3213

3

2

2

1

1 nnntVn

Vn

VnL

KFLP t

+++

++

⋅⋅= ]/[ 3 hm

în care:

L - lungimea sectorului de lucru, în m;

F - suprafaţa secţiunii transversale, în 2m ;

tK - coeficient de utilizare a timpului de lucru;

321 ,, VVV - vitezele de deplasare în timpul operaţiilor de tăiere, transport şi

finisare, în hkm / ;

t - timpul de întoarcere a autogrederului la capătul sectorului de

Page 45: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.45

lucru;

321 ,, nnn - numărul de treceri pentru tăierea pământului, deplasarea acetuia

şi finisarea:

AFKn s

21 = ; ;012 dK

llnn = 23 nn = ;

sK - coeficientul de suprapunere a trecerilor de tăiere (în medie 1,7);

A - suprafaţa secţiunii brazdei în pământ compact, în 2m ;

0l - distanţa medie de transport, în m ;

l - distanţa de deplasarea la o singură trecere, în m ;

dK - coeficient de suprapunere a trecerilor la deplasarea pământului

(în medie 1,15).

Fig. 54 – Executarea de săpături şi umpluturi cu grederul în teren accidentat:

1,2 - săpături; 1',2' - umpluturi

c). Screperul. Este alcătuit dintr-un şasiu metalic care susţine o cupă deschisă în partea superioară,

prevăzută cu un cuţit în partea din faţă şi cu un perete mobil în partea din spate. este mult

întrebuinţat la lucrările de terasamente, deoarece execută întregul complex de operaţii: sapă,

transportă, aşterne pământul săpat în straturi subţiri şi uniforme pe care le compactează într-o

oarecare măsură prin treceri repetate, grosimea stratului depus poate varia în funcţie de utilajul

folosit la compactare. Se poate deplasa cu uşurinţă dintr-un punct la altul de lucru, fără a necesita

amenajarea drumurilor speciale. Screperul poate urca rampe până la 20%. Lucrează foarte bine

pământuri uşoare, cu consistenţă mijlocie, săpând pe o adâncime de 15 ... 30 cm, în funcţie de tipul

screperului. Pământurile tari şi foarte tari trebuie afânate în prealabil prin sacrificare. Screperul

lucrează bine în pământurile fără coeziune (nisipuri) şi în pământuri umede.

Page 46: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.46

Screperul este productiv pe distanţe de transport mici (de exemplu, în pământuri uşoare un

screper cu cupă de 6 3m are o productivitate de 12 hm /3 la distanţa de 100m şi de 2 hm /3 la

distanţa de 1000m). productivitatea se poate calcula cu formula:

]/[ 321 hmt

KKKVP a⋅⋅⋅= ,

Fig. 55 – Executarea rambleelor mici cu buldozerul

Fig. 56 - Screper

care:

V - volumul cupei, în 3m

1K - coeficientul de umplere a cupei (0,9 ... 1,1);

2K - coefientul de utilizare a maşinii (0,8 ... 0,9);

t - durata unui ciclu umplerea cupei, inclusiv deplasarea dus-

întors), în h ;

aK - coeficientul de afânare a pământului în cupă.

La lucrările de terasamente se folosesc următoarele tipuri de screpere:

screpere mari, având cupa de 1,5 ... 2,5 3m , productive pentru transportul pământului săpat până la

200m;

Page 47: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.47

screpere mijlocii, având cupa de 6...8 3m , productive pentru transportul pământului săpat până la

400...500m;

screpere mari, având cupa de 10...15 3m , productive pentru transportul pământului săpat până la

700...800m;

Screperul se foloseşte la următoarele lucrări de terasamente:

deblee, cu depunerea pământului în depozite laterale sau ramblee cu înălţimi până la 1,0 ... 1,5 m,

cu pământul săpat din camera de împrumut (fig.55).Pentru executarea de ramblee mai înalte decât

1,50m cu pământ din camere laterale de împrumut se recomandă o schemă de mişcare în opt

(fig. 58);

săpături şi umpluturi succesive longitudinale în teren accidentat (fig. 57).

Fig. 57 – Execuţia debleelor cu screpetul

Page 48: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.48

Fig. 58 – Execuţia rambleelor mai înalte de 1,50m, cu screperul

Execuţia debleului (D) şi a rambeului (R) se face în straturi succesive, prin deplasarea

pământului pe distanţa )( TD ]2[ .

grosimea stratului de pământ săpat să fie de 150-300mm, iar stratul descărcat de 200-300mm;

viteza de săpare să fie de 2-4km/h, iar descărcarea de 5-8km/h;

razele minime de viraj 5-6m.

Fig.59 – Deferenţa de nivel

dispunerea fâşiilor de săpare şi a celor de descărcare la distanţe egale (fig.59) pe tot parcursul

lucrului prin corespondenţa între straturi;

pentru micşorarea rezistenţelor la săpare, tăierea pământului se face numai în linie dreaptă

aplicându-se diverse metode pentru mărirea eficacităţii şi anume:

săparea straturilor în grosime constantă medie sau modificarea grosimii stratului în timpul săpării

(fig. 60)

Page 49: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.49

Fig. 60 – Metode de tăiere cu screpere

a - grosime medie constantă;

b - grosime descrescătoare continuu;

c,d - tăiere în trepte

alegerea unei ordini de săpare a fâşiilor în şah sau cu interspaţii (fig.61)

Fig. 61- Ordinea de săpare a fâşiilor

a - în şah; b – cu interspaţii

Având în vedere că din ciclul de lucru al screperelor timpul de săpare implică cele mai mari

rezistenţe, pentru reducerea puterii instalate se folosesc, în faza de săpare, utilaje ajutătoare care pot

efectua împingerea sau tractarea screperului. Un tractor ajutărîtor poate să deservească două sau mai

Page 50: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.50

multe screpere în funcţie de distanţa de transport (tab.5), aplicându-se schema de lucru în zig-zag

sau eliptice (fig.62).

Fig.62- Modul de lucru al tractoarelor împingătoare

a - schema în zig-zag simplă;

b - screpere multiplă în zig-zag; c- schema eliptică în trepte

1 - tractor împingător; 2 - screpere în timpul săpării; 3- screpere în timpul deplasării plin; 4,6 -

traiectoria tractorului împingător; 5 - traiectoria screperului plin; 7 - traiectoria screperului gol

Tabel 5

Numărul de screpere deservite de un tractor ajutător

Distanţa de transport a pământului

m

TRACTAT AUTOPROPULSAT

capacitate cupă, 3m

3-5 6-8 8-15

100 2 2 -

250 4 3 2

500 5 4 3

700 - 6 4

1000≥ - - 6

Page 51: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.51

În funcţie de dimensiunile frontului de lucru, volumul de lucrări, distanţa de transport şi condiţiile

locale, se pot adopta diferite fluxuri de deplasare a screperelor. Acestea pot fi comasate în două

grupe principale de scheme şi anume: scheme eliptice şi scheme în opt, cu variante de desfăşurare

în buclă, în spirală şi respectiv în zig-zag (fig.63).

Fig. 63- Schema de deplasare a screperului:

a - în buclă; b- în zig-zag; c- cliptică; d - în spirală; e - în opt

Condiţiile de utilizare a acestor scheme sunt:

Schema în buclă:

săpături şi umpluturi prin compensare la platforme industriale;

transportul pământului la mai mult de 200m;

săpături în canale cu descărcarea pământului de ambele părţi.

Schema în zig-zag:

gropile de împrumut situate de ambele părţi sau pe o singură parte a rambleului;

lucrările cu volum mare de pământ;

lungimi mari ale frontului de lucru.

Schema eliptică:

executarea rambleelor din gropile de împrumut laterale;

rambleu de înălţime mică şi front de lucru de cca. 100m.

Schema în spirală:

schema eliptică deschisă cu săparea pământului de ambele părţi ale rambleului;

lăţimi mari de rambleu;

Page 52: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.52

descărcarea pământului în fâşii transversale.

Schema în opt:

în cazul rambleelor înalte şi a debleelor adânci.

Schemele eliptice au dezavantajul că necesită viraje pe o singură parte a maşinii ceea ce duce la

uzuri diferenţiate în sistemul de deplasare.

Pentru calculul normei de timp a screperelor se aplică relaţia:

tu

ac

kkQkTNTU⋅⋅

⋅=

36 )/( RUNore

în care:

cT - durata ciclului, în secunde;

0ttgtnttnT ddpssc ++++=

în care:

sn - numărul de săpări din cadrul unui ciclu;

st - timpul necesar pentru o săpare;

pt - timpul de transport plin;

dn - număr de descărcări din cadrul unui ciclu )( ds nn = ;

dt - timpul de descărcare;

gt - timpul de transport gol;

0t - timpul pierdut min)103( 0 −=t .

Cantitatea de pământ săpată într-un ciclu se determină cu relaţia:

qnQ s ⋅= ,

în care q reprezintă capacitatea nominală a screperului, exprimată în 3m .

Pentru calculul timpilor ciclului se aplică relaţia generală în funcţie de spaţiu şi viteză:

VLt =

Corespunzător fiecărui timp al ciclului se vor lua în consideraţie distanţele şi vitezele de lucru

specific tehnologiei şi schemei de lucru şi anume: lungimea de săpare /)( sL viteza de săpare )( sv ;

lungimea de descărcare /)( dL viteza de deplasare la descărcare ).( dv

Page 53: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.53

În cazul în care rezistenţa la tăiere a pământului este mare se face o operaţie suplimentară de

SCARIFICARE. Echipamentul de scarificator este montat de buldozer (fig.52).

Fig.64

Fig.65 – Scheme tehnologice de scarificare

a - cu deplasare circulară; b- cu deplasare în zig-zag

Scarificarea se face în una sau mai multe treceri (de regulă două treceri perpendiculare).

Norma de timp a scarificatorului poate fi raportată atât la volum (ore/ 3100m ) cât şi la

suprafaţă (ore/ 2100m ), folosind relaţiile stabilite pe baza figurii 64, după cum urmează:

)100/()(60

)(10060

100 3morekhLsl

nttkVnfNTU

tsse

is

t

cV ⋅⋅−

+=

⋅⋅⋅⋅

=

sau

)100/()(60

)(100 2morekLsl

nttNTUtse

isS ⋅−

+=

în care:

Page 54: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.54

SV NTUNTU , - norma de timp a utilajului raportată la volum, respectiv la

suprafaţă;

cT - durata ciclului, în minute;

V - cantitatea de lucrare executată într-un ciclu, în 3m sau 2m

n - numărul de treceri peste acelaşi loc;

tk - coeficientul de utilizare a timpului de lucru )8,0( =tk ;

st - timpul de săpare

=

s

ss V

Lt , în minute;

Fig.66 – Dimensiunile de calcul a normei de timp pentru scarificare

Încărcarea pământului cu autoîncărcător.

Utilajul specializat de încărcare a pământului este autoîncărcătorul. În tabelul 6 se prezintă

tehnologia de lucru cu acest utilaj ]2[

Page 55: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Tabel 6

Procedee tehnologice de lucru cu încărcătorul de pneuri, frontal Nr.

crt. Procedeul tehnologic Schema tehnologică de lucru Fazele unui ciclu

Drum parcurs pe

faze

0 1 2 3 4 5

1 Procedeul pendular

1 Umplerea cupei (timpul de săpare st )

2 Deplasarea înapoi şi săltarea cupei (timpul de retragere, plin, pt )

5m

3 Deplasarea înainte sau înapoi a mijlocului de transport, de la locul de

staţionare la locul de încărcare (timp de aşteptare IatI , )

4m

4 Bascularea cupei pentru descărcarea pământului (timp de descărcare a cupei,

dt )

5 Deplasarea înapoi sau înainte a mijloacelor de transport de la locul de

încărcare la locul de staţionare (timp de aşteptare II

aTII , )

6 Deplasarea în faţă către locul de săpare şi coborârea cupei (timp de deplasare

în gol, gt )

5m

2 Procedeul în V

1 Umplerea cupei (timpul de săpare t )

2 Deplasarea înapoi, perpendicular pe frontul de lucru şi ridicarea cupei (timp

de retragere plin, rpt )

8m

3 Deplasarea înainte pe o traiectorie la 15o

dpt (timp de deplasare plin, ) 4m

4 Bascularea cupei pentru descărcarea pământului în mijlocului de transport

(timp de descărcare a cupei, dt )

5 Deplasarea înapoi pe traiectoria la 15o

rgt (timpul de retragere gol, ) 4m

Page 56: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

6 deplasarea înainte, perpendicular pe frontul de lcuru şi coborârea cupei

(timpul de deplasare gol, dgt )

8m

3 Procedeul în X

1 Umplerea cupei (timpul de săpare, st )

2 Deplasarea înapoi şi ridicarea cupei pe o traiectorie la 45o

rpt (timpul de retragere

plin, )

10m

3 Deplasarea înainte paralel cu frontul de lucru, (timpul de deplasare plin,

dpt )

14m

4 Bascularea cupei pentru descărcarea pământului în mijlocul de transport

(timpul de descărcare a cupei, dt )

5 Deplasarea înapoi pe o traiectorie la 45o

rgt (timpul de etragere gol, ) 10m

6 Deplasarea înainte, perpendicular pe frontul de lucru şi coborârea cupei

(timpul de deplasare gol, dgt )

10m

4

Nivelare şi săpare strat

vegetal cu descărcare

directă

1 Umplerea cupei (timpul de săpare, st )

l m

2 Ridicarea cupei şi deplasarea înainte către mijlocul de transport (timpul de

deplasare plin, pt )

3 Bascularea cupei pentru descărcarea pământului în mijlocul de transport

(timpul de descărcare a cupei, dt )

2m

Page 57: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

4 Deplasarea înapoi şi trecerea îm fâşia următoare de lucru (timpul de deplasare

gol, gt )

l+4m

5 Coborârea cupei şi deplasarea înainte, pentru intrarea în abataj (frontul de

lucru, rpt )

2m

5

Nivelare şi săpare strat

vegetal cu descărcare prin

manevră

1 Umplerea cupei (timpul de săpare, ts ) l m

2 Deplasarea înapoi şi ridicarea cupei (timp de retragere plin, perendicular pe

frontul de lucru, rpt )

l+7cm

3 Deplasarea înainte pe o traiectorie la 15o

dpt (timp de deplasare plin, ) 10m

4 bascularea cupei pentru descărcarea pământului în mijlocul de transport

(timpul de descărcare a cupei, dt )

5 Deplasarea înapoi pe traiectoria de 15o

rgt (timpul de retragere în gol, ) 15m

6 Deplasarea înainte, perpendicular pe frontul de lucru, şi coborârea cupei

(timpul de deplasare gol, dgt )

10m

Page 58: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Transportul pământului

Transportul pământului se poate face cu mijloace auto sau pe bandă rulantă. Alegerea justă a

mijlocului de transport este în funcţie de distanţă, de cantitatea şi felul materialului, ca şi de calea pe

care se poate circula.

Tendinţa modernă constă în dezvoltarea largă a transportului auto, în special pe considerente

de simplitate şi autonomie.

Transportul auto

Este tipul de transport cel mai des folosit la lucrările de terasamente

pentru drumuri, deoarece deplasarea autocamioanelor cu sau fără remorci şi a

tractoarelor cu remorci se poate face pe drumuri uşor amenajate, cu declivitate

mare până la 10%, iar tractoarele cu şenile pot circula pe orice fel de teren.

a.1 - Transportul cu autobasculante este cel mai răspândit datorită capacităţii

lor de transport variate, vitezei mari de deplasare, accesibilităţii în aproape orice

punct de lucru, exploatării şi întreţinerii uşoare. Pentru pământuri se folosesc în

special autocamioanele cu benă basculantă, completând astfel modul de

mecanizare prin descărcarea mecanizată a pământului. În prezent se construiesc

autobasculante de diferite capacităţi, ajungând până la 50 3m .

Numărul N de autocamioane necesare pentru deservirea unui excavator se

stabileşte în ipoteza că în timp ce un vehicul străbate ciclul de transport şi

descărcare, )1( −N vehicule pot fi încărcate:

mdi ttvLtN ++=−

2)1(

+++= md

itt

vL

lN 211

unde:

it - timpul de încărcare a unui autocamion, în s;

dt - timpul de descărcare a unui autocamion, în s;

mt - timpul de manevră care se ia 15 ... 20s;

L - distanţa medie de transport;

Page 59: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

v - viteza medie de transport, în sm / .

Viteza depinde de caracteristicile autovehiculelor, dar şi de starea drumurilor. Timpul de

încărcare depinde de tipul utilajului care sapă şi încarcă, iar cel de descărcare, de tipul

autovehiculelor.

a.2 - Dumperele sunt tractoare pe pneuri echipate cu cutii basculante putând efectua

transportul materialului în locuri strîmte, unde posibilitatea de întoarcere a altor vehicule este

anevoioasă sau inexistentă. Ele se pot deplasa cu aceeaşi viteză înainte şi înapoi fără a se întoarce la

capătul sectorului de lucru.

Dumperele au capacitatea benelor de 1 ... 40 3m şi se pot deplasa fără dificultăţi pe teren

accidentat, fiind eficiente când distanţa de transport nu depăşeşte 5 Km (fig. 68)

Fig. 68 – Transportul cu dumpere

a - în spaţii strâmte; b- în spaţii largi

a.3 Transportul pământului cu tractoare cu remorci este eficace în condiţii dificile de teren

şi când distanţa de transport nu depăşeşte 2 km.

În acest scop se pot folosi tractoare pe pneuri de putere mică şi cu viteză de deplasare mare,

cât şi tractoare pe şenile, de putere mare şi viteză de deplasare mică. Pentru transport sunt folosite

remorcile pe pneuri cu una sau două osii şi bena basculantă.

Deosebit de eficace sunt semiremorcile pe pneuri care reazemă pe partea din spate direct pe

tractor, de care se fixează prin intermediul unui pivot. În acest mod, se transmite tractorului o parte

din masa remorcii şi a pământului transportat, mărind forţa de tracţiune a tractorului.

Page 60: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Transportul pământului cu banda transportoare

Transportul pământului cu banda rulantă se caracterizează printr-o funcţionare continuă, unitară şi

de mare productivitate, cu un consum relativ mic de energie.

Instalaţia se prezintă sub forma unei construcţii simple, care foloseşte pentru transport o bandă

cauciucată (fig. 69). Lăţimea benzii variază după necesităţi de la 0,30 la 1,20m şi poate lucra pe

rampe cu înclinarea până la 20...27o

, pentru distanţe de transport de 200...300m. Viteza de transport

a benzii variază în funcţie de puterea motorului folosit, de la 1,5 la 4 m/s.

Fig.69 – Bandă rulantă

Încărcarea benzii nu se face direct, ci prin intermediul unei pâlnii de încărcare alimentate de un

buncăr sau direct de cupa excavatorului. descărcarea pământului de pe bandă se face prin jgheaburi.

Productivitatea unui transport este:

]/[3600 hkNvSP γ⋅⋅=

în care:

S - suprafaţa prismei de pământ de pe bandă bS 05,0( = în cazul benzilor

drepte şi bS 11,0= în cazul benzilor sub formă de canal);

b - lăţimea benzii, în m;

v - viteza de înaintare a benzii, în sm / ;

γ - greutatea volumică a pământului, în 3/ mkN .

Page 61: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig. 70 – Instalaţii de transport cu bandă rulantă

1...6 - buncăre; 7 -bandă fixă

Instalaţiile de transport pe bandă rulantă pot fi fixe sau mobile sau o combinaţie a acestora

(fig. 70). O bandă rulantă fixă AB colectează pământul adus de mai multe benzi mobile, care

deservesc direct excavatoarele la frontul de lucru. Tot pământul este transportat în depozitul de la

capătul benzii C.

Page 62: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Execuţia terasamentelor în umplutură

Page 63: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

1.3.5.1 Profile transversale în umplutură ]1[

Profilul transversal de rambleu sau umplutură este caracterizat de faptul că platforma

drumului se găseşte, deasupra nivelului terenului natural cel puţin cu înalţimea dispozitivului de

scurgere de la profilul în debleu. Realizarea platformei în rambleu se face prin execuţia unor

umpluturi din pământ adus fie din lungul drumului din prisosul de săpătură, fie din camere de

împrumut.

Elementele geometrice şi forma drumului în profil transversal se stabilesc în funcţie de

intensitatea şi importanţa traficului şi de viteza de proiectare, ce determină clasa tehnică a drumului,

precum şi de natura pământului din care se realizează umplutura şi sunt specificate în profilul

transversal tip.

După înălţimea cotei de execuţie h din axa drumului, umpluturile sunt:

mici, cu o înălţime până la 0,50m, putând fi executate cu pământul rezultat din şanţurile laterale,

eventual lărgite;

mijlocii, cu înălţimea de la 0,50m la 2m, putând fi executate şi cu pământ din debleuri, gropi sau

camere laterale de împrumut situate în apropierea drumului;

înalte, cu înălţimea variind între 2 şi 12 m executate cu pământ din debleuri şi din gropi de

împrumut, situate în afara drumului;

foarte înalte, cu înălţimea peste 12m, când se întocmesc proiecte speciale.

Rambleele mici şi mijlocii sunt caracteristice regiunilor de şes. Pentru a feri patul drumului

de apele care stagnează în apropiere sau a celor provenite prin ascensiune capilară, se impune o

înălţime minimă a rambleului şi anume:

în regiunile de şes cu scurgere insuficientă a apelor şi unde există pericolul ascensiunii apelor

subterane, înălţimea h trebuie să fie de minimum 0,50 ... 0,60 m pentru nisipuri fine sau argiloase

şi de 0,70 ... 0,80 m pentru argilenisipoase sau prăfoase;

pe sectoarele unde apele stagnează timp îndelungat, înălţimea rambleului este de minimum 1,50m

pentru nisipurile fine sau argiloase şi de 1,80 pentru argilele prăfoase şi nisipoase;

în vecinătatea lucrărilor de artă şi în zonele inundabile, rambleul trebuie să aibă cota de execuţie cu

minimum 0,50m deasupra nivelului apelor maxime.

Fig. 71 – Taluzarea rambleelor mici

Page 64: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Natura pământului din care se execută corpul rambleului, condiţionează înălţimea maximă la

care poate fi executat, cu taluz 2:3, astfel:

cu argile prăfoase şi argile nisipoase se execută umpluturi până la 6m înălţime;

cu nisipuri fine şi nisipuri argiloase se execută umpluturi cu ;7mh =

cu nisipuri mijlocii şi mari se pot realiza umpluturi cu mh 10...8= ;

umpluturile cu mh 12...10= pot fi realizate numai din pământuri pietroase sau balast.

Înclinarea taluzurilor de rambleu se alege mai mici decât panta taluzului natural al

pământului folosit, pentru a împiedica alunecarea.

Rambleele mici care se construiesc prin deplasarea laterală a pământului din camere de împrumut se

execută cu taluzuri de 1:3...1:5 pentru a permite buna funcţionare a utilajelor şi în acelaşi timp,

redarea terenului în circuitul agricol (fig. 72).

Fig.72 – Taluzarea rambleelor înalte

Rambleele cu înălţimi până la 6m se execută în general cu taluzuri de 2:3. Dacă rambleul se

execută din material pietros, înclinarea taluzurilor poate fi mai aspră, de obicei între 1:0,75 şi

1:1,25.

Rambleele cu înălţimi mai mari decât cele mai sus menţionate se execută cu taluzuri cu

înclinarea 2:3 pe înălţimea admisă ah , măsurată de la muchia platformei, şi cu înclinarea 1:3 pentru

diferenţa de înălţime până la teren (fig.72).

Înclinarea taluzurilor de rambleu al căror picior se execută în albia majoră a unui râu se ia de

1:2...1:4, după natura pământului folosit (fig. 73).

Fig. 73 - Rambleu cu taluzul sub apă

Page 65: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Amenajarea amprizei pentru execuţia umpluturilor cuprinde următoarele operaţii impuse de

necesitatea asigurării stabilităţii umpluturii:

decaparea stratului vegetal pe o grosime de 0,10 ... 0,20m, când terenul este orizontal sau cu

înclinare mică;

executarea unor trepte de înfrăţire, inclusiv decaparea stratului de pământ vegetal pe lăţimea de

minimum 1m şi cu o pantă de 2% pentru scurgerea apelor, când terenul are înclinarea până la 1:3

(fig.74);

Fig. 74 – Trepte de înfrăţire

executarea de ziduri de sprijin, contrabanchete, contraforţi etc., inclusiv trepte de înfrăţire şi

decaparea pământului vegetal, când înălţimea împlinirilor este mare, iar panta transversală a

terenului depăşeşte 1:5(fig.75).

Fig.75 – Asigurarea stabilităţii rambleelor

1 – zid de sprijin de rambleu; 2 – contrabanchetă

Pământul necesar executării rambleului provine din săpăturile pentru crearea debleelor.

În cazul în care la proiectarea terasamentelor sunt necesare surse suplimentare de pământ,

amplasamentul acestora se stabileşte în conformitate cu legile privind fondul funciar şi de comun

acord cu organele centrale şi cele locale, evitându-se degradarea terenurilor fertile. În acest sens este

posibil de amenajat camere de împrumut (fig. 76) sau se pot fixa locuri concentrate de extragere a

pământului necesar; în aceste situaţii, proiectele vor cuprinde măsuri necesare pentru nivelarea

Page 66: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

corespunzătoare a zonelor de unde s-a luat pământ, pentru asigurarea scurgerii apelor şi pentru

fertilizarea acestor terenuri.

În zonele de deal şi de munte, la amplasarea gropilor de împrumut, se ţine seama de necesitatea

asigurării stabilităţii terasamentelor.

Fig. 76 – Amenajarea camerelor de împrumut

1.3.5.2. Tehnologia execuţiei rambleelor

Pământul necesar executării rambleului este adus cu mijloace de transport la frontul de lucru

al umpluturilor. Execuţia rambleului impune o atenţie deosebită nu numai pentru calitatea

pământului pus în operă, dar şi pentru modul de execuţie.

Rambleele se execută în straturi având înclinarea de 4% de la axa drumului spre taluzuri şi a căror

grosime prescrisă variază cu posibilităţile utilajului de compactare, natura pământului şi utilajele cu

care se transportă pământul.

Pământul transportat se descarcă pe ampriză, se împrăştie manual sau mecanizat în straturi

uniforme de grosimea prescrisă, cu înclinarea de 45 spre taluz pentru scurgerea apelor, şi se

compactează fiecare strat. Operaţiile se repetă până se ating cotele prevăzute în proiect. Pentru

circulaţia autovehiculelor şi a utilajelor terasiere este necesar ca pe taluzurile rambleelor să se

prevadă rampe de acces cu o declivitate de cel mult 10% care, după terminarea lucrărilor, se

desfiinţează.

Page 67: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Pământurile cu care se execută umpluturile trebuie să fie corespunzătoare lucrărilor de

terasamente. Practic umpluturile se execută din orice tip de pământ, cu excepţia mîlurilor, a

turbelor, a argilelor umede sau îngheţate, a pământurilor cu ghips sau sărate. Este obligatoriu ca

pământurile folosite să aibă umiditatea optimă de compactare, indicele de consistenţă să fie mai

mare de 0,50 şi să fie respectate unele reguli, şi anume:

-pământurile coezive care după punerea în operă au fost înmuiate prin ploi sau circulaţie, nu trebuie

acoperite cu alt strat de pământ decât după ce s-au uscat la umiditate optimă de compactare. Dacă

din considerente constructive nu se poate astepta acest interval de timp, pământul este tratat cu praf

de var, sau îndepărtat;

-straturilor de pământ argilos li se intercalează pe înălţimea rambleului la fiecare 0,80 ... 1,00 m

straturi de nisip de 0,20 .. 0,40 m grosime, cu înclinări de 2...3% de la axă spre taluz;

-marginile dinspre taluz ale straturilor se realizează din pământuri mai permeabile pentru a permite

eliminarea umidităţii din corpul rambleului;

-în regiunile accidentate în care se întrebuinţează pentru ramblee piatra provenită din derocări, este

necesar ca partea superioară a umpluturii, pe circa 1,50m să se realizeze cu material mai mărunt, ce

se poate compacta, evitându-se astfel tasările inegale.

În cazul extinderii lucrărilor de terasamente la modernizarea drumurilor existente,

umpluturile se por realiza simetric faţă de axă (fig.77), păstrând platforma la acelaşi nivel, sau prin

ridicarea nivelului platformei, modificând în acelaşi timp şi axa drumului (fig.78). În ambele cazuri

umpluturile se realizează tot în straturi orizontale, iar pentru înfrăţirea acestora cu umplutura

existentă, trebuie să se efectueze trepte de înfrăţire pe taluzul iniţial. Din motive economice, este

bine ca umplutura să se execute pe o singură parte a construcţiei existente.

Page 68: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig. 77 – Extinderea lucrărilor de terasamente, simetric faţă de axă

Fig. 78 – Extinderea lucrărilor de tersamente prin modificarea axei

1.3.5.3 - Mecanizarea lucrărilor de umplură

Fig. 79 - Soluţii tehnologice de mecanizare a lucrărilor de terasamente

Page 69: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

1.3.5.4 Factorii care influenţează compactarea ]1[

Umiditatea joacă un rol foarte important în procesul de compactare. Într-o anumită poziţie,

apa joacă rolul de lubrifiant, înlesnind aşezarea perticulelor solide astfel încât, în urma sarcinilor

aplicate, acestea să ocupe un loc cu cât mai multe puncte de reazem în structura pământului.

Prin săpare, toate pământurile se înfoiază, respectiv îşi măresc volumul iniţial datorită

creşterii volumului de goluri, iar în consecinţă, greutatea volumică scade.

Aceste pământuri, aşezate în rambleu fără nici o operaţie suplimentară, sub greutatea

proprie, a influenţei factorilor climatici şi în special a circulaţiei se tasează, redobândind cu timpul

starea de îndesare iniţială (fig. 80). Fenomenul este un proces de lungă durată şi neuniform, ce nu

poate fi controlat şi poate provoca, datorită tasărilor neuniforme, degradarea sistemului rutier,

respectiv dificultăţi în circulaţie.

Fig. 80 - Tasarea rambleelor necompactate

Ţinând seama de ritmul actual de execuţie, de faptul că, în mod obişnuit, atât infrastructura

cât şi suprastructura drumului se realizează în aceeaşi campanie de lucru, terasamentele trebuie să

fie compactate artificial, astfel încât pământul din corpul rambleului să capete o capacitate portantă

sporită.

Compactarea este un proces fizico-mecanic prin care, sub acţiunea unei forţe exterioare

aplicate asupra pământului se caută să se mărească numărul de contacte dintre granule printr-o

reaşezare a acestora, a pătrunderii granulelor mai mici în spaţiile dintre granulele mai mari,

eliminând o anumită cantitate de aer şi apă liberă.

Lucrul mecanic folosit pentru compactare se consumă în cea mai mare parte pentru

învingerea coeziunii şi a frecării dintre granule.

Prin operaţia de compactare a pământului, se urmăreşte realizarea simultană a următoarelor

efecte:

sporirea greutăţii volumice a pământului ca urmare a creşterii prin îndesare, a numărului de

particule solide din unitatea de volum, în detrimentul volumului de goluri umplut cu apă şi aer.

Page 70: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Acest fapt determină o creştere corespunzătoare a carcateristicilor mecanice; unghiul de

frecare internă, coeziunea, modul de deformaţie şi de elaticitate etc.;

diminuarea influenţei apei asupra pământului, prin scăderea permeabilităţii, a umidităţii de saturare

şi a sensibilităţii la apă;

evitarea tasării ulterioare a terasamentelor şi a straturilor ce alcătuiesc sistemul rutier.

Capacitatea de a se compacta a unui pământ depinde de natura şi umiditatea pământului, de

grosimea stratului supus compactării, de felul utilajului de compactare, precum şi de lucrul mecanic

cheltuit de utilajele respective.

Compactarea mecanică a terasamentelor

Pământul necesar realizării corpului rambleului este aşezat în straturi şi compactat succesiv

cu ajutprul unor utilaje speciale pentru alegerea cărora se au în vedere următoarele:

caracteristicile pământului (coeziv sau necoeziv, curba granulometrică, umiditatea etc.), constituie

factorul cel mai important;

-gradul de compactare care trebuie realizat;

-condiţiile locale de lucru (volumul de lucru, ritmul de execuţie, mărimea frontului de lucru,

anotimpul în care se execută lucrările).

Prescripţiile tehnice recomandă utilajele adecvate pentru compactare, apreciind şi numărul

de treceri necesare.

Compactarea pământului poate fi realizată prin: circulaţia vehiculelor şi a utilajelor rutiere,

cu maşini care exercită o presiune statică, cu maşini de bătătorit şi prin vibrare.

Compactarea pământului prin circulaţia vehiculelor.

Prin trecerea tractoarelor, screperelor şi a altor vehicule cu şenile presiunea specifică

exercitată pe teren este de 0,4 ... 0,6 2/ cmdaN , iar la vehiculele cu roţi, de 5 ... 6 2/ cmdaN .

Totuşi dacă circulaţia este dirijată uniform pe toată lăţimea platformei şi stratul de pământ are

grosimi de 10 ... 15 cm, se realizează sfărâmarea bulgărilor, nivelarea pământului şi o oarecare

compactare prin simpla trecere a maşinilor rutiere.

Page 71: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Compactarea pământului cu maşini care exercită presiune statică (cilindri compresori).

Aceştia realizează compactarea pământului prin rularea lor şi sub acţiunea greutăţii

transmise de tambure. Tamburele compresorilor pot fi metalice, cu feţe netede sau cu proieminenţe

numite picior de oaie, sau pot fi alcătuite şi din mai multe pneuri.

Capacitatea lor de compactare este dată de greutatea maşinii şi de presiune specifică exercitată

asupra pământului. Greutatea cilindrilor compresori poate fi mărită după necesităţi prin lestare,

adică prin umplerea cilindrilor cu apă sau nisip.

Presiunea specifică a cilindrilor compresori cu feţe netede şi a celor cu pneuri multiple se

exprimă în cmdaN / de lăţime a tamburului sau pneului, iar pentru cei cu picior de oaie,

2/ cmdaN din suprafaţa piciorului.

Cilindri compresori cu feţe netede sunt de două feluri:

tăvălugi remorcaţi de un tractor (fig. 81), cu o greutate de circa 20kN care poate fi mărită prin

lestare. Se pot folosi şi garnituri de mai mulţi tăvălugi (fig. 82).

Fig. 81 - Tăvălugi remorcaţi

Fig.82 - Garnituri de tăvălugi

cilindri compresori autopropulsaţi, care pot fi cu două axe şi două tambure (fig.83), cu două axe şi

trei tambure (fig. 84) şi cu trei axe şi trei tambure (fig. 85).

Page 72: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig. 83 - Compactoare cu rulouri netede cu două tambure

Fig. 84 - Compactoare cu rulouri netede cu două axe şi trei tambure

Fig. 85 - Compactoare cu rulouri netede cu teri axe şi trei tambure

La lucrările de compactare a tersamentelor se folosesc mai ales cilindri compresori cu două

axe care au un tambur nivelator în faţă şi două roţi compactoare în spate.

Acţiunea cilindrilor compresori cu feţe netede este neuniformă şi redusă la adâncimi de 15...25 cm

la 6 până la 8 treceri. Sunt utilizaţi la cilindrarea pământurilor pietroase, a straturilor de piatră spartă

etc. Deoarece în urma lor rămâne o suprafaţă netedă şi plană, sunt folosiţi şi la finisarea suprafeţelor

compactate cu alte utilaje (picior de oaie, plăci de bătătorit, etc.). Productivitatea acestor utilaje este

redusă (70 ... 80 hm /3 ), iar ritmul de compactare este lent. Sporirea numărului de treceri nu

măreşte grosimea stratului compactat. Cilindri compresori cu feţe netede se deplasează în lungul

Page 73: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

axei, pe fronturi lungi, printr-o mişcare înainte şi înapoi. Cilindrarea se începe de la margine spre

mijlocul platformei, la fiecare trecere benzile alăturate trebuind să se suprapună pe 15...20cm

(fig.86).

Fig. 86 - Suprapunerea benzilor cilindrate

Numărul de treceri N necesare pentru realizarea unui anumit grad de compactare se poate stabili

pe baza lucrului mecanic prescris:

PhblN ⋅⋅⋅

=1000

,

unde:

P - greutatea cilindrului compresor, în kN ;

L - lucrul mecanic prescris (5...15 3/ mkmkN ⋅ );

b - lăţimea fâşiei compactate, în m;

h - grosimea stratului elementar compactat, în m;

Cifra 1000 rezultă din transformarea kilometrilor în metri.

Cilindri compresori picior de oaie sunt tăvălugi alcătuiţi dintr-un tambur pe suprafaţa căruia sunt

fixate nişte proieminenţe (fig. 87), numite picioare de oaie, cu lungimea de 18...25 cm.

Compactarea pământului se produce datorită presiunii specifice foarte mari (40...70 2/ cmdaN ).

Cilindrii picior de oaie dau o compactare mai puternică şi mai uniformă, cu un număr de treceri mai

mic decât cilindrii cu feţe netede. Lucrează foarte bine în pământuri argiloase cu umiditatea mai

mică decât w optim. Dacă pământul este umed, el aderă pe suprafaţa piciorului de oaie, iar efectul

compactării este astfel redus. Nu compactează bine pământurile nisipoase.

Fig. 87 - Tipuri de proieminenţe picior de oaie

Page 74: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Cilindri compresori picior de oaie pot compacta straturi de 30 ... 50cm grosime prin 6 până

la 8 treceri. Pe măsura trecerii peste acelaşi strat, pământul se îndeasă şi, în momentul când

picioarele pătrund numai o treime din lungimea lor, compactarea este terminată.

Compactoarele cu pneuri sunt remorcate sau autopropulsate. Cele remorcate (fig. 88) sunt alcătuite

dintr-o osie pe care sunt montate 4 până la 8 roţi cu pneuri. Pe o osie este fixată o cutie care poate fi

încărcată cu nisip sau cu alte materiale, pentru a-i mări greutatea. Pot fi şi pe două osii, având osia

din faţă de 3 sau 5 pneuri şi pe osia din spate 4 sau 6 pneuri, pentru ca roţile din spate să calce

printre urmele celor din faţă.

Fig. 88 - Tipuri de proeminenţe picior de oaie

Aceste compactoare acţionează atât prin presarea, cât şi prin frământarea pământului,

expulzând cu uşurinţă aerul din pori.

Pot fi folosite la compactarea pământurilor coezive sau puţin coezive în straturi de 40...60

cm prin 2 până la 6 treceri, chiar dacă umiditatea este mai mare decât umiditatea optimă de

compactare.

Compactoarele cu pneuri autopropulsate au aceleaşi carcateristici ca şi cele remorcate. Sunt

prevăzute cu un grup de 2-4 roţi cu pneuri pe osia din faţă care este şi directoare, şi un grup de 4-6

roţi cu pneuri pe osia din spate.

Fig. 89 - Necesitatea reglării presiunii din pneuri la compactor

Pentru a spori productivitatea cilindrilor compresori cu pneuri se recomandă ca pământul

aşternut pentru compactare să fie cilindrat în prealabil cu cilindri uşori, cu feţe netede.

Page 75: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

c) Compactarea cu maşini vibratoare. Se realizează prin transmiterea în stratul pământului a unor

oscilaţii de frecvenţă mare şi amplitudine mică, sub acţiunea cărora coeziunea pământului şi

frecarea dintre particule devin mai mici, astfel încât granulele se mişcă liber unele faţă de altele,

particulele mici ocupând golurile dintre particulele mari.

Această metodă de compactare se aplică pământurilor necoezive şi slab coezive, acţiunea de

vibrare având efect până la adâncimea de 1,00.

Pentru vibrare sunt folosite plăcile vibratoare, vibrocompactoarele şi cilindrii compresori

vibratori.

Fig.90

În figura 90 se prezintă modul de lucru cu cilindrul compactor. Astfel, fâşiile compactate se

suprapun la trecerile succesive cu 30-50cm pentru a nu se forma refulări de materiale între acestea.

Plăcile vibratoare sunt alcătuite dintr-o placă masivă, acţionată de un motor cu explozie sau

electric, prin intermediul unei greutăţi dispuse excentric. Tipurile uşoare sunt manevrate manual,

servind în special la compactarea taluzurilor (fig. 91). Cu ajutorul plăcilor vibratoare se pot

compacta pământuri nisipoase cu grosimea de 15 ... 25cm prin 4 până la 6 treceri.

Fig. 91 - Plăci vibratoare

Vibrocompactoarele sunt maşini mai grele, prevăzute cu una sau mai multe plăci vibratoare. Pot

compacta straturi de pământ de 50 ... 70cm grosime, prin 4 treceri.

Cilindri compresori vibratori sunt alcătuiţi dintr-un tăvălug tractat prevăzut cu un vibrator. Astfel,

efectul de compactare prin vibrare este sporit şi prin presiunea statică asupra stratului de pământ. O

Page 76: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

astfel de maşină are un efect de compactare de 10...15 ori mai mare decât un cilindru compresor

obişnuit (fig. 92)

Fig.92 - Rulou vibrator pentru pamânturi nisipoase:

a - efectul ruloului vibrator de 10t; b - efectul ruloului static de 10t.

7

Fig.93 – Schema tehnologică de compactare

d) Compactarea pământului cu maşini de bătătorit. Se realizează prin aplicarea de lovituri repetate

stratului de pământ de compactat cu unul din următoarele utilaje:plăci bătătoare, maiuri mecanice

autopropulsate, maiuri acţionate pneumatic sau electric, maiuri cu explozie.

Page 77: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Plăcile bătătoare sunt plăci grele metalice sau de beton armat cu o suprafaţă utilă de 1 2m ,

în greutate de 10 ... 40 kN, care sunt ridicate cu ajutorul unei macarale la o înălţime de 1... 3m de la

care sunt lăsate să cadă pe stratul care trebuie compactat (fig.94). Au avantajul că pot compacta

orice fel de pământ în grosimi de 0,80 ... 1,20m, dar sunt costisitoare şi imobilizează un utilaj greu.

Compactarea se efectuează pe fâşii, în arc de cerc, braţul macaralei deplasându-se de la margini

spre centrul platformei. Fiecare lovitură trebuie să se suprapună precedentei cu jumătate din lăţimea

plăcii.

Maiurile mecanice autopropulsate sunt montate pe un tractor în grupuri de 4 până la 6

bucăţi, puse alternativ în acţiune de motorul tractorului. Maşina poate executa 60-70 lovituri pe

minut ridicând maiurile la o înălţime de 50 ... 100 cm şi compactează în special pământurile

necoezive sau slab coezive, în straturi de 0,30...0,40 m.

Maiurile acţionate pneumatic sau electric sunt utilaje cu capacitate mică de lucru, fiind

folosite la compactarea pământului în spaţii restrânse.

Fig.94 - Plăci bătătoare

Maiurile cu explozie , numite "broaşte", sunt alcătuite dintr-un cilindru de 1...10kN acţionat

de un motor cu explozie care-l face să lucreze în salturi (fig.95). Se utilizează la compactarea

terasamentelor pe suprafeţe mici, în straturi de 30...60 cm grosime.

Fig. 95 - Mai cu explozie

Page 78: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

1.3.5.6. Criterii de alegere a procedeului şi a utilajelor de compactare

Alegerea procedeelor şi a utilajelor de compactare trebuie făcută în raport cu natura

pământului ce urmează a fi compactat, astfel încât să se obţină parametrii de compactare scontaţi cu

consumuri minime de energie şi timp.

Factorul cel mai important care impune alegerea tehnologiei de compactare este

granulozitatea şi gradul de umiditate al pământului, cărora le corespunde o anumită stare de

coeziune.

Din acest punct de vedere se deosebesc trei categorii de pământuri:

pământuri coezive - alcătuite din argile şi prafuri;

pământuri granulare - alcătuite din nisipuri şi pietrişuri;

pământuri amestecate din granule mari şi fine.

Norma de timp a utilajelor se determină cu relaţiile:

pentru compactarea primară, în profunzime cu cilindrii compactori:

t

c

khLbBnTNTU

⋅⋅−⋅

=)(36

)100/( 3more

sau

tkhvbBnNTU

⋅⋅−=

)(10)100/( 3more

pentru compactarea de finisare în suprafaţă cu cilindrii compactori:

tkvbBnNTU

⋅−=

)(10)100/( 3more

pentru compactarea în profunzime cu plăci bătătoare grele:

tkuhbBnNTU

⋅⋅−=

)()100/( 3more

în care:

cT - durata ciclului de lucru în secunde;

n - numărul de treceri ale utilajului peste acelaşi strat;

B - lăţimea de lucru a utilajului, în m;

b - lăţimea de suprapunere a fâşiilor de lucru, în m;

L - lungimea sectorului de lucru, în m;

Page 79: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai

Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

h - grosimea stratului de compactare, în cm;

tk - coeficientul de utilizare a timpului de lucru;

v - viteza de deplasare, în orakm / ;

D - latura plăcii de formă pătrată, în m;

u - numărul de lovituri pe minut.

Executarea lucrărilor de săpătură cu autogrederele ]2[

Autogrederele sunt maşini terasiere cu largi posibilităţi tehnologice de utilizare la lucrările de

terasamente, datorită mobilităţii foarte mari a echipamentului (lama de greder).

Datorită construcţiei specifice autogrederul este deosebit de utilizat în cadrul lucrărilor de

construcţii pentru căi de comunicaţii în special pentru lucrări de finisare.

La săparea pământului este folosit în cazul volumelor mici de lucrări în terenuri de categoria

I şi II, dispuse în straturi mici pe suprafeţe întinse sau pentru executarea de şanţuri cu adâncimea de

0,70 - 0,90m, prin circularea pe o singură parte sau pe ambele părţi (fig.96)

Fig. 96 - Schema de executare a şanţurilor cu autogredere

1.4 SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE REALIZARE A LUCRĂRILOR DE

TERASAMENTE

Se prezintă în continuare schema tehnologică de realizare a lucrărilor de terasamente sub

forma unui ciclu de lucru ce cuprinde principalele faze de lucru, operaţiile executate în cadrul

fiecărei faze, utilajul specializat folosit la execuţia operaţiei respective şi schema de lucru aplicată.

Page 80: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.113

SCHEMA TEHNOLOGICĂ

EXECUŢIA LUCRĂRILOR DE

SĂPĂTURI

1

2

3

4

5

FAZA TEHNOLOGICĂ LUCRĂRI PREGĂTITOARE LA TERASAMENTE EXECUŢIE SĂPĂTURI TRANSPORT PĂM@NT UMPLUTURI

OPERAŢIA EXECUTATĂ DEFRIŞAREA VEGETAŢIEI ÎNDEPĂRTAREA

TERENULUI VEGETAL

PICHETAJ SĂPAT TRANSPORT

UTILAJUL FOLOSIT DEFRIŞATOR BULDOZER APARATE TOPO a. buldozer

excavator

screper

a. buldozer

excavator

screper

SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE

LUCRU

SAH TRANSVERSAL

SAH TRANSERSAL

Longitudinal

Abataj transv.

Longitudinal

DISTANŢE TRANSPORT

D≤ m

D> 3000 m

D≤ 3000m

SCHEMA TEHNOLOGICA EXECUŢIA LUCRĂRILOR DE

UMPLUTURI

1

2

3

4

SE REIA

CICLUL SĂPAT

TRANSPORT

UMPLUT

FAZA TEHNOLOGICĂ EXECUŢIA LUCRĂRILOR DE UMPLUTURĂ

Page 81: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.114

OPERAŢIA EXECUTATĂ DESCĂRCARE NIVELARE

PROFILARE

UMECTARE COMPACTARE

UTILAJUL FOLOSIT buldozer

basculanta

autoscreper

buldozer

autogreder

autogreder

Autocisterna Cilindru compactor

SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE

LUCRU

Strat longitudinal

Cordoane longitudinale

Cordoane longitudinale

F@ŞII LONGITUDINALE

SCHEMA CICLICĂ

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

Page 82: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.115

CAPITOLUL 2

METODA MULTICRITERIALĂ DE ALEGERE A VARIANTEI OPTIME DE

MECANIZARE A LUCRĂRILOR DE DRUMURI

2.1 Definirea sistemei de maşini şi a proceselor tehnologice simple şi complexe

Tehnologia lucrărilor de construcţii are drept obiect principal stabilirea metodelor eficiente

de realizare a operaţiilor necesare execuţiei propriu-zise, precum şi organizarea etapelor

componente.

Înlănţuirea utilajelor specializate pe operaţii distincte poartă denumirea de SISTEME DE

MAŞINI, iar o maşină complexă ce rezolvă mai multe operaţii de lucru poartă denumirea de

COMBINĂ RUTIERĂ.

Metode avansate de organizare a producţiei nu contribuie numai la îmbunătăţirea folosirii

utilajelor şi la o mai eficientă aplicare a tehnologiei elaborate, dar deseori contribuie la

perfecţionarea acestora. Organizarea execuţiei pe faze tehnologice este menită să asigure

ritmicitatea operaţiilor de lucru prin folosirea eficientă a utilajelor şi echipamentelor specializate. În

acest sens trebuie întocmite fişe tehnologice care să conţină denumirea şi succesiunea operaţiilor,

termenele de execuţie, cerinţele faţă de calitatea lucrărilor, utilajele şi materialele folosite precum şi

consumul de manoperă.

În construcţia de drumuri se foloseşte metoda tehnologică în flux, unde frecventa de repetare

a operaţiilor tehnologice pentru realizarea unui obiectiv, solicită acest tip de organizare a lucrărilor.

Obiectivul propus prin tema lucrării apare ca rezultat final al executării unui complex de

operaţii tehnologice, care se desfăşoară consecutiv sau concomitent. La rândul lor operaţiile

tehnologice sunt alcătuite din procedee simple sau complexe, care de asemenea, se pot desfăşura

concomitent sau consecutiv.

Se deosebesc mai multe categorii de procese simple:

pregătitoare sau de amenajare;

de prelucrare a materialelor în staţii fixe;

de transport;

de punere în operă.

Page 83: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.116

Două sau mai multe procese simple legate între ele organizatoric poartă denumirea de

proces complex sau de fază tehnologică, Procesele simple mai poartă şi denumirea de operaţii

tehnologice. Faza tehnologică presupune execuţia unei părţi din lucrare, spre exemplu, faza

tehnologică de umplutură ce cuprinde operaţia de descărcare, apoi de nivelare-profilare, operaţia de

umectare şi în final compoartarea în strat.

Procesul simplu de lucru la care execuţia este mecanizată poartă denumirea de proces

tehnologic. Mai multe operaţii tehnologice executate de o combină rutieră se numeşte proces

tehnologic complex.

Orice proces tehnologic este carcaterizat de productivitatea utilajului sau echipamentul de

lucru. Această productivitate este determinată de parametrii şi însuşirile constitutive ale maşinii.

Într-o măsură însemnată, productiviatea maşinii depinde şi de experienţa muncitorului care o

conduce, de capacitatea sa de a folosi cât mai complet însuşirile ei constructive şi caracteristicile de

funcţionare. felul operaţiilor tehnologice, realizate de utilajul de lucru specializat. Caracterul

materialelor folosite, frontul de lucru şi modul de transport al materialelor în lungul drumului, au o

influenţă esenţială asupra productivităţii lui.

2.2 Productivitatea utilajelor de construcţii ]2[

Productivitatea utilajelor sau a echipamentelor de lucru depinde de rezistenţa la lucru opusă

de material (exemplu: rezistenţa la tăiere pentru operaţia de săpare) de caracterul organizării

proceselor conexe şi a şantierului în ansamblu şi în fine, de regimul de lucru al maşinii în decursul

schimbului, zilei, anului:

Analiza productivităţii unui utilaj are trei forme:

2.2.1. Productivitatea teoretică

2.2.2. Producivitatea tehnică

2.2.3. Productivitatea de exploatare

2.2.1. Productivitatea teoretică este un parametru exprimat cantitativ ce reprezintă producţia

executată de utilaj în timpul unei ore de funcţionare continuă, în condiţiile unui material teoretic,

pentru viteze şi coeficienţi teoretici de execuţie ai echipamentului de lucru, adaptaţi prin calcul, în

condiţiile funcţionării optime (încărcare la capacitate maximă şi personal specializat).

Valoarea productivităţii teoretice este mică pentru fiecare echipament de lucru, deoarece ea

se determină cu luarea în consideraţie doar a însuşirilor constructive ale maşinii în condiţii de

Page 84: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.117

execuţie convenţionale. De aceea, valoarea productivităţii teroetice se înscrie în cartea tehnică a

utilajului, ca unul din principalii parametrii de caracterizare.

Productivitatea teoretică se calculează cu formule diferite, în funcţie de principiul de

funcţionare al utilajului.

pentru maşini cu funcţionare ciclică (excavator cu cupe)

ct t

qP 3600⋅= ]/[ lmc

ct - durata teoretică a ciclului (ore=h);

q - cantitatea teoretică în unităţi de volum realizată de utilaj ][mc

pentru maşini cu funţionare continuă, la care deplasarea se face în secţiune constantă (buldozer)

AvPt ⋅⋅= 3600 ]/[ 3 hm

sau

γ⋅⋅⋅= AvPt 3600 ]/[ ht

unde:

v - viteza teoretică de mişcare ]/[ sm

A - suprafaţa teoretică de lucru ][ 2m

γ - greutatea specifică aparentă a materialului ]/[ 2mt

pentru maşini cu funcţionare continuă, la care deplasarea materialului se face în porţii (cupe)

'3600 qa

vPt ⋅⋅

=

unde:

'q - cantitatea teoretică de producţie în porţii de material măsurat în

cupă;

v - viteza teoretică de mişcare a echipamentului;

a - distanţa dintre două porţii de material (între două cupe).

2.2.2 Productivitatea tehnică este cantitatea de producţie realizată timp de o oră de funcţionare

efectivă, ţinându-se seama de condiţiile de lucru în teren, în ipoteza unei organizări perfecte a

şantierului şi a deservirii utilajului de personal specializat.

Page 85: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.118

Productivitatea tehnică poate fi determinată tot cu formulele menţionate pentru un anumit tip

de utilaj specializat pentru execuţia unor operaţii tehnologice bine definite şi are drept scop

următoarele:

-întocmirea celor mai raţionale scheme de organizare a lucrărilor mecanizate, cea mai bună corelare

a lucrului diverselor tipuri de maşini într-un proces mecanizat complex, în scopul atingerii

productivităţii maxime a întregului proces de execuţie;

-aprecierea gradului de apropiere a productivităţii de exploatare de productivitatea maximă posibilă

şi a rezervelor existente în folosirea diverselor utilaje şi a parcului în întregime.

2.2.3. Productivitatea de exploatare se deoasebeşte de productivitatea tehnică prin aceea că întervin

pe lângă întreruperile de lucru cu caracter tehnico-constructiv, tehnologic şi meteorologic şi

întreruperi datorită condiţiilor concrete de lucru pe şantier, care sunt dificil de evitat chiar în cazul

unei bune funcţionări a organizării lucrărilor.

Productivitatea de exploatare este de trei feluri:

medie orară - reprezentând norma de producţie a utilajului;

medie de schimb - reprezentând norma de deviz a utilajului;

medie anuală - reprezentând norma tehnico-economică sau productivitatea anuală a

utilajului.

În procesul de exploatare a utilajului au loc şi operaţii neproductive şi diverse întreruperi de lucru,

care funcţie de cauzele lor por fi grupate astfel:

-întreruperi pentru cauze tehnico-constructive, ce depind în mare măsură de performanţele utilajului

care necesită efectuarea reparaţiilor planificate, întreţinerea tehnică sau înlocuirea echipamentului

de lucru degradat;

-întreruperi tehnologice, care depind de tehnologia proceselor de lucru sau de anumite caracteristici

ale şantierului, cum ar fi deplasarea utilajelor în frontul de lucru şi apoi în parcul de maşini, precum

şi deplasarea acestor utilaje în zona de lucru;

-întreruperi din cauze meteorologice;

-întreruperi organizatorice, datorită unor lipsuri în organizarea lucrărilor sau datorită necorelării

mijloacelor de transport ce deservesc utilajul de lucru, a lipsei pieselor de schimb, combustibil,

energie, etc.;

Întreruperi în funcţionarea utilajelor au repercursiuni asupra regimului de lucru a utilajului

specializat. Regimul de lucru al utilajulu specializat, stabileşte distribuirea întregului timp pe o

perioadă în care îşi îndeplineşte funcţiile principale (de lucru) sau secundare (de deplasare în frontul

de lucru), precum şi întreruperile de funcţionare datorită diverselor cauze.

Page 86: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.119

Se cunosc două tipuri de regimuri de lucru:

-regimul pe schimb care prevede defalcarea întregii durate a schimbului pe perioada de lucru

efectiv, perioada de deplasare în frontul de lucru, precum şi perioada în care lucrează în gol sau care

are întreruperi de funcţionare;

-regimul anual prevede defalcarea întregului timp calendaristic de lucru a unui an în perioada de

timp în care utilajul lucrează efectiv, se deplasează în zona de lucru, este în reparaţii sau are

întreruperi.

Productivitatea în exploatare poate fi exprimată matematic prin relaţia: T

TE KPP 1⋅= (1)

în care:

TP - productivitatea tehnică, ]/[ oraUM ;

n - numărul de coeficienţi care influenţează utilizarea timpului;

TK1 - coeficienţi care afectează mărimea productivităţii prin modificarea

ciclului de lucru sau a timpului efectiv de lucru;

Coeficneţii TK1 sunt de regulă subunitari şi ţin cont de:

îndemânarea muncitorului;

uzura maşinii;

corelarea fluxului tehnologic şi a utilajelor în cadrul sistemei;

condiţii de lucru (modul descărcării, configuraţia terenului, unghiuri de rotire etc.).

Productivitatea de exploatare calculată cu relaţia de mai sus se mai număşte productivitate de

exploatare normată sau planificată )( nEP .

Având în vedere producţia realizată efectiv se poate defini şi productivitatea de exploatare

realizată sau efectivă )( aEP . Pentru ca maşinile să lucreze cu eficienţă normală este necesar ca să fie

îndeplinită relaţia:

Ta

En

E PPP ⇒≤

2.3 Metode de determinare a cantităţilor de lucrări

Page 87: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.120

În vederea normării activităţii maşinilor şi utilajelor în şantiere trebuie să se exprime

cantitativ prestaţiile executate sau ce urmează a fi executate. Pentru aceasta este necesară stabilirea

cantităţilor de lucrări pe etape ale proceselor tehnologice respectiv pe activităţi. Determinarea

cantităţilor de lucrări se face de regulă prin antemăsurătoare folosind metode specifice de calcul pe

bază de indici de consum de materiale sau pe bază de relaţii geometrice, în funcţie de natura

articolului de deviz, respectiv a activităţii.

2.3.1. Gradul de detaliere a programului şi lista de activităţi

Funcţie de scopul urmărit prin programare şi complexitatea procesului tehnologic (numărul

activităţilor), precum şi funcţie de mijloacele de programare şi de calcul de care se dispune se

stabileşte gradul de detaliere a activităţilor respectiv a programului. După stabilirea numărului de

activităţi şi analiza succesiunii logico-tehnologice şi organizatorice a acestora cu condiţionările

respective.

2.3.2. Stabilirea soluţiilor tehnologice de mecanizare şi preselectarea acestora

Pe parcursul desfăşurării proceselor de producţie în construcţii, apar probleme numeroase şi

complexe, care pot genera o mulţime de soluţii posibile. În vederea obţinerii celor mai bune

rezultate tehnico-economice în funcţie de condiţiile concrete de lucru, este necesar ca din această

mulţime de soluţii posibile să se aleagă o soluţie cât mai apropiată desoluţia optimă, încadrându-se

astfel, în zona soluţiilor admisibile. În fig 2.1 se prezintă împrăştierea soluţiilor, în funcţie de

eficienţa economică, unde: AN - număr de soluţii admisibile; PN - număr de soluţii posibile; AE -

eficienţa soluţiei care se aplică.

Fig.2.1 – Împrăştierea soluţiilor în funcţie de eficienţa economică

Page 88: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.121

Pentru a face o analiză cât mai temeinică a condiţiilor tehnico-economice de execuţie mecanizată a

unei lucrări de construcţii , este necesar să se inventarieze şi să se studieze toate soluţiile de

mecanizare posibil de aplicat, corespunzător dotării tehnice sau posibilităţilor de dotare şi de

închiriere de care de dispune.

În acest sens, pe baza tehnologiilor de execuţie cunoscute sau proiectate şi a listei de

activităţi, se recomandă:

-stabilirea tabloului soluţiilor tehnologice de mecanizare posibile de aplicat, pentru fiecare activitate

în parte (tabelul 2.1);

-formarea sistemelor de maşini pe variante de soluţii tehnologice de desfăşurare a procesului

complex.

Tabel 2.1

Tabelul soluţiilor tehnologice de mecanizare, posibile

Cod

activ.

Denumire activitate

(proces simplu)

Variante tehnologice de mecanizare

I II III IV

01 Săparea mecanică a apământului

Excavatoare Buldozere Screpere tractate Autoscrepere

PS 501 S651 LS AS 11 – 14

PS 603 S1500 LS ST 3 AS 20-25

PS 801 S1800 LS ST 6

S1202 A1800 L ST 8

S 3602 A 3603

DH 801

DH 1201

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

04 Împrăştiere şi aducere profil

Buldozere Autogredere

S 651 LS AG – 120

S 1500 LS AG - 180

S 1800 LS

A 1800 L

A 3602 L

Page 89: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.122

În vederea formării variantelor de sisteme de maşini, care vor constitui variante de soluţii

admisibile, care se selectează din tabloul de soluţii tehnologice utilajele, după următoarele criterii:

parametrii tehnologici de lucru;

posibilităţi de procurare;

scheme de mecanizare posibil de aplicat;

asigurarea condiţiilor de asociere a maşinilor.

Tabel 2.2

Fişa utilajelor selecţionate

Cod

activ

Util

aje

sele

cţio

nate

(ti

p şi

capa

cita

te)

Sim

bol a

rtico

l de

devi

z

RUN

NTU

Tarif

de

înch

irier

e

lei/o

ra

Dur

ată

norm

ată

mon

tare

/dem

onta

re z

ile

Costuri

Din

indicator

Calculată Combustibil

şi lubrifianţi

Montare şi

demontare

lei

Transport

lei/utilaj

01 Buldozer

S1800 LS

100m 3 - 16.86 -

Excavator

S1202

100m 3 7 0.79 5250 10284

Autoscreper

AS 11-14

100m 3 - 24.97 -

Pentru fiecare activitate se preselectează mai multe tipuri de utilaje, astfel încât, prin

asociere combinată, să genereze variante de soluţii tehnologice de mecanizare admisibile, din care

să se selecteze varianta de aplicat. Utilajele preselectate se pot înscrie pe activităţi în fişa utilajelor

selecţionate (tabelul 2.2) împreună cu principalele date tehnico-economice ale lor.

La alcătuirea variantelor de soluţii se vor avea în vedere, atât posibilităţile tehnologice de

mecanizare corespunzătoare fiecărui proces simplu (activitate) în parte, cât şi ale procesului

complex în ansamblu. De exemplu, procesul de săpare, transport şi împrăştiere a pământului.

Aceste variante de soluţii vor fi supuse unei analize comparative pe baza criteriilor tehnico-

economice, urmând să rezulte soluţia cu eficienţa cea mai ridicată.

2.4 Criteriile tehnico-economice de selectare a sistemelor de maşini şi utilaje, pentru execuţia

lucrărilor de construcţii ]2[

Selectarea soluţiilor tehnologice de mecanizare a lucrărilor de construcţii, în condiţiile unei

eficienţe sporite, presupune aplicarea sistemului de criterii tehnico-economice constând din:

Page 90: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.123

numărul de maşini-zile necesare pentru executarea lucrării )(Nmz , exprimat în maşini – zile

consumul specific de manoperă )( spN , exprimat în UMoreom /− ;

costul unitar fizic ( )fuC sau orar ( )o

uC , exprimat în UMlei / , respectiv oralei / ;

necesarul specific de energie ( )spE , exprimat în UMkWh / sau UMcKgc /.. ;

Pentru aplicarea acestor criterii se determină valorile lor corespunzătoare variantelor tehnologice,

urmând ca prin compararea lor să se selecteze varianta cea mai eficientă în vederea aplicării.

În schema tehnologică ce urmează, se prezintă fazele de lucru necesare execuţiei lucrărilor de

terasamente. Astfel, ciclul de lucru săpat-transport-umplutură, poate fi organizat prin mai multe

variante de mecanizare, susţinute de o diversitate de utilaje specializate. Aceste utilaje se

diferenţiază prin caracteristicile constructive şi perfrmanţe de lucru, care influenţează varianta de

mecanizare în cadrul lanţului de lucru din care fac parte.

Variantele constructive prezentate, au valoarea pur didactică, existenţa altora cu alte performanţe

fiind importante în cazul unui proiect tehnologic real.

Fig. 2.2 - Alcătuirea variantelor de soluţii tehnologice de mecanizare

Page 91: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.124

2.4.1. Calculul numărului de maşini-zile )( mzN

Numărul de maşini-zile )( mzN , este un parametru care se determină pe baza normei de

timp a utilajului )(NTU , şi reprezintă timpul de lucru exprimat în zile, necesar unui anumit număr

de maşini pentru a efectua o cantitate de lucrare Q .

În mod curent se pot întâlni trei situaţii şi anume:

procesul simplu ( PS ) respectiv activitatea analizat îşi găseşte un corespondent direct printre

articolele de deviz ale indicatorului de norme de deviz )(IND , corespunzător categoriei de lucrări

din care face parte – ( NTU se ia din IND );

..SP nu-şi găseşte un corespondent direct din IND, dar poate fi asimilat cu un articol de deviz

similar ca tehnologie şi consumuri - NTU se ia din IND corespunzător articolului asimilat;

..SP nu-şi găseşte corespondent în IND şi nici nu poate fi asimilat cu un articol de deviz – NTU se

calculează.

Norma de timp a maşinilor şi utilajelor

În activitatea curentă a maşinilor şi utilajelor de construcţii, funcţionarea productivă a

acestora se exprimă prin norma de timp a utilajului )(NTU .

Norma de timp a maşinilor şi utilajelor, reprezintă timpul mediu normat, necesar unei maşini

pentru efectuarea unei cantităţi de lucrare egală cu unitatea de măsură reprezentativă )( RUM .

Matematic acesta se exprimă:

E

UM

PNNTU =

în care:

NTU - norma de timp a utilajului, în RUMore / ;

UMN - numărul de unităţi de măsură naturale )(UM , specifice fiecărei lucrări

.),,,,( 23 etcKgmm cuprinse în unitatea de măsură reprezentativă

.);,,100,,100( 23 etctmham

EP - productivitatea de exploatare, în ;/ oraUM

Page 92: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.125

NTU sunt folosite pentru programarea lucrărilor de construcţii şi pentru calculului

necesarului de mijloace de muncă (maşini, utilaje şi dispozitive). Acestea sunt reglementate unitar

pe ţară prin intermediul "Indicatoarelor de norme de deviz".

Indicatoarele de norme de deviz )(IND , reprezintă acte normative republicane cuprinzând

norme de consum specifice lucrărilor dintr-o anumită categorie de lucrări de construcţii (lucrări de

terasamente ST , lucrări de drumuri D , lucrări de construcţii C , lucrări de tuneluri T , etc.), pentru

materiale, manoperă şi utilaje. Norme de consum pentru utilaje exprimă de fapt NTU .

Indicatoarele de norme de deviz sunt împărţite în capitole de lucrări, capitolele în articole de

deviz iar acestea din urmă în variante corespunzătoare diverselor condiţii de lucru. Pentru

diferenţierea articolelor de deviz se simbolizează distinct cu simboluri alfa-numerice. Generarea

simbolului articolului de deviz se realizează prin asocierea simbolurilor corespunzătoare categoriei

de lucrări, capitolului, articolului şi variantei de articol în ordinea enunţată. Exemplu:

P - indicator de norme de deviz comasate pentru lucrări de poduri;

PH - capitolul - poduri metalice;

2.PH - articol (lucrare) - montarea tablierelor metalice pentru poduri;

bPH 2 - varianta de articol de deviz - montarea tablierelor metalice pentru

poduri având grinzile principale cu inimă plină.

Pentru exprimarea timpului necesar unei maşini se pot folosi trei noţiuni, în funcţie de elementele ce

se înregistrează şi se raportează:

Ore lucru efectiv )( leO , care reprezintă timpul mediu necesar unei maşini pentru executarea unei

anumite cantităţi de lucrare Q , exprimat în ore;

ore lucru )( LO , care reprezintă timpul total de funcţionare al unei maşini pentru executarea

cantităţii de lucrare Q , exprimat în ore, incluzând şi timpul de funcţionare în afara procesului

tehnologic propriu-zis (deplasării între punctele de lucru mers în gol, manevre etc.);

ore închiriere )( iO , care reprezintă timpul cât maşina se afla la dispoziţia şantierului.

Orele de lucru efectiv se calculează cu relaţia:

NTUQOle ⋅=

Având în vedere şi posibilitatea de depăşire a normei, relaţia se poate exprima astfel:

Page 93: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.126

d

UM

dle iPE

NQiNTUQQ

⋅⋅

=⋅

=

în care:

Q - cantitatea de lucrări, în RUM ;

di - indicele de depăşire a normei )2,1...0,1( =di .

Pentru calculul orelor de lucru se aplică un coeficient de corecţie asupra leQ :

l

leL K

QQ =

lK - reprezintă coeficientul de lucru, care ţine cont de timpii de funcţionare ai maşinii în afara

procesului tehnologic efectiv.

Prin afectarea orelor de lucru cu un coeficient de folosire a timpului de program )( pK se

determină orele de închiriere, iO :

p

Li K

OO =

pK - coeficient ce ţine seama de timpul cât maşina stă la dispoziţia şantierului, în afara timpului

de lucru (pregătirea introducerii în lucru, întreruperi tehnologice neprevăzute, revizii tehnice,

discontinuităţi ale programului – maşină etc.).

Lle OO , şi iO se găsesc într-un raport dimensional funcţie de valorile coeficienţilor lk şi pK .

Cei doi coeficienţi au valori subunitare )75,06,0;9,075,0( 1 −=−= pKK şi se

stabileşte pe baza normativelor ICCPDC pentru activitatea utilajelor de construcţii (tabelul 2.3).

Se cunoaşte că în cursul unei zile, timpul de lucru al unei maşini este fixat pe baza regimului

de lucru prin orele de lucru efectiv pe zi: zleO

∑=

=sn

i

sis

zle KdO

1

în care:

leO - orele de lucru pe care le poate realiza o maşină pe zi;

sd - durata schimbului, în ore;

iK - coeficientul de utilizare a timpului unui schimb;

sn - numărul de schimburi pe zi.

Page 94: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.127

Numărul de maşini-zile mai poate fi exprimat astfel:

Ammz dNN ⋅=

în care:

mN - numărul de maşini;

Ad - durata activităţii.

Folosind această relaţie se pot determina mN şi Ad , existând în acest sens două posibilităţi:

se alege numărul de utilaje şi atunci se calculează durata activităţii:

idONNTUQd z

lemA ⋅⋅

⋅=

se alege durata activităţii şi se calculează numărul de utilaje:

idOPNNQ

idONNTUQN z

leEm

UMzlem

m ⋅⋅⋅⋅

=⋅⋅

⋅=

în care:

Q - cantitatea de lucru;

UMN - norma unitară pe maşină;

mN - număr de maşini;

EP - productivitatea efectivă;

zleO - ore de lucru efective pe zi;

di - indice de depăşire a normei.

Tabel 2.3

Coeficienţi de utilizare a timpului pentru principalele grupe de utilaje

Page 95: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.128

Nr.

crt. Grupe de utilaje

Valori coeficienţi

tK lK pK

Excavatoare cu acţionare hidraulică 0,90 0,95 0,95

Excavatoare cu acţionare mecanică şi electrică 0,80 0,90 0,89

Excavatoare cu echipament de marcă 0,85 0,95 0,90

Excavator cu mai multe cupe 0,70 0,87 0,80

Buldozere şi scarificatoare 0,80 0,90 0,89

Defrişătoare 0,75 0,88 0,85

Screpere şi autoscrepere 0,75 0,88 0,85

Gredere şi autogredere 0,80 0,90 0,89

Cilindri compactori autopropulsaţi 0,75 0,88 0,85

Cilindri compactori tractaţi 0,70 0,87 0,80

Plăci compactoare vibratoare 0,65 0,81 0,80

Macarale turn 0,90 0,95 0,95

Macarale mobile cu braţ 0,85 0,95 0,90

Marcarale portal 0,70 0,87 0,80

Mijloace de transport auto 0,75 0,88 0,85

Betoniere 0,80 0,95 0,85

Centrale de beton 0,83 0,92 0,90

Pompe de beton, mortar şi injecţii 0,75 0,88 0,85

Instalaţii de cofraje glisante 0,75 0,95 0,80

Instalaţii de foraj pentru piloţi 0,80 0,90 0,89

Instalaţii ELSE şi KELY 0,60 0,30 0,75

Sonete universale cu berbeci 0,70 0,87 0,80

Utilaje şi instalaţii pentru reparaţii şi lucrări de drumuri 0,75 0,88 0,85

Maşini pentru lucrări de cale ferată 0,50-0,70 0,80-0,85 0,62-0,82

Electropompe pentru lucrări de epuismente 0,80 0,95 0,85

Graifer plutitor 0,70 0,87 0,80

Drăgi fluviale şi maritime nepropulsate 0,80 0,90 0,89

Şalande autopropulsante şi remorchere 0,70 0,87 0,80

Maşini, utilaje şi instalaţii pentru lucrări de finisaje 0,65-0,75 0,8-0,9 0,81-0,83

Numărul de utilaje se alege având în vedere:

-posibilităţile de procurare;

Page 96: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.129

-folosirea unui număr cât mai mic de utilaje;

-asigurarea unui ritm de execuţie corespunzător cu durata de execuţie a lucrării;

-asigurarea unor durate de activitate în concordanţă cu importanţa lor în procesul tehnologic şi

ţinând cont de interdependenţa dintre acestea.

Durata activităţii poate fi evaluată în două moduri:

-durata activităţii impusă - se utilizează atunci când durata este cerută de beneficiar sau de foruri

superioare;

-durata activităţii apreciată - pe baza analizei unor factori, a experienţei acumulate sau prin date

statistice.

2.4.2. Calculul necesarului specific de manoperă )( spM

Eficienţa economică sub aspectul utilizării resurselor umane prin mecanizarea lucrărilor de

construcţii, se poate exprima pe baza consumului specific de manoperă, determinat cu relaţia:

QMM T

sp =

spM - consumul specific de manoperă, exprimat în om-ore/ RUM sau om-ore/UM ;

TM - consumul total de manoperă pentru realizarea unei cantităţi de lucrare,

om-ore;

Q - cantitatea de lucrare, în RUM sau UM .

Consumul total de manoperă aferent folosirii utilajelor în şantiere se calculează cu relaţia:

emdtrisdT KMMMMMM )( ++++=

în care:

dM - consumul de manoperă corespunzător orelor de închiriere (manoperă directă), reprezentat

de prestaţia personalului muncitor care deserveşte maşina (mecanicul deservent şi ajutorul când este

cazul, sau formaţia de muncitori în cazul instalaţiilor complexe);

sM - manopera suplimentară prevăzută în IND reprezentată prin consumul de manoperă

implicat de folosirea maşinii în procesul tehnologic, pentru efectuarea unor operaţii auxiliare

necesare bunei funcţionări a acesteia, dar care nu este cuprinsă în tariful de închiriere;

iM - manopera indirectă, reprezentată de consumul de manoperă pentru reparaţii şi întreţienere,

corespunzătoare orelor de lucru;

Page 97: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.130

trM - manopera consumată pentru transportul maşinii;

mdM - consumul de manoperă pentru eventuala montare-demonatre a

echipamentului sau a altor părţi ale utilajului în vederea transportului sau a altor părţi ale utilajului

în vederea transportului sau schimbării echipamentului;

eK - coeficient de echivalenţă care ţine cont de numărul de maşini

echivalente corespunzător variantei tehnologice.

Pentru calcul componenţelor relaţiei se pot folosi expresiile:

pl

dm

idmd KK

NTUQNONM⋅⋅⋅

=⋅=

QNTMM s ⋅=

2.4.3. Costul unitar fizic )( TUC

costuri variabile )( vC

costuri fixe echivalente )( eFC

eFVTU CCC +=

a) Costuri variabile

Prin costuri variabile se înţeleg acele costuri generate de folosirea utilajelor şi care depind de

cantităţile de lucrări, respectiv de orele de închiriere realizate.

Aceste costuri se compun din:

costul chiriei utilajului, iC ;

costul combustibililor, lubrifianţilor şi materialelor de întreţinere 1cC ;

costul manoperei necuprinsă în tariful de închiriere a utilajului (suplimentară, reclamată de anumite

condiţii de lucru), mC .

Se poate scrie:

mciv CCCC ++= 1

dar:

mlemcLcofii cOccOCtOC ⋅=⋅=⋅= ;; 1

în care:

Page 98: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.131

iO - orele de închiriere

⋅=

pl

lei KK

OO

oit - tariful orar de închiriere, în lei/ore;

leO - orele de lucru efective;

cc - costul mediu orar al consumului de combustibili lubrifianţi şi materiale

de întreţinere, în lei/oră;

mc - costul mediu orar al manoperei suplimentare; NTMCc

SM

m = , în lei/oră;

SMC - costul manoperei suplimentare, care se ia din catalogul de preţuri

pentru indicatorul de norme de deviz corespunzător categoriei de

lucrări în care este încadrat articolul de deviz, în lei/ RUM ;

NTM - norma tehnică de consum de manoperă suplimentară (necuprinsă în

tariful de închiriere), în om-ore/ RUM .

Deci:

mlecLoiiv cOcOtOC ⋅+⋅+⋅=

sau

++= m

l

c

pl

cileV c

Kc

KKtCC

Costurile fixe echivalente

Costurile fixe FC , sunt costuri generate de folosirea utilajelor dar care nu depind de durata de

închiriere şi respectiv de cantitatea de lucrări ci depind de numărul şi de tipul utilajelor folosite,

precum şi de distanţele de transport de la bază la şantier. Costurile fixe sunt costuri pe utilaje

implicate de operaţiunile de montare-demontare, îmbarcare-debarcare şi transport.

Pierderea cheltuielilor implicate de costurile fixe în cheltuielile unitare, va fi mai mare sau mai mică

funcţie de tipul dimensional şi productivitatea utilajului analizat. pentru a dispune de un criteriu

unitar de apreciere a eficienţei utilajelor. În cadrul cheltuielilor unitare nu se operează cu costurile

fixe ci cu costurile fixe echivalente.

Cheltuielile echivalente rezultă prin multiplicarea cheltuielilor fixe cu un coeficient de chivalenţă:

eFeF KCC ⋅=

Page 99: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.132

1)(≥

⋅=

cap.maxNTUiNTUKe

în care:

eK - coeficientul de echivalenţă;

max).(capNTU - norma de timp a utilajului cu capacitatea maximă dintre cele

selectionate .)min(NTU

Exemplu: având trei excavatoare 321, EEE cu capacităţile 321 qqq << şi normele de timp

321 NTUNTUNTU >> rezultă:

;1;1;13

33

3

22

3

11 ==>=>=

NTUNTUK

NTUNTUK

NTUNTUK eee

Cheltuielile fixe se compun din:

cheltuielile de montare-demontare, MDC ;

cheltuielile cu chiria pe perioada montării-demontării, MDiC ;

cheltuielile cu transportul, trC

( )trMDiMDF CCCC ++= 2

Costul montării demontării se ia din tarif.

Costul chiriei pe perioada montării-demontării se calculează cu relaţia:

ciDMMDi tZZC ⋅⋅+= 8)(

în care:

MZ - durata montării (conform normativ) exprimată în zile;

DZ - durata demontării, în zile.

2.4.4. Calculul necesarului specific de energie şi resurse energetice )( tE

În actuala conjunctură economică, dominată de criza mondială de energie, acest criteriu are

importanţa cea mai mare.

Necesarul de energie este exprimat de fapt prin consumul de combustibili, lubrifianţi şi

materiale de întreţinere şi se determină:

în lei/h pentru stabilirea costurilor unitare;

în Kg combustibil convenţional/ RUM pentru stabilirea consumului specific de energie.

Page 100: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.133

TE - necesarul total de energie şi resurse energetice, în Kg.c.c.;

dE - necesarul direct de energie, pentru lucru, în Kg c.c.;

iE - necesarul indirect de energie, pentru reparaţii şi întreţinere zilnică,

Kg.c.c;

trE - necesarul de energie pentru transport şi operaţii auxiliare transportului

(montare-demontare, îmbărcare-debarcare, însoţire), în Kg c.c.;

Necesarul direct de energie se determină cu relaţia:

ccLd cOE ⋅=

în care:

LO - numărul de ore de lucru, în ore;

ccc - consumul specific de combustibil convenţional corespunzător

consumului de combustibil, lubrifianţi şi materiale de întreţinere, în

Kg.c.c./oră;

Dar:

i

n

iicc Kcc ⋅= ∑

=1

în care:

ic - consumul orar de resurse energetice (combustibil, lubrifianţi, materiale

de întreţinere), de un anumit tip, în Kg/oră;

iK - echivalentul caloric al resursei energetice de tip 1, (coeficientul de

transformare în combustibil convenţional cc

cii p

pK = )

ip - puterea calorică a resursei energetice de tipul i;

ccp - puterea calorică a combustibilului convenţional

( KgKcalPcc /7000= )

În tabelul 2.4 sunt prezentate echivalenţele între principalele tipuri de combustibili şi

lubrifianţi, utilizate la maşinile de construcţii şi combustibilul convenţional.

Tabel 2.4

Page 101: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.134

Echivalenţa calorică a combustibililor şi lubrifianţilor

Nr.

crt. Denumire combustibil clasic UM

Combustibil echivalent de

energie

Kg c.c./UM kWh/UM

Uleiuri minerale t 2100 17100

Benzină t 1670 13600

Vaseline tehnice t 1580 11400

Motorine t 1580 12900

Necesarul indirect de energie este în funcţie de numărul de reparaţii de un anumit tip, efectuate între

două reparaţii capitale:

),,,,,:.( 21 RKRCRCRTIIreparatiinrfE pzi =

Determinarea lui iE este destul de dificilă şi nu întotdeauna concretizată ceea ce face să nu

se considere în studii. Se impune stabilirea unor indici de consum energetic pe tipuri de reparaţii.

Necesarul de energie pentru transport se determină în funcţie de modul de transport şi

numărul de mijloace de transport folosite, corespunzător tipului de maşini şi utilaje transportate.

Pentru utilajele de construcţii care se deplasează prin autopropulsie se determină necesarul

energetic cu relaţia:

cm

Qtr c

vDE ⋅=

2

În cazul când efectuarea transportului implică şi mijloace auto de transport, necesarul de

energie al acestora se determină cu relaţia:

100cueA

trcPE ⋅

=

în care:

eP - parcursul echivalent realizat de mijlocul de transport, în Km

echivalenţi;

cuC - consumul specific normat de combustibili şi lubrifianţi, în Kg c.c./100

Km echivalenţi;

În mod curent se poate scrie:

uuummmcu KcKcc ⋅⋅+⋅⋅= γγ

în care:

Page 102: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.135

mc - consumul mediu normat de motorină, în litri/100Km echivalenţi;

uc - consumul mediu normat de ulei mineral, în litri/100Km echivalenţi;

um γγ , - densitatea motorinei, respectiv uleiului, în Kg/l;

um KK , - echivalentul caloric al motorinei respectiv al uleiului.

Parcursul echivalent se determină cu relaţia simplificată:

ie DDP ⋅⋅= 2

în care:

D - distanţa de transport, în Km;

iD - coeficient care ţine seama de categoria de drum pe care se execută

transportul (tabelul 2.5).

Tabelul 2.5

Valorile coeficienţilor de drum

Categoria de drum Coeficient de drum, iD

Notare valoare

I (N) 1D 0.9

II (K) 2D 1.0

III (T) 3D 1.1

IV (L) 4D 1.2

V (E) 5D 1.4

VI (H) 6D 1.6

Page 103: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.136

În cazul participării la transport a mai multor mijloace de transport de tipuri diferite, se aplică relaţia

generalizată:

∑=

⋅=n

icui

eAtr cmPE

1

1

100

în care:

n - numărul de tipuri de mijloace de transport folosite;

im - numărul de mijloace de transport de un anumit tip (tipul i);

cuc - consumul specific normat de combustibili şi lubrifianţi, corespunzător

mijlocului de transport de tipul i , în kg c.c/100Km echivalenţi;

Necesarul specific de energie se evaluează cu relaţia:

QEE T

sp =

2.4.5. Metoda multicriterială pentru selectarea soluţiilor tehnologice mecanizate

În funcţie de efectul economic preconizat a se obţine, prin aplicarea soluţiei de mecanizare,

la criteriile de selectare se utilizează rezultatul economic al procesului complex. Prin compararea

acestora rezultă varianta de soluţie cea mai eficientă.

Fig. 2.3 – Echivalenţa tehnologică între variantele de mecanizare

Relaţia de calcul a normei specifice în cazul variantelor de procese complexe este

următoarea:

Page 104: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.137

j

n

jij

n

jjp

k

ikj

p

k

ikj

i cxcV

VN

i

i

⋅=⋅

= ∑∑∑

==

=

=

11

1

1

în care:

iN - norma specifică a procesului complex i ;

ikjV - valoarea criteriului j ; pentru varianta cea mai eficientă de mecanizare

a procesului simplu K , din cadrul variantei de proces complex i

)...1;...1;...1( ipknjmi === ;

ijx - ponderea criteriului j în procesul complex i ;

m - numărul de variante de procese complexe;

n - numărul de criterii luate în consideraţie;

ip - numărul de procese simple corespunzătoare fiecărei variante de proces

complex.

În diagramele din figura 2.4 se prezintă variaţia parametrilor criteriilor tehnico-economice

prezentate pe tipuri de utilaje funcţie de productivitatea acestora şi cantitatea de lucrări executate.

Page 105: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.138

Fig. 2.4 – Diagrame de variaţie a valorilor criteriilor tehnico-economice

CBA ,, - tipuri de utilaje; leO - ore de lucru efectiv;

spN - manoperă specifică; tuC - cost unitar fizic;

spE - energia specifică; P - productivitatea utilajului

Se observă că atunci când productivitatea utilajului este mare, chiar şi la o cantitate mare de

lucrări executate, manopera specifică, consumul specific şi costurile aferente scad.

În urma analizei parametrilor menţionaţi se determină coeficienţi de performanţă a unei

variante de mecanizare în raport cu valoarea maximă a parametrului analizat. În felul acesta rezultă

parametrii adimensionali pentru numărul de maşini-zile, manopera specifică, costuri specifice şi

energia totală consumată, care se pot însuma pentru fiecare veriantă de mecanizare în parte.

Se va alege varianta optimă ca valoare maximă a sumei coeficienţilor adimensionali

aferenţi, conform schemei de analiză prezentată în continuare.

Metoda multicriterială pentru selectarea soluţiilor tehnologice de mecanizare

Page 106: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.139

Criteriu tehnico

economic

Varianta )( iV

maxV maxVVX i

i =

1 2 3 1 2 3

mzN

spM

TUC

tE

( )∑∑∑= 3,2,1minaptV

Page 107: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.140

CAPITOLUL 3

TEHNOLOGIA ASIZELOR STABILIZATE

ÎN FUNDAŢII RUTIERE

Valoarea cantităţii de liant necesară stabilizării materialului, se determină în laborator

funcţie de caracteristicile fizico-mecanice obţinute pe epruvete.

Se recomandă ca pe şantier să se sporească dozajul de ciment stabilit în laborator, cu 0,5 ...

1%, în funcţie de metoda de execuţie, pentru a se compensa pierderile de ciment inerente la punerea

în operă.

3.1 Execuţia asizelor stabilizate cu ciment

Execuţia unui strat rutier de fundaţie stabilizat cu ciment comportă următoarele operaţii:

aprovizionarea şi ameliorarea materialului, fărmiţarea în granule sub 5mm, răspândirea cimentului

şi amestecarea la uscat, umezirea şi amestecarea la umed, nivelarea la profil a materialului,

compactarea şi protejarea stratului imediat după execuţie pentru asigurarea unor condiţii favorabile

de întărire a cimentului.

Executarea în bune condiţii a fundaţiilor rutiere stabilizate cu ciment reclamă un control permanent,

efectuat de către laboratoare de şantier dotate cu aparatură şi personal calificat.

Ca metode de execuţie se folosesc amestecarea pe loc, în mişcare şi în staţii centrale fixe.

Prin metoda amestecării pe loc toate operaţiile de stabilizare sunt executate de unul sau mai multe

utilaje care efectuează treceri succesive peste materiale fără a le ridica de pe platforma drumului

(fig. 3.1).

Fig. 3.1 - Combină pentru stabilizarea pământului prin executarea amestecului pe loc.

Page 108: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.141

Metoda bazată de amestecarea în mişcare necesită un malaxor mobil care se deplasează pe

platforma drumului şi execută operaţia de amestecare a materialului cu cimentul şi apa (fig. 3.2).

Fig. 3.2 - Utilaj pentru executarea amestecului în mişcare

1 - tractor; 2 - scarificator; 3 - elevator cu cupe; 4 - alimentator;

5 - calibru pentru dozarea agregatelor; 6 - pulverizarea liantului;

7 - malaxor; 8 - aprovizionarea cu apă

Materialele de pe platformă sunt adunate într-un cordon axial, din care este alimentat

malaxorul, în care se face amestecul cu cimentul şi apa necesare. Materialul astfel pregătit se

aşterne din nou pe platformă şi se repartizează uniform. De obicei, scarificarea, fărmiţarea şi

compactarea se fac separat. Prin această metodă se asigură o omogenizare mai bună a amestecului

decât prin metoda precedentă.

În metoda amestecării în staţii fixe (fig. 3.3), materialul este preparat în staţii de malaxare

instalate în apropierea locului de extragere a agregatelor şi trasportat pe şosea unde se întinde la

profil şi se compactează. Această metodă se aplică în cazul când stabilizarea se face cu materiale de

aport dintr-un zăcământ din apropierea drumului.

Fig. 3.3 - Prepararea amestecului în staţii fixe

Page 109: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.142

1 - buncăr de agregate; 2- elevator cu cupe; 3 - introducerea liantului; 4 - malaxor xu palete.

Sarificarea se execută cu scarificatoare montate pe cilindri compresori sau pe un greder şi se

face pe adâncimea necesară pentru a se obţine cantitatea de material cerută de realizarea stratului cu

grosimea prescrisă.

O deosebită atenţie se va da aducerii la profil şi compactării patului drumului înainte de

începerea lucrărilor de stabilizare. În desfăşurarea procesului tehnologic trebuie respectate cu

stricteţe cotele în profil transversal şi longitudinal.

Fărmiţarea materialului se poate face cu grape cu discuri, greder sau cu freze rutiere care

asigură o calitate ridicată (fig. 3.4).

Fig. 3.4 - Schema unei freze rutiere

Fărmiţarea se poate efectua cu uşurinţă dacă umiditatea materialului este de 4...6% sub

limita de fărmiţare. Stropirea materialului se face cu o zi înainte, pentru uniformizarea gradului de

umiditate. Gradul de fărmiţare al amestecului, definit în raport cu procentul de material care trece

prin ciurul de 5 mm, trebuie să fie peste 55%. Fragmentele şi bulgării cu dimensiuni peste cele

admise se îndepărtează de pe partea carosabilă.

Adăugarea şi răspândirea cimentului se fac cu mijloace mecanice, folosind repartizatoare

adaptabile la autocamioanele ce transportă cimentul în vrac (fig. 3.5).

Fig. 3.5 - Repartizator de ciment, tractat

Page 110: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.143

Amestecarea la uscat a cimentului cu materialul de stabilizat se face cu aceleaşi utilaje ca la

operaţia de fărâmiţare.

Amestecare se continuă până la introducerea cimentului pe toată grosimea stratului şi

obţinerea unei culori uniforme.

Umezirea materialului se face prin stropiri cu autocisterne, după fiecare stropire urmând o

amestecare la umed. Umiditatea realizată trebuie să fie cât mai apropiată de umiditatea optimă

necesară pentru compactare. După ce omogenizarea amestecului este perfectă, se iau probe pentru

confecţionarea apruvetelor necesare încercărilor de control efectuate în laborator.

Nivelarea la profil a materialului se face cu grederul şi se verifică cu şabloane. Această

operaţie trebuie făcută cu deosebită grijă deoarece corectarea denivelărilor după compactare este

foarte dificilă.

Pentru fiecare tip de material pus în operă se stabilesc în prealabil condiţiile de compactare.

Cele mai bune rezultate le dau compactoarele cu pneuri. Compactitatea realizată efectiv în lucrare

trebuie să fie cel puţin 95% din compactarea maximă stabilită în laborator. Pentru a se obţine gradul

de compactare prescris, se fac pe şantier mai multe încercări de probă cu utilajul ce va fi folosit şi se

stabileşte numărul de treceri necesare în condiţiile de lucru efective de pe şantier. Operaţia de

compactare trebuie să fie terminată înainte ca cimentul să facă priză. În general, după cel mult 6 ore

de la introducerea cimentului în amestec, stratul stabilizat cu ciment trebuie să fie gata executat.

Straturile rutiere stabilizate cu ciment au după compactare o grosime de 10...15cm. În cazul

când se execută mai multe straturi suprapuse, aşternerea stratului superior se face imediat după

terminarea compactării stratului inferior pentru a se realiza o bună legătură între straturi.

Straturile stabilizate cu ciment trebuie protejate după execuţie cel puţin 7 zile prin:

acoperirea cu un strat de nisip de 1...2 cm grosime şi prin stropirea de câteva ori pe zi cu apă;

stropirea suprafeţei cu un liant bituminos la rece pentru formarea unei pelicule care să împiedice

evaporarea apei din materialul stabilizat.

Tronsonul executat este închis pentru circulaţie în perioada de protejare ulterioară. Lungimea

tronsonului ce se execută zilnic se stabileşte în funcţie de capacitatea utilajului şi de numărul de

muncitori aşa fel încât toate operaţiile de execuţie să fie terminate în cursul unei zile de lucru.

Datele statistice atât din ţară cât şi de peste hotare scot în evidenţă eficienţa economică a fundaţiilor

din pămât stabilizat cu ciment, care conduc la o micşorare considerabilă a volumului transporturilor

de materiale necesare, la reducere a investiţiilor de ordinul a 30...40% şi care măresc capacitatea

portantă a sistemelor rutiere şi le asigură o stabilitate mai bună la acţiunea factorilor climatici. În

figura 3.6., se dă modul de alcătuire a unui sistem rutier cu fundaţie din asize stabilizate.

Page 111: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.144

Fig. 3.6 - Drum cu asize stabilizate

1 - pământ stabilizat cu ciment; 2 - binder; 3 - beton asfaltic

3.2 - Stabilizarea pământurilor cu var ]3[

Stabilizarea cu var serveşte la uscarea pământurilor supraumezite, la degresarea

pământurilor argiloase şi la neutralizarea unor pământuri acide. Pământurile tratate cu var îşi

modifică plasticitatea, devin mai puţin avide de apă şi mai lucrabile. În felul acesta, se pot compacta

şi capătă o capacitate portantă sporită şi mult mai stabilă.

În figura 3.7 se prezintă schema tehnologică de lucru în cazul stabilizării pământului cu

lianţi.

Stabilizarea cu var a pământurilor poate fi folosită în următoarele domenii:

la îmbunătăţirea capacităţii portante a pământului din patul căii, mai ales atunci când se lucrează în

perioadele sezoniere cu umiditate excesivă sau când pământul este foarte sensibil la apă;

la realizarea de straturi de fundaţie puţin sensibile la variaţiile de umiditate;

la tratarea prealabilă a pământului cu conţinut de humus în vederea stabilizării cu ciment.

Se pot stabiliza cu var pământurile prăfoase şi argiloase, balasturile argiloase, aflate în platforma

drumului sau în zonele învecinate. cele mai active din punct de vedere chimic sunt argilele

montmorillonitice.

Stabilirea dozajului de var se face prin încercări de laborator şi depinde de rolul pe care-l

îndeplineşte stratul stabilizat cu var.

În cazul ameliorării părţii superioare a terasamentelor care conlucrează cu sistemul rutier la

preluarea încărcărilor, doajele de 2)(OHCa variază între 2 şi 6% din greutatea uscată a

pământului.

În cazul realizării unor straturi inferioare de fundaţie, dozajele de 2)(OHCa variază între 6 şi 10%

din greutatea uscată a pământului.

Mijloacele de execuţie la stabilizarea cu var nu diferă de cele folosite la sabilizarea pământurilor cu

ciment. grosimea stratului stabilizat este de 10...15 cm.

Page 112: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.145

Îantierele trebuie înzestrate cu laboratoare care să poată exercita un control permanent al lucrărilor.

Page 113: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate \n construc]ia drumurilor

1

2

3

4

5

6

7

FAZA

TEHNOLOGICĂ STABILIZAREA CU VAR A PATULUI DRUMULUI (PĂMÂNT ARGILOS)

OPERAŢIA

EXECUTATĂ

SCARIFICAREA

MECANICĂ

MĂRUNŢIRE

PĂMÂNT

DESCĂRCARE

VAR

AMESTECARE

VAR

NIVELARE

PROFILARE

UMECTARE COMPACTARE

UTILAJUL

FOLOSIT

BULDOZER

SCARIFICATOR

GRAPE

TRACTATE

CAMION GRAPE

TRACTATE

AUTOGREDER AUTOCISTERNĂ CILINDRU

COMPACTOR

SHEMA

TEHNOLOGICĂ

DE LUCRU

CICLIC

LONGITUDINAL

CICLIC

LONGITUDINAL

DESCĂRCARE

SACI VAR ÎN

LUNGUL

DRUMULUI

FUNCŢIE DE

DOZAJ

%

CICLIC

LONGITUDINAL

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

CICLIC

LONGITUDINAL

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

Page 114: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.120

3.3 Stabilizarea cu lianţi bituminoşi

Stabilizarea cu bitum se aplică pământurilor necoezive sau cu o coeziune redusă, care pot fi

foarte bine fărâmiţate şi malaxate. Liantul măreşte gradul de impermeabilitate şi coeziune

pământului şi-i reduce sensibilitatea faţă de apă.

Se recomandă folosirea de materiale cu granulozitate continuă, cu un procent mic de părţi

fine şi cu limite de granulozitate foarte înguste (fig. 3.8). Se pot folosi materiale ca: nisipuri,

balasturi, piatră spartă nesortată cu granulă până la 60mm, fără însă a depăşi 2/3 din grosimea

stratului ce se execută.

Fig. 3.8 - Limitele de granulozitate ale pământului la stabilirea cu lianţi bituminoşi

Pământul trebuie să aibă un indice de plasticitate redus, mai mic sau egal

cu 10%.

3.4. Stabilizarea chimică ]3[

Problema stabilizării chimice a pământurilor s-a pus încă de multă vreme pentru o serie de

lucrări mai puţin solicitate, aşa cum sunt: şoselele cu trafic uşor şi redus, pistele pentru avioane

grele, căile de acces la diverse obiective etc. Prin operaţia de stabilizare chimică a pământurilor din

patul căii se urmăreşte fie hidrofobizarea, fie creşterea coeziunii.

Stabilizarea prin hidrofobizare a argilei se realizează prin amestecarea ei intimă cu substanţe

tensioactive care se absorb preferenţial pe suprafaţa particulelor de pământ, formând astfel o

peliculă care transformă particulele lamelare de argilă hidrofilă în particule hidrofobizate.

Ca suprafeţe hidrofobizate se utilizează diferite amine şi săruri de amoniu. De asemenea se

pot folosi în acest scop gudroanele care conţin ca substanţe tensioactive acizi asfaltogeni. La

tratarea pământurilor argiloase, rezultate foarte bune dă vinsolul, o substanţă preparată prin

distilarea lemnului de brad.

Pe de altă parte, experimentările făcute în ultimele decenii au dovedit că pământurile de

orice fel pot fi stabilizate cu produse din polimeri. În acest scop, argila se amestecă cu monomerii

care vor da polimerul, iar procesul de policondensare se continuă după punerea în lucrarea a argilei,

Page 115: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.121

formând în masa ei un schelet rezistent şi hidrofob. Încercările au fost făcute cu amestecurile de

anilină-furfurol şi rezorcină-aldehidă formică.

Alegera unuia din procedeele de stabilizare depinde de felul de comportare a argilei, precum

şi de considerente economice, ţinând seama de faptul că în lucrările de volum mare nu pot fi

utilizaţi agenţi de stabilizare scumpi. Trebuie de asemenea menţionat că tratarea chimică nu se

poate aplica fără cercetări prealabile, pentru că fracţiunea argiloasă a pământurilor diferă foarte mult

nu numai de la o zonă la alta, ci chiar în aceeaşi zonă, de la un strat la altul.

În general, în scopul măririi coeziunii pământurilor nisipoase se folosesc răşinile epoxidice

care au avantajul că se întăresc repede, dar costul lor este ridicat. Pentru tratarea nisipurilor prăfoase

sunt recomandate în special răşinile ureoformaldehidice, pe când răşinile melamino-formaldehidice

şi amestecurile furfurol-anilină se pot folosi atât pentru pământuri coezive, cât şi necoezive.

3.6. Straturi de fundaţie nerigide

Comportarea unui sistem rutier depinde într-o mare măsură de portanţa patului căii şi de

fundaţie.

La alcătuirea şi dimensionarea straturilor de fundaţie se ţine seama de următorii factori:

caracteristicile traficului, natura şi starea fizică a pământului din patul şoselei, tipul de sistem rutier

adoptat şi materialele locale de care se dispune.

Deoarece sub încărcările date de trafic, eforturile unitare care iau naştere într-un sistem

rutier descresc cu adâncimea, fundaţiile por fi executate din materiale cu rezistenţe crescătoare de la

pat spre suprafaţa sistemului. Acesta oferă posibilitatea folosirii la scară largă şi la un cost cât mai

redus a unei game întinse de materiale locale cum sunt: balastul, piatra spartă, deşeurile de carieră,

pământul din zona drumului etc. Se caută ca prin modul de execuţie şi tratare a acestor materiale să

se obţină straturi rutiere stabile la acţiunea factorilor climatici şi de trafic şi care să se preteze la o

execuţie mecanizată.

Fundaţii de piatră

Fundaţiile de piatră sunt rezistente şi durabile, nefiind influenţate de variaţiile de umiditate.

Ele au o mare răspândire în tehnica rutieră. Se folosesc acolo unde materialul se poate procura cu

uşurinţă, la lărgirea drumurilor existente, la lucrările cu volum redus etc. Mai prezintă avantajul că

se pot executa şi pe timp de iarnă.

Page 116: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.122

Fundaţii de balast

Balastul trebuie să aibă o granulozitate continuă, precum şi o cantitate suficientă de părţi

fine, cu putere aglomerată. Pentru aceasta balastul trebuie să prezinte o ascensiune capilară cuprinsă

între 12 şi 36 cm. Dimensiunea maximă a pietrelor din balast va fi de la 60mm.

Balastul se aşterne direct pe patul drumului, fără intermediul unui substrat de nisip. Se

nivelează la şablon, se udă şi se cilindrează. Cilindrarea se consideră eficientă dacă se face pe o

grosime de cel mult 12 cm. Dacă este nevoie de o grosime mai mare, execuţia se face în două

straturi. După cilindrare, fundaţiile de balast se lasă sub circulaţie pentru consolidare timp de cel

puţin două luni. Executarea fundaţiilor de balast se recomandă să preceadă aplicarea îmbrăcăminţii

cu o campanie de lucru.

Fundaţie de piatră spartă

Se execută cu piatra spartă de 63/90mm. Dacă piatra provine din roci mai slabe, se poate folosi şi

sortul 80/125mm. Grosimea minimă a stratului, admiţând două rânduri de pietre suprapuse, este

egală cu 15 cm înainte de cilindrare.

Se execută la fel ca şi macadamul ordinar. După ce se aşterne în şablon în grosime cât mai

uniformă, sortul 63/90mm se cilindrează la uscat, la început cu un compresor de 120 kN, observând

ca piatra să nu sfărâme, iar apoi cu un compresor de 120kN, până când piatra se încleştează bine şi

nu mai joacă sub talpă în timpul mersului. După aceea se aşterne treptat piatra de împănare

16/25mm, în cantitate de 20Kg/m2

, care se cilindrează. Înnoroirea se face cu materiale de agregaţie,

în mai multe reprize. Ca material de agregaţie se poate întrebuinţa şi nisip grăunţos.

Fundaţie cu împietruire existentă

În vederea utilizării lor ca fundaţii, împietruirile existente vor fi mai întâi scarificate pe o adâncime

de cel puţin 5 cm, corespunzătoare aproximativ dimensiunii medii a materialului din împietruire.

Este de observat că această scarificare să se facă pe adâncimea strict necesară, fără a se depăşi

jumătate din adâncimea gropilor formate sub circulaţie în împietruire.

Materialul rezultat din scarificare se triază la ciur, iar partea reutilizabilă poate servi la

completarea denivelărilor rămase şi la reîncărcarea şoselei până la obţinerea profilului prescris.

Materialul mărunt se va utiliza la completarea denivelărilor rămase şi la reîncărcarea şoselei până la

obţinerea profilului prescris. Materialul mărunt se va utiliza şi la completarea acostamentelor.

Se aşterne apoi cantitatea necesară de balast sau piatră spartă spre a asigura, împreună cu

materialul existent, grosimea necesară pentru fundaţie. În general grosimea materialului de

Page 117: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.123

completare nu poate fi mai mică decât dimensiunea maximă a pietrei întrebuinţate. Se recomandă ca

materialele pietroase adăugate să nu fie de calitate inferioară faţă de cele existente în împietruire.

După aşternerea materialului, acesta se cilindrează ca şi la fundaţiile din balst sau piatră spartă.

Când grosimea materialului care se completează este de peste 12cm, se va putea intercala un

substrat de balast de 6 cm grosime, cu funcţia de strat filtrant.

Fundaţie din blocaj

Blocajul se excută cu piatră brută de carieră sau cu bolovani de râu, având înălţimea

14...18cm. Blocurile se şează într-un substrat de nisip minimum 8 cm grosime (fig. 3.9).

Fig. 3.9 – Strat de fundaţie de blocaj

1 – piatră brută; 2 – nisip pilonat; 3 – piatră spartă de egalizare

După ce se întinde stratul de nisip, se aşează cu mâna pietrele, una lângă alta cu vârfurile în

sus, cu rosturile stârnse şi bine ţesute şi cu lungimea perpendicular pe axa drumului. Pietrele care

nu se pot aşeza bine vor fi cioplite sumar cu ciocanul la faţa locului, aşa încât să nu se mişte când

calcă pe ele. La margine se aşează pietrele cu dimensiuni mai mari.

Suprafaţa blocajului nu trebuie să prezinte abateri mai mari de 2cm faţă de cota prescrisă.

Alicăria rezultată serveşte la umplerea golurilor dintre pietre. Împănarea pietrei brute ca alicărie

trebuie făcută prin batere cu ciocanul. Nu se admit nici împrăştierea acestui material cu lopata şi

nici completarea cu materiale mărunte. Aceste porţiuni se vor reface.

După împănare, blocajul se cilindrează uşor. Odată cu cilindrarea blocajului se vor cilindra

şi acostamentele. În timpul cilindrării, se răspândeşte nisip cuarţos care se introduce cu periile în

rosturile blocajului. Cantitatea de nisip ca fi limitată, astfel încât capetele tuturor pietrelor să rămână

libere.

Dacă la cilindrare apar tasări mari, blocajul se desface şi apoi se reface numai după

corectarea şi asanarea patului drumului.

Page 118: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.124

Pe blocajul gata cilindrat se aşterne un strat de egalizare din piatră spartă în grosime de cel

puţin 6 cm, care se cilindrează, se împănează şi se înnoroieşte după aceleaşi reguli ca şi în cazul

fundaţiei de macadam.

În continuare se prezintă schema tehnologică de lucru folosită la execuţia unui strat de

fundaţie rutier executat din materiale granulare nelegate în lianţi.

Page 119: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

FAZA

TEHNOLOGICĂ EXECUŢIA STRATURILOR DIN AGREGATE PENTRU FUNDAŢII RUTIERE

OPERAŢIA

EXECUTATĂ

NIVELAREA

PAT CALE

COMPACTARE DESCĂRCARE

CORDOANE

NIVELARE

PROFILARE

UMECTARE COMPACTARE DESCĂRCARE

CORDOANE

AGREGAT

NIVELARE

PROFILARE

UMECTARE COMPACTA

RE

UTILAJUL

FOLOSIT

BULDOZER CILINDRU

COMPACTOR

SUBSTRAT

AUTOBASC.

AUTOGREDER AUTOCISTERNĂ CILINDRU

COMPACTOR

AUTOBASCUL. AUTOGREDER AUTOCISTERNĂ CILINDRU

COMPACTOR

SHEMA

TEHNOLOGICĂ

DE LUCRU

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

CORDOANE

LONGITUDINALE

CICLIC

LONGITUDINAL

CICLIC

LONGITUDINAL

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

CORDOANE

LONGITUDINALE

CICLIC

LONGITUDINAL

Page 120: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.113

CAPITOLUL 3

TEHNOLOGIA ASIZELOR STABILIZATE

ÎI FUNDAŢII RUTIERE

Valoarea cantităţii de liant necesară stabilizării materialului, se determină în laborator

funcţie de caracteristicile fizico-mecanice obţinute pe epruvete.

Se recomandă ca pe şantier să se sporească dozajul de ciment stabilit în laborator, cu 0,5 ...

1%, în funcţie de metoda de execuţie, pentru a se compensa pierderile de ciment inerente la punerea

în operă.

3.1 Execuţia asizelor stabilizate cu ciment

Execuţia unui strat rutier de fundaţie stabilizat cu ciment comportă următoarele operaţii:

aprovizionarea şi ameliorarea materialului, fărmiţarea în granule sub 5mm, răspândirea cimentului

şi amestecarea la uscat, umezirea şi amestecarea la umed, nivelarea la profil a materialului,

compactarea şi protejarea stratului imediat după execuţie pentru asigurarea unor condiţii favorabile

de întărire a cimentului.

Executarea în bune condiţii a fundaţiilor rutiere stabilizate cu ciment reclamă un control permanent, efectuat de către laboratoare de şantier dotate cu aparatură şi personal calificat.

Ca metode de execuţie se folosesc amestecarea pe loc, în mişcare şi în staţii centrale fixe.

Prin metoda amestecării pe loc toate operaţiile de stabilizare sunt executate de unul sau mai

multe utilaje care efectuează treceri succesive peste materiale fără a le ridica de pe platforma

drumului (fig. 3.1).

Page 121: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.114

Fig. 3.1 - Combină pentru stabilizarea pământului prin executarea amestecului pe loc.

Metoda bazată de amestecarea în mişcare necesită un malaxor mobil care se deplasează pe

platforma drumului şi execută operaţia de amestecare a materialului cu cimentul şi apa (fig. 3.2).

Fig. 3.2 - Utilaj pentru executarea amestecului în mişcare

1 - tractor; 2 - scarificator; 3 - elevator cu cupe; 4 - alimentator;

5 - calibru pentru dozarea agregatelor; 6 - pulverizarea liantului;

7 - malaxor; 8 - aprovizionarea cu apă

Materialele de pe platformă sunt adunate într-un cordon axial, din care este alimentat

malaxorul, în care se face amestecul cu cimentul şi apa necesare. Materialul astfel pregătit se

aşterne din nou pe platformă şi se repartizează uniform. De obicei, scarificarea, fărmiţarea şi

compactarea se fac separat. Prin această metodă se asigură o omogenizare mai bună a amestecului

decât prin metoda precedentă.

În metoda amestecării în staţii fixe (fig. 3.3), materialul este preparat în staţii de malaxare

instalate în apropierea locului de extragere a agregatelor şi trasportat pe şosea unde se întinde la

profil şi se compactează. Această metodă se aplică în cazul când stabilizarea se face cu materiale de

aport dintr-un zăcământ din apropierea drumului.

Page 122: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.115

Fig. 3.3 - Prepararea amestecului în staţii fixe

1 - buncăr de agregate; 2- elevator cu cupe; 3 - introducerea liantului; 4 - malaxor xu palete.

Sarificarea se execută cu scarificatoare montate pe cilindri compresori sau pe un greder şi se

face pe adâncimea necesară pentru a se obţine cantitatea de material cerută de realizarea stratului cu

grosimea prescrisă.

O deosebită atenţie se va da aducerii la profil şi compactării patului drumului înainte de

începerea lucrărilor de stabilizare. În desfăşurarea procesului tehnologic trebuie respectate cu

stricteţe cotele în profil transversal şi longitudinal.

Fărmiţarea materialului se poate face cu grape cu discuri, greder sau cu freze rutiere care

asigură o calitate ridicată (fig. 3.4).

Fig. 3.4 - Schema unei freze rutiere

Fărmiţarea se poate efectua cu uşurinţă dacă umiditatea materialului este de 4...6% sub

limita de fărmiţare. Stropirea materialului se face cu o zi înainte, pentru uniformizarea gradului de

umiditate. Gradul de fărmiţare al amestecului, definit în raport cu procentul de material care trece

prin ciurul de 5 mm, trebuie să fie peste 55%. Fragmentele şi bulgării cu dimensiuni peste cele

admise se îndepărtează de pe partea carosabilă.

Page 123: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.116

Adăugarea şi răspândirea cimentului se fac cu mijloace mecanice, folosind repartizatoare

adaptabile la autocamioanele ce transportă cimentul în vrac (fig. 3.5).

Fig. 3.5 - Repartizator de ciment, tractat

Amestecarea la uscat a cimentului cu materialul de stabilizat se face cu aceleaşi utilaje ca la

operaţia de fărâmiţare.

Amestecare se continuă până la introducerea cimentului pe toată grosimea stratului şi

obţinerea unei culori uniforme.

Umezirea materialului se face prin stropiri cu autocisterne, după fiecare stropire urmând o

amestecare la umed. Umiditatea realizată trebuie să fie cât mai apropiată de umiditatea optimă

necesară pentru compactare. După ce omogenizarea amestecului este perfectă, se iau probe pentru

confecţionarea apruvetelor necesare încercărilor de control efectuate în laborator.

Nivelarea la profil a materialului se face cu grederul şi se verifică cu şabloane. Această

operaţie trebuie făcută cu deosebită grijă deoarece corectarea denivelărilor după compactare este

foarte dificilă.

Pentru fiecare tip de material pus în operă se stabilesc în prealabil condiţiile de compactare.

Cele mai bune rezultate le dau compactoarele cu pneuri. Compactitatea realizată efectiv în lucrare

trebuie să fie cel puţin 95% din compactarea maximă stabilită în laborator. Pentru a se obţine gradul

de compactare prescris, se fac pe şantier mai multe încercări de probă cu utilajul ce va fi folosit şi se

stabileşte numărul de treceri necesare în condiţiile de lucru efective de pe şantier. Operaţia de

compactare trebuie să fie terminată înainte ca cimentul să facă priză. În general, după cel mult 6 ore

de la introducerea cimentului în amestec, stratul stabilizat cu ciment trebuie să fie gata executat.

Straturile rutiere stabilizate cu ciment au după compactare o grosime de 10...15cm. În cazul

când se execută mai multe straturi suprapuse, aşternerea stratului superior se face imediat după

terminarea compactării stratului inferior pentru a se realiza o bună legătură între straturi.

Straturile stabilizate cu ciment trebuie protejate după execuţie cel puţin 7 zile prin:

Page 124: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.117

- acoperirea cu un strat de nisip de 1...2 cm grosime şi prin stropirea de câteva ori pe zi

cu apă;

- stropirea suprafeţei cu un liant bituminos la rece pentru formarea unei pelicule care să

împiedice evaporarea apei din materialul stabilizat.

Tronsonul executat este închis pentru circulaţie în perioada de protejare ulterioară.

Lungimea tronsonului ce se execută zilnic se stabileşte în funcţie de capacitatea utilajului şi de

numărul de muncitori aşa fel încât toate operaţiile de execuţie să fie terminate în cursul unei zile de

lucru.

Datele statistice atât din ţară cât şi de peste hotare scot în evidenţă eficienţa economică a

fundaţiilor din pămât stabilizat cu ciment, care conduc la o micşorare considerabilă a volumului

transporturilor de materiale necesare, la reducere a investiţiilor de ordinul a 30...40% şi care măresc

capacitatea portantă a sistemelor rutiere şi le asigură o stabilitate mai bună la acţiunea factorilor

climatici. În figura 3.6., se dă modul de alcătuire a unui sistem rutier cu fundaţie din asize

stabilizate.

Fig. 3.6 - Drum cu asize stabilizate

1 - pământ stabilizat cu ciment; 2 - binder; 3 - beton asfaltic

3.2 - Stabilizarea pământurilor cu var ]3[

Stabilizarea cu var serveşte la uscarea pământurilor supraumezite, la degresarea

pământurilor argiloase şi la neutralizarea unor pământuri acide. Pământurile tratate cu var îşi

modifică plasticitatea, devin mai puţin avide de apă şi mai lucrabile. În felul acesta, se pot compacta

şi capătă o capacitate portantă sporită şi mult mai stabilă.

În figura 3.7 se prezintă schema tehnologică de lucru în cazul stabilizării pământului cu

lianţi.

Stabilizarea cu var a pământurilor poate fi folosită în următoarele domenii:

Page 125: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.118

- la îmbunătăţirea capacităţii portante a pământului din patul căii, mai ales atunci când se

lucrează în perioadele sezoniere cu umiditate excesivă sau când pământul este foarte

sensibil la apă;

- la realizarea de straturi de fundaţie puţin sensibile la variaţiile de umiditate;

- la tratarea prealabilă a pământului cu conţinut de humus în vederea stabilizării cu

ciment.

Se pot stabiliza cu var pământurile prăfoase şi argiloase, balasturile argiloase, aflate în

platforma drumului sau în zonele învecinate. cele mai active din punct de vedere chimic sunt

argilele montmorillonitice.

Stabilirea dozajului de var se face prin încercări de laborator şi depinde de rolul pe care-l

îndeplineşte stratul stabilizat cu var.

În cazul ameliorării părţii superioare a terasamentelor care conlucrează cu sistemul rutier la

preluarea încărcărilor, doajele de 2)(OHCa variază între 2 şi 6% din greutatea uscată a

pământului.

În cazul realizării unor straturi inferioare de fundaţie, dozajele de 2)(OHCa variază între 6

şi 10% din greutatea uscată a pământului.

Mijloacele de execuţie la stabilizarea cu var nu diferă de cele folosite la sabilizarea

pământurilor cu ciment. grosimea stratului stabilizat este de 10...15 cm.

Îantierele trebuie înzestrate cu laboratoare care să poată exercita un control permanent al

lucrărilor.

Page 126: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate \n construc]ia drumurilor

1

2

3

4

5

6

7

FAZA

TEHNOLOGICĂ STABILIZAREA CU VAR A PATULUI DRUMULUI (PĂMÂNT ARGILOS)

OPERAŢIA

EXECUTATĂ

SCARIFICAREA

MECANICĂ

MĂRUNŢIRE

PĂMÂNT

DESCĂRCARE

VAR

AMESTECARE

VAR

NIVELARE

PROFILARE

UMECTARE COMPACTARE

UTILAJUL

FOLOSIT

BULDOZER

SCARIFICATOR

GRAPE

TRACTATE

CAMION GRAPE

TRACTATE

AUTOGREDER AUTOCISTERNĂ CILINDRU

COMPACTOR

SHEMA

TEHNOLOGICĂ

DE LUCRU

CICLIC

LONGITUDINAL

CICLIC

LONGITUDINAL

DESCĂRCARE

SACI VAR ÎN

LUNGUL

DRUMULUI

FUNCŢIE DE

DOZAJ

%

CICLIC

LONGITUDINAL

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

CICLIC

LONGITUDINAL

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

Page 127: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.120

3.3 Stabilizarea cu lianţi bituminoşi

Stabilizarea cu bitum se aplică pământurilor necoezive sau cu o coeziune redusă, care pot fi

foarte bine fărâmiţate şi malaxate. Liantul măreşte gradul de impermeabilitate şi coeziune

pământului şi-i reduce sensibilitatea faţă de apă.

Se recomandă folosirea de materiale cu granulozitate continuă, cu un procent mic de părţi

fine şi cu limite de granulozitate foarte înguste (fig. 3.8). Se pot folosi materiale ca: nisipuri,

balasturi, piatră spartă nesortată cu granulă până la 60mm, fără însă a depăşi 2/3 din grosimea

stratului ce se execută.

Fig. 3.8 - Limitele de granulozitate ale pământului la stabilirea cu lianţi bituminoşi

Pământul trebuie să aibă un indice de plasticitate redus, mai mic sau egal

cu 10%.

3.4. Stabilizarea chimică

Problema stabilizării chimice a pământurilor s-a pus încă de multă vreme pentru o serie de

lucrări mai puţin solicitate, aşa cum sunt: şoselele cu trafic uşor şi redus, pistele pentru avioane

grele, căile de acces la diverse obiective etc. Prin operaţia de stabilizare chimică a pământurilor din

patul căii se urmăreşte fie hidrofobizarea, fie creşterea coeziunii.

Stabilizarea prin hidrofobizare a argilei se realizează prin amestecarea ei intimă cu substanţe

tensioactive care se absorb preferenţial pe suprafaţa particulelor de pământ, formând astfel o

peliculă care transformă particulele lamelare de argilă hidrofilă în particule hidrofobizate.

Ca suprafeţe hidrofobizate se utilizează diferite amine şi săruri de amoniu. De asemenea se

pot folosi în acest scop gudroanele care conţin ca substanţe tensioactive acizi asfaltogeni. La

tratarea pământurilor argiloase, rezultate foarte bune dă vinsolul, o substanţă preparată prin

distilarea lemnului de brad.

Pe de altă parte, experimentările făcute în ultimele decenii au dovedit că pământurile de

orice fel pot fi stabilizate cu produse din polimeri. În acest scop, argila se amestecă cu monomerii

Page 128: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.121

care vor da polimerul, iar procesul de policondensare se continuă după punerea în lucrarea a argilei,

formând în masa ei un schelet rezistent şi hidrofob. Încercările au fost făcute cu amestecurile de

anilină-furfurol şi rezorcină-aldehidă formică.

Alegera unuia din procedeele de stabilizare depinde de felul de comportare a argilei, precum

şi de considerente economice, ţinând seama de faptul că în lucrările de volum mare nu pot fi

utilizaţi agenţi de stabilizare scumpi. Trebuie de asemenea menţionat că tratarea chimică nu se

poate aplica fără cercetări prealabile, pentru că fracţiunea argiloasă a pământurilor diferă foarte mult

nu numai de la o zonă la alta, ci chiar în aceeaşi zonă, de la un strat la altul.

În general, în scopul măririi coeziunii pământurilor nisipoase se folosesc răşinile epoxidice

care au avantajul că se întăresc repede, dar costul lor este ridicat. Pentru tratarea nisipurilor prăfoase

sunt recomandate în special răşinile ureoformaldehidice, pe când răşinile melamino-formaldehidice

şi amestecurile furfurol-anilină se pot folosi atât pentru pământuri coezive, cât şi necoezive.

3.6. Straturi de fundaţie nerigide

Comportarea unui sistem rutier depinde într-o mare măsură de portanţa patului căii şi de

fundaţie.

La alcătuirea şi dimensionarea straturilor de fundaţie se ţine seama de următorii factori:

caracteristicile traficului, natura şi starea fizică a pământului din patul şoselei, tipul de sistem rutier

adoptat şi materialele locale de care se dispune.

Deoarece sub încărcările date de trafic, eforturile unitare care iau naştere într-un sistem

rutier descresc cu adâncimea, fundaţiile por fi executate din materiale cu rezistenţe crescătoare de la

pat spre suprafaţa sistemului. Acesta oferă posibilitatea folosirii la scară largă şi la un cost cât mai

redus a unei game întinse de materiale locale cum sunt: balastul, piatra spartă, deşeurile de carieră,

pământul din zona drumului etc. Se caută ca prin modul de execuţie şi tratare a acestor materiale să

se obţină straturi rutiere stabile la acţiunea factorilor climatici şi de trafic şi care să se preteze la o

execuţie mecanizată.

Fundaţii de piatră

Fundaţiile de piatră sunt rezistente şi durabile, nefiind influenţate de variaţiile de umiditate.

Ele au o mare răspândire în tehnica rutieră. Se folosesc acolo unde materialul se poate procura cu

uşurinţă, la lărgirea drumurilor existente, la lucrările cu volum redus etc. Mai prezintă avantajul că

se pot executa şi pe timp de iarnă.

Page 129: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.122

Fundaţii de balast

Balastul trebuie să aibă o granulozitate continuă, precum şi o cantitate suficientă de părţi

fine, cu putere aglomerată. Pentru aceasta balastul trebuie să prezinte o ascensiune capilară cuprinsă

între 12 şi 36 cm. Dimensiunea maximă a pietrelor din balast va fi de la 60mm.

Balastul se aşterne direct pe patul drumului, fără intermediul unui substrat de nisip. Se

nivelează la şablon, se udă şi se cilindrează. Cilindrarea se consideră eficientă dacă se face pe o

grosime de cel mult 12 cm. Dacă este nevoie de o grosime mai mare, execuţia se face în două

straturi. După cilindrare, fundaţiile de balast se lasă sub circulaţie pentru consolidare timp de cel

puţin două luni. Executarea fundaţiilor de balast se recomandă să preceadă aplicarea îmbrăcăminţii

cu o campanie de lucru.

Fundaţie de piatră spartă

Se execută cu piatra spartă de 63/90mm. Dacă piatra provine din roci mai slabe, se poate folosi şi

sortul 80/125mm. Grosimea minimă a stratului, admiţând două rânduri de pietre suprapuse, este

egală cu 15 cm înainte de cilindrare.

Se execută la fel ca şi macadamul ordinar. După ce se aşterne în şablon în grosime cât mai

uniformă, sortul 63/90mm se cilindrează la uscat, la început cu un compresor de 120 kN, observând

ca piatra să nu sfărâme, iar apoi cu un compresor de 120kN, până când piatra se încleştează bine şi

nu mai joacă sub talpă în timpul mersului. După aceea se aşterne treptat piatra de împănare

16/25mm, în cantitate de 20Kg/m2

, care se cilindrează. Înnoroirea se face cu materiale de agregaţie,

în mai multe reprize. Ca material de agregaţie se poate întrebuinţa şi nisip grăunţos.

Fundaţie cu împietruire existentă

În vederea utilizării lor ca fundaţii, împietruirile existente vor fi mai întâi scarificate pe o

adâncime de cel puţin 5 cm, corespunzătoare aproximativ dimensiunii medii a materialului din

împietruire. Este de observat că această scarificare să se facă pe adâncimea strict necesară, fără a se

depăşi jumătate din adâncimea gropilor formate sub circulaţie în împietruire.

Materialul rezultat din scarificare se triază la ciur, iar partea reutilizabilă poate servi la

completarea denivelărilor rămase şi la reîncărcarea şoselei până la obţinerea profilului prescris.

Materialul mărunt se va utiliza la completarea denivelărilor rămase şi la reîncărcarea şoselei până la

obţinerea profilului prescris. Materialul mărunt se va utiliza şi la completarea acostamentelor.

Page 130: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.123

Se aşterne apoi cantitatea necesară de balast sau piatră spartă spre a asigura, împreună cu

materialul existent, grosimea necesară pentru fundaţie. În general grosimea materialului de

completare nu poate fi mai mică decât dimensiunea maximă a pietrei întrebuinţate. Se recomandă ca

materialele pietroase adăugate să nu fie de calitate inferioară faţă de cele existente în împietruire.

După aşternerea materialului, acesta se cilindrează ca şi la fundaţiile din balst sau piatră spartă.

Când grosimea materialului care se completează este de peste 12cm, se va putea intercala un

substrat de balast de 6 cm grosime, cu funcţia de strat filtrant.

Fundaţie din blocaj

Blocajul se excută cu piatră brută de carieră sau cu bolovani de râu, având înălţimea

14...18cm. Blocurile se şează într-un substrat de nisip minimum 8 cm grosime (fig. 3.9).

Fig. 3.9 – Strat de fundaţie de blocaj

1 – piatră brută; 2 – nisip pilonat; 3 – piatră spartă de egalizare

După ce se întinde stratul de nisip, se aşează cu mâna pietrele, una lângă alta cu vârfurile în

sus, cu rosturile stârnse şi bine ţesute şi cu lungimea perpendicular pe axa drumului. Pietrele care

nu se pot aşeza bine vor fi cioplite sumar cu ciocanul la faţa locului, aşa încât să nu se mişte când

calcă pe ele. La margine se aşează pietrele cu dimensiuni mai mari.

Suprafaţa blocajului nu trebuie să prezinte abateri mai mari de 2cm faţă de cota prescrisă.

Alicăria rezultată serveşte la umplerea golurilor dintre pietre. Împănarea pietrei brute ca alicărie

trebuie făcută prin batere cu ciocanul. Nu se admit nici împrăştierea acestui material cu lopata şi

nici completarea cu materiale mărunte. Aceste porţiuni se vor reface.

După împănare, blocajul se cilindrează uşor. Odată cu cilindrarea blocajului se vor cilindra

şi acostamentele. În timpul cilindrării, se răspândeşte nisip cuarţos care se introduce cu periile în

rosturile blocajului. Cantitatea de nisip ca fi limitată, astfel încât capetele tuturor pietrelor să rămână

libere.

Dacă la cilindrare apar tasări mari, blocajul se desface şi apoi se reface numai după

corectarea şi asanarea patului drumului.

Page 131: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.124

Pe blocajul gata cilindrat se aşterne un strat de egalizare din piatră spartă în grosime de cel

puţin 6 cm, care se cilindrează, se împănează şi se înnoroieşte după aceleaşi reguli ca şi în cazul

fundaţiei de macadam.

În continuare se prezintă schema tehnologică de lucru folosită la execuţia unui strat de

fundaţie rutier executat din materiale granulare nelegate în lianţi.

Page 132: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

FAZA

TEHNOLOGICĂ EXECUŢIA STRATURILOR DIN AGREGATE PENTRU FUNDAŢII RUTIERE

OPERAŢIA

EXECUTATĂ

NIVELAREA

PAT CALE

COMPACTARE DESCĂRCARE

CORDOANE

NIVELARE

PROFILARE

UMECTARE COMPACTARE DESCĂRCARE

CORDOANE

AGREGAT

NIVELARE

PROFILARE

UMECTARE COMPACTA

RE

UTILAJUL

FOLOSIT

BULDOZER CILINDRU

COMPACTOR

SUBSTRAT

AUTOBASC.

AUTOGREDER AUTOCISTERNĂ CILINDRU

COMPACTOR

AUTOBASCUL. AUTOGREDER AUTOCISTERNĂ CILINDRU

COMPACTOR

SHEMA

TEHNOLOGICĂ

DE LUCRU

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

CORDOANE

LONGITUDINALE

CICLIC

LONGITUDINAL

CICLIC

LONGITUDINAL

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

CORDOANE

LONGITUDINALE

CICLIC

LONGITUDINAL

Page 133: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.126

CAPITOLUL IV

PRINCIPII TEHNOLOGICE DE EXECŢIE A STRATURILOR ASFALTICE

ÎN METODA LA CALD ŞI RECE

Principalele etape de lucru:

prepararea mixturilor asfaltice în staţii fixe;

transportul mixturilor asfaltice;

punerea în operă.

Prepararea mixturilor asfaltice în staţii fixe în metoda la cald ]3[

Procesul tehnologic al preparării unei mixturi asfaltice este următorul: agregatele, afară de

filer, se încălzesc în uscător la o temperatură de 150..160oC, apoi se cântăresc pe sorturi şi se

introduc în malaxor unde se amestecă. Aici se adaugă filerul rece şi bitumul încălzit la temperatura

de 170...180oC şi se continuă amestecarea. Durata de malaxare este de 1,5...2,0 min. Când filerul se

adaugă rece, se recomandă amestecarea filerului cu criblura şi nisipul cel puţin 15s. Temperatura

mixturii la ieşirea din malaxor trebuie să fie de 140...150o

Pentru prepararea unor mixturi asfaltice de bună calitate trebuie să se supravegheze:

încălzirea uniformă a materialului, cântărirea elementelor componente şi amestecarea completă a

agregatelor cu liant. Bitumul nu trebuie să fie supraîncălzit deoarece îşi pierde însuşirea de liant.

Când încălzirea nu este suficientă, aşternerea şi cilindrarea nu se pot face în bune condiţii.

Principala greşeală care poate apărea la malaxor constă în cântărirea inexactă a componenţilor. De

aceea, pentru prevenirea abaterilor care influenţează negativ calitatea produsului, trebuie controlate

continuu temperatura agregatelor minerale, a bitumului şi a amestecului, precum şi modul de

funcţionare a aparatelor de cântărit.

C.

Încălzirea bitumului

Producţia de bitum în rafinării este continuă, pe când perioada de utilizare a bitumului la

drumuri este limitată între 15 mai şi 15 septembrie din cauza condiţiilor sezoniere nefavorabile. De

aici decurge necesitatea unui stocaj anual care trebuie să fie de 1/2 până la 2/3 din consumul total.

Page 134: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.127

Fig.4.1 – Instalaţia pentru producerea mixturilor asfaltice tip L.P.X.

Bitumurile se transportă în butoaie de tablă, de placaj sau în vagoane cisternă, prevăzute cu

o serpentină care se poate încălzi cu vapori de apă produşi de o instalaţie aflată în staţia de

descărcare. În felul acesta, substanţa bituminoasă încălzită devine fluidă şi se poate descărca mai

uşor. Bitumurile dure se pot transporta şi sub formă de blocuri. În staţiile pentru prepararea

mixturilor asfaltice se amenajează depozite de bitum sub formă de gropi, numite bataluri, prevăzute

cu instalaţie de încălzire, din care bitumul este scos prin pompare (fig.4.2).

Page 135: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.128

Fig.4.2 - Depozit de bitum

1 – vehicul-cisternă; 2 – batal; 3 – pompă; 4 – instalaţie de încălzire

Majoritatea lianţilor bituminoşi nu pot fi pompaţi sau descărcaţi la temperatura ambiantă, ci

necesită o încălzire a sistemului de conducte, pompe, vane etc. Pentru transvazarea bitumului este

necesară o încălzire localizată care atinge 40 la 60o

În general, ca la orice lichid vâscos, mişcarea liantului este asigurată cu ajutorul unor pompe

rotative, a căror înălţime de aspiraţie nu depăşeşte 6,00 m. De aceea la amplasarea batalului de

bitum în zona staţiilor de cale ferată este foarte avantajos să se profite de configuraţia terenului

astfel încât descărcarea din vagoane în depozit în malaxoare sau în autogudronatoare să se facă prin

cădere.

C. Încălzirea conductelor este cu atât mai ridicată

cu cât panta lor este mai mică.

Pentru punerea în operă, bitumul se încălzeşte la o temperatură de 160...180oC, cu

aproximativ 10o

C peste temperatura de aşternere. Temperatura de fabricaţie a asfaltului nu trebuie

să ducă la modificarea proprietăţilor liantului. Temperatura liantului necesară unei bune anrobări a

agregatelor variază însă cu penetraţia bitumului. Cu cât bitumul folosit este mai dur cu atât

temperatura lui de lichefiere este mai ridicată.

Uscarea agregatelor minerale

Pentru a se obţine o bună anrobare, este necesar ca agregatele să aibă o temperatură suficient de

ridicată astfel ca liantul să nu se închege brusc când vine în contact cu agregatul, ci să rămână lichid

Page 136: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.129

şi să se repartizeze pe suprafaţa acestuia. Pe de altă parte, pentru a evita formarea spumei şi a

împroşcării bitumului în afară, este necesar ca agregatele introduse în malaxor să fie deshidratate.

Încălzirea agregatelor se face într-un tambur rotativ care funcţionează pe principiul în contracurent

sau în echicurent. Încălzirea este dată nu atât de convecţia gazelor calde, cât mai ales de radiaţia

flăcării. Pentru acest motiv în mişcarea sa de rotaţie, uscătorul cu palete vântură agregatul, făcându-

l să cadă în flacăra şi gazele calde ale unui arzător cu păcură.

Ventilatoarele prevăzute la tamburul uscător activează tirajul. Ele au rolul de a uşura uscarea şi de

efectua desprăfuirea agregatelor.

Temperatura agregatelor depinde de cea a liantului, trebuind să fie cu 10...15oC sub cea a

bitumului. În medie, la ieşirea din uscător materialul trebuie să aibă o temperatură în jur de 135o

Operaţia de uscare a agregatelor are o foarte mare influenţă asupra randamentului instalaţiei

de asfalt şi asupra consumului de combustibil. aceşti indicatori sunt determinaţi în principal de:

umiditatea agregatelor, temperatura impusă de anrobare şi concepţia care stă la baza funcţionării

tamburului uscător. Intervin, de asemenea, temperatura atmosferică şi cea a agregatelor reci.

C şi

un conţinut de apă sub 0,5%.

Cantitatea de păcură consumată depinde într-o mare măsură de umiditatea agregatelor. Uscarea

agregatelor foarte umede costă scump. Astfel, dacă umiditatea agregatelor minerale creşte de la 3 la

8%, consumul de carburant pe tona de mixtură asfaltică sporeşte de la 6 la 11Kg (fig. 4.3), iar

producţia scade cu 50%.

Fig. 4.3

1 – elevator rece

2 – uscător agregate

2a – ciclon desprăfuitor

2b – injector flacără uscător

3 – elevator cald

4 – sistem ciururi

Malaxarea constituienţilor ]3[

Page 137: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.130

Malaxoarele cele mai răspândite sunt cele cu ax orizontal prevăzute cu palete (fig. 4.4). S-au studiat

formele cele mai adecvate ale cuvei malaxorului, forma şi înclinarea paletelor, astfel ca să se

efectueze o cât mai bună amestecare a agregatelor cu bitum.

Fig.4.4. – Malaxor pentru mixtură asfaltică

Paletele trebuie să poată fi înlocuite uşor, pe măsura uzării lor. Malaxoarele cu ax vertical

sunt folosite mai ales pentru amestecarea agregatelor cu dimensiuni mai mari, până la 40mm.

Se începe cu amestecarea la uscat pentru a omogeniza agregatele şi în special pentru a dispersa şi

încălzi filerul adiţionat în stare rece. Apoi se adaugă bitumul fie prin simpla deversare a

rezervorului dozator sub forma unei lamele subţiri la suprafaţa agregatelor din malaxor, fie printr-o

rampă de difuzare sub presiune.

Prin pulverizare sub presiune se obţine în general o distribuire uniformă a bitumului în masa

agregatelor şi o mixtură omogenă. Cel mai perfecţionat procedeu este sistemul “impact” care

pulverizează bitumul la o presiune ridicată )/20( 2cmdaN sub formă de ceaţă; acest procedeu

asigură o anrobare completă a granulelor fine, ameliorând lucrabilitatea şi permiţând realizarea unor

economii de liant.

Temperatura mixturii la ieşirea din malaxor trebuie să fie de 140...150oC. Când se prepară

cu gudron, mixtura poate fi livrată la 110...120o

Un malaxor bine conceput trebuie să asigure o anrobare perfectă cu un randament maxim.

Randamentul este dat de raportul dintre capacitatea malaxorului şi timpul de malaxare. În acest

stadiu al fabricaţiei, sigurul factor asupra căruia se poate acţiona este durata de malaxare. Durata de

malaxare maximă este de 3 min şi cea minimă de 40s. Malaxarea insuficientă se manifestă prin

eterogenitatea distribuţiei liantului în amestec; excesul de malaxare duce la scăderea inutilă a

randamentului şi în anumite cazuri poate chiar să dăuneze calităţii anrobatelor. Durata de malaxare

trebuie să fie reglată fie manual, fie automat.

C.

Page 138: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.131

Necesitatea încălzirii agregatelor a condus la folosirea unor instalaţii de asfalt tot mai

perfecţionate care, pentru a lucra în condiţii economice trebuie să prelucreze cantităţi mari de

agregate. De obicei să caută să se folosească staţii de anrobare capabile de a prepara 500...1200 t/zi.

Aceste staţii sunt mobile, însă mutarea lor dintr-un loc în altul costă mult şi nu se justifică economic

decât pentru şantiere de cel puţin 15.000 t. Totodată, costul este strâns legat de randamentul zilnic,

astfel încât trebuie să se ia toate măsurile pentru a evita stagnarea producţiei organizând

aprovizionarea şi transporturile.

Malaxarea se poate face în instalaţii cu funcţionare în flux discontinuu sau continuu.

Instalaţiile cu funcţionare discontinuă, cu introducerea agregatelor în malaxor pe şarje,

convin pe şantierele pe care se schimbă frecvent reţetele de lucru fie de la o zi la alta, fie chiar în

aceeaşi zi. Reglarea se face aproape imediat. La puteri egale, aceste instalaţii sunt în general mai

costisitoare ca investiţie şi exploatare. Ele se pretează în cazul posturilor fixe şi pot fi montate pe

verticală, reducând astfel suprafaţa de teren ocupată. Se recomandă ca durata de malaxare să nu

coboare sub 60s.

Instalaţiile cu fabricare discontinuă nu funcţionează bine decât dacă merg continuu. Pe un

şantier cu opriri fracvente, cu agregate mai puţin corespunzătoare, cu temperaturi care variază,

dozarea componentelor şi în consecinţă calitatea mixturii se resimte foarte mult. Din contră, pe un

şantier în care toţi parametrii sunt constanţi şi rezultatele sunt bune.

În schimb instalaţiile cu fabricare continuă sunt simple, robuste, foarte mobile şi, la putere egală,

adesea mai economice. Având o legătură automată între liant şi agregate, ele convin foarte bine pe

şantierele mari, pentru care nu este nevoie decât de una sau două reţete de mixturi (fig. 4.5).

Fig.4.5 – Schema funcţionării unei instalaţii în flux continuu:

1 – predozatoare; 2 – alimentator; 3- elevator rece; 4 – tambur uscător;

5 – elevator cald; 6- controlul granulozităţii; 7 – alimentator; 8 – rezervor de liant; 9 – pompă de

liant; 10 – malaxor.

Page 139: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.132

Alimentarea regulată şi continuă a instalaţiei precum şi proporţia constantă între diferite

sorturi se asigură prin operaţia de predozare, care este necesară atât la funcţionarea în regim

continuu, cât şi în regim discontinuu. Predozatoarele debitează, în paralel sau în serie, un cordon de

materiale neamestecate, însă convenabil proporţionate. Extragerea materialului din buncărele

predozatorului se face continuu cu ajutorul unor benzi transportoare. Debitul de material este

influenţat de viteza benzii şi de deschiderea clapetei prevăzute la baza predozatoarelor. Când sunt

umede, agregatele fine au tendinţa de a produce înfundarea scurgerii, de aceea predozatoarele sunt

echipate cu vibratoare pentru a uşura evacuarea materialului.

Predozarea agregatelor se face volumetric (fig. 4.6). Reglarea clapei predozatorului se face

prin cântărirea agregatelor după un timp de funcţionare în regim de lucru normal dat, având graficul

dintre debitul de material şi deschiderea clapetei care corespunde debitului căutat. Pentru a se

preciza amplitudinea vibraţiilor sau viteza benzii, se procedează în mod similar.

Fig. 4.6 – Dozare volumetrică a a gregatelor

a – ansamblu; b- detalii; 1 – buncăr; 2 – agregate; 3 – clapetă reglabilă; 3 – arbore motor.

Alegera tipului de instalaţie este o operaţie delicată, care trebuie să fie condusă comparându-

se costul, performanţele, condiţiile de exploatare, uşurinţa de întreţinere, calificarea personalului

etc.

Zăcămintele de nisipuri bituminoase din ţara noastră care conţin nisipuri monogranulare fine

impregnate cu bitum moale sunt valorificate în prezent prin folosirea lor directă la executarea

îmbrăcăminţilor asfaltice la cald.

Consistenţa bitumului natural trebuie să fie modificată în limite convenabile prin oxidare şi

prin adaos de bitum dur de petrol, astfel încât după fluxare să se obţină un bitum cu penetraţie

Page 140: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.133

mijlocie. Adaosul de bitum dur de petrol, cu pentraţia de 5...15mm/10, este de 25...30% din

cantitatea necesară de liant.

Prepararea mixturilor cu nisip bituminos se face într-o singură fază, în instalaţii mecanice cu

flux continuu şi încălzire în echicurent. Materialele fiind introduse în uscător prin aceeaşi parte cu

flacăra injectorului, se înlătură pericolul de autoaprindere deoarece pe măsură ce se încălzeşte,

materialul bituminos se îndepărtează de contactul cu flacăra rămânând deci ca temperatura

amestecului să se realizeze în principal sub acţiunea gazelor fierbinţi. Totodată, nisipul bituminos

suferă un proces de oxidare-polimerizare prin evaporarea uleiurilor uşoare şi transformarea

structurii sale coloidale care conduce în cele din urmă la creşterea consitenţei btumului natural.

Se poate recurge şi la oxidarea catalitică, folosind drept catalizator clorura ferică, în

proporţie de 0,5...1,0% din greutatea mixturii. Catalizatorul se introduce în timpul malaxării.

Transportul mixturii pentru punerea în operă

Pentru a asigura un randament maxim şi a evita pierderile mari de căldură, la ieşirea din malaxor

este indispensabil ca anrobatele fiebinţi să fie stocate într-un buncăr, din care, prin gravitaţie, sunt

încărcate autocamioanele-basculante. Trebuie evitate tranşeele de acces în care se colectează apa şi

care imobilizează instalaţia după ploaie.

Transportul mixturilor bituminoase de la instalaţia de preparare la punctul de lucru se face

cu autocamioane basculante. Este necesar ca distanţa de transport a mixturii fierbinţi să fie redusă la

minimum. Distanţa de transport maximă se stabileşte astfel ca scăderea de temperatură pe traseu să

nu fie mai mare de 20o

Temperatura anrobatelor coboară foarte lent, astfel că masa asfaltului rămâne caldă chiar

după 2...3 ore de transport. În plus, la aşternere, mixtura se amestecă din nou şi temperatura se

uniformizează. În acest fel, distanţa de transport poate să fie de câţiva zeci de kilometri.

C.

Dacă transportul se face la distanţe mari şi pe timp rece sau când se aşteaptă averse de

plaoie, este necesar să fie luate măsuri împotriva pierderilor de căldură, în aşa fel ca la punctul de

lucru temperatura să nu scadă sub 130o

Aşternerea îmbrăcăminţilor bituminoase la cald

C. De obicei, se acoperă bena camionului cu o prelată. Sub

această temperatură, mixtura nu se mai poate aşterne pe şosea şi cilindra în bune condiţii.

În general îmbrăcăminţile bituminoase cilindrate la cald se execută din două straturi:

stratul de uzură la partea superioară;

stratul de legătură sau binder la partea inferioară. Când imbrăcămintea se execută dintr-un singur

strat,aceasta trebuie să aibe caracteristicile mixturii stratului de uzură.

Îmbrăcăminţile asfaltice permanente se aşează pe un strat de bază bine consolidat din macadam,

materiale stabilizate, beton de ciment sau îmbrăcăminţi asfaltice vechi etc.

Page 141: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.134

Stratul de binder este obligatoriu de executat, când îmbrăcămintea se aşează pe îmbrăcăminţi vechi,

pe pavele de piatră sau pe un strat stabilizat cu ciment. În cazul aplicării pe pavaje de piatră cu

denivelări, se prevede o egalizare cu mixtură asfaltică. Înainte de aplicarea mixturii pe şosea,

stratul de bază trebuie curăţat şi amorsat cu bitum tăiat sau cu emulsie de bitum. Aplicarea se face

numai după ce suprafaţa este perfect uscată.

Mixtura adusă la punctul de lucru se răspândeşte în grosime uniformă cu finisoare mecanice (fig.

4.7 şi 4.8) sau manual. Fiecare strat se cilindrează separat înainte de a se răci mixtura asfaltică, când

bitumul serveşte ca lubrifiant. Pentru compactare se folosesc compresoare cu feţe netede sau cu

pneuri, la început mai uşoare (60...80kN), apoi mai grele (100...120kN). Dintre cele netede, pentru

cilindrarea asfaltului sunt indicate compresoarele tandem.

Fig. 4.7 – Repartizator-finisor pentru mixturi bituminoase:

1 – buncăr; 2 – şnec; 3 – grindă vibratoare; 4 – placă nivelatoare;

Page 142: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.135

Fig. 4.8 – Repartizator - finisor

Trebuie reţinut faptul că betoanele asfaltice la cald nu se pot executa în condiţii bune decât

numai pe vreme caldă şi uscată. Cilindrarea se face de la margine spre axă, cu viteza redusă şi fără

şocuri, schimbarea sensului de mers efectuându-se prograsiv pentru a se evita vălurirea suprafeţei.

În lungul bordurilor, în jurul gurilor de scurgere, al capacelor de vizitare şi în locurile greu

accesibile compactarea se face prin batere cu maiuri metalice fiebinţi, mecanice sau de mână.

Grinda vibratoare a finisorului nu asigură decât o îndesare uşoară a materialului, de aceea şi în acest

caz urmează o cilindrarea puternică cu cilindri copresori. Se pot folosi, în diferite combinaţii,

succesiuni de utilaje. De exemplu, imediat în urma finisorului, după ce mixtura s-a răcit puţin se

trece cu un cilindru compresor de 120...140kN, cu trei rulouri netede, care asigură o aşezare forţată

a materialului plastic. Apoi se execută compactarea de bază folosind compactorul cu pneuride

150...2000kN iar pentru eliminarea urmelor lăsate de trecerea pneurilor, operaţia de compactare a

materialului aşternut se încheie prin câteva treceri cu un compresor tandem de 60...80kN.

Nu este permisă staţionarea unui cilindru compresor pe o mixtură care nu s-a răcit. Tamburele sau

pneurile compresorului se udă pentru ca să nu se prindă mixtura fiebinte de ele, dar udarea trebuie

redusă la minimum pentru ca să nu se răcească brusc faţa superioară a stratului de asfalt.

În procesul de compactare a mixturilor bituminoase, pe lângă numărul de treceri succesive, decalate

sistematic, un rol important îl au temperatura mixturii, viteza de deplasare a compresorului şi

presiunea de compactare.

În general, mixturile bituminoase pot fi compactate la cald numai în limite de temperatură

destul de restrânse, care depind de sezonul de lucru, de grosimea stratului şi de penetraţia bitumului.

Page 143: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.136

Trebuie observat că atunci când mixtura asfaltică se aşterne într-un strat subţire, temperatura

materialului scade foarte rapid, iar sub temperatura de 110 o

Prin utilizarea compactoarelor cu pneuri multiple se obţine un grad ridicat şi uniform de

compactare, însă pentru evitarea formării de făgaşe, trebuie reglată presiunea din pneuri pe măsura

creşterii gradului de compactare. Viteza de mers a compactorului poate să ajungă la sfârşitul

compactării până la 29 Km/oră.

C compactarea asfaltului nu se poate

face în condiţii bune. În exemplu dat în figura 49.a se remarcă faptul că la ½ oră de la aşternere,

compactarea este puţin eficace.

Când compactarea se face direct cu compactoare cu pneuri sau dacă temperatura mixturii este prea

ridicată se produce lipirea mixturii de pneuri. S-a constatat însă că acest inconvenient dispare atunci

când temperatura pneurilor se apropie de o temperatură de echilibru situată în jur de 70 o

Pentru a nu se produce refularea mixturii între pneuri este necesar să fie reglată presiunea din pneuri

în funcţie de temperatură, tipul de lanţ şi felul agregatelor (fig.4.10).

C, care

depinde la rândul său de temperatura anrobatelor, de curenţii de aer şi de temperatura ambiantă

(fig.4.9).

Fig. 4.9 - a - influenţa temperaturii la compactarea mixturilor bituminoase:

h - grosimea strtului; 2oC...22o

C - temperatura ambiantă

Page 144: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.137

Fig.4.10 - Necesitatea reglării presiunii din pneuri la compactor

Compactarea în straturi groase poate duce la aparitia de neregularităţi în profilul în lung, de

aceea grosimea stratului de uzură din mixturi bituminoase trebuie să nu depăşească 2 sau 3 ori

dimensiunea maximă a agregatului. Pentru straturi de bază însă, grosimea stratului ce se

compactează poate fi sensibil sporită întrucât, în acest caz, în special la mijlocul stratului

temperatura scade mult mai puţin decât în cazul stratului subţire de uzură, permiţând astfel o

compactare eficace (fig. 4.12).

În figura 4.11 se prezintă şi tehnologia de aşternere a mixturilor asfaltice în metoda la rece.

Page 145: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.138

Fig. 4.11 - Tehnologia de execuţia a macadamului penetrat cu emulsie bituminoasă

Page 146: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.139

Fig. 4.12 - Scăderea temperaturii asfaltului după aşternere în funcţie de grosimea stratului

Au fost obţinute rezultate bune şi cu rulouri tandem vibratoare. Caracteristicile acestui

compresor sunt amplitudinea vibraţiei şi frecvenţa rotaţiei masei excentrice. În figura 4.13 se arată

schema de lucru a ruloului vibrator, însoţită de diagrama parametrilor de compactare.

Fig. 4.13 - Rulou vibrator pentru mixturi bituminoase:

Page 147: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

pag.140

a - efectul ruloului vibrator de 10t; b - efectul ruloului static este de 10t

Grosimea îmbrăcăminţii se stabileşte în funcţie de intensitatea şi felul traficului, precum şi

de tipul mixturii folosite. De regulă, grosimea stratului de uzură variază între 2,5 şi 4 cm, iar a

stratului de binder între 3 şi 4,5 cm. Îmbrăcăminţile formate numai dintr-un singur strat vor avea o

grosime de cel puţin 4 cm. Straturile cu grosimi mai mari se execută în grosime de 4...7cm şi nu au

strat de legătură.

Profilul transversal se execută în formă de acoperiş cu două pante egale, racordate în treimea

mijlocie. Panta transversală variază între 2 şi 2,5%.

Când se lucrează pe jumătate din lăţimea căii, trebuie asigurată sudura la rostul de lucru.

Pentru acesta se taie marginea stratului executat şi se amorsează cu bitum tăiat. Rosturile de lucru la

cele două straturi suprapuse se decalează faţă de axa drumului, pentru a se evita ca sudura între cele

două părţi să fie făcută în aceeaşi secţiune (fig. 4.14.a).

Fig. 4.14 - Aşternerea asfaltului pe jumătate din lăţimea căii:

a - decalarea rostului de lucru; b - sudarea rostului de lucru; 1 - strat de uzură din beton asflatic;

1' - strat de uzură de asfalt turnat; 2 - binder;

Îmbrăcămintea de asfalt cilindrat trebuie etanşată cu nisip bitumat, în cantitate de

2...3Kg/m2

Îmbrăcăminţile de asfalt cilindrat sunt încadrate conform STAS, iar acostamentele sunt

prevăzute cu benzi de consolidare.

. Se preferă nisipul de concasaj. Sectoarele executate în zone umede sau pe vreme rece,

în locul nisipului bitumat se vor aplica tratamente superficiale. De asemenea, astfel de tratamente se

aplică şi pe porţiunile ce rămân poroase.

Suprafaţa îmbrăcăminţii trebuie să rămână cât mai netedă. Denivelările în lungul drumului,

sub un dreptar de 3m, aşezat paralel cu axa, nu trebuie să depăşească 5...7mm.

Se prezintă în continuare schema tehnologică de lucru:

Page 148: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

SCHEMA TEHNOLOGICĂ

STRUCTURA

RUTIERĂ

1

2

3

RAMPA

PULVERIZ

ARE

BITUM

4

5

6

7

7

8

9

BEN

A

REC

EPT

IE

FAZA

TEHNOLOGICĂ

PREGĂTIREA SUPRAFEŢEI AŞTERNEREA STRATURILOR ASFALTICE

OPERAŢIA

EXECUTATĂ

NIVELARE

PROFILARE

COMPACT

ARE

FINISARE

AMORSAR

E

AŞTERNE

RE

MIXTURĂ

ASFALTIC

Ă

COMPACTA

RE

CURĂŢAR

E

SUPRAFAŢ

Ă

AMORSA

RE

AŞTERN

ERE

BINDER

COMPACT

ARE

UZURĂ

UTILAJUL FOLOSIT

AUTOGREDE

R

CILINDRU

COMPACT

OR

STROPITO

R BITUM

FINISOR

ASFALT

CILINDRU

COMPACTO

R

PERII

MECANICE

STROPIT

OR

BITUM

FINISOR

ASFALT

CILINDRU

COMPACT

OR

Page 149: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

SCHEMA

TEHNOLOGICĂ DE

LUCRU

ZIG-ZAG

LONGITUDIN

AL

FÂŞII

LONGIT.

LONGIT.

(a)

FÂŞII

LONGIT.

CICLIC

(a)

CURĂŢARE

AMORSARE

AŞTERNER

E

COMPACTA

RE

DRESSING

Page 150: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.161

4.4. Prepararea, transportul şi aşternerea mixturilor în metoda la rece ]3[

Schema unei instalaţii fixe este indicată în figura 4.15.

Din buncărele de agregate, cu ajutorul elevatorului rece, materialele trec la dozare şi de aici

în malaxor. Concomitent se pulverizează emulsia. Anrobatele sunt transportate cu ajutorul

camioanelor basculante la punctul de lucru.

Fig. 4.15 - Instalaţie fixă pentru producerea anrobatelor bituminoase la rece cu emulsii

Aşternerea se realizează în aceleaşi condiţii ca la celelalte tipuri de mixturi asfaltice. Se

curăţă suprafaţa, se amorsează şi se aştern anrobatele cu lama autograderului sau cu repartizatoare-

finisoare.

Compactarea se efectuează după ce s-a produs ruperea emulsiei (culoarea acesteia se schimbă din

cafeniu în negru). Se recomandă folosirea compactoarelor de 60 - 80 kN, se compactează dinspre

margine spre axă, apoi se continuă compactarea cu compactoare cu pneuri.

În cazul îmbrăcăminţilor executate în două straturi se recomandă în stratul inferior:

agregate 8...25 mm, 75%;

agregate 3...8 mm, 15%;

nisip 0...3mm, 10%;

bitum rezidual, 5%.

Page 151: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.162

Procesul tehnologic.

Fabricarea anrobatelor cu emulsii la rece necesită instalaţii mult simplificate faţă de cele utilizate la

prepararea anorbatelor la cald.

Prepararea în instalaţii mobile se face conform schemei instalaţiei mobile Motopaver indicată în

fig. 4.16.

Fig. 4.16 - Instalaţie mobilă pentru producerea anrobatelor bituminoase la rece cu emulsii

Agregatele sunt ridicate cu ajutorul elevatorului cu cupe şi dozate corespunzător în debit

constant la malaxorul cu palete. Emulsia stocată în rezervoarele de depozitare a instalaţiei este de

asemenea dozată. Amestecarea are loc în malaxor iar anrobatele fabricate sunt repartizate direct pe

drum; grosimea stratului se poate regla cu ajutorul lamei nivelatoare.

Anrobarea în staţii fixe se face utilizând betonierele obişnuite, în staţiile când se cere o

producţie mai mică sau când se anrobează agregate cu granule mari

25...40 mm.

45. Tehnologia covoarelor asfaltice ultrasubţiri ]3[

Prepararea şlamului bituminos să face în instalaţii speciale montate pe un camion (fig. 4.17).

Instalaţia este formată din rezervor pentru apă, rezervor de emulsie, buncăre pentru nisip,

distribuitor de apă, distribuitor de emulsie.

Page 152: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.163

Fig. 4.17 - Instalaţie pentru producerea şi aşternerea şlamului bituminos

Amestecul se realizează în malaxorul cu şnec elicoidal. Se obţine astfel un mortar asfaltic în

stare fluidă, care este distribuit imediat direct pe suprafaţa de tratat, dozajul mediu fiind de circa 10

- 11kg mortar pe 21m . Instalaţia prezentată în figura 4.17 permite aşternerea a hm /2000 2 .

Page 153: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.164

CAPITOLUL V

SCHEME TEHNOLOGICE PENTRU RECICLAREA ŞI REGENERAREA

STRATURILOR ASFALTICE UZATE

În ultima perioadă s-a dezvoltat tehnologia reciclării şi regenerării îmbrăcăminţilor asfaltice

degradate în exploatare din necesitatea reutilizării zestrei drumului existent pentru eficientizarea

lucrărilor şi datorită scăderii depozitelor de agregate naturale de calitate.

Reutilizarea materialului existent presupune aplicare câtorva operaţii tehnologice:

frezarea şi mărunţirea materialului din îmbrăcămintea asfaltică;

adaosul de materiale pentru ameliorarea din îmbrăcămintea asfaltică;

malaxarea şi reaşternerea stratului asfaltic.

Dozarea constituienţilor se face prin încercări de laborator. În figura 5.1 se prezintă schema

tehnologică de lucru pentru reprofilarea straturilor asfaltice, care prezintă denivelări la suprafaţa

carosabilă. Această tehnologie se aplică în cazul în care structura materială a mixturii asflatice este

corespunzătoare, însă au apărut deformaţii permanente datorită unor suprasarcini date de vehicule

grele în perioadele călduroase ale anului. Remodelarea suprafeţei carosabile se face în două variante

tehnologice şi anume, remodelare fără trecerea materialului prin malaxor, ceea ce înseamnă

termoreprofilare, sau cu trecerea materialului prin malaxor cu adaos de materiale de aport, ceea ce

înseamnă reciclare.

Variantele prezentate şi în figura 5.1 corespunde tehnologiei de lucru în metoda pe loc utilizând

combine rutiere de mare performanţă.

Page 154: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.165

Fig.5.1 - Reprofilarea prin remodelare

a - secţiunea transversală înainte şi după reciclare;

b- fluxul de material şi elementele componente ale maşinii în procesul de remodelare

Page 155: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.166

Funcţie de starea tehnică a părţii carosabile cu îmbrăcăminte asfaltică, se pot aplica mai

multe tehnologii de lucru şi anume:

termoregenerarea asfaltului prin adaosul de materiale de aport în vederea modificării reţetei;

termoreprofilarea în cazul îmbrăcăminţilor asfaltice cu denivelări;

reciclarea asfaltului în metoda pe loc sau în staţii fixe.

Termoregenerarea asfaltului

În cazul în care se doreşte modificarea caracteristicilor stratului de rulare prin corecţia

suprafeţei cu material de regenerare, se încălzeşte mai întâi îmbrăcămintea rutieră existentă peste

care se aplică un strat de uzură de circa 2cm. Ambele materiale bituminoase trebuie să fie

compactate simultan imediat în spatele maşinii. În varianta sa americană, procedeul se foloseşte mai

des la autostrăzile cu îmbrăcăminţi din asfalt, fisurate prin îmbătrânirea bitumului.

Termoreprofilarea

Permite refacerea benzilor lente destinate treficului greu care se văluresc repede, fără a

retuşa ansamblul şoselei, ceea ce reprezintă un important avantaj economic.

Sub aspect energetic, această soluţie de reabilitare este de circa două ori mai puţin costisitoare decât

aplicarea unui covor asfaltic de 4cm grosime.

Cantitatea de mixtură care se elimină este de cel mult 2/30 cmkg ; dacă trebuie decapată o

cantitate mai mare, se procedează la o frezare prealabilă. Pentru a se obţine o bună legătură cu

mixtură de aport, este necesar să se dispună de o cantitate suficientă de material scarificat şi destul

de cald. Adaosul de mixtură nouă este de cel puţin 2/40 mkg .

În figura 5.2 se prezintă schema constructivă pentru o combină rutieră care realizează operaţia de

termoregenerare a îmbrăcăminţii asflatice uzate în metoda pe loc.

Page 156: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.167

Fig.5.2 - Schema unei combine rutiere de termoregenerare

1 - echipament recepţie material regenerare; 2 - panouri încălzitoare; 3 - vaporizator; 4 - rezervor

carburant;

5 - rezervor gaz; 6 - echipament scarificare; 7 - şnec repartizator-reprofilare asfalt vechi; 8 - lamă

nivelatoare; 9 - şnec repartizator asfalt nou; 10 - placă vibrantă precompactoare.

Nevoia de a compensa defectele atât în sens transversal cât şi longitudinal antrenează variaţii în

jurul grosimii medii de consolidare. În plus, trebuie respectate cotele obligatorii impuse la

intersecţii şi de asigurarea înălţimii libere sub poduri.

Dacă se realizează un nou strat de bază, este necesar să se scarifice îmbrăcămintea veche, iar

materialul rezultat să se folosească la reprofilare. Când îmbrăcămintea veche se păstrează înainte de

reprofilare se face amorsarea suprafeţei.

Reprofilarea după un profil tangent poate conduce la creşterea consumului de materiale. În schimb,

adoptarea unui profil secant poate conduce la grosimi inferioare limitei critice (fig. 5.3).

Page 157: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.168

Fig. 5.3 - Reprofilarea şi refacerea bombamentului

Reciclarea asfaltului în metoda pe loc

În cazul în care este nevoie de refacerea structurală a îmbrăcăminţii asfaltice datorită

pierderii integrale a caracteristicilor iniţiale, se aplică tehnologia reciclării. Aceasta presupune

refacerea structurii asfaltului la care materialul frezat din vechea îmbrăcăminte se utilizează parţial

funcţie de calităţile reziduale.

Combina rutieră pentru reciclarea asfaltului se prezintă în figura 5.4, unde materialul frezat

din îmbrăcăminteauzată se malaxează pe loc cu mixtura asfaltică de aport. Mixtura asfaltică

reciclată în acest mod este pusă în lucrare cu un şnec de repartiţie şi o grindă vibratoare. Maşina

poate fi eventual înzestrată cu o pompă dozatoare de bitum permiţând introducerea în malaxor a

Page 158: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.169

unei cantităţi de bitum strict necesară, pentru a compensa caracteristicile bitumului durificat

recuperat din şosea.

Fig. 5.4 - Combina de reciclat pe loc

1 - echipament recepţie material aport; 2 - panouri încălzitoare; 3 - vaporizator; 4 - rezervor

carburant; 5 - rezervor gaz; 6 - buncăr stocaj; 7 - echipament scarificare; 8 - şnec repartitor-

amestecător asfalt vechi cu asfalt nou; 9 - lamă nivelatoare; 10 - malaxor pe loc a materialului vechi

cu asfalt nou; 11 - şnec repartitor material regenerat; 12 - placă vibrantă precompactoare

În acest mod în loc de două straturi succesive, cum se realizează prin termoprofilare, se

obţine un singur strat de rulare de grosime ceva mai mare.

Posibilităţile reale de a corecta compoziţia asfaltului prin reciclare sunt limitate deoarece

orice modificare a agregatelor va influenţa dozajul necesar de liant şi vice-versa. De exemplu dacă

într-un asfalt dat numai bitumul este îmbătrânit, fără să fie dată o corecţie granulară, nu va fi posibil

să se adauge bitum nou în cantitate suficientă fără a se ajunge la un exces de liant şi a se provoca

prin urmare fenomen de exsudaţie.

De aceea execuţia reciclării asfaltului trebuie asistată tehnic în permanenţă de personal de

specialitate şi cu încercări de laborator specifice.

Reciclarea în staţii fixe de preparare a mixturilor asfaltice

În cazul în care nu se dispune de combine rutiere de mare productivitate, se poate aplica reciclarea

în staţii fixe (fig.5.5), care presupune un timp de execuţie mai îndelungat. Costurile cresc datorită

cheltuielilor de transport, ce presupun deplasarea materialului frezat din cale la staţia fixă de

preparare a mixturilor asfaltice, precum şi a materialelor de aport. După operaţia de reciclare a

Page 159: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.170

mixturii asfaltice, aceasta este încărcată din nou în autobasculantă în vederea transportului la locul

de repunere în strat.

Operaţia în sine presupune studii de laborator pentru fixarea reţetei optime de mixtură asfaltică

reciclată. În acest sens se fac teste specifice pe constituienţi şi pe amestecuri în proporţii diferite de

materiale reciclate şi materialele de aport. Se recomandă efectuarea de teste clasice de identificare a

caracteristicilor fizico-mecanice pe epruvete, dar şi prin încercări complexe care pun în evidenţă

viabilitatea noii structuri asfaltice. Complectarea acestora cu studii pe sectoare experimentale sau

prin teste rapide pe modele la scară redusă permit anticiparea duratei de serviciu a stratului reciclat.

Page 160: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.171

Fig. 5.5 - Fluxul tehnologic tip de reciclare a materialelor bituminoase recuperate, în staţii

centralizate

Page 161: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.172

În figura 5.6 se poate observa reducerea numărului de operaţii de lucru în cazul folosirii combinelor

rutiere în metoda pe loc, tocmai prin reducerea relaţiilor de transport a materialelor.

Fig. 5.6 - Fluxul tehnologic tip de reciclare a materialelor bituminoase recuperate, "in situ"

Page 162: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.173

În figurile ce urmează se prezintă detalii constructive pentru instalaţii de reciclare în staţii

fixe de preparare a mixturilor asfaltice în următoarele variante ]2[ :

-flux tehnologic pentru instalaţie cu tambur uscător-malaxor cu acţionare continuă care foloseşte

până la 50% materiale reciclate (fig. 5.7);

-flux tehnologic pentru instalaţie cu acţionare continuă, care foloseşte 100% materiale reciclate (fig.

5.8);

-flux tehnologic pentru instalaţie cu acţionare discontinuă, prevăzută cu sisteme de cântărire-dozare

continuă, care foloseşte până la 30% materiale reciclate (fig. 5.9);

-flux tehnologic pentru instalaţia cu acţiune discontinuă, cu dozarea materialelor reciclate (fig. 5.7);

-flux tehnologic pentru instalaţia cu acţionare discontinuă care foloseşte până la 40% materiale

reciclate (fig. 5.10);

-flux tehnologic pentru instalaţie cu acţionare continuă, care foloseşte până la 40% materiale

reciclate (fig. 5.11).

Toate aceste variante de instalaţii pentru reciclarea materialelor asflatice diferă din punct de vedere

constructiv al amplasării principalelor echiapamente din lanţul tehnologic urmate de materialul

frezat şi de materialul folosit pentru optimizarea reţetei.

Fig. 5.7 - Schema fluxului tehnologic pentru instalaţie cu tambur uscător-malaxor cu acţionare

continuă care foloseşte până la 50% materiale reciclate

1 - predozatoare; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire; 3 - tambur uscător-malaxor;

4 - buncăr materiale reciclate; 5 - alimentator materiale reciclate;6- colector praf cu sistem de

recuperarea a fânului

Page 163: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.174

Fig. 5.8 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune continuă folosind până la

100% materiale reciclate

1 - predozatoare; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire; 3 - tambur uscător-malaxor;

4 - buncăr materiale reciclate; 5 - alimentator materiale reciclate;

Fig. 5.9 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune discontinuă prevăzute cu

sisteme de cântărire-dozare continuă, folosind până la 40% materiale reciclate

Page 164: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.175

1 - predozator; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire; 3 - uscător agregate minerale; 4 -

tambur arzător pentru materiale reciclate; 5 - buncăr materiale reciclate; 6 - alimentator cu sistem de

cântărire a materialelor reciclate;

7 - elevator; 8 - turn malaxare; 9 - sistem de transfer a bitumului;

10 - colector praf cu sistem de reciclare a fânului; 11 - elevator filer;

Fig. 5.10 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune discontinuă cu dozarea

materialelor înaintea malaxării, folosind până la 50% materiale reciclate

1 - predozator; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire; 3 - uscător; 4 - elevator; 5 - ciur; 6 -

cântar agregate;7 - elevator; 8 - cântar filer; 9 - buncăr materiale reciclate

10 - bandă transportoare; 11 - tambur arzător; 12 - elevator materiale reciclate; 13 - alimentator

malaxor;14 - malaxor; 15 - sistem transfer bitum.

Page 165: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.176

Fig. 5.11 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune discontinuă folosind

până la 40% materiale reciclate

1 - predozatoare; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire şi grilă de presortare; 3 - uscător cu

zonă de alimentare a materialelor reciclate; 4 - elevator; 5 - turn malaxare; 6 - sistem alimentare

bitum; 7 - buncăr reciclare;8 - alimentator reciclate; 9 - colector praf cu sistem reciclare a fânului;

10 - elevator; 11 - sistem de dozare a amestecului.

Fig. 5.12 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune continuă folosind

până la 40% materiale reciclate

1 - predozatoare; 2 - bandă alimentare cu grilă de sortare; 3 - uscător cu zonă de alimentare a

materialelor reciclate;4 - bandă alimentare cu sistem de cântărire; 5 - malaxor; 6 - pompă bitum; 7 -

Page 166: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.177

buncăr materiale reciclate;8 - alimentator cu sistem de cântărire a amterialelor reciclate; 9 - colector

praf cu sistem reciclare a fânului;10 - sistem de control dozare a amestecului.

În figura 5.13 se prezintă un detaliu pentru un tambur uscător-malaxor, prevăzut cu sistem de uscare

contracurent şi cu trapă pentru accesul materialului frezat.

Page 167: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.178

Fig. 5.13 - Tabur uscător tip E.M.C.C. cu sistem de uscare contracurent (pantent internaţional)

a - zonă de schimb termic; b - zonă de combustie; c - zonă de malaxare; 1 - bandă alimentare

agregate; 2 - tambur uscător malaxor; 3 - sistem de sprijinire; 4 - sistem de rotire (coroană dinţată-

Page 168: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.179

pinion); 5 - bandă alimentare - materiale reciclate; 6 - gură alimentare materiale reciclate; 7 -

arzător.

Recilarea la rece

În ultima perioadă se dezvoltă şi se foloseşte din ce în ce mai mult reciclarea la rece a

straturilor rutiere degradate. Deşi sunt mai costisitoare prezintă un mare avantaj şi anume,

posibilitatea de a fi aplicată o perioadă mai lungă dintr-un an faţă de reciclarea la cald, care se

recomandă a fi utilizată numai în perioadele călduroase ale anului.

Combina rutieră de reciclare la rece a asfaltului este prezentată în figura 5.14, la care

principalele operaţii tehnologice de lucru sunt:

-recepţia materialului frezat de un echipament antemergător;

-amestecarea materialului frezat cu agregatul de aport din buncărul combinei;

-pulverizare - amestecarea amestecului de agregate - material cu emulsie bituminoasă;

-malaxarea forţată cu suspensie apă-ciment;

-profilare - nivelare cu şnec repartitor;

-compactare cu grindă vibrantă de înaltă compactare.

Reciclarea la rece răspunde şi problemelor legate de protejarea mediului înconjurător prin

eliminarea deşeurilor şi reducerea considerabilă a materialelor noi din cariere şi balstiere.

Fig. 5.14 - Maşină pentru reciclarea la rece

Page 169: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.180

Cu ajutorul procedeului de reciclare la rece în structura drumului sunt realizate straturi de

bază coezive sau necoezive. Ultimul strat recialat la rece este supus la mai multe prelucrări de

suprafaţă sau în funcţie de volumul traficului este acoperit cu un strat de uzură.

Adâncimile de lucru sunt în general între 20 - 30 cm şi depind de structura cerută a

drumului. De regulă este reciclat întregul strat de asfalt până la nivelul stratului de bază.

În cazul limitării nivelului suprafeţei de uzură se impun măsuri speciale pentru menţinerea

acestuia după reciclare.

În cazul unor structuri cu mai multe straturi bituminoase poate fi necesară frezarea stratului

superior înainte de aplicarea procesului de reciclare la rece urmând ca materialul recuperat să fie

recirculat la fabricarea mixturilor asfaltice în staţii. Dacă este necesar să se optimizeze structura

granulometrică se fac încercări de laborator pe epruvete, pentru identificarea reţetei optime a

mixturii asfaltice reciclate la rece.

Page 170: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.181

CAPITOLUL VI

UTILAJE, ECHIPAMENTE TEHNOLOGICE ŞI PROCEDEE

PERFORMANTE DE BETONARE

6.1 Tehnologii şi utilaje performante pentru prepararea betonului ]4[

Depozitarea materialelor componente ale betonului

Depozitarea agregatelor de consum se face în condiţiile evitării amestecării sorturilor, a poluării şi a

segregării şi anume:

în silozuri cu pereţi despărţitori interiori, de tip turn sau amplasare în paralel;

la sol, în instalaţii în formă de stea cu 4...6 compartimente (pentru numărul corespunzător de

sorturi), cu pereţi despărţitori; apropierea agregatelor şi alimentarea dozatorului se realizează de

regulă cu draglina cu comandă manuală sau automată;

în buncăr de buzunar sau buncăr serie, alimentarea făcându-se cu încărcătorul frontal cu cupă sau cu

transportorul cu bandă.

Cimentul se depozitează în zilozuri metalice pe sorturi, excluzând astfel riscurile amestecării

sorturilor şi umezirii, sau în saci de 50kg, stivuiţi şi protejaţi corespunzător. Durata de depozitare a

cimentului este în principal în funcţie de tipul acestuia şi de condiţiile de depozitare, dar nu poate

depăşi 2 luni.

Adaosurile se depozitează pe tipuri în recipienţi sau cuve prevăzute uneori cu agitatori.

Dozarea materialelor componente ale betonului

Dozarea componentelor betonului se face cu mijloace specifice numite dozatoare care se pot

clasifica:

-după modul dozării: în volum – volumetric şi în greutate – gravimetric;

-după comenzile dozatorului: manual, semiautomat şi automat;

-după modul de funcţionare: cu funcţionare continuă, sau periodică (ciclică).

Dozarea cimentului se face de regulă gravimetric, admiţându-se abateri de cel mult %1± (fig.6.1).

În cazul depozitării cimentului în silozuri lângă betonieră, respectiv atunci când se manipulează

pneumatic, dozarea se face cu instalaţia gravimetrică prezentată detaliat în figura 6.2.

Page 171: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.182

Figura 6.1 – Clasificarea dozatoarelor gravimetrice pentru ciment

Sistemul de cântărire se reglează înainte, pentru a cântări doza dorită iar atunci când acesta

este atinsă şi cântarul 7 se echilibrează, se întrerupe cu contact şi funcţionarea transportului cu melc

2, implicit admisia cimentului în cupa de dozare 6.

Dozarea agregatelor se face gravimetric, abaterile fiind cel mult %2± . Dozarea

volumetrică se admite numai la lucrări izolate, în volum de maximum 3500m pentru elemente de

beton şi beton armat de clasă cel mult egală cu Bc 15 sau pentru lucrări cu volum redus (max 310m ) pentru clasele de beton mai mari de Bc 15. În figura 6.3 se prezintă tipurile de dozatoare

pentru agregate clasificate după modul de funcţionare continuă şi respectiv perioadică.

Page 172: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.183

Figura 6.2 – Dozatorul gravimetric cu melc, pentru ciment:

1 – motor electric; 2 – transport elicoidal (melc); 3 – capul de cântărire;

4 – siloz; 5 – dispozitiv de dozare; 6 – cupa de dozare; 7 – cântar

Page 173: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.184

Fig.6.3. - Clasificarea dozatoarelor gravimetrice pentru agregate

Dozatorul gravimetric pentru agregat, cu acţionare periodică şi recipient fix de cântărire (fig.

6.4) are următorul mod de funcţionare: cu ajutorul unei lopeţi mecanice sau dragline 11, agregatele

depozitate la sol, în stea, pe sorturi, se aglomerează deasupra plăcii orizontale 2, de unde, folosind

pe rând manetele 6 ce acţionează asupra şiberelor 4, care închid şi deschid orificiile 3, se cântăresc

prin adiţionare în cantităţile necesare dein fiecare sort, introducându-se în recipientul fix de

Page 174: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.185

cântărire 1. De aici, prin acţionarea manetei 7, toate agregatele se descarcă în schipul malaxorului

sau direct în malaxor.

Dozarea apei se face cu dozatoare automate sau cu contoare, abaterea maximă admisă fiind

de %1± .

Contoarele măsoară volumul apei prin intermediul debitului şi sunt similare cu cele ce

înregistrează consumul menajer, dar de o precizie mult mai mare. Ele se montează la o conductă

racordată în reţeaua de alimentare cu apă a şantierului, prevăzută cu un robinet de alimentare,

scurgerea fiind dirijată direct în malaxor.

Dozarea aditivilor se face pe baza prescripţiilor speciale. În cazul folosirii acestor adaosuri

active, o parte din apa de amestecare va fi introdusă prin soluţiile diluate ale acestor adaosuri şi deci

va scădea din cantitatea care se introduce prin dozatorul betonierei.

Fig.6.4. – Dozator gravimetric pentru agregate, cu acţionare periodică şi recipient fix de cântărire:

1- recipientul de cânărire; 2 – placa orizontală; 3 – orificii; 4 – şibere; 5 – perete frontal; 6 – manete

pentru acţionarea şiberelor; 7 – menetă pentru închiderea şi deschiderea recipientului (1); S – cadran

indicator pentru greutatea cântărită; 9 – diagrame verticale; 10 – platforma; 11 – lopata mecanică

Page 175: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.186

Malaxarea (amestecarea betonului)

Prin malaxare trebuie să se asigure un amestec cât mai omogen, scop în care este necesar ca

traiectoriile diferitelor particule ale materialelor componente ale betonului să se întâlnească între ele

cât mai frecvent.

Amestecarea betonului se face mecanizat, folosindu-se utilaje numite malaxoare sau

betoniere. Acestea pot fi clasificate în principal după continuitatea procesului de amestecare şi

respectiv, sistemul (metoda) de malaxare.

După continuitatea procesului de amestecare, malaxoarele pot fi:

-cu amestecare (acţiune) periodică (ciclică);

-cu amestecare (acţiune) continuă.

Malaxoarele cu acţiune periodică se caracterizează prin aceea că prepararea amestecului de beton

se face ciclic, prin introducerea periodică în tobă a unor anumite cantităţi de materiale componente

(dozate conform reţetei), malaxarea acestora şi descărcarea amestecului gata preparat, după care

ciclul se repetă. Malaxoarele cu amestecare periodică permit schimbarea reţetei de la o şarjă la alta.

Specificul malaxoarelor cu acţiune continuă constă în aceea că introducerea materialelor

componente, amestecarea lor şi descărcarea betonului preparat se fac continuu, pe toată durata

funcţionării utilajului. Aceste malaxoare asigură productivităţi mai mari decât cele cu amestecare

periodică, dar dozarea cu precizie a materialelor componente ale betonului şi reglarea timpului de

malaxare sunt dificil de realizat şi din această cauză, ele nu mai sunt eficiente în cazul când este

necesară schimbarea frecventă a reţetei betonului.

După sistemul (metoda) de amestecare a componentelor, malaxoarele se împart în

următoarele grupe principale:

-cu amestecare prin cădere liberă;

-cu amestecare forţată;

-cu amestecare combinată (prin cădere liberă şi forţată, amestecare prin cădere liberă şi vibrare, sau

amestecare forţată şi vibrare).

Malaxoare cu amestecare prin cădere liberă.

Malaxoarele cu amestecare prin cădere liberă sunt alcătuite dintr-o tobă totativă, pe pereţii

interiori ai acesteia, fiind fixate mai mul palete. În timpul rotirii tobei, materialele din interior sunt

ridicate de palete la o anumită înălţime, după care, alunecând de pe paletă, cad din nou la partea

inferioară.

Page 176: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.187

Asemenea malaxoare sunt destinate preparării betoanelor plastice şi au puteri şi mase specifice mai

mici decât ale celor cu amestecare forţată. Aceasta se explică prin faptul că rezistenţele la malaxare

sunt mai mici şi uzura organelor de malaxare este mai redusă decât la malaxoarele cu amestecare

forţată, ceea ce face ca ele să fie eficient folosite la betoane cu agregate mari.

După construcţia tobei de amestecare şi după poziţia axei longitudinale a acesteia se deosebesc

următoarele tipuri:

a). malaxoare cu acţiune periodică:

basculante;

în formă de pară (fig. 6.5a);

dublutronconice (fig. 6.5b);

reversibile cu ax fix orizontal;

dublutronconice (fig. 6.5c);

triplutronconice (fig. 6.5d);

reversibile cu ax fix inclinat – autoetoniere (fig. 6.5e);

b). Malaxoare cu acţiune continuă:

cilindrice cu ax orizontal;

verticale gravitaţionale.

Page 177: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.188

Fig. 6.5 – Scheme constructive ale malaxoarelor cu acţiune periodică şi amestecare prin cădere

liberă

Malaxoarele cu amestecare forţată sunt alcătuite dintr-o cuvă, în interiorul căreia se rotesc unul sau

doi arbori verticali sau orizontali cu palete. prin rotirea arborilor şi în unele cazuri şi a cuvei,

paletele realizează o amestecare bună a materialelor componente. Aceste malaxoare sunt destinate

în principal preparării betoanelor vârtoase cu agregate mărunte, mortarelor şi betoanelor asfaltice

care necesită o bună omogenizare. Puterile specifice, masele specifice ca şi uzura paletelor (la

aceste malaxoare) sunt mai mari decât la cele cu amestecare prin cădere liberă.

Page 178: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.189

Malaxoare cu acţiune periodică şi amestecare prin cădere liberă

- caracteristici tehnice -

(fabricaţie SCHWING/Stetter)

- Baustellenmischer -

Tip malaxor FM

600/400

FM

750/500

FM

250E

FM

375E

FM

500E

Beton/şarjă l 400 500 150 375 500

Productivitate medie (beton) până

la

hm /3

15 18 10 15 20

Mărime malaxor

(capacitate umplere/beton) l

600/400 750/500 375/250 560/375 750/500

Sorturi de agregate max 4 4 4

Înălţime de descărcare beton

m

1,40 1,40 1,35 1,50 1,50

Depozitare agregate în:

- stea la sol

- buncăr de buzunar

• • • • •

Comadă mecanică • •

Comadă electrică • • • Acţionare: motor diesel • •

Acţionare: motor electric • • • • •

Clasificare

După construcţia cuvei de amestecare, după poziţia axei longitudinale, se deosebesc

următoarele tipuri de malaxoare:

cu acţiune periodică:

cu ax vertical (fig.6.6):

în contracurent;

în echicurent;

planetare;

turbomalaxoare;

Page 179: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.190

cu ax orizontal (fig. 6.7).

Fig. 6.6 – Clasificarea malaxoarelor cu acţiune periodică, amestecare forţată şi ax vertical

Page 180: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.191

Fig. 6.7 – Clasificarea malaxoarelor cu acţiune periodică, amestecare forţată şi ax orizontal

cu acţiune continuă: (fig. 6.8)

Page 181: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.192

Fig. 6.8 – Clasificarea malaxoarelor cu acţiune continuă şi amestecare forţată

Alcătuire şi funcţionare

Malaxoarele cu acţiune periodică şi ax vertical

Malaxoarele în echicurent se caracterizează prin aceea că atât arborele cu palete cât şi cuva

de amestecare se rotesc în acelaşi sens. Arborele cu palete este acţionat de la motor electric prin

intermediul unei transmisii iar cuva, montată liber pe un pivot central, este antrenată prin fricţiune

de către materialele componente ale betonului. Modul de lucru al malaxorului este următorul:

materialele componente ale betonului dozate, se introduc în cuvă iar apoi se coboară braţul cu palete

în interiorul cuvei şi se execută malaxarea. Braţul cu palete susţine atât arborele vertical prevăzut cu

4 palete cât şi 2,3 palete fixe. După terminarea malaxării, se ridică arborele cu palete şi se descarcă

betonul din cuvă prin bascularea acesteia.

Calitatea betoanelor preparate în asemenea malaxoare este foarte bună, dar timpul de descărcare, în

special la betoanele vârtoase este mare.

La unele modele, cuva este montată pe suport detaşabil, cu ajutorul căruia, după determinarea

malaxării unei şarje de beton şi ridicarea arborelui cu palete poate fi deplasată la obiect şi

descărcată. În perioada de deplasare a cuvei pline, o a doua cuvă este introdusă sub arborele cu

palete, pentru prepararea unei noi şarje de amestec.

Malaxoarele în contracurent sunt prevăzute cu unul sau doi arbori cu palete, care se rotesc

într-un sens, în timp ce cuva de amestecare, pe care se află montată conroana dinţată exterioară, se

roteşte în sens contrar. Materialele componente ale betonului sunt încărcate pe la partea superioară a

Page 182: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.193

cuvei, iar betonul este decărcat prin partea inferioară centrală a acesteia. Se obţine betoane plastice

de bună calitate, dar asemenea malaxoare nu pot asigura prepararea unor betoane vârtoase de

calitate corespunzătoare.

Malaxoarele planetare sunt destinate preparării tuturor reţetelor de betoane plastice sau

vârtoase. la aceste malaxoare, cuva de amestecare este fixă. Organul de malaxare este alcătuit din

următoarele părţi componente:un suport montat rigid pe arborele central vertical, palete individuale

fixate pe suport şi una din două stele cu palete, poziţionate excentric. Paletele individuale şi stelele

cu palete se rotesc împreună cu suportul în jurul arborelui central vertical, în timp ce fiecare stea cu

palete se roteşte şi în jurul axei proprii. Datorită traiectoriilor complexe ale paletelor se realizează o

amestecare intensivă a materialelor, preparându-se amestecuri de foarte bună calitate, în timpi de

malaxare sub un minut. Puterile specififce şi greutăţile specifice ale acestor malaxoare sunt însă mai

mari decât ale tuturor celorlalte tipuri de malaxoare cu ax vertical.

Turbomalaxoarele sunt destinate în principal preparării betanelor vârtoase. Cuva acestor

malaxoare este fixă, iar zona centrală este izolată de restul cuvei printr-un cilindru de tablă. paletele

de amestecare sunt prinse de rotor prin intermediul unor braţe. pentru aevita ruperea braţelor (sau

sfarâmarea agregatelor) în cazul în care între palete şi cuvă s-a înţepenit o piatră, braţele sunt

prevăzute cu amortizoare (la unele modele chiar bratele sunt executate din foi de arcuri de oţel).

paletele (în număr de 3...24), în funcţie de capacitatea cuvei, sunt aşezate la diferite distanţe de axa

rotorului, astfel încât, prin rotirea acestuia, ele să măture întreaga suprafaţă interioară a cuvei.

Paletele sunt aşezate sub anumite unghiuri faţă de rezele lor de rotire şi, în acelaşi timp, sunt

înclinate cu un unghi β faţă de planul vertical.

Vitezele tangenţiale ale paletelor exterioare ating de regulă 3,0 m/s, realizându-se astfel deplasări

foarte rapide ale materialelor componente ale betonului, atât în plan orizontal cât şi în cel vertical,

asigurându-se prepararea unor betoane vârtoase de foarte bună calitate, în timpi de malaxare de

30...50secunde.

Alimentarea cuvei se efectuează pe la partea ei superioară iar descărcarea, pe la partea inferioară

prin deschiderea unui sector sircular.

Turbomalaxoarele au puteri instalate comparabile cu ale malaxoarelor planetare, dar greutăţi

specifice mult mai reduse/

Malaxoarele cu acţiune periodică şi ax orizontal

Malaxoarele cu un singur arbore orizontal se caracterizează prin monterea pe arbore a unei

palete elicoidale şi a mai multor palete plane. În timpul malaxării cuva de amestecare se ridică aşa

ca o cupă, spre partea superioară a unui cadru de susţinere, unde se descarcă prin basculare.

Page 183: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.194

Descărcarea betonului se mai poate face la partea inferioară a cuvei, prin deschiderea unei clape.

Datorită existenţei celor două sisteme de palete, precum şi aşezării lor, se realizează o malaxare

foarte intensivă, ceea ce face să se obţină betoane vârtoase, de calitate, după cca 30 de secunde de

amestecare.

Malaxoarele cu doi arbori orizontali cu palete se caracterizează prin faptul că cei doi arbori

se rotesc în sensuri diferite iar descărcarea betonului preparat se face pe partea centrală, inferioară a

cuvei, prin deshciderea unei clape sub formă de sector cilindric.

Malaxoarele cu acţiune continuă

Malaxoarele cu acţiune continuă au productivităţi sporite faţă de cele cu acţiune periodică, precum

şi o lungime mai mare decât acestea.

Melcul sau respectiv paletele de pe arbori asigură în acelaşi timp malaxarea şi deplasarea

longitudinală a materialelor de la pâlnia de alimentare (prevăzută la una din extremităţi) spre

orificiul sau buncărul de descărcare (prevăzut la cealaltă estremitate).

6.1.3.3. Malaxoare cu amestecare combinată

Malaxoarele cu amestecare combinată asigură calităţi superioare de amestecuri, dar sunt

complicate din punct de vedere constructiv. La malaxoarele care utilizează şi vibrarea în procesul

amestecării componentelor, procesul de hidratare a cimentului se intensifică şi cresc omogenitatea

betonului preparat şi rezistenţele lui la rupere în primele trei zile de la turnare.

Utilizarea acestor malaxoare este raţională numai în cazurile în care este necesară o

decofrare a elementelor din beton armat, deci când, prin eliminarea sau reducerea perioadei de

tratare termică a betonului, se asigură acoperirea unor cheltuieli de investiţii şi exploatare.

Prepararea centralizată a betonului

Proprietăţile betonului depind în foarte mare măsură de prepararea acestuia, respectiv de asiguarea

riguroasă a cantităţilor de ciment, agregate, apă şi eventual aditivi, date prin reţetă, cât şi de gradul

de omogenizare prin malaxare. În aceste condiţii, prepararea centralizată oferă şi posibilitatea

mecanizării depozitelor, a transportului materialelor, a utilizarii la capacitate a staţiei, a reducerii

manoperei, a transportului materialelor, a utilizării la capacitate a staţiei, a reducerii manoperei, a

creşterii productivităţii muncii şi a eficienţei economice etc.

O centrală de beton trebuie să asigure recepţia şi gospodărirea materialelor componente ale

betonului, prepararea betonului conform reţetei stabilite, dirijarea transportului de beton la

beneficiar, garantarea şi certificarea betonului livrat.

Page 184: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.195

Unităţile de construcţii pot avea producţia de beton organizată în staţii de betoane care au în

componenţă una sau mai multe centrale de beton.

Pentru asigurarea procesului tehnologic cu cilcu complet, la cetralele de beton sunt necesare

următoarele secţii:

depozit de agregate cu instalaţii de primire, distribuire, evacuare şi încălzire;

depozit de ciment cu instalaţiile de încărcare-descărcare şi transport:

turn de preparare (amestecare);

instalaţii pentru prepararea soluţiilor de aditivi precum şi pentru alte adaosuri;

laborator central pentru stabilirea calităţii materialelor componente ale betonului şi a calităţii

betonului proaspăt;

instalaţii speciale pentru alimentarea cu apă şi producerea aburilor, instalţie pneumatică, electrică de

acţionare şi comandă etc.

Centralele de beton se pot clasifica, după schema tehnologică de organizare, în centrale de beton:

într-o treaptă de ridicare a materialelor;

în două trepte de ridicare a materialelor;

iar în funcţie de gradul de mobilitate la transport şi de montare-demonatre în centrale de beton:

mobile;

fixe(staţionare).

Centrale de beton într-o treaptă

În cazul acestor centrale, materialele componente ale betonului sunt ridicate o singură dată iar apoi

tot restul fluxului tehnologic este asigurat prin “cădere liberă” (gravitaţional); schema de

funcţionare a unei astfel de centrale se prezintă în figura 6.9.

Agregatele transportate pe sorturi din depozitul de rezervă sunt distribuite cu pâlnia rotativă 1 în

compartimentele depozitului de consum (secţia de buncăre).

Page 185: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.196

Fig. 6.9 – Schema de lucru a unei centrale de beton, într-o treaptă de ridicare a materialelor:

1 – pâlnie rotativă; 2 – elevator cu melc; 3 – sistem pneumatic;

4 – ciclon de separare a cimentului de aer; 5 – dozatoare; 6 – recipienţi aditivi; 7 – rezervor de apă

; 8 – buncăr colector pentru materiale dozate; 9 – malaxoare; 10 –buncăre pentru betonul proaspăt;

11- mijloace de transport beton

Etajul IV – distribuirea materialelor; Etaj III – secţia de buncăre;

Etaj II – dozarea materialelor; Etaj I – malaxarea materialelor;

Parter – livrarea betonului proaspăt

Cimentul este transportat pneumatic din depozitul de rezervă (sau direct din mijloacele de

transport) în silozurile depozitului de consum prevăzute cu ciclon de separare a cimentului de aer 4.

Agregatele şi cimentul sunt cântărite cu ajutorul dozatoarelor 5.

Materialele dozate conform reţetei (agregate, ciment, apă şi aditivi) se descarcă în buncărul

colector 8 şi apoi în malaxoarel 9. Betonul preparat se descarcă apoi în mijloacele de transport 11

prin intermediul buncărelor tampon 10.

Întregul proces tehnologic de alimentare cu componente, dozare, malaxare, descărcare şi

livrare este condus automat cu ajutorul unui calculator de proces.

Page 186: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.197

Centralele de beton într-o treaptă se mai caracterizează prin aceea că:

asigură condiţii pentru obţinerea unor amestecuri de calitate şi a unei productivităţi ridicate;

au caracter permanent sau de lungă durată de funcţionare pe acelaşi amplasament (cele cu caracter

de lungă durată trebuie să aibă structura de rezistenţă demontabilă, pentru a putea fi remontate pe un

alt amplasament);

asigură economie de spaţiu şi se pretează la automatizare completă;

au posibilitatea funcţionării continue pe toată durata anului.

Aceste centrale au însă preţ de cost ridicat, dau naştere la dificultăţi la montaj (înălţimea lor

ajungând la 30m) şi la cheltuieli considerabile (în cazul demontării şi remontării pe un alt

amplasament). Pentru a le spori eficienţa economică, este necesar să fie utilizate intensiv (2-3

schimburi/24ore), la capacitatea proiectată şi să funcţioneze un timp cât mai îndelungat pe acest

amplasament.

Centrale de beton în două trepte

Aceste centrale de beton se caracterizează prin:

-ridicarea materialelor solide componente ale betonului, în două trepte distincte: din depozite de -

consum în dozatoare şi respectiv cu schipul, după dozare în malaxor;

-amplasarea depozitelor în imediata apropiere a malaxorului;

-capacitatea de producţie:mică şi mijlocie;

-funcţionarea temporară pe acelaşi ampasament (alcătuirea centralei este astfel concepută încât să -

permită demontarea pe un alt amplasament cu cheltuieli relativ mici;

-obţinerea unor betoane la calitatea cerută;

-eficienţa sub aspect economic (alcătuirea şi acţionările centarle fiind simple, structura de susţinere

a malaxorului este mai mică şi mai ieftină decât la centrale de beton într-o treaptă);

-posibilitatea amplasării aproape de consumator, permiţând reducerea cheltuielilor de transport.

Dezavantajele centralelor de beton în două trepte faţă de cele într-o treaptă sunt:

-productivitatea medie anuală mai mică;

-suprafaţa ocupată de centrală mai mare.

Schema de lucru a unei centrale de beton în două trepte de ridicare a materialelor se prezintă în

figura 6.10.

Se realizează ridicarea agregatelor şi a cimentului din depozitele de consum 1, respectiv 2, în

dozatoarele 3, respectiv 4. După efectuarea cântăririi, materialele menţionate se descarcă în

buncărul (schipul) 7 cu care sunt apoi transportate şi descărcate în malaxorul 8. Apa , dozată

Page 187: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.198

automat în dozatorul 5 şi eventual aditivii dozaţi în 6 se introduc tot în malaxorul 8. Betonul

preparat ajunge apoi în mijlocul de transport 10 prin intermediul buncărului.

Fig. 6.10 – Schema de lucru a unei centrale de beton în două trepte de ridicare a materialelor:

1 – depozit de consum deagregate; 2 – depozit de consum de ciment; 3 – dozatoare de agregate; 4 –

dozatoare de ciment; 5 – dozatoare de apă; 6 – dozatoare de aditivi; 7 – buncăr (schip) 8 – malaxor

pentru beton proaspăt;

10 – mijloace de transport beton

Centrale de beton mobile

Aceste centrale (relativ uşor de deplasat de la un şantier la altul) sunt în general de tipul în două

trepte ridicate a materialelor, alimentarea dozatoarelor de agregate realizându-se de regulă cu

ajutorul draglinei manuale sau automate, sau a transportorului cu bandă (fig. 6.11). Centrale de beton mobile

Alimentare cu draglina manuala draglina automata transportor cu bandă

Sistem

Amestecare liberă/forţată

Capacitate malaxor - liberă 250/375 375/565 500/750 750/1125

- forţată 500/750 750/1125 1000/1500

Depozit agregate )( 3m 25-150

Productivitatea pentru beton proaspăt

)/( 3 hm

- amestecare liberă 8 –25

- amestecare forţată 30-60

Productivitate pentru beton )/( 3 hm - amestecare liberă 6 –20

- amestecare forţată 25-50

Fig. 6.11

Centrale de beton fixe (staţionare)

Page 188: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicat în construcţia drumurilor

pag.199

Centralele de beton fixe se clasifică la rândul lor în funcţie de sistemul de malaxare a materialelor

componente ale betonului şi de modul de depozitare a agregatelor (fig.6.12), tabelele 2.6 şi 2.7)

Astfel, centralele de beton staţionare pot fi cu:

a). Depozitare agregate la sol în instalaţiile în formă de stea. Dintr-un astfel de depozit,

agregatele sunt preluate pentru a fi dozate şi apoi transportate prin intermediul unui transportor cu

bandă direct în malaxor şi într-un buncăr amplasat deasupra malaxorului.

În figura 6.13 se prezintă o centrală de beton fixă cu depozitul de agregate în stea, pentru opt

sorturi şi deschiderea de 240o

Dacă necesarul de agregate nu poate fi suficient din buncărul tip buzunar, se poate recurge la

amplasarea în serie (fig. 6.14)

C. Agregatele sunt dozate sub depozitul activ(partea înnegrită) şi prin

intermediul transportorului cu bandă, transportate în buncărul intermediar, de unde sunt apoi

descărcate gravitaţional în malaxor.

Page 189: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Centrale fixe de beton cu malaxoare cu ax

Orizontal (tab.6.6) Vertical (tab.6.7)

Depozitare agregate în: stea la sol buncăr de buzunar siloz BUncăre serie silozuri pluricelulare

Sistem

Amestecare forţată/liberă forţată

Capacitate malaxor (l) 500/750 750/1125 1000/1500 1250/1875 2000/3000 3000/4500 750/1125

3000/4500

Depozit agregate 400-3500 30-80 125-500 40-120 100-900

(200-450)

Productivitate pentru beton

proaspăt

)/( 3 hm

30-150

65-150

185-300

Productivitate pentru beton

întărit )/( 3 hm 25-120

50-120

150-240

Fig.6.12 – Clasificarea centralelor de beton fixe (staţionare)

Page 190: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig. 6.13 – Centrală de beton fixă cu depozitul de agregate în stea la sol (fabricaţie Stetter)

Page 191: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig.6.14 – Centrală de beton fixă cu depozitarea agregatelor în buncăre de buzunar “în serie:

(fabricaţie Stetter)

b). Depozitare agregate în buncăre serie (fig. 6.15).

Buncărele serie permit depozitarea fiecărui sort de agregate într-un buncăr; ele au tot dispozitivul

“activ”. Se recomandă acolo unde distanţa până la locul de livrare a agregatelor este mică, deoarece

capacităţile de depozitare/buncăr sunt relativ reduse.

Fig.6.15 – Centrala de beton fixă cu depozitarea agregatelor în buncăre serie (fabricaţie Stetter)

c) Depozitare agregate în silozuri pluricelulare, în cadrul turnurilor de amestecare.

Silozurile pluricelulare se identifică în totalitate un “depozitul activ” şi sunt amplasate în

cadrul turnurilor de amestecare, deasupra malaxoarelor. Alimentarea cu agregate se face cu

transportorul cu bandă sa cu un utilaj cu cupă. În figura 6.16 se prezintă o secţiune printr-un turn de

amestecare, evidenţiindu-se fluxul de agregate, respectiv: aducerea acestora cu autobasculanta şi

descărcarea în depozitul de rezerva, transportul agregatelor cu transportorul cu banda în silozurile

pluricelulare (de consum).

Page 192: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig. 6.16 – Centrala de beton fixă cu turn de amestecare şi depozitare a agregatelor de consum în

silouri pluricelulare (fabricaţie Stetter)

Productivitatea centralelor de beton

Productivitatea orară a unei centrale de beton se calculează cu relaţia:

AkqnPo ⋅⋅⋅=

în care:

n - numărul de cicluri de preparare pe oră;

q - capacitatea de încărcare a malaxoarelor centralei cu materile uscate

)( 3m ;

k - coeficient de obţinere a betonului (0,65...0,70) pentru betoanele

vibrate;

A - disponibilitatea centralei.

Page 193: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Numărul de cicluri de preparare pe oră )(n se determină cu ajutorul ciclogramei de

funcţionare a centralei de beton, din care rezultă durata ciclului ct care la (orice tip de centrală)

însumează timpul de descărcare a materialelor componente ale betonului dozate cu dozatoarele

respective, timpul de malaxare şi de descărcare a betonului preparat.

Astfel:

ctn 3600=

Productivitatea medie pe schimb sP se calculează pentru un coeficient de folosire de 0,7:

07,0 PhP ss ⋅⋅=

în care sH - numărul de ore pe schimb iar productivitatea anuală aP se determină pentru un

coeficient de folosire f :

0PhfP aa ⋅⋅=

în care ah - numărul de ore program al centralei de beton pe an.

6.2. Transportul betonului ]3[

De la staţia de preparare la locul de punere în lucru betonul este transportat de autocamioane

besculante. Pentru asigurarea calităţilor cerute betonului la punctul de turnare este necesar ca în

timpul transportului să se evite modificarea consistenţei şi a omogenităţii betonului.

În prima fază a procesului de întărire a betonului, începutul prizei marchează modificarea

consistenţei amestecului, ceea ce conduce la scăderea lucrabilităţii betonului. Distanţa la care se

transportă betonul se fixează aşa încât să nu se producă segregarea betonului şi operaţia de turnare a

betonului să se poată termina înainte de începerea prizei. Durata admisă între prepararea şi turnarea

betonului depinde de temperatura amestecului şi este arătată în tabelul 6.4.

Temperatura betonului

proaspăt, oDurata maximă admisă

admisă între prepararea

betonului şi punerea în

operă, min

C

+20 45

+10...+20 60

+5...+10 90

Page 194: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Folosirea unui beton la care a început priza este contraindicată deoarece prin turnarea şi

compactare se distrug legăturile care au apărut în structura pietrei de ciment, diminuându-se astfel

rezistenţa betonului.

Omogenizarea amestecului în timpul transportului se asigură prin evitarea segregării betonului prin

folosirea unor recipiente etanşe care să nu permită scurgerea laptelui de ciment.

În cazul transporturilor efectuate la distaţe mari, pe timp de ploaie sau de arşiţă, este necesar ca

mijloacele folosite să fie protejate cu prelate sau capace uşoare, pentru a se evita modificarea

raportului ca / adoptat la prepararea betonului.

Benele autocamioanelor care transportă beton trebuie să fie bine curăţite după fiecare descărcare şi

spălare cu jet puternic de apă cel puţin o dată la fiecare schimb de lucru.

Prepararea betonului se face adeseori în betoniere care se pot deplasa în lungul şantierului, fiind

montate pe şenile sau pe roţi ce semişcă direct pe longrinele cofraj care servesc pentru deplasarea

vibrofinisoarelor. În aceste cazuri, betonul se descarcă chiar pe locul de punere în lucru.

6.3. Turnarea betonului ]3[

La punctul de lucru se verifică execuţia fundaţiei. Fundaţia îmbrăcăminţilordin beton de

ciment poate fi împitruire existentă, scarificată şi reprofilată.

În cazul drumurilor noi, fundaţia se poate realiza din balast îngrosime de 15..20cm sau din

materiale stabilizate în grosime de 10...15cm.

Fundaţia se execută şi se lasă în circulaţie cel puţin o lună înainte de turnarea îmbrăcăminţii. La

compactarea fundaţiei se urmăreşte în special ca să se realizeze un strat suport omogen, astfel încât

eventualele tasări ce se vor produce în exploatare să fie cât mai uniforme. pentru realizarea unei

grosimi constante a dalei, se prevede ca panta transversală a patului şi a fundaţiei să fie aceeaşi ca a

îmbrăcăminţii.

Suprafaţa fundaţiei trebuie să permită mişcarea liberă a dalelor la contracţie şi dilatare. În

acest scop, pe suprafaţa fundaţiei se aşterne un strat de egalizare din nisip curat de 2 cm grosime.

Peste stratul de egalizare se aşează foi de hârtie groasă, folosită pe şantier în suluri, care pe lângă

asigurarea unui plan de separaţie între dala de beton şi de fundaţie are şi rolul de a împiedica

scurgerea laptelui de ciment în fundaţie.

Betonul se toarnă în cofraje laterale sau longrine metalice, aşezate la cotă şi bine fixate cu

crampoane (fig.6.17). Aceste cofraje servesc în plus drept cale pentru susţinerea şi deplasarea

maşinilor cu care se face aşternerea şi vibrarea betonului.

Page 195: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig.6.17 – Cofraj din longrină fixată cu crampoane

După montarea longrinelor, se trasează şi se montează dispozitivele destinate realizării

rosturilor transversale. Când se prevede armarea dalelor, armătura se aşează deasupra stratului

inferior sau la 5 cm de la faţa îmbrăcăminţii.

Este necesar ca după verificarea fundaţiei, a cofrajelor şi a armăturilor să se întocmească

procese-verbale de lucrări ascunse.

Betonul descărcat din autocamioane este repartizat între longrine în faţa vibrofinisorului. La

turnarea betonului trebuie avute în vedere următoarele reguli generale:

-betonul trebuie turnat în cofraje înainte de începerea prizei;

-o planşă se toarnă în întregime, fără întreruperea lucrului;

-nu se permite întinderea betonului prin tregere cu grebla sau aruncare cu lopata, deoarece se separă

agregatul mare din masa amestecului;

-este interzis a se adăuga apă în amestecul de beton sosit la locul de turnare în scopul măririi

lucrabilităţii.

Pentru obţinerea unei structuri compacte, este necesar ca turnarea betonului să fie însoţită de

o operaţie de îndesare.

Îndesarea betonului proaspăt se face prin vibrare. acest procedeu asigură realizarea unui beton

compact şi omogen.

Pentru executarea vibrării se folosesc vibratoare de suprafaţă, având o adâncime de acţiune

redusă însă o suprafaţă relativ mare pe care se transmit vibraţiile.

Cele mai bune rezultate se obţin la lucrările de beton rutiere cu maşini finisoare care acţionează pe

întreaga lăţime dintre longrine. Aceste maşini complexe repartizează, vibrează şi nivelează betonul

(fig. 6.18).

Page 196: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig. 6.18 – Schema de lucru a vibrofinisorului:

1 – repartizator; 2 – masă vibratoare cu excentric; 3 – lamă nivelatoare; 4- osia şasiului

Lângă longrine, lângă rosturi şi la supralărgiri în curbă cu mR 50< se folosesc maiuri şi

plăci vibratoare.

Efectul vibrării depinde de frecvenţă. Frecvenţele reduse de 3000...4000per/min acţionează

asupra granulelor mari. Cu cât frecvenţa plăcii creşte, cu atât acţiunea vibrării se extinde şi asupra

elementelor mai fine. Tehnologia modernă a betonului recurge la vibratoare cu frecvenţe tot mai

înalte, ajungând la 8000 per/min şi chiar mai mult. Bazându-se pe astfel de mijloace perfecţionate,

tehnologia începe să atribuie granulozităţii o mai mică importanţă.

Prin vibrare stratul de beton îşi micşorează volumul cu circa 15%, ceea ce impune ca

aşternerea iniţială a betonului să se facă cu o grosime mai mare decât cea prescrisă.

Vibrofinisoarele curente pot compacta straturi de 10...12 cm grosime. În mod obişnuit,

fiecare strat se vibrează de două ori. La grosimi mai mari, vibrarea trebuie făcută în două straturi

sau se folosesc vibratoare mai puternice , capabile să compacteze straturi până la 25cm grosime.

Deplasarea vibratorului de la o poziţie la alta poate fi făcută pe baza următoarelor observaţii:

betonul nu se mai tasează;

suprafaţa betonului a devenit plană şi se observă apariţia unui strat superficial de mortar fin;

Încetează apariţia bulelor de aer care ies din masa betonului.

Timpul necesar pentru menţinerea vibratorului într-o poziţie este cuprins de regulă între 15

şi 40s. O durată de compacatre diferită de acest interval impune reeaxaminarea compoziţiei, în

special a cosnistenţei betonului.

Operaţia de vibrare necesită o supraveghere continuă din partea personalului de control

întrucât existenţa unor zone slab compactate are o influenţă hotărâtoare asupra durabilităţii

îmbrăcăminţii, iar reparaţiile ulterioare sunt foarte costisitoare.

Page 197: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

La cel mult o jumătate de oră de la terminarea vibrării stratului de rezistenţă se aşterne

betonul de uzură. După prima trecere a vibratorului, se face verificarea suprafaţării cu ajutorul

dreptarelor; eventualele denivelări se completează cu beton înaintea celei de a doua vibrări.

După turnarea betonului şi vibrarea fiecărei dale, se trece la operaţia de finisare, care are drept scop

îndepărtarea excesului de mortar, ridicat la suprafaţă prin vibrare şi realizarea unei supafeţe plane

suficient de rugoase. În acest scop, se trece în sens transversal cu un rulou metalic de peste 200daN

greutate pentru eliminarea denivelărilor longitudinale. Apoi peste suprafaţa betonului să dă cu perii

de piassava din axă spre marginea îmbrăcăminţii, aşa ca să rezulte striuri şi totodată să fie îndepărtat

surplusul de mortar.

Se urmăreşte ca timpul ce se scurge de la prepararea betonului până la turnarea şi finisarea

suprafeţei unei dale să nu depăşească intervalul de timp necesar începerii prizei cimentului.

În timpul punerii în lucru şi al finisării suprafeţei îmbrăcăminţii nu se admite circulaţia oamenilor

peste betonul proaspăt. Toate operaţiile manuale se efectuează numai de pe punţi întinse peste

îmbrăcăminte.

Îmbrăcămintea de beton se execută în general la temperaturi ambiante mai mari de Co5+ .

6.4. Executarea rosturilor ]3[

Pentru a preveni, limita şi dirija procesul de fisurare datorat contracţiei care apare în timpul

prizei şi întăririi cimentului şi variaţiilor importante de volum din temperatură, îmbrăcămintea din

beton de ciment se fragmentează prin rosturi dispuse longitudinal şi transversal drumului în dale sau

planşe (fig. 6.19).

Pe lângă rosturile impuse de necesitatea evitării unor solicitări suplimentare, prevăzute prin

proiectul lucrării, apar şi alte rosturi suplimentare impuse de condiţiile de execuţie şi de accidente

neprevăzute ca: lipsa de beton, intervenţia unor condiţii atmosferice nefavorabile etc., care se

stabilesc de executant.

Fig. 6.19 - Dispoziţia în plan a rosturilor la îmbrăcămintea de beton:

1 - rost longitudinal de contact; 2 - rosturi de dilatare; 3 - rosturi de contracţie

Page 198: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Ţinând seama că rosturile creează discontinuităţi sau zone slabe în structura îmbrăcăminţii,

este necesar să se acorde o deosebită atenţie poziţiei, precum şi amenajării resturilor, pentru a se

asigura conlucrarea dalelor adiacetnte şi aîmpiedica denivelările sau alunecările acestora.

Rosturile de dilataţie. Sunt rosturi întregi dispuse perpendicular pe axa drumului care permit

deplasarea dalelor la schimbările datorate variaţiilor de temperatură. Pentru executarea, peste hârtia

întinsă pe stratul de nisip de egalizeze aşează vertical o scândură pe muchie de grosime egală cu

lăţimea rostului şi cu lăţimea stratului inferior, când îmbrăcămintea se execută în două straturi sau

cu 4...5 cm mai mică decât grosimea îmbrăcăminţii, când execuţia se face într-un singur strat.

Scândura rămâne înglobată în beton şi trebuie să fie din lemn de esenţă moale, care la o

compresiune de 2/50 cmdaN să-şi poată reduce grosimea la jumătate, fără a se zdrobi. Scândurile

se ţin 24 ore în apă înainte de folosire pentru ca să se umfle şi să nu sugă apa din beton. Pentru

realizarea părţii superioare a rostului, se aplică peste scândură o garnitură metalică, unsă cu bitum

pe feţele laterale, care se scoate din rost după terminarea prizei (fig.6.20). în general, distanţa dintre

rosturile de dilataţie variază între 24 şi 36m.

Fig.6.20 - Garnitură metalică pentru executarea rostului de dilataţie:

1 - scândură de rost

Pentru a evita denivelarea capetelor dalelor vecine sub sarcini, în special când terenul este

sensibil la apă, rosturile de dilataţie se armează cu gujoane din OL38, cu diametru de 20mm

şi lungimea de 700mm, montate paralel cu axa drumului, la jumătatea grosimii dalei, trecând

liber prin scândura de rost, astfel încât să permită deplasarea longitudinală a dalelor.

Gujoanele se încastrează într-una din dale iar în cealată gujonul care culisează se unge cu

bitum, pentru ca betonul să nu adere de oţel, iar la capăt se montează un degetar cu diametru

mai mare ca al gujonului. Între capul gujonului, şi fundul degetarului se lasă un spaţiu de

20mm care se umple cu câlţi sau plută. Cealaltă jumătate a gujonului se încastrează în

Page 199: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

betonul planşei alăturate (fig. 6.21). Gujoanele se aşează cu degetarele alternativ când într-o

planşă când în cealaltă. În plan, distanţa dintre gujoane variază între 10 şi 30 cm, fiind mai

mare spre mijlocul dalei. Pentru a permite funcţionarea rostului, gujoanele trebuie montate

perfect paralel cu axa drumului şi cu linia roşie.

Fig. 6.21 - Armarea rosturilor de dilataţie:

a - dispoziţia în plan; b- secţiune longitudinală; 1 - gujon; 2 - scândură de esenţă moală;

3- mastic bituminos; 4 - degetar

Golul rămas după scoaterea garniturii metalice se curăţă, se amortizează şi se umple ulterior

cu mastic bituminos.

În ţara noastră, se foloseşte în ultimul timp un rost prefabricat. Procedeul permite

suprimarea operaţiei de colmatare ulterioară a rosturilor prin utilizarea scândurilor de rost având

gata fixat masticul bituminos. Pe una din muchiile scândurii se bat cuie şi se împleteşte o plasă din

sârmă cu ochiurile de 5mm pe înălţimea de 60mm. Astfel pregătită, scândura se introduce pe lat

într-un tipar în care, pe partea cu plasa de sârmă, se toarnă mastic de bitum (fig.6.22). Prezintă

inconvenientul că nu permite vibrarea betonului în imediata vecinătate a rostului, pentru a nu se

deranja poziţia verticală a scândurii.

Page 200: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig. 6.22 - Rost de dilataţie prefabricat:

1 - scândură de lemn; 2 - cuie; 3 - plasă de sârmă; 4 - mastic bituminos turnat pe plasa de sârmă

Rosturile de contracţie. Acestea sunt rosturi transversale aparente care se execută numai pe

o parte din grosimea îmbrăcăminţii şi au rolul de a preveni, localiza şi dirija formarea fisurilor

datorate întăririi betonului şi contracţiei la scăderea de temperatură. În mod obişnuit, ele se execută

pe 1/3 din grosimea dalei sau pe grosimea stratului de uzură (fig.6.23). Eforturile din contracţie ce

apar în primele 24 ore de la turnare fac ca dala să fisureze sub rost pe toată grosimea. Distanţa

dintre rosturile de contracţie variază între 4,00 şi 6,00.

Fig.2.23 - Rost de contracţie:

h - grosimea dalei de beton

Rostul de contracţie se realizează prin intermediul unei scânduri de 10...12mm grosime,

aşezată între longrine: la începutul prizei scândura se scoate din beton, iar golul rămas se umple

ulterior cu mastic bituminos. Uneori, rostul de contracţie se realizează dintr-o foaie de carton

bitumat, introdusă în betonul proaspăt cu ajutorul unui cuţit vibrator de 2...3mm lăţime. În ultimul

timp, rosturile aparente se execută prin tăierea betonului imediat după întărirea cu ajutorul unor

discuri circulare cu lăţimea de 4...5mm.

Operaţia de tăiere a rostului de contracţie după întărirea betonului se face cu discuri abrazive

(carborundum) sau armate cu tungsten, diamant şi necesită un mare consum de apă. În funcţie de

condiţiile atmosferice între 6 şi 20 ore după turnare. Când turnarea rostului se face cu întârziere faţă

Page 201: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

de momentul cel mai potrivit apar fisuri şi deci nu este suficient de întărit muchia rostului se

macină, defecţiunea greu de reparat ulterior.

Rosturile de încovoiere.Aceste rosturi au rolul de a localiza fisurile care apar din eforturile

de încovoiere date de variaţiile de temperatură şi tasările inegale ale fundaţiei. Ele se execută

aparent. Deoarece rosturile de contracţie se amplasează la distanţe mici practica dovedeşte că ele

pot prelua şi funcţia rosturilor de încovoiere astfel încât îmbrăcămintea din beton de ciment apare

secţionată în sens transversal numai de rosturi de contracţie şi de dilataţie.

Rosturi de lucru sau de contact. Aceste rosturi apar între două fâşii de beton ce se toarnă

decalat în timp. În sens transversal, rosturile de lucru apar la întreruperea unei zile de muncă. Astfel

de întreruperi se fac de obicei în dreptul unui rost de dilataţie; dacă nu este încă posibil, se

amenajează în acea secţiune un rost de lucru. faţa laterală a dalei turnate se unge cu bitum tăiat. La

partea superioară, pe grosimea stratului de uzură, se introduce o garnitură de 8mm grosime, usă cu

bitum tăiat sau ulei ars. După vibrarea betonului, garnitura se scoate, iar rostul creat se colmatează

cu mastic bituminos (fig. 6.24).

Fig.6.24 - Rost de contact

Rosturile longitudinale. Se execută ca rosturi întregi fie sub formă de rosturi de dilataţie, fie

sub formă de rosturi de contact, separându-se planşele alăturate prin ungere cu bitum sau aşezarea

unei foi de carton bitumat. Pentru a se preveni lunecarea dalelor spre acostamente şi lărgirea

rostului axial, este recomandabil să se prevadă ancore din cupoane oţel-beton cu diametru

14...16mm şi lungimea grosimii dalei, la 1,5 m distanţă una de alta (fig. 6.25).

Fig.6.25 - Rost longitudinal prevăzut cu ancore:

Page 202: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

a - armarea rostului longitudinal; b- dispoziţia ancorelor în curbe; h - grosimea dalei de beton; l-

lungimea curbei

Uneori pentru a se înlătura pericolul denivelării planşelor adiacente, se poate adopta profilul

rostului cu lambă şi uluc (fig.6.26).

Fig. 6.26 - Rost longitudinal cu lambă şi uluc

După cum s-a menţionat anterior, rosturile îmbrăcăminţilor de beton reprezintă puncte

deosebit de slabe dacă nu sunt executate îngrijit. Este necesar ca organele de control să verifice

modul de realizare a rostului şi pregătirea continuării betonării.

Tratarea bitumului după turnare ]3[

În primele zile ale întăririi betonului se iau măsuri de protejare împotriva evaporării rapide a

apei şi acţiunii de spălare a mortarului de către ploi care pot diminua rezistenţa finală scontată.

Protejarea se face cu ajutorul unor corturi joase de pânză, prevăzute cu despărţituri pentru a

împiedica formarea curenţilor de aer. Corturile sunt susţinute de ferme şi se pot deplasa în urma

vibrofinisorului, pe şinele longrinelor. După 24 de ore, acoperişurile se mută mai departe şi betonul

se acoperă cu un strat de nisip de 2...3cm grosime care, pentru evitarea evaporării apei din beton, se

menţine permanent umed timp de 10 zile. După îndepărtarea acestui strat protector, betonul se

stropeşte încă câteva zile.

În funcţie de temperatura mediului înconjurător, prima stropire cu apă trebuie făcută după 2

până la 12 ore de la turnare. În cursul primelor trei zile stropirea se face la fiecare trei ore; în restul

zilelor este suficient de trei ori pe zi. Dacă temperatura este sub +15oC intervalul la care este

necesar să se facă stropirea betonului după turnare se măreşte, iar la +5o

Durata pe care trebuie să se aplice măsurile de protejare ulterioară este de minimum 7 zile în cazul

folosirii cimenturilor portland şi de minimum 14 zile în cazul cimenturilor metalurgice, cu cenuşă

sau tras.

C se renunţă la aplicare

acestei măsuri.

Suprafeţele de beton de dimensiuni foarte mari pot fi protejate prin acoperire cu o peliculă

de bitum. Imediat după ce betonul proaspăt s-a zvântat se stropeşte uniform 2/5,0 mKg bitum

tăiat.

Page 203: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Pelicula de bitum nu permite evaporarea apei din beton, asigurând un regim umed de

întărire. După două ore de la stropire se acoperă suprafaţa de nisp fin în grosime de 5mm.

Dacă în primele două zile după turnarea betonului intervine o ploaie, este indicat să se acopere

lucrarea cu materiale care să împiedice spălarea stratului superficial de mortar de ciment.

În perioada de primăvară şi toamnă, când lucrările de turanrea betonului sunt surprinse de o

coborâre bruscă a temperaturii mediului înconjurător până la valori de Co0 este necesar să se ia

măsuri de izolare termică a betonului. Izolarea termică se poate realiza cu panouri de stufit sau

rogojini, urmărindu-se ca cel puţin în primele trei zile de la turnare temperatura betonului să nu

scadă sub +2o

Până la atingerea rezistenţei de

C. 2/12 cmdaN , orice solicitare sau vibraţii produse în masa

betonului pot să distrugă primele legături dintre formaţiile cristaline apărute în procesul de hidratare

a cimentului. Datorită acestui fapt, nu trebuie să se permită circulaţia lucrătorilor, a mijloacelor de

transport, precum şi depozitarea de materiale înainte ca betonul să fi atins rezistenţa indicată.

Îmbrăcămintea de beton se poate da în circulaţie dacă rezistenţa la întindere din încovoiere a

betonului atinge 80% din valoarea prescrisă. Dacă turnarea şi întărirea betonului s-au făcut la

temperaturi medii mai mari de +15o

Execuţia îmbrăcăminţilor din beton de ciment cu maşini cu cofraje glisante

C, îmbrăcămintea să dă în circulaţie după 21 zile de la execuţie,

când se folosesc cimentul Pa şi după 28zile când se foloseşte cimentul M.

Toate maşinile cu cofraje glisante fabricate în prexent sunt automatizate şi comandate

electronic, având sistemul de control integrat în echipamentul de bază al maşinii.

Principiile de funcţionare şi alcătuirea schematică a maşinilor cu cofraje glisante sunt prezentate în

fig. 6.27 şi 6.28.

Fig. 6.27 - Schema de funcţionare a unei maşini cu cofraje glisante tip "Augrade":

1 - răspânditor mecanic cu şnec elicoidal; 2- placa de nivelare primară a betonului; 3- previbratoare;

4 - placă de nivelare secundară a betonului; 5 şi 6 - grinzi de nivelare oscilante transversal; 7 - placa

de finisare suspendată.

Page 204: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

Fig. 6.28 - Schema de funcţionare a unei maşini cu cofraje glisante tip "Gunter und Zimmerman":

1 - previbratoare; 2 - tub vibrant transversal; 3 - placa de împingere (mulare);

4 - placă de nivelare suspendată; 5 - placă de nivelare auxiliară.

La ambele tipuri de maşini, vibrarea este asigurată în masa betonului cu ajutorul unor baterii

de previbratoare, considerate mai eficace în cazul grosimii dalei mai mari de 15-20cm decât

vibrarea de suprafaţă.

Descărcarea betonului se face de obicei direct pe stratul suport în două cordoane în cazul

lăţimilor mari. Stratul suport trebuie să fie umezit în prealabil pentru anu se pierde apa din betonul

proaspăt.

Page 205: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

FAZA TEHNOLOGICĂ PREGĂTIREA

SUPRAFEŢEI PREGĂTIREA EXECUŢIEI TURNARE BETON CIMENT

OPERAŢIA EXECUTATĂ NIVELARE

PROFILARE

COMPACTAR

E FINISARE

ETANŞAREA

FUNDAŢIEI

POZARE

BLOCHEŢI

LONGRINE

MONTARE

LONGRINE

MONTARE

ELEMENTE

ROST

TURNARE

BETON

FINISARE

SUPRAFAŢĂ

TĂIERE

ROST PROTECŢIE

UTILAJUL FOLOSIT AUTOGREDER CILINDRU

COMPACTOR

REMORCA

TRACTATĂ

AUTOMACARA

5tf MANUAL

FINISOR

BETON

RULOU

PERII

MAŞINĂ

TĂIAT

ROSTURI

CORTURI

JOASE

SCHEMA TEHNOLOGICĂ

DE LUCRU

Fig.6.7. - Schema tehnologică de execuţie a îmbrăcăminţilor din beton de ciment

Page 206: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

CAPITOLUL VII

EXECUŢIA LUCRĂRILOR DE FINISARE LA DRUMURI ]2[

Finisarea suprafeţelor orizontale şi a taluzelor lucrărilor de terasamente

Principalele activităţi care se efectuează după executarea lucrărilor de săpatură sau de umplutură în

vederea finisării platformelor şi taluzelor, sunt nivelarea şi tazularea. Aceste activităţi au rolul de a

asigura profilarea definitivă a lucrării.

a). Nivelarea mecanică a suprafeţelor

Prin nivelare se asigură o suprafaţă plană definitivă a terenului şi platformelor, care au denivelări

până la 20cm precum şi corectarea pantelor transversale sau longitudinale ale acestora. Nivelarea

constă în tăierea dâmburilor şi împingerea în goluri a pământului săpat folosind în acest scop

buldozere sau autogredere. Pentru asigurarea stabilităţii suprafeţei nivelate este necesar ca nivelarea

să fie urmată de o compacatre de finisare.

Nivelarea cu buldozere şi autogredere se realizează prin deplasarea acestora după o schemă în zig-

zag sau circulară, cu cuţitul aşezat la nivelul suprefeţei de reazem a pneurilor sau şenilelor.

Norma de timp a utilajelor la nivelare se acalculează cu relaţia:

tsc

oim

kkksL

ttVLn

NTU)sin(?6,0 −θ

++

= ]100/[ 2more

în care:

n - este numărul de treceri necesare;

L - lungimea sectorului de lucru, în m;

mV - viteza medie de deplasare, în m/min;

it - timpul de întoarcere, în minute;

0t - timpul pierdut în ciclu, în minute;

l - lăţimea echipamentului, în m;

θ - unghiul de înclinare a echipamentului, în grade;

s - suprapunerea fâşiilor, în m;

Page 207: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

ck - coeficient de neuniformitate a ciclului )6,04,0( −=ck ;

sk - coeficient de variaţie a rezistenţei la săpare în funcţie de categoria de

teren )8,0;85,0;9,0;0,1( ==== IVs

IIIs

IIs

Is kkkk ;

tk - coeficient de utilizare a timpului de lucru.

b). Taluzarea mecanică a debleelor şi rambleelor

Prin taluzare se asigură profilarea definitivă a taluzelor rezultate în urma săpării pământului

la deblee sau a umpluturilor la ramblee. Taluzarea se poate face cu ajutorul autogrederelor, a

buldozerelor sau a excavatoarelor cu braţ telescopic. La taluzare se execută de regulă săparea unui

strat de pământ cu grosimea maximă de 40cm în vederea finisării suprafeţelor taluzurilor şi

aducerea lor la înclinările prevăzute în proiect.

În cazul taluzării cu autogrederul, activitatea presupune următoarele faze:

montarea şi reglarea lamei la înclinaţiile necesare;

executarea săpăturii şi a nivelării taluzelor prin treceri succesive (max. 4 treceri), ale utilajului;

împrăştierea cu ajutorul lamei sau strângerea în grămezi a surplusului de pământ de pe platformă în

vederea înlăturării lui.

Taluzarea cu autogrederul se poate realiza prin deplasarea acetuia la piciorul taluzului, pe taluz sau

pe coronament în funcţie de panta şi lăţimea taluzului (fig.7.1).

Fig. 7.1 - Poziţii de deplasare a autogrederului la taluzare

la piciorul taluzului şi pe coronament

pe taluz

În ultimele două cazuri se iau măsuri suplimentare de asigurare a stabilităţii utilajului şi au

productivitatea redusă din cauza neutilizării integrale a lungimii echipamentului, ceea ce face să nu

se aplice decât în situaţii în care nu se poate face deplasarea la piciorul taluzului (în special în cazul

umpluturilor în ramblee cu înălţimi mari respectiv lăţimi mari de taluz).

Page 208: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

La taluzele cu lăţimi mari care depăşesc lungimea lamei, taluzarea se face concomitent cu

lucrările de săpare sau de umplutură pe măsura asigurării lăţimii de lucru corespunzătoare pe mai

multe niveluri.

Pământul rezultat din taluzare, adunat la picioarul taluzului, este îndepărtat cu autogrederul

şi strâns în grămezi pentru a fi încărcat în mijloacele de transport sau împrăştiat pe platformă

(fig.7.2).

Fig. 7.2 - Scheme tehnologice de îndepărtare a pământului săpat la taluzare cu două autogredere:

a - îndepărtarea de taluz;

b- strângere în grămezi şi încărcare.

Taluzarea cu buldozerul este indicată numai în cazurile în care unghiul taluzului este mai

mic decât panta maximă pe care poate urca buldozerul în condiţii economice (max. 20o

Taluzarea cu excavator cu braţ telescopic (fig.7.3) este recomandată în special în cazul

taluzelor cu lăţimi mari. Ca şi în cazul autogrederului, când taluzul are lăţimea mai mare decât raza

).

Page 209: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

de săpare maximă a excavatorului se organizează lucrul pe două sau mai multe niveluri cu înălţimi

corespunzătoare.

Fig.7.3 - Schema de lucru la taluzarea cu excavator telescopic

Page 210: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

BIBLIOGRAFIE

S. DOROBANŢU

C. PĂUCA Terasamente - Curs I.C.B.

P.ZAFIU Mecanzarea lucrărilor de construcţii

Curs I.C.B.

S.JERCAN Suprastructura drumurilor

Curs I.C.B.

J.DOMSA

A.IONESCU

Tehnologii şi utilaje performante pentru

prepararea betonului

Page 211: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

SCHEMA TEHNOLOGICĂ

EXECUŢIA LUCRĂRILOR DE SĂPĂTURI

1

2

3

4

5

FAZA TEHNOLOGICĂ LUCRĂRI PREGĂTITOARE LA TERASAMENTE EXECUŢIE SĂPĂTURI TRANSPORT PĂMÂNT UMPLUTURI

OPERAŢIA EXECUTATĂ DEFRIŞAREA VEGETAŢIEI

ÎNDEPĂRTAREA TERENULUI VEGETAL

PICHETAJ SĂPAT TRANSPORT

UTILAJUL FOLOSIT DEFRIŞĂTOR BULDOZER APARATE TOPO a. buldozer b. excavator c. screper

a. buldozer d. excavator e. screper

SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE LUCRU

SAH TRANSVERSAL

SAH TRANSERSAL

a. Longitudinal

b. Abataj transv.

c. Longitudinal

DISTANŢE TRANSPORT

a. D≤ m

b. D> 3000 m

c. D≤ 3000m

Page 212: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor

SCHEMA TEHNOLOGICĂ

EXECUŢIA

LUCRĂRILOR DE

UMPLUTURI

1

2

3

4

SE REIA

CICLUL SĂPAT

TRANSPORT

UMPLUT

FAZA

TEHNOLOGICĂ

EXECUŢIA LUCRĂRILOR DE UMPLUTURĂ

OPERAŢIA

EXECUTATĂ

DESCĂRCARE NIVELARE

PROFILARE

UMECTARE COMPACTARE

UTILAJUL FOLOSIT buldozer

basculanta

autoscreper

buldozer

autogreder

autogreder

Autocisterna Cilindru compactor

SCHEMA

TEHNOLOGICĂ DE

LUCRU

Strat longitudinal

Cordoane

longitudinale

Cordoane

longitudinale

FÂŞII

LONGITUDINALE

SCHEMA

CICLICĂ

ZIG-ZAG

LONGITUDINAL

Page 213: Unele Tehnologii de Lucru Aplicate in Constructia Drum

Dicu Mihai Unele tehnologii de lucru aplicate în construcţia drumurilor