1

��������������� � ��������A�

CUPRINS

1. Generalit��i. Defini�ii. Clasificare 3 2. Mixturi asfaltice 5

2.1. Generalit��i. Tipuri de mixturi asfaltice 5 2.2. Elaborarea dozajelor pentru mixturi asfaltice 8 2.3. Încerc�rile mixturilor asfaltice 21 2.4. Producerea, transportul �i punerea în oper� a mixturilor asfaltice 35

3. Tratamente bituminoase 53 3.1. Generalit��i 53 3.2. Executarea tratamentelor bituminoase 59

4. �lamul bituminos 64 5. Straturi bituminoase foarte sub�iri 67 6. Îmbr�c�min�i bituminoase provizorii 70

6.1. Macadamuri protejate 71 6.2. Pietruiri impregnate cu emulsii bituminoase 72 6.3. Pietruiri etan�ate prin clutaj 73

7. Îmbr�c�min�i bituminoase u�oare (semipermanente) 73 7.1. Generalit��i 73 7.2. Macadamuri bituminoase 75 7.3. Anrobate bituminoase 84 7.4. Mortare asfaltice 87 7.5. Între�inerea ulterioar�, repararea �i ranforsarea îmbr�c�min�ilor

bituminoase u�oare 88 8. Îmbr�c�min�i bituminoase grele (permanente) 88

8.1. Generalit��i 88 8.2. Tipuri de mixturi asfaltice pentru îmbr�c�min�i bituminoase grele 93 8.3. Caracteristicile fizico-mecanice ale mixturilor asfaltice folosite la

execu�ia îmbr�c�min�ilor bituminoase grele 102 8.4. Prescrip�ii generale de execu�ie pentru îmbr�c�min�ile bituminoase grele 105

9. Îmbr�c�min�i bituminoase speciale 106 9.1. Generalit��i. Clasificare 106 9.2. Îmbr�c�min�i bituminoase speciale colorate 107 9.3. Îmbr�c�min�i bituminoase speciale cu caracteristici superioare 108 9.4. Îmbr�c�min�i bituminoase pentru calea pe poduri 112

2

10. Mixturi asfaltice stocabile utilizate la rece pentru repararea îmbr�c�min�ilor bituminoase 114

10.1. Generalit��i 114 10.2. Mixturi asfaltice stocabile cu emulsie bituminoas� cationic� 115 10.3. Mixturi asfaltice stocabile cu emulsie bituminoas� anionic� 116

11. Tehnologii moderne pentru regenerarea �i reutilizarea îmbr�c�min�ilor bituminoase vechi 117

11.1. Regenerarea îmbr�c�mintei vechi f�r� a modifica dozajul mixturii asfaltice existente 118

11.2. Regenerarea îmbr�c�mintei vechi cu mixtur� asfaltic� recuperat� �i corectat� 119

3

1. Generalit��i. Defini�ii. Clasificare Structurile rutiere trebuie astfel proiectate �i realizate încât s� reziste în bune condi�ii, pe întreaga durat� de exploatare, solicit�rilor din trafic �i ac�iunilor factorilor hidrologici �i climaterici. Stratul rutier cel mai important care preia direct solicit�rile traficului �i asupra c�ruia ac�ioneaz� factorii exteriori (hidrologici �i climaterici) este îmbr�c�mintea structurii rutiere. În consecin��, aceasta trebuie realizat� din materialele cele mai rezistente, aplicând tehnologii care s� permit� ob�inerea unor caracteristici fizico-mecanice superioare în vederea asigur�rii unei mari durabilit��i. Dintre îmbr�c�min�ile rutiere moderne, cele bituminoase sunt cele mai r�spândite datorit� avantajelor pe care le prezint� din punct de vedere al posibilit��ilor de execu�ie, confortului oferit utilizatorilor, condi�iilor de între�inere �i exploatare, costului etc. Îmbr�c�min�ile rutiere bituminoase sunt îmbr�c�min�ile în compozi�ia c�rora intr� bitumul. Unul dintre avantajele importante ale acestora este acela al posibilit��ilor de execu�ie etapizat� a structurilor rutiere cu astfel de îmbr�c�min�i, pe m�sura necesit��ii de m�rire a capacit��ii portante ca urmare a cre�terii solicit�rilor din trafic. Principiul consolid�rilor succesive prin amelior�ri progresive se poate aplica în acest caz f�r� nici o dificultate. Astfel, într-o prim� etap�, când traficul este mai redus, se proiecteaz� �i se execut� o îmbr�c�minte bituminoas� provizorie, iar apoi, pe m�sura cre�terii traficului, structura rutier� se ranforseaz� prin execu�ia de noi straturi bituminoase.

În func�ie de caracteristicile materialelor din care sunt realizate �i de durata de exploatare a acestora, îmbr�c�min�ile rutiere bituminoase pot fi grupate astfel:

− îmbr�c�min�i bituminoase provizorii; − îmbr�c�min�i bituminoase u�oare; − îmbr�c�min�i bituminoase grele; − îmbr�c�min�i bituminoase speciale.

Îmbr�c�min�ile bituminoase provizorii se realizeaz� din macadam protejat cu tratamente bituminoase, în scopul evit�rii form�rii prafului �i noroiului, etan��rii structurii rutiere �i conserv�rii pietruirii existente. Ele se proiecteaz� �i se execut� pe drumuri cu trafic redus, luându-se în considerare o durat� de exploatare de câ�iva ani (sub 7 ani). De men�ionat c� acestea necesit� o între�inere permanent� ce se realizeaz�, de regul�, prin plomb�ri �i tratamente bituminoase de etan�are.

Îmbr�c�min�ile bituminoase u�oare, denumite impropriu “semipermanente” se proiecteaz�, de regul�, pentru o durat� de exploatare de 8…12 ani, pentru drumuri cu trafic redus �i mijlociu, valorificând, în func�ie de tehnologiile de execu�ie, materialele locale existente. În aceast� categorie pot fi incluse macadamurile bituminoase �i îmbr�c�min�ile rutiere realizate din anrobate bituminoase etan�ate, mortare asfaltice �i betoane asfaltice cu nisip bituminos. Îmbr�c�min�ile bituminoase grele, denumite impropriu “permanente” se proiecteaz� pentru drumuri cu trafic intens �i greu, pentru o durat� de exploatare de peste 12 ani. Din aceast� grup� fac parte toate îmbr�c�min�ile rutiere bituminoase ce se realizeaz� din betoane asfaltice sau asfalt turnat dur, în grosime minim� de 6 cm, a�ternute de regul� pe un strat de baz� din anrobate bituminoase. Fa�� de îmbr�c�min�ile bituminoase provizorii �i u�oare, acestea trebuie s� îndeplineasc�, pe lâng� condi�iile de rezisten��, �i exigen�e superioare din punct de vedere al calit��ii suprafe�ei de rulare (planeitate, rugozitate) care s� asigure participan�ilor la circula�ie condi�ii de confort �i siguran�� sporite.

4

Îmbr�c�min�ile bituminoase speciale sunt îmbr�c�min�i realizate prin tehnologii specifice, cu utilizarea unor materiale cu calit��i deosebite �i se aplic� în condi�ii particulare, în scopuri bine determinate. În consecin��, costul acestora este mai ridicat, comparativ cu celelalte tipuri de îmbr�c�min�i rutiere bituminoase. Din categoria îmbr�c�min�ilor bituminoase speciale fac parte:

− îmbr�c�min�ile bituminoase colorate; − îmbr�c�min�ile bituminoase cu performan�e mecanice superioare, executate

din betoane asfaltice în compozi�ia c�rora se utilizeaz� ca liant bitum modificat, bitum cu adaos de cauciuc, r��ini termoplastice, bitum aditivat etc.;

− îmbr�c�min�ile bituminoase etan�e pentru calea pe poduri (asfalt turnat, asfalt turnat dur, mortar asfaltic turnat, beton asfaltic cilindrat pentru calea pe poduri);

− îmbr�c�min�ile bituminoase din mixturi asfaltice prefabricate. Se vor defini în continuare, câteva no�iuni mai frecvent întâlnite în proiectarea, execu�ia, între�inerea �i exploatarea îmbr�c�min�ilor bituminoase. Durata de exploatare a îmbr�c�mintei este apreciat� prin num�rul de treceri ale sarcinii de calcul pe care îmbr�c�mintea structurii rutiere îl poate suporta în condi�iile de exploatare reale (climaterice, hidrologice), f�r� a se impune refacerea acesteia. Stratul de uzur� este stratul superior al structurii rutiere (al îmbr�c�mintei), pe care se circul� �i care preia �i transmite straturilor inferioare ac�iunile generate de vehicule �i, par�ial, ac�iunea unor agen�i atmosferici. Stratul de leg�tur� este situat la partea inferioar� a unei îmbr�c�min�i bituminoase, realizând leg�tura cu stratul de baz� sau de funda�ie al structurii rutiere. Pentru realizarea acestuia se utilizeaz� de regul� betoane asfaltice deschise, el proiectându-se în cazuri justificate din punct de vedere tehnic �i economic. Prevederea acestuia nu este obligatorie în alc�tuirea îmbr�c�mintei bituminoase. Stratul de baz� este situat între îmbr�c�minte �i funda�ie, având rolul de a prelua o parte din solicit�rile generate de circula�ia vehiculelor, în special eforturile tangen�iale �i de întindere. Prin intermediul acestuia se repartizeaz� funda�iei structurii rutiere eforturile verticale în limita capacit��ii de rezisten�� a acesteia. Se execut�, de regul�, din anrobate bituminoase, dar se poate realiza �i din alte materiale (macadam simplu sau bituminos, piatr� spart�, pietruiri existente, îmbr�c�min�i bituminoase uzate reciclate etc.). Amorsarea este opera�ia de realizare a unei pelicule continue de liant bituminos pe suprafa�a unui strat în vederea ob�inerii unei bune aderen�e a stratului bituminos superior. Amorsarea se execut� de obicei cu bitum t�iat, emulsie bituminoas� cu rupere rapid� sau suspensie de bitum filerizat, pe suprafe�e bine cur��ate în prealabil, folosindu-se 0,2…0,5 kg/m2 bitum rezidual, în func�ie de natura �i calitatea stratului suport (o cantitate mai mare poate favoriza fenomenul de exsudare). Asfaltarea, în în�elesul larg al cuvântului, reprezint� opera�ia de aplicare, de regul� pe o pietruire existent�, a unei îmbr�c�min�i bituminoase. Asfaltizarea este procesul de anrobare �i închidere a unei îmbr�c�min�i bituminoase, sub efectul c�ldurii �i circula�iei autovehiculelor. Bitumarea agregatelor este opera�ia prin care granulele unui agregat natural (nisip, criblur�, pietri�, split) se acoper� cu o pelicul� foarte sub�ire de bitum. Badijonarea este opera�ia de stropire cu lian�i hidrocarbona�i a unei suprafe�e (poroase, deschise), urmat� de acoperire cu agregate naturale m�runte în vederea închiderii porilor �i, în consecin��, a etan��rii acesteia. Ca liant se utilizeaz� bitum t�iat sau emulsie bituminoas� cationic�, care se strope�te pe suprafa�a perfect cur��at� în prealabil, asigurându-se o cantitate de 0,5…0,6 kg/m2 bitum rezidual. Acoperirea se face cu nisip

5

natural sau de concasaj, în cantitate de 4…6 kg/m2, recomandându-se o u�oar� cilindrare pentru fixarea agregatului natural.

Etan�area este opera�ia de protejare a îmbr�c�min�ilor rutiere împotriva p�trunderii apei în interiorul lor, efectuat� prin: badijonare, tratamente bituminoase, aplicarea de înveli�uri sub�iri (�lam bituminos) sau covoare asfaltice, colmatarea fisurilor �i cr�p�turilor etc.

Înnobilarea agregatelor const� în tratarea agregatelor naturale (de regul� de natur� acid�) cu lapte de var sau al�i aditivi pentru a m�ri adezivitatea bitumului la suprafa�a acestora.

Penetrarea este opera�ia prin care se realizeaz� p�trunderea unui liant bituminos (bitum lichid sau emulsie bituminoas�) într-un strat din material pietros.

Aditivarea bitumului este opera�ia prin care unui bitum i se adug� un produs (de regul� chimic), în scopul îmbun�t��irii caracteristicilor acestuia.

Modificarea bitumului este opera�ia prin care unui bitum i se adug� un produs care îi modific� fundamental caracteristicile, rezultând, practic un nou liant.

Reabilitarea drumurilor este complexul de lucr�ri prin care unui drum i se asigur� parametrii func�ionali corespunz�tori traficului actual �i de perspectiv�.

2. Mixturi asfaltice

2.1. Generalit��i. Tipuri de mixturi asfaltice Mixturile asfaltice sunt materiale de construc�ii realizate din amestecuri ob�inute

pe baza unor dozaje judicios stabilite, din agregate naturale sau artificiale �i filer, aglomerate cu bitum printr-o tehnologie adecvat�. Acestea au multiple întrebuin��ri, fiind folosite mai ales pentru realizarea îmbr�c�min�ilor rutiere bituminoase �i a straturilor de baz�.

Agregatele cele mai utilizate pentru prepararea mixturilor asfaltice sunt: − criblurile de toate sorturile; − nisipurile naturale �i de concasaj; − balasturile �i pietri�urile concasate �i neconcasate; − agregatele artificiale ca zgura de furnal înalt sortat�, granulitul, zgura de

hald� concasat� etc. În anumite condi�ii pot fi utilizate pentru prepararea mixturilor asfaltice, de�euri de carier�, subproduse industriale etc. Alegerea agregatelor naturale trebuie f�cut� cu descern�mânt, �tiut fiind c�, în anumite condi�ii, la prepararea mixturilor asfaltice poate fi folosit� o gam� larg� de materiale locale, prelucrate �i tratate corespunz�tor, ceea ce conduce la ob�inerea unor mixturi asfaltice cu caracteristici tehnice satisf�c�toare, eficiente din punct de vedere al costului. Condi�iile pe care trebuie s� le îndeplineasc� agregatele naturale pentru a putea fi folosite la prepararea mixturilor asfaltice sunt bine definite �i se refer� la m�rimea �i forma granulelor, natura rocii de baz�, granulozitate etc. Ele trebuie s� fie mai ales curate, s� prezinte o bun� adezivitate fa�� de bitumul utilizat, s� aib� rezisten�e mecanice corespunz�toare, s� reziste la uzur�. Filerul utilizat cel mai frecvent �i cu cele mai bune rezultate este ob�inut prin m�cinarea pietrei de calcar. Mai pot fi utilizate ca filere unele prafuri de la electrofiltre, pulberea de var stins, cimentul etc.

6

Bitumul utilizat pentru prepararea mixturilor asfaltice are o importan�� hot�râtoare în comportarea acestora, tipul acestuia alegându-se în func�ie de mixtura asfaltic� pe care dorim s� o prepar�m, mai precis de caracteristicile fizico-mecanice avute în vedere pentru mixtura asfaltic�. Se poate utiliza bitum pur, bitum modificat, bitum aditivat, deriva�i ai bitumului (emulsie bituminoas�, bitum t�iat). În ceea ce prive�te consisten�a bitumului folosit, aceasta variaz� într-o gam� larg� în func�ie de tipul mixturii asfaltice. Dac� bitumul utilizat în mod curent este de tipul D 80/120, se remarc� practic tendin�a de generalizare a folosirii unor bitumuri mai dure (D 50/80), care confer� mixturilor asfaltice o stabilitate mai ridicat� în condi�iile de solicitare specifice traficului greu �i temperaturilor ridicate. Clasificarea mixturilor asfaltice se face dup� tehnologia de preparare �i punere în oper�, respectiv dup� compozi�ia acestora.. Dup� tehnologia de preparare �i punere în oper�, mixturile asfaltice se clasific� în:

− mixturi asfaltice “ la cald “, preparate �i puse în oper� la temperaturi ridicate (peste 150 0C), utilizând ca liant bitumul adus la consisten�a necesar� prin înc�lzire;

− mixturi asfaltice “la rece”, preparate �i puse în oper� la temperatura mediului ambiant (peste 5 0C), utilizând ca liant emulsia bituminoas� sau bitumul t�iat.

Din punct de vedere al compozi�iei, mixturile asfaltice pot fi grupate astfel: − betoane asfaltice (B.A.); − asfalt turnat (A.T.); − mortare asfaltice (M.A.); − anrobate bituminoase (A. B.).

Betoanele asfaltice (B.A.) sunt amestecuri alc�tuite, dup� dozaje riguros stabilite, din cribluri, nisip �i filer, aglomerate cu bitum dup� o tehnologie adecvat�. Ele se utilizeaz� în principal pentru realizarea îmbr�c�min�ilor bituminoase grele (permanente), pe drumuri cu trafic intens. Betoanele asfaltice trebuie s� aib� caracteristici fizico-mecanice ridicate, întrucât sunt proiectate pentru îmbr�c�min�i bituminoase cu durat� de exploatare mare, pe drumurile cele mai solicitate de trafic �i de factorii climaterici. Betoanele asfaltice se pot proiecta �i realiza într-o mare diversitate, în func�ie de necesit��i, dintre acestea men�ionându-se:

− betoane asfaltice cu execu�ia “la cald”: • beton asfaltic bogat în criblur� (B.A.8 sau B.A.16); • beton asfaltic cu agregat mare (B.A.25); • beton asfaltic realizat cu nisip bituminos (B.A.N.B.16); • beton asfaltic rugos (B.A.R.16); • beton asfaltic rugos prin clutaj (B.A.R.C.16) • beton asfaltic cilindrat pentru calea pe pod (B.A.C.P.16) • beton asfaltic deschis(cu criblur�: B.A.D.25, cu pietri� concasat:

B.A.D.P.C.31, cu pietri� sortat: B.A.D.P.S.31); • betoane asfaltice speciale:

• colorate (ro�u, alb, galben etc.); • cu caracteristici superioare (cu bitum modificat, bitum aditivat,

bitum + cauciuc etc.); − betoane asfaltice cu execu�ia “la rece”:

• beton asfaltic stocabil cu bitum t�iat (B.A.B.T.8); • beton asfaltic stocabil cu emulsie bituminoas� (B.A.E.B.16);

7

• beton asfaltic cu suspensie de bitum filerizat (B.A.S.16). Asfaltul turnat (A.T.) este o mixtur� asfaltic� la care golurile din agregatul natural sunt umplute complet cu mastic bituminos, punerea în oper� realizându-se în consecin�� f�r� cilindrare. Acesta se realizeaz� în dou� variante, �i anume:

− asfaltul turnat dur (A.T.D.16); − asfaltul turnat (A.T.7).

Asfaltul turnat dur se execut� numai la cald din criblur� 3…8 mm �i 8…16 mm, nisip �i filer aglomerate cu bitum dur D 40/50; se pune în oper� prin a�ternere �i nivelare, f�r� a necesita compactare. Masticul bituminos umple complet golurile dintre agregatele naturale, mixtura fiind etan��. Asfaltul turnat (obi�nuit) spre deosebire de A.T.D.16 con�ine în loc de cribluri, nisip gr�un�os 3… 7 mm. Mortarul asfaltic (M.A.) este un amestec ob�inut în anumite condi�ii din nisip, filer �i bitum. Mortarele asfaltice se pot realiza:

− la cald: • mortarul asfaltic cu bitum cald (M.A.B.C.7); • mortarul asfaltic cu nisip bituminos (M.A.N.B.7); • mortarul asfaltic turnat (M.A.T.7);

− la rece: • mortar asfaltic cu suspensie de bitum filerizat, sau mortar-subif (M.A.S.7); • mortar asfaltic cu emulsie bituminoas� (M.A.E.B.7).

Mortarele asfaltice au o arie de aplicabilitate foarte restrâns� deoarece con�in un procent ridicat de bitum �i realizeaz� o îmbr�c�minte bituminoas� cu o suprafa�� insuficient de rugoas�. Anrobatele bituminoase (A.B.) sunt amestecuri alc�tuite, respectând anumite dozaje, în principal din agregate naturale locale ca balast, nisip, pietri�, de�euri de carier� etc., neconcasate sau concasate par�ial sau total �i filer, aglomerate cu bitum printr-o tehnologie specific�, utilizate de regul� pentru executarea îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare sau a straturilor de baz�. Anrobatele bituminoase sunt din punct de vedere calitativ inferioare betoanelor asfaltice, întrucât se realizeaz� de regul� din agregate naturale locale f�r� o prelucrare special�, zonele de granulozitate în care acestea trebuie s� se înscrie sunt mai largi, con�in mai pu�in bitum, au grade de toleran�� mai mari. În general, anrobatele bituminoase utilizate ca îmbr�c�min�i rutiere pe drumuri cu trafic redus sau mijlociu trebuie proiectate respectând principiile generale, asfel încât s� se foloseasc� pentru producerea lor aproape în exclusivitate materiale locale; de aceea cuno�tin�ele �i imagina�ia creatoare a specialistului trebuie valorificate din plin prin alc�tuirea unor dozaje adecvate, care s� conduc� la ob�inerea unor costuri reduse prin realizarea unor lucr�ri de mare eficien�� tehnico-economic�. Anrobatele bituminoase se pot realiza la cald sau la rece într-o mare varietate de tipuri, dintre care se men�ioneaz�:

− cu execu�ie “la cald”: • anrobate bituminoase cu bitum cald (A.B.B.C.31); • anrobate bituminoase cu nisip bituminos sau bitum fluid �i bitum dur de

petrol (A.B.N.B.31); − cu execu�ie “la rece”:

• anrobate bituminoase cu suspensie de bitum filerizat (A.B.S.31);

8

• anrobate cu emulsie bituminoas� (A.B.E.B.31). Alegerea tipului de mixtur� asfaltic� din care s� se realizeze îmbr�c�min�ile bituminoase prezint� o importan�� tehnic� �i economic� deosebit�. De aceea este absolut necesar ca proiectantul, pe baza studiilor privind existen�a materialelor locale �i posibil de aprovizionat, a condi�iilor climaterice, a evolu�iei traficului etc., �inând seama de caracteristicile mixturilor asfaltice, s� indice în proiecte necondi�ionat modul de alc�tuire a tuturor straturilor bituminoase ale structurii rutiere �i mai ales tipul de mixtur� asfaltic� pentru îmbr�c�minte. 2.2. Elaborarea dozajelor pentru mixturi asfaltice 2.2.1. Generalit��i Prin elaborarea dozajelor pentru mixturi asfaltice se în�elege ansamblul de opera�ii efectuate în vederea stabilirii propor�iilor între diversele materiale care le alc�tuiesc, astfel încât s� se ob�in� în final caracteristicile fizico-mecanice specifice tipului de mixtur� asfaltic� ales. Dozajul se exprim� în procente din masa total� a mixturilor asfaltice, pentru fiecare din materialele ce alc�tuiesc amestecul. Stabilirea �i aplicarea unor dozaje corecte în func�ie de tipul mixturii asfaltice proiectate �i de caracteristicile reale ale materialelor ce intr� în compozi�ia mixturilor asfaltice este condi�ia “sine qua non” de reu�it� a lucr�rii. În vederea elabor�rii dozajelor este necesar� în prealabil efectuarea încerc�rilor preliminare asupra fiec�rui material ce intr� în compozi�ia mixturii asfaltice. Materialele care nu corespund condi�iilor tehnice impuse nu vor fi luate în considerare �i nu vor fi admise în procesul tehnologic de producere a mixturilor asfaltice întrucât compromit lucrarea. În continuare se vor sublinia unele dintre caracteristicile fizico-mecanice mai importante pe care trebuie s� le îndeplineasc� agregatele naturale, filerul �i bitumul, care intr� în compozi�ia mixturilor asfaltice. Agregatele naturale (cribluri, nisip etc.) utilizate la prepararea mixturilor asfaltice trebuie s� prezinte o serie de caracteristici dintre care se men�ioneaz� în mod special urm�toarele:

− s� fie curate, fiind exclus a se ob�ine o mixtur� asfaltic� acceptabil� cu agregate murdare, cu con�inut ridicat de argil�, praf sau alte impurit��i organice; în cazul agregatelor murdare procesul de dezanrobare (dezlipirea liantului de pe suprafa�a agregatului natural) este iminent �i în consecin�� lucrarea este compromis�. Experien�ele de laborator arat� c� adezivitatea bitumului pe agregate de natur� bazic�, dar murdare, scade cu 50 % fa�� de cea ob�inut� pe granule curate. Se admite parte levigabil� maximum 3 % �i un echivalent de nisip de minimum 85 %;

− s� prezinte o uzur� cât mai mic� sub efectul circula�iei; evident în stratul de rulare se vor folosi agregate de cea mai bun� calitate, care s� nu se �lefuiasc� �i s� nu se uzeze, prezentând suprafe�e rugoase; se impune un coeficient Los Angeles sub 25 %;

− s� fie omogene din punct de vedere al compozi�iei mineralogice, s� nu prezinte urme de alterare chimic� �i s� nu con�in� minerale, care se descompun sub ac�iunea agen�ilor atmosferici;

− s� provin� din roci de natur� bazic� sau neutr�, care permit realizarea unei bune adezivit��i; dac� totu�i se folosesc agregate din roci acide, este neap�rat necesar, fie s� se adauge aditivi tensioactivi în bitum, fie s� se trateze agregatele cu aceste substan�e sau cu lapte de var;

9

− s� prezinte rezisten�e mari la compresiune, pentru a nu se sf�râma sub efectul traficului �i al intemperiilor;

− forma granulelor s� fie poliedric�, neadmi�ându-se granule lamelare �i aciculare, care se sf�râm� foarte u�or sub efectul circula�iei.

În general, scheletul mineral al unei mixturi asfaltice compus din cribluri �i nisip are un volum mare de goluri. Pentru m�rirea compactit��ii se adaug� filer, care mic�oreaz� volumul de goluri al amestecului, îns� m�re�te suprafa�a specific� a agregatului natural. Filerul trebuie s� fie uscat �i s� aib� fine�ea necesar� (frac�iunea sub 0,09 mm, minimum 80 %). Filerul m�re�te domeniul de plasticitate al bitumului �i favorizeaz� adezivitatea la agregatul natural. Filerul m�re�te frecarea interioar� din bitum �i coeziunea bitumului �i prin aceasta îmbun�t��e�te comportarea mixturii asfaltice la solicit�ri statice �i la rupere. Bitumul amestecat cu filer î�i schimb� foarte greu compozi�ia chimic�. Filerul împiedic� îmb�trânirea bitumului ac�ionând astfel încât bitumul s�-�i p�streze timp îndelungat propriet��ile lui de liant. Filerul dozat judicios în raport cu ceilal�i componen�i m�re�te compactitatea �i suprafa�a specific� a agregatului natural, asigurând astfel, împreun� cu bitumul rezisten�ele mecanice �i stabilitatea la temperaturi ridicate a mixturilor asfaltice. Excesul de filer este îns� d�un�tor, deoarece rezisten�ele mecanice �i stabilitatea la temperaturi ridicate scad, iar în mixtura asfaltic� se formeaz� bulg�ri reducându-i-se lucrabilitatea. Îmbr�c�mintea bituminoas� prezint� neregularit��i în suprafa�are �i este mai pu�in rezistent� la ac�iunea apei. Pentru a ob�ine o rezisten�� maxim� a mixturii asfaltice este necesar ca toate granulele agregatului natural s� fie învelite cu o pelicul� de bitum cât mai sub�ire. Rezisten�a la forfecare �i la deforma�ii plastice este cu atât mai mare, cu cât grosimea filmului de bitum este mai mic�. Ob�inerea unei pelicule atât de fine de bitum este posibil� numai prin filerizare. Studii de laborator efectuate pe betoane asfaltice, urm�rind rela�iile filer-volum de goluri, filer-coeziunea mixturii asfaltice �i rezisten�a la deforma�ii plastice sub ac�iunea simulatorului de f�ga�e au condus la urm�toarele concluzii:

− raportul dintre bitum �i filer este un factor important în ceea ce prive�te stabilitatea. Filerul modific� propriet��ile liantului, dându-i vâscozitate mai bun�. Acest fapt justific� teoria dup� care filerul ac�ioneaz� nu numai asupra reducerii volumului de goluri, ci cu ajutorul particulelor sale foarte fine, modific� propriet��ile bitumului.

− adaosul de fibre de azbest, ca filer, în propor�ie 1…3 % ac�ioneaz� favorabil asupra coeziunii mixturii asfaltice �i bunei sale comport�ri sub circula�ie.

Bitumul are un rol preponderent în mixturile asfaltice, asigurând coeziunea acestora �i impermeabilitatea îmbr�c�min�ilor bituminoase pe tot parcursul exploat�rii lor. Bitumul, prin propriet��ile sale de liant, realizeaz�:

− anrobarea granulelor agregatului cu o pelicul� fin�; − o bun� adezivitate pe granulele agregatului �i men�inerea acestei adezivit��i

în prezen�a acelor factori care tind s� se substituie bitumului la suprafa�a agregatelor. Factorul cel mai periculos �i care ac�ioneaz� în permanen�� asupra sistemului agregat-bitum este apa. Bitumul trebuie în consecin�� s� anrobeze (înveleasc�) granulele, s� asigure adezivitatea �i s� reziste la ac�iunea apei. Aceste calit��i depind de caracteristicile de baz� ale bitumului (penetra�ie, punct de înmuiere), dar �i de natura agregatului.

10

Raportul filer-bitum are o importan�� deosebit� asupra propriet��ilor fizico-mecanice ale mixturilor asfaltice. Valorile raportului filer-bitum uzuale variaz� de la 0,5 la 3,0. Valorile de 1,2…1,5 sunt frecvent folosite pentru mixturile asfaltice din stratul de uzur� (cazul betoanelor asfaltice bogate în cribluri). Pentru asfaltul turnat raportul filer-bitum atinge valoarea 3,0. În general, cre�terea raportului filer-bitum, men�inând constant procentul de bitum, necesit� o anrobare mai energic� �i conduce la cre�terea rigidit��ii mixturii. Este necesar s� se evite excesul de filer, care conduce la o mixtur� asfaltic� greu lucrabil� �i cu granulele neanrobate cu bitum. De remarcat este cre�terea apreciabil� a energiei de malaxare necesar� la prepararea asfaltului turnat, unde se adaug� 20…30 % filer la un con�inut de 7,5…9,5 % bitum D 40/50 sau D 30/40. Cre�terea rigidit��ii mixturii asfaltice este determinat� de reducerea volumului de goluri remanent �i de cre�terea important� a punctului de înmuiere al masticului de filer-bitum. În vederea realiz�rii unei mixturi asfaltice corespunz�toare, trebuie s� se examineze în primul rând condi�iile de calitate impuse acestora. În esen�� este necesar ca mixturile asfaltice s� prezinte urm�toarele caracteristici mai importante:

− lucrabilitate; − compactitate; − stabilitate mecanic�; − insensibilitate la ac�iunea apei.

Pentru a pune în oper� o mixtur� asfaltic�, trebuie ca în primul rând ea s� fie lucrabil�, condi�ie ce se realizeaz� dac� mixtura asfaltic� este alc�tuit� din agregate bine propor�ionate �i dintr-un liant corect dozat, adus într-un anumit stadiu de fluiditate. Lucrabilitatea este proprietatea mixturii asfaltice de a putea fi pus� în oper� în condi�iile ob�inerii unor caracteristici fizico-mecanice ridicate ale îmbr�c�mintei. Lucrabilitatea unei mixturi asfaltice depinde de o serie de factori dintre care se amintesc:

− fluiditatea liantului; − granulozitatea agregatului natural; − natura �i forma agregatelor; − dozajul de filer; − con�inutul de liant.

Compactitatea trebuie s� se realizeze la mixturi asfaltice printr-o judicioas� dozare a liantului în func�ie de granulozitatea agregatelor naturale, forma granulelor, aplicarea unei tehnologii de compactare corespunz�toare etc. Standardele �i instruc�iunile în vigoare dau zone de granulozitate în func�ie de tipurile de mixturi asfaltice în care trebuie s� se înscrie agregatele naturale (tabelul 1.). Laboratoarele de specialitate, încercând o serie de amestecuri de sorturi trebuie s� realizeze un amestec mineral astfel încât volumul de goluri ce urmeaz� a fi umplut cu filer �i bitum s� fie minim, întrucât acestea din urm� sunt materiale scumpe �i deficitare. Granulozitatea agregatului natural pentru diferite tipuri de mixturi asfaltice

Tabelul 1

Trece prin sita, sau ciurul de …… mm, în % din mas� Tipul de mixtur� asfaltic� 0,09 0,2 0,63 3,15 8 16 25 31,5

M.A.B.C.7 10…16 20…50 52…80 80…90 90…100 - - -

11

B.A.8 B.A.16

8…12 8…12

11…25 11…25

18…35 18…35

30…55 30…55

90…100 55…78

- 90…100

- -

B.A.R.16 8…10 11…15 18…25 30…42 50…65 90…100 - - B.A.25 5…12 8…25 15…35 30…50 50…75 65…90 90…100 - B.A.D.25 B.A.D.P.C.31 B.A.D.P.S.31

1…6 1…6 1…6

5…20 5…20 5…20

10…30 10…30 10…30

20…35 20…35 20…35

35…55 35…55 35…55

60…80 60…80 60…80

90…100 80…95 80…95

- 90…100 90…100

Stabilitatea mecanic� este strâns legat� de dozajul de liant �i de vâscozitatea lui. Un exces de bitum conduce sigur la v�luriri ale îmbr�c�mintei bituminoase. Un liant mai moale, cu un punct de înmuiere sc�zut genereaz� de asemenea în exploatare deforma�ii plastice ale îmbr�c�mintei bituminoase. Liantul în cantitate însuficient� genereaz� suprafe�e poroase, care se pot degrada sub ac�iunea traficului �i a apei. Scheletul mineral are de asemenea un rol important în asigurarea unei stabilit��i corespunz�toare pentru mixtura asfaltic�. Un schelet mineral puternic asigur� o stabilitate bun� a straturilor bituminoase din mixturi asfaltice. Insensibilitatea la ac�iunea apei este influen�at� de urm�torii factori principali:

− adezivitatea liantului la agregate; − prezen�a argilei în masa mixturii asfaltice, care produce umfl�ri la contactul

cu apa. Sensibilitatea la ap� se studiaz� comparând rezisten�a la compresiune imediat dup�

prepararea epruvetelor, cu rezisten�a ob�inut� dup� un timp de imersare în ap�. Raportul dintre rezisten�a înainte �i dup� imersare indic� sensibilitatea mixturii

asfaltice la ac�iunea apei. Dac� se constat� o sc�dere mare a rezisten�ei dup� imersare, înseamn� c� adezivitatea este sc�zut� sau c� exist� un procent prea mare de argil� în mixtura asfaltic�. În ambele cazuri se va c�uta corectarea amestecului fie prin sp�larea agregatelor sau, dup� caz, prin ad�ugarea unui aditiv pentru m�rirea adezivit��ii sau printr-un adaos de var nestins.

2.2.2. Stabilirea dozajului optim de liant

În vederea stabilirii dozajului optim de liant pentru mixturi asfaltice este necesar s� se examineze influen�a pe care acesta o exercit� asupra unor caracteristici fizico-mecanice determinante ale mixturilor asfaltice.

12

Dac� se prezint� grafic varia�ia rezisten�ei la compresiune în func�ie de con�inutul de bitum (fig. 1), se constat� urm�toarele:

− curba 1 arat� c�, pentru betoane asfaltice, rezisten�a la compresiune cre�te o dat� cu dozajul de liant, pân� la un anumit dozaj, optim. Dac� se dep��e�te acest dozaj, rezisten�a scade, bitumul fiind în exces, iar deforma�ia plastic� a mixturii asfaltice cre�te;

− în aceea�i diagram�, pe curba 2, având în abscis� procentul de bitum, iar în ordonat� densitatea aparent� a mixturii asfaltice ρap, exprimat� în t/m3, se constat� c� dozajului optim de liant îi corespunde �i o densitate aparent� maxim�. În cazul unui exces de bitum densitatea aparent� scade;

− pe curba 3, luând în abscis� tot procentul de bitum iar în ordonat� absorb�ia de ap� volumic� Av, în %, se constat� c� la un con�inut sc�zut de bitum, absorb�ia de ap� cre�te mult, fiind peste 10 %.

Reprezent�ri grafice sugestive se ob�in utilizând datele furnizate de încercarea Marshall pentru densitatea

aparent�, stabilitatea Marshall, fluaj �i volum de goluri (fig. 2.). Densitatea aparent� cre�te pân� la un dozaj optim de liant (fig. 2,a), pentru ca apoi s� scad� din nou. Acela�i aspect este redat în fig. 2,b, unde se poate urm�ri varia�ia stabilit��ii Marshall. În fig. 2,c se constat� c� volumul de goluri scade cu cre�terea procentului de liant; un exces de liant umple complet golurile unei mixturi asfaltice, dar conduce la sc�derea densit��ii aparente �i a stabilit��ii. Indicele de curgere (fig. 2,d) cre�te cu con�inutul de liant. Con�inutul optim de bitum trebuie s� asigure stabilitatea Marshall maxim�, densitatea aparent� maxim�, fluaj corespunz�tor tipului de mixtur� asfaltic� ales. Cantitatea exact� de bitum depinde de volumul golurilor din amestec, de m�rimea suprafe�ei particulelor care trebuie acoperite de bitum. Orice cantitate în plus sau în minus fa�� de dozajul optim d�uneaz� calit��ii mixturii asfaltice. Un exces de bitum în mixtura asfaltic� sub efectul circula�iei provoac� deforma�ii plastice ale îmbr�c�mintei sesizat� sub form� de v�luriri �i f�ga�e pe timp c�lduros, în timp ce un minus de bitum în mixtura asfaltic�, folosit� în special pentru stratul de uzur�, faciliteaz� infiltrarea apei cu toate consecin�ele negative aferente (dezanrobare, dezgr�dinare, uzur� prematur� etc.). În concluzie, problema cea mai important� în cazul realiz�rii unor mixturi asfaltice de bun� calitate const� în stabilirea unui con�inut optim de liant, care s� asigure mixturii asfaltice cele mai bune caracteristici fizico-mecanice, deci o bun� comportare în exploatare.

Fig. 1. Propriet��ile fizico-mecanice ale betonului

asfaltic, în func�ie de procentul de bitum: 1 − varia�ia rezisten�ei la compresiune;

2 − varia�ia densit��ii aparente; 3 − varia�ia absorb�iei de ap�.

13

Factorii care influen�eaz� direct calitatea mixturii asfaltice �i de care trebuie s� se �in� seama la elaborarea unui dozaj de liant corespunz�tor, în afar� de granulozitatea agregatului total, sunt:

− natura �i intensitatea traficului; − grosimea stratului considerat; − felul stratului (strat de uzur�, strat de leg�tur�, strat de baz�); − zonele climaterice în care este situat drumul respectiv; − temperaturi extreme (intensitatea înghe�ului sau, din contr�, temperaturile

foarte ridicate vara). În continuare se vor trata câteva din metodele mai des folosite pentru stabilirea dozajului optim de liant, �i anume:

− metoda volumului de goluri; − metoda laboratorului central de cercet�ri din Bruxelles; − metoda Asphalt Institute; − metoda pentru calculul dozajelor mixturilor asfaltice fabricate la rece.

Fig. 2. Rezultatele încerc�rii Marshall, în func�ie de procentul de liant:

a − varia�ia densit��ii aparente; b − varia�ia stabilit��ii; c − varia�ia volumului de goluri; d − varia�ia indicelui de curgere.

14

Se men�ioneaz� faptul c� absolut toate metodele constau într-un calcul “teoretic” al con�inutului de bitum, completat de încerc�ri de laborator pentru determinarea caracteristicilor fizico-mecanice ale mixturilor asfaltice ale c�ror valori permit adoptarea dozajului optim de liant. Metoda suprafe�ei specifice stabile�te necesarul de liant într-o mixtur� asfaltic� în func�ie de suprafa�a specific� a agregatului total. A fost elaborat� în Fran�a de M. Duriez �i �ine seama de faptul c� liantul trebuie s� anrobeze toate granulele agregatului, asigurând aglomerarea lor, astfel încât s� se realizeze cea mai mare compactitate a mixturii pus� în oper� �i cea mai bun� omogenitate în condi�iile existente pe �antier (instala�ii, utilaje de punere în oper�), ob�inându-se în final un strat bituminos stabil �i durabil. Referitor la valoarea suprafe�ei specifice totale a agregatelor, se men�ioneaz� c� aceasta este determinat� în cea mai mare parte de filerul propriu-zis �i într-o anumit� m�sur� de nisipul fin, celelalte frac�iuni din agregat având o influen�� nesemnificativ� (suprafa�a specific� a filerului de calcar este considerat� 135 m2/kg, în timp ce suprafa�a specific� a agregatelor cu dimensiuni peste 10 mm este de 0,17 m2/kg). În tabelul 2 se dau valorile suprafe�ei specifice determinate de M. Duriez, pentru anumite tipuri de agregate. Suprafa�a specific� a agregatelor naturale

Tabelul 2

Agregat (dimensiuni dup� prescrip�iile franceze, în mm)

Suprafa�a specific� m2/kg

Filer ≤ 0,08 Nisip 0,120…0,315 Nisip aluvionar 0,315…0,5 Nisip de râu 0,315…3,15 Nisip de râu 0,5…5 Criblur� 3…8 Criblur� 5…16 Criblur� 5…10 Pietri� 5…20 Pietri� 10…20 Pietri� 8…20 Criblur� 16…25 Piatr� spart� 40…60 Piatr� spart� 30…80

135 12

5,75 2,30 1,45 0,48 0,27 0,33 0,23

0,165 0,18

0,120 0,047 0,047

Dup� M. Duriez, grosimea optim� a filmului de liant pentru anrobarea �i aglomerarea granulelor variaz� în func�ie de diametrul granulelor, nu în mod liniar, ci, dup� o curb� parabolic�:

8,0de ⋅= λ [µ] (1)

în care : e este grosimea filmului de liant, în µ; λ − coeficient care depinde de caracteristicile bitumului �i are în general valoarea 24; d − diametrul granulei medii, în µ. În final, rela�ia utilizat� pentru calcul �i care intereseaz� la stabilirea dozajului este:

15

5 SKb α= [%] (2)

în care: b este con�inutul de liant raportat la masa agregatului, în %; α − coeficient în func�ie de densitatea agregatelor, δs (α = 1 pentru δs = 2,65 g/cm3); K − modulul de con�inut; S − suprafa�a specific� (calculat�) a agregatului total, care intr� în compozi�ia mixturii asfaltice, în m2/kg. Valoarea modulului de con�inut K recomandat� pentru mixturile asfaltice ce se execut� la noi în �ar� �i verificat� pe o serie mare de probe cu caracteristici corespunz�toare este pentru:

− mortare asfaltice: K = 4,5…5,0; − betoane asfaltice bogate în criblur�: K = 4,0…4,5; − betoane asfaltice pentru stratul de leg�tur�: K = 3,5…3,75; − anrobate bituminoase: K = 3,5…4,0.

Con�inutul de liant, b’, raportat la masa mixturii asfaltice se calculeaz� cu rela�ia :

b

bb'

+=

100

100 [%] (3)

Pentru calculul suprafe�ei specifice, se utilizeaz� rela�ia: 100 S = 0,17 A + 0,32 a + 2,30 N + 12 n + 135 f [m2/kg] (4) în care: S este suprafa�a specific�, în m2/kg; A − procentul de granule peste 10 mm; a − procentul de granule între 5 �i 10 mm; N − procentul de nisip grosier între 0,315 �i 5 mm; n − procentul de nisip între 0,315 �i 0,08 mm; f − procentul de filer (sub 0,08 mm). Cu o aproxima�ie satisf�c�toare pentru betoane asfaltice se poate calcula suprafa�a specific� a agregatelor �i cu rela�ia: S = 2,5 + 1,3 f [m2/kg] (5) iar pentru mortare asfaltice, se poate utiliza tot cu aproxima�ie rela�ia : S = 5,0 + 1,3 f [m2/kg] (6) unde f reprezint� procentul de filer sub 0,08 mm indicat �i în rela�iile anterioare.

Pentru a u�ura calculul necesarului de liant se dau în tabelul 3, în func�ie de suprafa�a specific� a agregatului, pentru diferite valori ale modulului de con�inut, valorile corespunz�toare pentru b (procentul de liant raportat la masa agregatului). Procentul de bitum în func�ie de suprafa�a specific�, raportat la masa agregatului

Tabelul 3.

16

Con�inutul de bitum b, în %, raportat la masa agregatului S m2/kg 5 S3,50 5 S3,75 5 S4,0 5 S4,25 5 S5,0 5 S7,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

3,50 4,00 4,35 4.65 4,80 5,00 5,15 5,30 5,45 5,55 5,65 5,75 5,85 5,95 6,05 6,10 6,15 6,25 6,30 6,40 6,45 6,50 6,55 6,60 6,65 6,70 6,75 6,80 6,85

3,75 4,30 4,65 4,95 5,05 5,20 5,55 5,70 5,80 5,95 6,05 6,15 6,25 6,35 6,45 6,55 6,60 6,70 6,75 6,85 6,90 6,95 7,05 7,10 7,15 7,20 7,25 7,30 7,35

4,00 4,60 5,00 5,30 5,50 5,75 5,90 6,15 6,20 6,35 6,45 6,60 6,70 6,80 6,90 6,95 7,05 7,15 7,20 7,30 7,35 7,45 7,50 7,55 7,60 7,70 7,75 7,80 7,85

4,25 4,75 5,30 5,65 5,85 6,10 6,30 6,50 6,60 6,75 6,90 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,55 7,65 7,75 7,85 7,90 7,95 8,00 8,05 8,10 8,20 8,30 8,35

5,00 5,75 6,25 6,60 6,90 7,15 7,40 7,60 7,75 7,90 8,10 8,25 8,35 8,50 8,60 8,70 8,80 8,90 9,00 9,10 9,20 9,30 9,35 9,45 9,50 9,60 9,65 9,75 9,80

7,00 8,05 8,70 9,25 9,65

10,00 10,30 10,60 10,85 11,10 11,30 11,50 11,70 11,85 12,05 12,20 12,35 12,50 12,60 12,75 12,85 13,00 13,10 13,20 13,35 13,45 13,55 13,65 13,75

În tabelul 4 se d� direct b’ (procentul de bitum raportat la masa mixturii asfaltice).

Pentru elaborarea dozajului optim de liant se execut� o serie de opera�ii de laborator care se pot rezuma astfel:

− determinarea granulozit��ii pentru fiecare sort din agregatul care intr� în compozi�ia mixturii asfaltice;

− determinarea caracteristicilor liantului: penetra�ie, adezivitate, punct de înmuiere, prin metodele obi�nuite de laborator;

− întocmirea tabelului centralizator al compozi�iei agregatelor; − elaborarea mai multor dozaje de agregate, calcularea compozi�iei

procentuale, în func�ie de propor�iile în care intr� fiecare material în compozi�ia mixturii asfaltice;

− calcularea curbelor de granulozitate �i verificarea înscrierii lor în zonele recomandate de STAS �i instruc�iunile în vigoare pentru tipul de mixtur� asfaltic� necesar de executat;

− determinarea suprafe�ei specifice; − calculul necesarului de liant.

Procentul de bitum în func�ie de suprafa�a specific�, raportat la masa mixturii asfaltice

17

Tabelul 4.

Con�inutul de bitum b’, în % raportat la masa mixturii asfaltice S m2/kg 5 S3,50 5 S3,75 5 S4,0 5 S4,25 5 S4,50 5 S5,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

3,40 3,80 4,20 4,45 4,60 4,80 4,90 5,00 5,20 5,25 5,35 5,45 5,50 5,60 5,70 5,75 5,80 5,90 5,95 6,00 6,10 6,15 6,20 6,20 6,25 6,30 6,35 6,40 6,45

3,60 4,10 4,45 4,70 5,10 5,15 5,25 5,40 5,50 5,60 5,70 5,80 5,90 6,00 6,10 6,15 6,20 6,30 6,35 6,40 6,45 6,50 6,60 6,65 6,70 6,75 6,80 6,80 6,85

3,85 4,40 4,75 5,00 5,20 5,40 5,60 5,80 5,85 5,95 6,05 6,20 6,30 6,40 6,45 6,50 6,60 6,65 6,70 6,80 6,85 6,95 7,00 7,05 7,10 7,15 7,20 7,25 7,30

4,10 4,55 5,05 5,35 5,55 5,75 5,90 6,10 6,20 6,35 6,50 6,55 6,60 6,70 6,80 6,90 7,00 7,05 7,10 7,20 7,30 7,35 7,40 7,45 7,45 7,50 7,55 7,65 7,70

4,30 4,95 5,30 5,65 5,85 6,00 6,20 6,40 6,55 6,60 6,80 6,90 7,00 7,10 7,15 7,25 7,35 7,40 7,50 7,60 7,65 7,70 7,75 7,85 7,90 8,00 8,05 8,10 8,15

4,75 5,45 5,90 6,20 6,50 6,70 7,05 7,20 7,35 7,50 7,60 7,70 7,85 7,90 7,95 8,00 8,10 8,20 8,30 8,35 8,40 8,50 8,55 8,65 8,70 8,75 8,80 8,90 8,95

Dup� determinarea necesarului de liant, se produce în laborator mixtura asfaltic� respectiv�, se prepar� epruvetele �i se efectueaz� determin�rile fizico-mecanice; dac� valorile caracteristicilor ob�inute corespund prevederilor tehnice existente, se poate trece la aplicarea dozajului pe �antier. Evident, se studiaz� mai multe probe cu un con�inut de liant apropiat, alegându-se varianta optim� din toate punctele de vedere. Metoda suprafe�ei specifice necesit� un mare volum de munc� pentru calcul �i elaborare, de aceea pentru a ob�ine în mod operativ dozajele optime, atât din punct de vedere cantitativ cât �i economic, se utilizeaz� programe de calcul informatice, unul dintre acestea fiind �i cel elaborat în cadrul Direc�iei Regionale de Drumuri �i Poduri din Timi�oara. Pe baza granulozit��ii pentru fiecare agregat ce intr� în alc�tuirea mixturilor asfaltice, al c�ror dozaj urmeaz� s� fie stabilit, cu ajutorul calculatorului, se determin�:

− frac�iunile necesare din fiecare material al amestecului de agregate, punând condi�ia ca în final, curba de granulozitate a agregatului total s� se încadreze în zona de granulozitate impus� pentru fiecare tip de mixtur� asfaltic�, putându-se pune în plus condi�ii de reducere a zonei de granulozitate cu 20 % respectiv 40 %;

− reprezentarea grafic� a curbei de granulozitate; − procentul frac�iunilor, conform rela�iei suprafe�ei specifice;

18

− calculul suprafe�ei specifice; − procentul de liant în func�ie de diferite valori ale modulului de con�inut; − afi�area costului tonei de mixtur� asfaltic� în func�ie de componen�ii acesteia.

Se prezint� astfel o serie de variante, din care se poate alege cea optim� pe baza încerc�rilor de laborator. Metoda volumului de goluri se bazeaz� pe constatarea c� în cazul unor granulozit��i judicios alese, liantul bituminos umple golurile existente în masa mixturii asfaltice, astfel încât în stratul bituminos, dup� compactare, r�mâne un volum de goluri, denumit volum de goluri remanent, de 3…5 %. La acest volum de goluri corespunde cea mai bun� stabilitate a stratului bituminos. Sub efectul traficului, volumul de goluri remanent scade, astfel încât dup� câ�iva ani de exploatare atinge valori de 1,0…2,0 %. În cazul ipotezelor ar�tate mai înainte, pentru calculul dozajului optim de liant, în func�ie de volumul de goluri, se utilizeaz� rela�ia:

b

gi

g nVb ρ

ρ

−= [%] (7)

1001a

gi

���

����

�−=

ρ

ρgV [%] (8)

în care: b este procentul de liant raportat la masa agregatului; Vg − volumul de goluri al agregatului în stare îndesat�, în %; ρgi − densitatea agregatului în stare îndesat�, în kg/m3; ρa − densitatea aparent� a agregatului, în kg/m3; ρb − densitatea bitumului, în kg/m3 (în general egal� cu 1000); n − volumul de goluri remanent, în % (între 3 �i 5 %). Ob�inerea unui volum de goluri cât mai mic pentru agregatul în stare îndesat�, înseamn� în acela�i timp o suprafa�� specific� adaptat� acestui volum de goluri, care conduce în final la ob�inerea unor rezultate apropiate de cele ob�inute prin metoda anterioar�.

Metoda laboratorului central de cercet�ri rutiere din Bruxelles se bazeaz� pe premisa c� dozajul de liant este influen�at în mod hot�râtor de urm�torii factori :

− cantitatea de filer din amestecul de agregate; − procentul de goluri al filerului; − cantitatea de nisip; − caracteristicile de suprafa�� ale granulelor de nisip (rotunde �i netede,

col�uroase �i rugoase). Con�inutul optim de liant L, exprimat în procente din masa mixturii asfaltice se determin� cu rela�ia:

100

cPbSaFL

⋅+⋅+⋅= [%] (9)

în care: F este procentul de filer din amestecul de agregate; S − procentul de nisip din amestecul de agregate; P − procentul de cribluri > 3 mm din amestec;

19

a − con�inutul optim de liant al filerului anrobat; b − con�inutul optim de liant al nisipului anrobat; c − con�inutul optim de liant al criblurii anrobate. Con�inutul optim de liant raportat la amestecul de agregate este în consecin�� :

L

LL'

−=

100

100 [%] (10)

Valoarea lui a se ob�ine în func�ie de caracteristicile filerului �i de densitatea liantului. Valoarea lui b pentru agregatele cu densitatea 2,7 g/cm3 este:

− la nisip natural cu granule rotunde �i netede, 3,6 %; − la nisip de concasaj cu granule col�uroase �i rugoase, 5,0 %.

Valoarea lui c este 4,6 % în cazul folosirii bitumului de petrol �i a agregatelor cu densitatea în jur de 2,7 g/cm3.

Metoda Kraemer const� în calculul dozajului de bitum în func�ie de necesarul

specific de liant pentru agregatul propus. Se consider� c� necesarul specific pentru anrobarea unui sort de agregate este

func�ie de suprafa�a specific� a granulelor acestui sort �i de grosimea optim� a filmului de liant:

lSb = [cm3/100 g] (11)

în care: b este necesarul de liant, în cm3/100 g; S − suprafa�a specific� a agregatului, în cm3/100 g; l − grosimea optim� a filmului de liant, în cm. Pentru stabilirea dozajului optim de liant prin aceast� metod�, s-a elaborat o formul� care ia în considerare �i intensitatea traficului:

�=

⋅⋅⋅=

n

i

iib

dPqb

1100

ρ [%] (12)

în care: b este necesarul de bitum calculat în procente din masa agregatului natural; ρb − densitatea bitumului, în g/cm3;

di − necesarul specific optim de liant pentru anrobarea granulelor cuprinse în sortul i; Pi − procentul de agregate din sortul i, calculat fa�� de masa agregatului total; n − num�rul de sorturi de agregate; q − coeficient care �ine seama de intensitatea traficului astfel:

• trafic u�or q = 1,07; • trafic mijlociu q = 1,00; • trafic intens q = 0,90. Metoda Asphalt Institute utilizeaz� pentru calculul con�inutului de liant, rela�ia 13. b = 0,035 P + 0,045 N + 0,15 F + C [%] (13)

20

în care: b este procentul de bitum; P − procentul de granule cu dimensiunea > 2 mm; N − procentul de granule cuprinse între 0,074 �i 2 mm; F − procentul de p�r�i fine (filer sub 0,074 mm); C − coeficient care �ine seama de condi�iile locale, de porozitatea rocii etc. �i care variaz� între 0,7 �i 1,0. Calculul necesarului de liant pentru mixturi asfaltice executate la rece cu emulsie bituminoas� �i cu suspensie de bitum filerizat are la baz� acelea�i principii ca în cazul mixturilor asfaltice preparate la cald, putându-se utiliza oricare din metodele cunoscute. În cazul mixturilor asfaltice preparate cu emulsie bituminoas�, este necesar s� se precizeze c� aplicând rela�ia 2, valoarea modulului de con�inut se ia mai ridicat�, �i anume 5,0…5,5. Dup� calcularea necesarului de liant, se trece la determinarea cantit��ii de emulsie în func�ie de con�inutul în bitum al acesteia, cu rela�ia:

100⋅=B

bE [%] (14)

în care: E este cantitatea de emulsie necesar�, în %; b − necesarul de liant, în %; B − con�inutul de bitum din emulsie, în %. În cazul mixturilor asfaltice preparate cu suspensie de bitum filerizat (subif), modulul de con�inut recomandat pentru mortare este 6,0…7,0, iar pentru betoane asfaltice destinate stratului de leg�tur� 3,75…4,0. Dup� calcularea necesarului de liant, fie prin metoda suprafe�ei specifice, fie a volumului de goluri, este necesar s� se determine cantitatea de suspensie pentru 100 kg nisip uscat. Cantitatea de suspensie S, în procente, se determin� cu rela�ia:

( )

100

1100 2

⋅

⋅�

��

+−

⋅=

bb

OHCa

bAS

s

[%] (15)

în care: bs este con�inutul de bitum în subif, în %; A – raportul dintre subif �i con�inutul de bitum în subif; b − necesarul de liant, în %; În etapa actual� se realizeaz� foarte rar mixturi asfaltice cu subif.

2.2.3. Concluzii privind metodele de elaborare a dozajelor pentru mixturi asfaltice

Din examinarea datelor prezentate anterior se poate afirma c� toate metodele de stabilire a con�inutului optim de liant dau valorile necesare pentru a se putea trece la executarea epruvetelor în vederea încerc�rilor de laborator. Rezultatele ob�inute trebuie deci

21

verificate prin încerc�ri de laborator, pe mixturi asfaltice preparate cu dozajele rezultate din calcul. Numai dac� rezultatele atest� caracteristici fizico-mecanice corespunz�toare ale mixturilor asfaltice preparate în loborator se poate trece la aplicarea pe �antier a dozajului verificat. Laboratorul de specialitate este singurul în m�sur� s� stabileasc� dozajul mixturilor asfaltice �i mai ales procentul de liant, luând în considerare �i condi�iile specifice în care se va exploata stratul bituminos, �inându-se seama �i de urm�toarele recomand�ri:

− în cazul când se prevede un trafic intens �i greu pe drumul pentru care s-a proiectat îmbr�c�mintea bituminoas�, procentul de liant din mixtura asfaltic� se va doza spre limita inferioar�, iar vâscozitatea bitumului ales va fi mai mare, pentru a se asigura stabilitatea îmbr�c�mintei;

− pentru drumurile cu trafic redus se va adopta în general un dozaj de liant mai ridicat, corectând necesarul rezultat din calcul cu un coeficient supraunitar, în general 1,06…1,07;

− pentru realizarea îmbr�c�min�ilor bituminoase pe autostr�zi se vor efectua încerc�ri speciale privind rugozitatea suprafe�ei de rulare, precum �i studii detaliate asupra calit��ii agregatelor ce intr� în compozi�ia mixturilor asfaltice.

Din experien�� rezult� unele observa�ii interesante în leg�tur� cu con�inutul de bitum din mixturile asfaltice, dintre care se men�ioneaz�:

− m�rirea con�inutului de bitum cu 0,3 % conduce la o m�rire a gradului de compactare cu 1 %, pentru acela�i lucru mecanic;

− m�rirea procentului de filer cu 1 % conduce la m�rirea gradului de compactare cu 0,5…0,7 %;

− se pot folosi agregate cu o granulozitate atât continnu�, cât �i discontinu�, dar care s� asigure o compactitate ridicat�. Astfel, de exemplu, lipsa criblurii 3…8, dintr-un amestec de agregate cu dimensiuni pân� la 16 mm, permite ob�inerea unei mixturi asfaltice compacte, dac� celelalte agregate sunt bine dozate.

Literatura de specialitate �i experiment�rile efectuate pe drumuri în exploatare arat� c� nu exist� solu�ii universal valabile pentru dozarea mixturilor asfaltice. Dozajul optim trebuie s� �in� seama neap�rat de condi�iile de exploatare, în spe�� de trafic, de zonele climaterice, de exigen�ele utilizatorilor etc. Din aceast� necesitate obiectiv� rezult� sarcina de mare r�spundere a laboratoarelor rutiere, care trebuie s� conlucreze cu proiectan�ii pentru stabilirea nu numai a grosimii straturilor bituminoase ci �i a tipului de mixtur� asfaltic�, care s� se comporte în exploatare în cele mai bune condi�ii.

2.3. Încerc�rile mixturilor asfaltice Pentru stabilirea calit��ii mixturilor asfaltice �i a îmbr�c�min�ilor bituminoase este necesar a se efectua o serie de încerc�ri de laborator �i de teren pe epruvete din mixtur� asfaltic� preparate în laborator sau preluate din straturile bituminoase executate. Caracteristicile cele mai importante care se determin� sunt:

− con�inutul de ap�; − compozi�ia mixturii asfaltice; − rezisten�a la compresiune la 22 �i 50 0C; − coeficientul de termostabilitate; − reducerea rezisten�ei la compresiune la 22 0C, dup� 28 zile de p�strare în ap�;

22

− stabilitatea Marshall; − indicele de curgere (fluaj); − densitatea aparent�; − absorb�ia de ap�; − umflarea la 28 zile de p�strare în ap�; − volumul de goluri; − stabilitatea prin încercare la compresiune triaxial�; − rezisten�a la întindere, coeziunea �i unghiul de frecare intern�, determinate

prin încercarea brazilian�; − rezisten�a la rupere prin încovoiere; − rezisten�a la p�trundere; − stabilitatea Hubbard - Field; − rezisten�a la oboseal�; − comportarea la deforma�ii plastice cu ajutorul simulatorului de f�ga�e.

În practica rutier� pe plan mondial se efectueaz� �i alte încerc�ri pentru determinarea caracteristicilor fizico-mecanice ale mixturilor asfaltice �i îmbr�c�min�ilor bituminoase. 2.3.1. Prelevarea probelor �i prepararea epruvetelor Epruvetele supuse încerc�rilor de laborator pot fi ob�inute din mixtur� asfaltic� preparat� în loborator sau prelevat�, fie la ie�irea din instala�iile de producere a acestora, fie la desc�rcarea din mijlocul de transport. De asemenea se pot prepara epruvete din carote prelevate din îmbr�c�mintea bituminoas� executat�. Modul de prelevare a probelor �i preparare a epruvetelor este reglementat prin standarde specifice. Forma epruvetelor poate fi cubic�, cilindric� sau prismatic�. Epruvetele sub form� cubic� se folosesc pentru urm�toarele determin�ri:

− densitatea aparent�; − absorb�ia de ap�; − umflarea; − rezisten�a la compresiune �i coeficientul de termostabilitate.

Epruvetele sub form� cilindric� se folosesc: − în cadrul încerc�rii Marshall la determinarea stabilit��ii, fluajului, densit��ii

aparente �i absorb�iei de ap�; − pentru încercarea triaxial� la determinarea unghiului de frecare intern� �i a

coeziunii; − la încercarea brazilizn� pentru determinarea rezisten�ei la trac�iune �i la

compresiune. Epruvetele sub form� prismatic� se folosesc la determin�rile privind flexibilitatea �i comportarea la fisurare a mixturilor asfaltice, pe baza valorilor rezisten�ei la rupere prin încovoiere precum �i pentru determinarea comport�rii la oboseal�. Pentru determinarea caracteristicilor îmbr�c�min�ilor bituminoase se preleveaz� probe sub form� de pl�cu�e sau cilindrice, folosind carotiera. Dup� prelevare, pentru men�inerea umidit��ii reale, probele vor fi ambalate corespunz�tor. 2.3.2. Metode de efectuare a încerc�rilor mixturilor asfaltice

23

Con�inutul de ap� (W) se determin� pe epruvete prelevate din îmbr�c�mintea bituminoas� executat�, prin uscare sau prin metoda de distilare cu solvent. Acesta se exprim� în procente �i reprezint� cantitatea de ap� raportat� la masa ini�ial� a probei. Compozi�ia mixturii asfaltice este dat� de con�inutul de bitum �i de agregate naturale, respectiv de granulozitatea acestora din urm�. Determinarea con�inutului de liant se face prin diverse metode, principiul general fiind al extragerii bitumului din mixtura asfaltic� utilizând un solvent organic. Se utilizeaz� în mod frecvent urm�toarele aparate pentru extrac�ie:

− aparate de extrac�ie la rece de tipul centrifugelor (fig. 3 �i 4); − aparatul Soxhlet cu ajutorul c�ruia se execut� extrac�ia la cald a bitumului cu

cloroform sau benzen (fig. 5); − aparatul Shell �i varianta sa extractorul Kummagawa (aparate de extrac�ie la

cald, care folosesc ca solven�i benzen, toluen sau tricloretilen�).

În cazul folosirii centrifugelor de extrac�ie, cantitatea de bitum se calculeaz� cu rela�ia:

100p

ap

m

mmb

−= , [%] (16)

în care: b este con�inutul de bitum raportat la masa mixturii asfaltice în %;

mp − masa probei de mixtur� asfaltic�, în g; ma − masa agregatului total uscat dup� extrac�ie, în g.

Fig. 3. Centrifuga de extrac�ie pentru Fig. 4. Centrifuga de extrac�ie determinarea con�inutului de liant. cu petrol, tip DC 2. 1 – rezervor de petrol; 2 – colector; 3 – extractor; 4 – ap�r�toare; 5 – alimentator; 6 – motor electric; 7 – tub de evacuare; 8 – mas�; 9 – balon de sticl�.

24

În cazul efectu�rii extrac�iei cu aparatul Soxhlet, cantitatea de bitum se calculeaz� cu rela�ia:

100p

cb

m

mmb

−= , [%] (17)

în care: b este con�inutul de bitum raportat la masa mixturii asfaltice, în %; mb − masa capsulei cu bitum, în g; mc − masa capsulei goale, în g; mp − masa probei de mixtur� asfaltic�, în g.

Rezultatul ob�inut se compar� cu procentul de bitum prescris �i se stabilesc m�suri

de urmat. Determinarea granulozit��ii agregatului natural se face prin cernerea acestuia, dup� uscare pân� la mas� constant�. Se cânt�resc frac�iunile r�mase pe ciururi �i site cu o precizie de ± 0,1 g �i se calculeaz� granulozitatea în procente, raportat� la masa total� a agregatului. Se calculeaz� curba de granulozitate �i se reprezint� grafic. Se verific� dac� din punct de vedere al compozi�iei granulometrice, mixtura asfaltic� încercat� corespunde sau nu, deci dac� s-a ob�inut o curb� care s� se înscrie în zonele de granulozitate recomandate de standardele sau normativele în vigoare.

Rezisten�a la compresiune se determin� pe epruvete de form� cubic� sau cilindric�. Epruvetele se încearc� dup� 24 h de la preparare, la temperatura de 22 0C, respectiv 50 0C. Determinarea rezisten�ei la compresiune se efectueaz� cu o pres� de 50…100 kN (fig.6.6). Viteza de avans a platanului presei se regleaz� la 20 mm/min sub

Fig. 5. Aparat Soxhlet pentru extrac�ia la cald. 1 – refrigerent; 2 – extractor; 3 – balon; 4 – baie de ap�.

25

înc�rcare, pentru mixturi asfaltice executate la cald �i la 5 mm/min pentru cele executate la rece. Rezisten�a la compresiune este dat� de rela�ia:

A

NRc = , [N/mm2] (18)

în care: Rc este rezisten�a la compre-siune, în N/mm2; N − înc�rcarea la rupere, în N; A − suprafa�a pe care se aplic� înc�rcarea, în mm2; În general, rezisten�a la compresiune pentru betoane asfaltice la 22 0C este de minimum 3,0 N/mm2. În cazul ob�inerii unor valori mult mai mari sau valori mai mici, se impune studiul am�nun�it al cauzelor care le-au determinat. De obicei valori mari se ob�in în cazul când bitumul a devenit mai dur (ardere, îmb�trânire etc.). Valorile mai mici se datoresc unui bitum prea moale, unei mixturii asfaltice insuficient compactate, unui dozaj necorespunz�tor etc. Rezisten�ele la compresiune la 22 0C (Rc22) �i 50 0C (Rc50) servesc pentru calcularea coeficientului de termostabilitate al mixturii asfaltice. Coeficientul de termostabilitate este dat de rela�ia:

c50

c22t

R

RK = (19)

Coeficientul de termostabilitate d� indica�ii asupra modului cum se comport� stratul bituminos respectiv în exploatare, la temperaturi ridicate �i variaz� între 1,5 �i 3,0. Reducerea rezisten�ei la compresiune dup� 28 zile de p�strare în ap� a epruvetelor se calculeaz� cu rela�ia:

100⋅−

=cin

c28cinc28

R

RRR [%] (20)

în care: Rcin este rezisten�a la compresiune (la 22 0C), în N/mm2; Rc28 − rezisten�a la compresiune (la 22 0C), dup� 28 zile de p�strare în ap�, în N/mm2. Se admite o sc�dere a rezisten�ei la compresiune dupa 28 zile de p�strare în ap� de maximum 30…35 %. Reducerea mare a rezisten�ei la compresiune dupa 28 zile imersare în ap� indic� prezen�a substan�elor argiloase în compozi�ia mixturii asfaltice sau adezivitate insuficient� a liantului la granula mineral�.

Fig. 6. Pres� pentru determinarea rezisten�ei la compresiune.

26

Stabilitatea Marshall serve�te la stabilirea compozi�iei optime a mixturilor asfaltice pentru a se ob�ine o stabilitate corespunz�toare a stratului bituminos sub efectul traficului, la temperaturi ridicate. Aparatul Marshall este ar�tat schematic în fig. 7. Pentru încercare se folosesc epruvete tip Marshall de form� cilindric� având diametrul 100 mm �i în�l�imea de 63,5 mm. Principiul încerc�rii const� în determinarea rezisten�ei la rupere a unei epruvete cilindrice, for�a fiind aplicat� pe o generatoare. Încercarea se efecueaz� asupra epruvetei a�ezate în tipar la o temperatur� de 60 0C.

Stabilitatea Marshall este înc�rcarea, exprimat� în kN, atins� în momentul când se produce ruperea epruvetei.

Indicele de curgere (fluaj) este deforma�ia atins� de diametrul vertical al epruvetei în momentul ruperii �i se exprim� în mm. Viteza de înaintare a pistonului presei este de 50 mm/min. Stabilitatea Marshall minim�, conform STAS 174-1/97, pentru mortare �i betoane asfaltice cu agregat m�runt trebuie s� aib� valori între 5,0 �i 9,0 kN în func�ie de clasa tehnic� a drmului sau categoria str�zii. Pentru betonul asfaltic rugos se recomand� o stabilitate Marshall de 6,5…9,5 kN, iar pentru betoanele asfaltice deschise �i betoanele asfaltice cu agregat mare valori între 3,5 �i 7,0 kN.

Indicele de curgere (fluaj) poate varia între 1,5 �i 4,5 mm. În general, în cazul încerc�rii Marshall împr��tierea rezultatelor este destul de mare.

Fig. 7. Aparat Marshall pentru determinarea stabilit��ii mixturilor asfaltice.

27

Densitatea aparent� este masa unit��ii de volum a mixturii asfaltice compactate, inclusiv golurile umplute cu aer �i se exprim� în g/cm3 sau kg/m3. Încercarea se poate efectua pe pl�cu�e sau carote t�iate din îmbr�c�mintea bituminoas�, respectiv pe epruvete preparate în laborator. Pentru cânt�riri se folose�te balan�a hidrostatic� (fig.6.8).

Densitatea aparent� ρap se calculeaz� cu rela�ia :

w

21

ua

mm

mρρ ⋅

−= , [g/cm3] (21)

în care: ρa este densitatea aparent� a mixturii asfaltice, în g/cm3; mu − masa epruvetei cânt�rit� în aer în stare uscat�, în g; m1 − masa epruvetei cânt�rit� în aer, dup� o or� de p�strare în ap�, în g; m2 − masa epruvetei sub ap�, în g; ρw − densitatea apei, în g/cm3, care se ia practic egal� cu 1. Densitatea aparent� trebuie s� aib� cel pu�in valoarea de 2 150 kg/m3 în cazul mortarelor executate la cald �i 2 250 kg/m3 în cazul betoanelor asfaltice. Densitatea aparent� se utilizeaz� la m�surarea gradului de compactare. Gradul de compactare este raportul între densitatea aparent� a probei luat� din stratul de îmbr�c�minte bituminoas� �i densitatea aparent� determinat� pe epruvetele cubice sau cilindrice Marshall din aceea�i mixtur� asfaltic�. Se recomand� realizarea unui grad de compactare de minimum 96 % pentru stratul de uzur� �i de leg�tur�. Absorb�ia de ap� reprezint� cantitatea de ap� absorbit� de golurile accesibile din exterior ale unei epruvete imersate în ap�, timp de trei ore la un vid de 15…20 mm coloan� de mercur, apoi dou� ore în aceea�i ap� la presiunea normal�. Absorb�ia de ap� se exprim� în procente din volumul sau masa epruvetei încercate. Aparatura necesar� pentru determinarea absorb�iei de ap� este ar�tat� în fig. 9 �i const� din pomp� de vid, exsicator de vid �i vacuumetru cu mercur. Absorb�ia de ap�, în procente volumice, se calculeaz� cu rela�ia:

100⋅−

−=

21

3v

mm

mmA u [%] (22)

în care: Av este absorb�ia de ap�, raportat� la volumul epruvetei, în % ; m3 − masa epruvetei cânt�rit� în aer, în g, dup� ce a fost men�inut� trei ore la presiunea atmosferic�; mu − masa epruvetei uscate, cânt�rit� ini�ial în aer, în g; m1

− masa epruvetei cânt�rit� în aer, în g, dup� ce a fost men�inut� timp de o or� în ap�; m2 − masa epruvetei cânt�rit� sub ap�, în g, dup� ce a fost men�inut� o or� sub ap�;

Fig. 8. Balan�� hidrostatic�.

28

Valorile absorb�iei de ap� trebuie s� fie de 2…5 % pentru mortare asfaltice executate la cald, 2…6 % pentru betoane asfaltice bogate în criblur�, 4…7 % pentru betoane asfaltice rugoase �i 3…8 % pentru betoane asfaltice deschise. O absorb�ie mare de ap�, indic� o compactare insuficent�, o execu�ie în condi�ii nefavorabile sau o lips� de bitum. În aceste cazuri, sectoarele respective vor fi �inute sub observa�ie �i se vor lua m�suri pentru etan�area lor prin unul din procedeele consacrate. Absorb�ia de ap� determinat� pe epruvetele Marshall trebuie s� aib� valori între 2…5 %. Pentru drumurile �i str�zile din clasele tehnice II �i III se recomand� ca absorb�ia de ap� s� tind� spre valori maxime. Umflarea se exprim� prin cantitatea de ap� absorbit� de componen�ii agregatului natural sensibili la ap� în timpul men�inerii epruvetei din mixtur� asfaltic� în ap�, la temperatura ambiant�, timp de 28 zile (în cazuri speciale 3 zile). Scopul determin�rii umf�rii const� în stabilirea influen�ei nefavorabile a unor componen�i din agregate, sensibili la umflare, cum ar fi de exemplu argila. Umflarea se exprim� în procente �i este dat� de rela�ia :

100⋅V

-VVU=

12 [%] (23)

în care: U este umflarea, în % ; V2 − volumul epruvetei dup� 28 zile de p�strare în ap�, în cm3 ; V1 − volumul ini�ial al epruvetei dup� determinarea absorb�iei de ap� în vid, în cm3; V − volumul epruvetei dup� o or� p�strare în ap�, în cm3. Valorile maxime admise ale umfl�rii sunt de 2 %. Volumul de goluri al epruvetelor cubice, cilindrice sau pl�cilor t�iate din îmbr�c�minte se ob�ine prin calcul pe baza densit��ii �i a densit��ii aparente determinate în prealabil. Densitatea mixturilor asfaltice se poate calcula cunoscând compozi�ia mixturii asfaltice, densitatea aparent� a agregatelor �i densitatea bitumului, cu rela�ia :

Fig. 9. Aparatur� pentru determinarea absorb�iei de ap�.

29

baba

bmbm

m+b=

ρρρρ

ρ

+

=

+

100 [g/cm3] (24)

în care: ρ este densitatea mixturii asfaltice, în g/cm3; m − con�inutul de agregate al mixturii asfaltice, în % ; b − con�inutul de bitum al mixturii asfaltice, în % ; 100 − masa mixturii asfaltice (m + b), în g ;

ρa − densitatea aparent� a agregatelor, în g/cm3; ρb − densitatea bitumului, în g/cm3;

Volumul de goluri se calculeaz� cu rela�ia :

100-1=a

⋅���

����

�

ρ

ρgV [%] (25)

în care: Vg este volumul de goluri al mixturii asfaltice compactate, în procente din volumul epruvetei;

ρa − densitatea aparent� a mixturii asfaltice compactate, în g/cm3; ρ − densitatea mixturii asfaltice, în g/cm3; Volumul de goluri permite clasificarea mixturilor asfaltice în compacte �i deschise �i reprezint� o caracteristic� important� în aprecierea calit��ii îmbr�c�min�ilor bituminoase atât din punct de vedere al rezisten�ei la oboseal� cât �i al modului de comportare la ac�iunea apei. Stabilitatea Hubbard −−−− Field reprezint� sarcina la care o epruvet� cilindric� începe s� curg� printr-un orificiu calibrat cu diametrul mai mic decât al epruvetei. În fig. 6.10 se prezint� schematic aparatul Hubbard - Field.

Determinarea se execut� la 18 0C �i 60 0C, la o vitez� de deformare de 1 mm/s. Se folosesc dou� tipuri de epruvete cilindrice, �i anume:

Fig. 10. Aparat Hubbard - Field.

30

− epruvete cu diametrul 50,9 mm �i în�l�imea de 25,4 mm, pentru mixturi asfaltice cu dimensiunea maxim� a granulelor sub 16 mm �i un con�inut de granule peste 2 mm, sub 35 %;

− epruvete cu diametrul de 152,4 mm �i în�l�imea de 75 mm, pentru mixturi asfaltice cu dimensiunea maxim� a granulelor peste 16 mm �i cu un con�inut de granule peste 2 mm, mai mare de 35 %.

Pentru mortare asfaltice se recomand� urm�toarele valori ale stabilit��ii Hubbard - Field:

− la 18 0C, valori între 3 000 �i 4 000 daN; − la 60 0C, valori între 1 000 �i 1 800 daN;

Încercarea Hubbard - Field se efectueaz� din ce în ce mai rar în laboratoarele noastre. Stabilitatea prin încercarea la compresiune triaxial� este caracterizat� prin unghiul de frecare interioar� �i coeziune. Aceste caracteristici se determin� în condi�ii speciale de men�inere a unei epruvete cilindrice la o presiune lateral� constant�, în timp ce se aplic� o înc�rcare vertical� suplimentar� pentru a produce ruperea epruvetei. Aparatura de încercare este prezentat� în fig. 11. La încercarea probelor din mixtur� asfaltic� se disting dou� faze :

− fluajul, care se realizeaz� prin men�inerea constant� timp de 20…30 min sau câteva ore a presiunii laterale σ3, respectiv a celei verticale σ1, înregistrându-se deforma�ia vertical� în func�ie de timp;

− ruperea, care se ob�ine prin cre�terea continu�, cu vitez� constant�, a presiunii verticale în condi�iile men�inerii constante a presiunii laterale.

Atât în cazul încerc�rii la fluaj cât �i a celei la rupere se calculeaz� : − deforma�ia specific� ε:

100= ⋅∆

h

hε [%] (26)

în care: h este in�l�imea ini�ial� a epruvetei, în mm ;

∆h − scurtarea epruvetei, în mm ;

− treapta de deforma�ie specific� ∆ε corespunz�toare unui anumit interval de timp (diferen�a dintre deforma�ia specific� la timpul final, εtf �i deforma�ia specific� la timpul ini�ial, εti):

∆ε = εtf − εti [%] (27)

− viteza de deforma�ie a epruvetei v;

�t

��=v [s-1] (28)

− în�l�imea modificat� a epruvetei hm :

hm = h − ∆h [mm] (29)

31

− aria modificat� a bazei epruvetei Am, la un moment dat al încerc�rii, considerând volumul epruvetei constant V:

�h-h

V=Am [mm2] (30)

− efortul unitar σ1:

31�

A

GP�

m

++

= [N/mm2] (31)

în care: P este for�a citit� pe cadranul presei, în N ;

G – greutatea pistonului �i a capului de înc�rcare, în N;

− modulul de elasticitate secant Es:

�

�=E 1

s [N/mm2] (32)

Având în vedere valorile σ3 �i σ1 se poate construi cercul lui Mohr pentru o încercare. Este nevoie de cel pu�in trei sau cinci epruvete încercate în acelea�i condi�ii de temperatur�, dar cu σ3 diferit, pentru a se putea ob�ine valorile unghiului de frecare interioar� ϕ, respectiv ale coeziunii C pentru mixtura asfaltic� supus� încerc�rii.

Pentru caracterizarea comport�rii mixturilor asfaltice se poate folosi diagrama din fig. 11, dat� de Asphalt Institute.

Zona A cuprinde mixturile asfaltice cu o frecare interioar� mic�, zona B define�te mixturile asfaltice la care coeziunea este insuficient�, iar în zona C se încadreaz� mixturile asfaltice care sunt nesatisf�c�toare atât din punct de vedere al frec�rii interioare cât �i al coeziunii. Zona D cuprinde zona mixturilor asfaltice corespunz�toare a c�ror coeziune este peste 1,0 daN/cm2, iar unghiul de frecare interioar� variaz� de la 28 0 la 44 0.

a b

Fig. 11. Determinarea coeziunii �i a unghiului de frecare interioar�: a − aparat triaxial; b − diagram� propus� de Asphalt Institute pentru mixturi asfaltice.

32

Rezisten�a la oboseal� a îmbr�c�min�ilor bituminoase caracterizeaz� modul de comportare a acestora sub efectul înc�rc�rilor alternative la care sunt supuse prin ac�iunea traficului. Determinarea rezisten�ei la oboseal� se efectueaz� în laborator prin supunerea epruvetelor la o deforma�ie sinusoidal� neîntrerupt� pân� în momentul ruperii.

În fig. 12 este prezentat� schema încerc�rii. O epruvet� în form� de trunchi de piramid� S cu baza mare încastrat� este supus�

prin intermediul bazei mici la solicit�ri sinusoidale prin încovoiere cu ajutorul vibratorului V. Vibratorul este alimentat de c�tre generatorul G prin intermediul unui programator P.

Se înregistreaz� deforma�ia �i for�a aplicat� asupra epruvetei. Parametrii încerc�rii sunt : − temperatura de încercare 10…30 0C ; − deforma�ia relativ� 10-5 … 5 x 10-4 ; − frecven�a 0,05…50 Hz ; − înc�rcarea 4…20 daN/cm2;

S-a constatat experimental c� prin intercalarea pe parcursul încerc�rii a unor timpi de pauz� (repaus), epruvetele au suportat un num�r mai mare de cicluri de înc�rcare înainte de rupere, datorit� fenomenului de autoreparare.

Rezisten�a la oboseal� este definit� prin num�rul de cicluri de solicit�ri N pe care le suport� epruveta din mixtur� asfaltic� înainte de a se rupe. Încercarea se poate efectua la efort constant sau la deforma�ie constant�.

Experien�ele efectuate în diferite laboratoare arat� c� legea care guverneaz� fenomenul de oboseal� a mixturilor asfaltice la solicit�ri sinusoidale prin încovoiere se poate scrie sub forma :

n

N=K ��

���

�

ε

1 (33)

în care: N este num�rul de cicluri de solicit�ri pân� la rupere; ε − deforma�ia relativ�; n − exponent care are valoarea în jur de 6 (mai mare pentru bitum dur �i mai mic pentru bitum moale);

Fig. 12. Schem� pentru determinarea rezisten�ei la oboseal�:

T − perioada de baz�, 0,02 s; Tw − timp de solicitare, 1/2 ciclu; Tr − timp de repaus; H − amplitudinea efortului principal; h – amplitudinea efortului secundar.

33

K – coeficient global care depinde de compozi�ia mixturii asfaltice �i de condi�iile de experimentare. În scopul studierii rezisten�ei la deforma�ii permanente a îmbr�c�min�ilor bituminoase sub efectul traficului greu, deforma�ii care genereaz� f�ga�e, laboratoarele de specialitate au pus la punct o încercare mai direct� care s� fie cât mai apropiat� de condi�iile reale de solicitare �i în acest scop a fost creat simulatorul de f�ga�e (f�ga�oscopul). Aparatul este prezentat în fig. 13. �i permite testarea în laborator a comport�rii mixturilor asfaltice. Probele sunt supuse efectului trecerii pneurilor, în condi�ii de înc�rcare �i presiune similare.solicit�rilor provocate de vehiculele grele la temperatura de 60 0C pentru mixtura asfaltic� destinat� stratului de uzur� �i 50 0C pentru mixtura asfaltic� destinat� stratului de leg�tur�, ceea ce conduce la o deforma�ie permanent�, dup� cum se vede în fig. 14.

Releveul adâncimii acestei amprente, sau adâncimea f�ga�ului, în func�ie de num�rul de treceri permite caracterizarea mixturilor asfaltice din punct de vedere al rezisten�ei la formarea f�ga�elor. Din valorile m�surate se ob�ine curba evolu�iei f�ga�ului în func�ie de num�rul de cicluri, reprezentat� în general printr-o rela�ie de forma : NBAy lg += lg (34)

în care: y este adâncimea f�ga�ului la un num�r de N cicluri; N − num�rul de cicluri corespunz�tor f�ga�ului y; A �i B sunt constante care depind de compozi�ia mixturilor asfaltice supuse experiment�rii. În ceea ce prive�te m�rimea f�ga�elor m�surat� pe partea carosabil� a drumului, speciali�tii consider� valabile urm�toarele concluzii:

− f�ga�ele de 5…6 mm adâncime sunt resim�ite numai de traficul de mare vitez�;

− f�ga�ele mai adânci de 10 mm deranjeaz� circula�ia; − f�ga�ele de 30…40 mm adâncime sunt periculoase �i pentru traficul lent.

Fig. 13. Simulatorul de f�ga�e. Fig. 14. Deforma�ia tip f�ga� pe epruvet�.

34

În cazul în care adâncimea f�ga�elor dep��e�te 20 mm se consider� necesar a se studia cauzele care au determinat apari�ia lor, în func�ie de care se vor aplica m�suri de remediere specifice (refacerea îmbr�c�mintei, ranforsarea structurii rutiere). Rezisten�a la întindere Rt a mixturilor asfaltice se determin� prin încercarea brazilian�, pe epruvete cilindrice, conform schemei din fig. 15, la temperatura de 22 0C.

Aceasta se calculeaz� cu rela�ia :

hd

FR

t⋅⋅π

2= [N/mm2] (35)

în care: F este sarcina de rupere a epruvetelor, în N ; d − diametrul epruvetelor, în mm ; h − în�l�imea epruvetelor, în mm ; Datele ob�inute în cadrul încerc�rii braziliene permit de asemenea calculul coeziuni C �i a unghiului de ferecare interioar� ϕ.

tRRCc2

1= , [N/mm2] (36)

tc

ic

RR

RR

2=tg

−φ (37)

în care Rc este rezisten�a la compresiune pe cilindri, la 22 0C. Rezisten�a la rupere prin încovoiere se determin� pe epruvete prismatice, la temperatura de 10 0C, prin înc�rcarea acestora cu o for�� concentrat�, plasat� la mijlocul

deschiderii, pân� la ruperea probei (fig.6.16). Viteza de înc�rcare este de 20 mm/min. Rezisten�a la rupere prin încovoiere Ri, se calculeaz� cu rela�ia:

Nbh

lR

2i ⋅

2

3= , [N/mm2]

(38) în care: N este sarcina de rupere a epru-vetelor, în N ; l − distan�a între reazeme, în mm ;

a b

Fig. 15. Schema încerc�rii braziliene. 1 – suport; 2 pies� de rezemare; 3 – pies� de presare.

Fig. 16. Schema încerc�rii la încovoiere.

1 – suport; 2 – piese de rezemare; 3 – poanson.

35

b – l��imea epruvetei, în mm ; h − în�l�imea epruvetei, în mm. Rezisten�a la p�trundere se determin� prin m�surarea adâncimii de p�trundere în masa unei epruvete cubice (preparat� în laborator sau t�iat� din îmbr�c�minte), a unui poanson de anumite dimensiuni, în condi�ii determinate de sarcin�, durat� �i temperatur�. Aceasta se determin� pentru mixturi asfaltice de tipul asfaltului turnat.

2.4. Producerea, transportul �i punerea în oper� a mixturilor asfaltice

2.4.1. Producerea mixturilor asfaltice Mixturile asfaltice se prepar� în instala�ii mecanice speciale numite fabrici de asfalt sau fabrici de mixturi asfaltice, foarte diversificate ca tipuri �i capacitate de produc�ie, având dispozitive de predozare, uscare (pentru tehnologie la cald), dozare a materialelor componente �i dispozitivul de malaxare for�at�. De asemenea, instala�ia poate fi completat� cu bunc�re de depozitare termoizolate pentru stocarea pe termen limitat a mixturilor asfaltice produse, înainte de a fi livrate �antierelor. Productivitatea acestora se înscrie într-o gam� foarte larg� de valori, de la 7 t/h pân� la 500 t/h sau chiar mai mult (1 000 t/h). Producerea mixturilor asfaltice se poate face prin tehnologii “la cald” sau “la rece”, în func�ie de liantul utilizat în compozi�ia acestora. Procesul tehnologic de fabricare a mixturilor asfaltice la cald cuprinde urm�toarele faze: predozarea agregatelor, înc�lzirea lor, dozarea �i amestecarea la temperaturi ridicate a agregatelor cu bitumul în malaxor. În fig. 17 este prezentat� o fabric� de mixturi asfaltice. În predozatoare se realizeaz� predozarea agregatelor care se ridic� în pâlnia de alimentare a usc�torului cu o band� transportoare. În usc�tor are lor înc�lzirea agregatelor în contracurent cu ajutorul gazelor calde de ardere produse de flac�ra unui injector �i despr�fuirea lor cu un ciclon de despr�fuire; de aici, cu elevatorul pentru materiale calde, agregatele trec pe sitele vibratoare care resorteaz� agregatele calde, apoi se depoziteaz� pe sorturi �i se cânt�resc. Agregatele cânt�rite trec într-un cântar-malaxor unde se adaug� filerul adus cu banda transportoare din bunc�rul de filer �i bitumul cald, din dozatorul de bitum, ambele dozate în func�ie de tipul mixturii asfaltice. Din malaxor, mixtura gata preparat� este ridicat� cu ajutorul unui schip �i depozitat� în bunc�rul de mixtur� de unde este desc�rcat� direct în autobasculante. Predozarea agregatelor asigur� alimentarea continu� �i regulat� a instala�iei de producere a mixturii asfaltice. În cazul utiliz�rii mai multor sorturi de agregate diferite, care trebuie s� fie amestecate în anumite propor�ii, predozatoarele asigur� alimentarea în propor�iile necesare �i constante a instala�iei cu agregatele respective. În general, predozatoarele sunt constituite din bunc�re alimentatoare prev�zute la partea inferioar� cu un dispozitiv de reglare, care permite scurgerea unei cantit��i constante a sortului respectiv din bunc�r. Transportul amestecului de agregate se efectueaz� cu ajutorul benzii transportoare, în mod continuu �i în cantitate constant�. Predozatoarele (fig. 18) sunt prev�zute cu vibratoare, care asigur� debitul constant �i u�ureaz� evacuarea agregatelor fine (nisipuri) care au tendin�a, când sunt umede, s� formeze o bolt� în predozator. Predozatoarele se regleaz� în func�ie de dozajele stabilite pentru tipul de mixtur� care urmeaz� s� fie fabricat.

36

Fig. 17. Fabric� de mixturi asfaltice.

37

Predozatoarele trebuie supravegheate �i controlate atent, întrucât se pot deregla foarte u�or. Cauzele cele mai frecvente ale deregl�rii sunt:

− umiditatea nisipurilor, care conduce la varia�ia dozajului de nisip, datorit� fenomenului de umflare. Se va verifica în a cest caz umiditatea �i se va regla din nou predozatorul;

− obturarea deschiz�turii predozatorului, datorit� colmat�rii cu agregate sau prin blocarea cu agregate de dimensiuni mari, ceea ce conduce la reducerea debitului de alimentare.

Uscarea, înc�lzirea �i despr�fuirea agregatelor sunt opera�ii deosebit de importante, întrucât pentru a realiza o bun� anrobare cu bitum a acestora este necesar ca ele s� aib� o temperatur� corespunz�toare, astfel încât liantul cald la contactul cu agregatul s� nu se r�ceasc� ci s� r�mân� fluid pentru a anroba cât mai uniform toate granulele. Din bunc�rul de depozitare, agregatele sunt ridicate cu elevatorul cu cupe reci �i trecute în usc�tor (fig. 6.19).

Fig. 18. Predozatoare.

Fig. 19. Usc�tor pentru uscarea �i înc�lzirea agregatelor.

38

Usc�torul are o form� cilindric�, fiind u�or înclinat (cca 6°), executat din o�el �i prev�zut cu dispozitiv pentru înc�lzire. Tamburul usc�tor se rote�te continuu în jurul axului s�u, permi�ând înaintarea agregatelor �i uniformizarea temperaturii. Usc�torul este prev�zut cu un injector în contracurent asigurând astfel un schimb eficient de c�ldur�. Agregatele se înc�lzesc str�b�tând usc�torul, în contracurent cu gazele calde de ardere. Tirajul este asigurat cu ajutorul ventilatoarelor. În interior, usc�torul are palete, care permit ridicarea agregatelor pe care le las� apoi s� cad� str�b�tând curentul de gaze calde. Dimensiunile usc�torului depind evident de capacitatea instala�iei. Tendin�ele actuale moderne tind spre m�rirea diametrului usc�torului �i nu a lungimii lui. Rotirea usc�torului este asigurat� prin dispozitive adecvate. Temperatura agregatelor la ie�irea din usc�tor trebuie s� fie cuprins� între 165 �i 190 °C, întrucât în malaxor se adaug� filerul rece, iar temperatura dup� amestecarea cu filer trebuie s� aib� valori între 150 �i 170 °C. Uscarea agregatelor este o opera�ie de importan�� major� care are o influen�� preponderent� asupra randamentului instala�iei �i a consumului de combustibil. Factorii principali care trebuie lua�i în considerare în procesul de uscare �i înc�lzire sunt:

− umiditatea agregatelor; − granulozitatea lor; − temperatura necesar� pentru anrobare.

Parametrii asupra c�rora se ac�ioneaz� sunt durata men�inerii agregatelor în usc�tor, reglarea injectorului �i debitul de aer. M�sur�tori efectuate arat� c� dac� umiditatea agregatelor cre�te de la 6 % la 12 %, productivitatea usc�torului scade la 50 %. În aceste condi�ii, consumul de combustibil variaz� de asemenea în limite largi în func�ie de tipul instala�iei, putând cre�te de la 8 kg/t în cazul agregatelor uscate, la 16 kg/t pentru agregatele ude. În consecin��, este necesar s� se lucreze cu agregate cu umiditate cât mai mic�, pentru a avea un consum cât mai sc�zut de combustibil. Gazele calde antreneaz� cu ele o parte a elementelor fine din agregate. Pentru a evita poluarea, gazele trec printr-o instala�ie de despr�fuire. La ie�irea din usc�tor agregatele sunt preluate de elevatorul cald �i conduse la un siloz, care poate fi prev�zut cu instala�ii de sortare �i dozare. Elevatorul cald este acoperit pentru a evita pierderile de c�ldur� �i pierderea particulelor fine. Dozarea �i malaxarea se fac astfel încât s� se poat� realiza mixturi asfaltice cât mai omogene, respectându-se dozajele date de laborator. Sortatorul−dozator are ca scop ciuruirea agregatelor calde, separându-se pe frac�iuni �i reconstituind astfel un amestec perfect dozat. Acesta este format din mai multe ciururi, care permit sortarea frac�iunilor. Agregatele calde cânt�-rite de c�tre sortatorul-dozator sunt introduse în malaxor. Se adaug� filerul rece, c�utând s� se realizeze o cât mai bun� omogenizare a agregatelor (cribluri, nisip) cu filerul. Apoi se adaug� liantul (bitumul) fierbinte la temperatura de 150…170 °C �i se continu� amestecarea. Bitumul este livrat cald de la rafin�rii �i depozitat în bataluri sau în cisterne mobile (tancuri de bitum). Pentru malaxare, bitumul trebuie înc�lzit la temperatura de 150…170 °C pentru a i se asigura o vâscozitate sc�zut�. Temperaturile recomandate pentru anrobarea agregatelor sunt 150…170 °C pentru bitumul D80/120 �i 165…170 °C pentru bitumul mai dur (D40/50).

39

Filerul este dozat cu ajutorul dozatorului de filer prin cânt�rire, iar bitumul poate fi dozat gravimetric sau volumetric. Malaxoarele cele mai r�spândite sunt cele cu ax orizontal prev�zut cu palete (fig. 6.20). S-au studiat formele cele mai adecvate ale cuvei malaxorului, forma �i înclinarea paletelor, astfel ca s� se efectueze o cât mai bun� amestecare a agregatelor cu bitum. Paletele trebuie s� poat� fi înlocuite u�or, pe m�sura uz�rii lor. Malaxoarele cu ax vertical sunt folosite mai ales pentru amestecarea agregatelor cu dimensiuni mai mari, pân� la 40 mm. Durata de malaxare depinde de tipul instala�iei �i trebuie s� asigure o anrobare complet� �i uniform� a agregatelor cu bitum. O malaxare insuficient� conduce la o reparti�ie eterogen� a liantului. O malaxare prea intens� nu îmbun�t��e�te anrobarea, dar mic�oreaz� randamentul instala�iei. Înc�lzirea agregatelor �i a bitumului la temperaturi foarte ridicate (peste 200 °C) trebuie evitat�, la fel ca �i înc�lzirea prelungit� a bitumului sau reînc�lzirea aceleia�i cantit��i de bitum de mai multe ori, deoarece în asemenea situa�ii bitumul sufer� transform�ri care îi schimb� caracteristicile, putându-se ajunge la "arderea" bitumului, ceea ce echivaleaz� cu pierderea adezivit��ii �i îmb�trânirea lui prematur�. La ie�irea din malaxor, mixtura asfaltic� se depoziteaz� provizoriu într-un bunc�r de unde este înc�rcat� în autobasculante �i transportat� la punctul de punere în oper�. Temperatura mixturii asfaltice livrate de fabrica de asfalt trebuie s� fie de 140…170 °C, în func�ie de temperatura atmosferic�, distan�a de transport, tipul acesteia etc. La fabricile de asfalt în flux continuu, malaxorul func�ioneaz� în permanen��, atât agregatele cât �i bitumul fiind introduse în malaxor în permanen��, pe m�sura necesarului. La fabricile în flux discontinuu, înc�rcarea malaxorului se face succesiv, mixtura asfaltic� fiind preparat� în �arje. Productivitatea instala�iilor de producere a mixturilor asfaltice se calculeaz� cu rela�ia: tkqnP ⋅⋅= [t/h] (39)

în care: P este productivitatea fabricii, în t/h;

n − num�rul de �arje pe or� ��

���

�=

tn

60;

t − timpul necesar unei �arje, în min; q − masa unei �arje, în t; kt − indicele de utilizare a instala�iei, în general egal cu 0,85.

Fig. 20. Malaxor pentru mixtur� asfaltic�.

40

Fabricile de asfalt în flux discontinuu sunt recomandate pentru �antiere unde se lucreaz� cu mixturi asfaltice diferite, acolo unde uneori dozajele se schimb� de dou� sau mai multe ori pe zi. Fabricile de asfalt în flux continuu sunt mai robuste �i se recomand� mai ales pentru �antiere unde se prepar� acela�i tip de mixtur� asfaltic� în cantit��i mari. Fabricile de asfalt performante, aflate actualmente în dotarea societ��ilor de drumuri sunt automatizate �i informatizate, astfel c� întreg procesul tehnologic este supravegheat cu u�urin��, orice dereglaj al instala�iei putând fi semnalat în vederea efectu�rii interven�iilor necesare. În vederea realiz�rii unor mixturi asfaltice de bun� calitate, în conformitate cu prevederile proiectului �i a dozajelor elaborate de un laborator de specialitate, un rol deosebit de important revine controlului procesului tehnologic, care trebuie s� urm�reasc� în permanen��: calitatea materialelor, func�ionarea instala�iilor �i a utilajelor, calitatea mixturilor asfaltice. Controlul materialelor trebuie s� se fac� la primirea lor pe �antier, în conformitate cu standardele în vigoare, de c�tre laboratorul de �antier. Pentru criblurile aprovizionate (sorturile 3−8; 8−16; 16−25) se efectueaz� urm�toarele încerc�ri:

− determinarea granulozit��ii; − determinarea formei granulelor; − verificarea con�inutului de impurit��i.

Pentru nisip, pietri� �i balast, pe lâng� determinarea granulozit��ii, se mai verific� în plus con�inutul de substan�e humice. În cazul unor materiale livrate care nu corespund condi�iilor tehnice se va proceda conform legisla�iei în vigoare, urm�rindu-se perseverent ca în nici un caz s� nu fie introduse în procesul tehnologic, întrucât cu materiale de proast� calitate nu se pot executa mixturi asfaltice corespunz�toare. Filerul va fi controlat pe fiecare lot livrat determinându-se fine�ea �i umiditatea, luându-se m�suri pentru a fi depozitate în condi�ii adecvate, în magazii acoperite, ferit de ploi �i alte intemperii. Bitumul este de regul� controlat la rafin�rii, dar totu�i este necesar s� fie verificat pe �antier fiecare lot de bitum livrat, determinându-se penetra�ia �i punctul de înmuiere. De asemenea, se efectueaz� verificarea adezivit��ii lui fa�� de agregatele care au fost aprovizionate pe �antier. Controlul materialelor aprovizionate trebuie efectuat cu deosebit� exigen�� de c�tre un personal calificat �i con�tiincios, sub directa supraveghere a �efului de �antier, care r�spunde moral �i material de calitatea lucr�rilor executate. Controlul func�ion�rii instala�iilor �i a utilajelor trebuie s� fie organizat �i efectuat în cele mai bune condi�ii, întrucât chiar cu cele mai bune materiale nu se poate realiza o mixtur� asfaltic� de bun� calitate, decât cu condi�ia func�ion�rii irepro�abile a instala�iilor �i a utilajelor. Controlul vizeaz� urm�toarele obiective mai importante:

− urm�rirea func�ion�rii corecte a predozatoarelor pentru asigurarea aliment�rii constante a instala�iei cu agregatele necesare;

− reglarea injectorului astfel încât s� se realizeze temperaturile prescrise în usc�tor, concomitent cu arderea complet� a combustibilului. O reglare incorect� a injectorului conduce la varia�ii de temperatur� mari în usc�tor, putându-se astfel ob�ine �arje de agregate cu temperaturi foarte ridicate (peste 200 °C) care pot duce la arderea

41

bitumului în malaxor, sau �arje de agregate cu temperaturi sc�zute (sub 150 °C), pe care nu se realizeaz� peliculizarea corect� a bitumului �i anrobarea în malaxor;

− controlul temperaturii agregatelor la ie�irea din usc�tor se face prin m�surarea direct� cu termometrul a temperaturii agregatelor, sau cu ajutorul logometrelor, care permit citirea continu� a temperaturilor realizate;

− controlul granulozit��ii agregatelor la ie�irea din usc�tor se efectueaz� de c�tre laboratorul de �antier, verificându-se dac� predozatoarele func�ioneaz� corect �i dac� se respect� dozajul recomandat de laborator;

− temperatura bitumului se m�soar� fie cu termometrul, fie cu ajutorul logometrelor. Se controleaz� de asemenea etan�eitatea circuitului bitumului evitându-se orice pierderi de c�ldur� pe conducte sau eventuale scurgeri de bitum;

− controlul func�ion�rii cântarelor trebuie s� asigure dozarea corect� a agregatelor, filerului �i bitumului. Aceste verific�ri se fac zilnic, urm�rindu-se astfel o dozare cât mai corect� a tuturor componen�ilor mixturii asfaltice. Se în�elege de la sine c� o func�ionare incorect� a dispozitivelor de cânt�rire conduce la erori mari în ceea ce prive�te compozi�ia final� a mixturii asfaltice produse de instala�ie;

− controlul func�ion�rii malaxorului se efectueaz� verificând vizual modul de anrobare a tuturor granulelor care intr� în compozi�ia mixturii asfaltice. În general, timpul de malaxare este de 1,0…1,5 min. Se controleaz� de asemenea periodic starea malaxorului, paletele uzate urmând s� fie înlocuite;

− controlul temperaturii mixturii asfaltice la ie�irea din malaxor asigur� livrarea unui material la temperatura optim�, ceea ce permite a�ternerea �i punerea lui în oper� în condi�ii de calitate corespun�toare;

− se controleaz� func�ionarea corect� a bunc�rului de depozitare a mixturii asfaltice, care trebuie s� asigure desc�rcarea rapid� a acesteia în autobasculante. Se verific� dac� autobasculantele sunt curate, în caz contrar acestea se cur��� �i se stropesc cu lapte de var pentru a evita lipirea mixturii asfaltice pe pere�ii autobasculantei.

Controlul calit��ii mixturii asfaltice produse este efectuat de c�tre laboratorul de �antier, care execut� analiza mixturii asfaltice, determinând con�inutul de bitum �i granulozitatea agregatului. Controlul con�inutului de liant permite s� se constate dac� s-au respectat întocmai dozajele prescrise pentru mixturile asfaltice �i concomitent, în cazul unor abateri de la dozaj, s� se ia imediat m�suri de corectare, verificând atent modul de func�ionare a instala�iei �i în special a dispozitivelor de cânt�rire. Rolul laboratorului de �antier este foarte important întrucât permite verificarea produc�iei realizate din punct de vedere al compozi�iei exacte a mixturii asfaltice �i concomitent poate �i trebuie s� intervin� pentru corectarea oric�ror anomalii în scopul asigur�rii producerii unei mixturi asfaltice la parametrii proiecta�i. Ceea ce se poate repro�a actualei organiz�ri a controlului �i în special a verific�rii con�inutului de bitum este desigur faptul c� o extrac�ie dureaz� mai multe ore �i c� rezultatele nu se pot ob�ine imediat. În etapa actual� atât la noi în �ar� cât �i în alte ��ri, aceste verific�ri nu au atins gradul de operativitate necesar astfel încât s� se poat� determina în câteva minute con�inutul de liant �i granulozitatea agregatelor componente ale mixturii asfaltice, în scopul efectu�rii în timp util a corecturilor necesare. În concluzie se poate spune c�, efectuând cu aten�ie controlul în toate fazele procesului tehnologic �i intervenindu-se operativ pentru respectarea prescrip�iilor tehnice se ob�ine o mixtur� asfaltic� de bun� calitate, care ofer� executantului garan�ia unor straturi bituminoase cu o durat� mare de exploatare.

42

2.4.2. Transportul �i a�ternerea mixturilor asfaltice Transportul mixturilor asfaltice se realizeaz� cu ajutorul autobasculantelor. Pe timp nefavorabil se recomand� acoperirea benei autobasculantelor cu prelate, iar în cazurile când se lucreaz� la temperaturi mai sc�zute sau distan�a de transport este mare se recomand� s� se foloseasc� bene termoizolate sau prev�zute cu dispozitive de înc�lzire. Este necesar s� existe un num�r suficient de ma�ini pentru transportul continuu al mixturilor la a�ternere. A�ternerea mixturilor asfaltice pe stratul suport se face cu ajutorul unor utilaje speciale numite repartizatoare-finisoare, a c�ror productivitate trebuie s� fie corelat� cu capacitatea de produc�ie a instala�iei de preparare. În cazuri excep�ionale �i pentru suprafe�e mici se admite ca mixtura asfaltic� s� fie a�ternut� manual, folosindu-se unelte simple ca: �abloane, greble, lope�i, dreptare pentru verificare etc. Înainte de a�ternere se preg�te�te cu aten�ie stratul suport executându-se urm�toarele opera�ii mai importante:

− repararea corespunz�toare a tuturor defec�iunilor existente, folosindu-se tehnologiile adecvate;

− cur��area cu deosebit� grij� a stratului suport în vederea realiz�rii unei bune acro��ri, folosind în acest scop emulsie bituminoas�, bitum t�iat sau suspensie de bitum filerizat, astfel încât s� se r�spândeasc� uniform 0,3…0,5 kg/m2 bitum pur (rezidual).

Lucr�rile se întrerup pe ploaie sau când temperatura mediului ambiant este sub + 5 °C. Temperatura mixturilor la a�ternere va fi de minimum 130 °C, iar pentru cele rugoase de minimum 145 °C. În fig. 21 este prezentat un repartizator-finisor pentru mixturi asfaltice.

Fig. 21. Repartizator-finisor.

43

În principiu, un repartizator-finisor este format din: �asiu automotor pe �enile, un bunc�r în care se descarc� autobasculantele, un alimentator construit dintr-o band� transportoare metalic�, dou� �necuri pentru repartizarea mixturii pe l��imea benzii de executat, o grind� metalic� vibratoare pentru realizarea precompact�rii �i o plac� nivelatoare care este în general înc�lzit�. Exist� mai multe tipuri de repartizatoare-finisoare. Unele sunt montate pe pneuri, altele pe �enile. L��imea de a�ternere poate s� fie de pân� la 4 m. Compactarea se realizeaz� cu un dispozitiv de vibrare. Repartizatorul-finisor este prev�zut cu dispozitiv de reglare a grosimii mixturii asfaltice a�ternute cu ajutorul a dou� palpatoare ce se deplaseaz� pe dou� fire de o�el montate lateral �i care asigur� realizarea profilului dorit. Viteza normal� de deplasare a repartizatorului-finisor este de 8…10 m/min, putându-se a�terne astfel 80…200 t de mixtur� asfaltic� pe or�. 6.2.4.3. Compactarea mixturilor asfaltice Compactarea este opera�ia de îndesare a mixturii asfaltice din stratul rutier �i se realizeaz� cu ajutorul utilajelor adecvate cu scopul de a ob�ine valori optime pentru caracteristicile fizico-mecanice ale stratului bituminos. Printr-o compactare corespunz�toare se realizeaz�:

− densitatea aparent� maxim�, ceea ce echivaleaz� cu ob�inerea unui volum de goluri minim;

− rezisten�� la compresiune mare; − deformabilitate minim�; − stabilitate corespunz�toare la temperaturi ridicate; − rezisten�� mai mare la oboseal�, deci o durat� de exploatare mai îndelungat�; − uniformitatea �i planeitatea suprafe�ei compactate; − impermeabilitatea stratului la ac�iunea apei; − textur� uniform� �i o bun� suprafa�� de rulare.

Gradul de compactare se exprim� în procente �i reprezint� raportul dintre densitatea aparent� a mixturii asfaltice determinat� pe probe intacte prelevate din stratul compactat �i densitatea aparent� determinat� în laborator, în condi�ii standard pe epruvete cubice sau cilindrice din aceea�i mixtur� asfaltic�, fiind dat de rela�ia:

100⋅=lab

efD

ρ

ρ [%] (40)

în care: D este gradul de compactare, în %; ρef − densitatea aparent� efectiv� pe probe de mixtur� asfaltic� prelevate din stratul compactat, în g/cm3; ρlab − densitatea aparent� determinat� în laborator pe probe preparate din mixtur� asfaltic� utilizat� în acela�i strat, în g/cm3. Dup� efectuarea compat�rii, stratul din mixtur� asfaltic� trebuie s� aib� un grad de compactare de minimum 96 %. Factorii principali care influen�eaz� compactarea mixturilor asfaltice sunt:

− dozajul �i consisten�a liantului;

44

− granulozitatea agregatelor naturale; − temperatura mixturii asfaltice, la punerea în oper� �i în timpul compact�rii; − lucrul mecanic de compactare; − grosimea stratului compactat.

Dozajul de bitum ridicat conduce la ob�inerea unor valori mai sc�zute pentru volumul de goluri (absorb�ii de ap� mai mici), realizându-se un grad de compactare mai mare. Datorit� procentului ridicat de liant, stabilitatea stratului rutier la temperaturi ridicate scade cu atât mai mult cu cât con�inutul de bitum este mai ridicat �i consisten�a sa mai sc�zut�. Granulozitatea �i forma agregatelor influen�eaz� compactarea mai ales în cazurile când aceasta se efectueaz� la temperaturi mai sc�zute, constatându-se c� mixturile asfaltice cu un procent ridicat de cribluri prezint� o rezisten�� sporit� la compactare, fa�� de mixturile asfaltice cu un con�inut redus de cribluri (fig. 22).

Temperatura mixturii asfaltice în timpul compact�rii este unul dintre factorii cei mai importan�i care influen�eaz� în mod hot�râtor ob�inerea unui grad de compactare corespunz�tor. Sc�derea temperaturii de compactare fa�� de temperatura optim� cu numai 25 % conduce la m�rirea volumului de goluri remanent, pentru acela�i lucru mecanic de compactare, cu 100 %. La temperaturi de compactare mai sc�zute decât cele prescrise pentru diverse tipuri de mixturi asfaltice, nu se pot ob�ine grade de compactare corespunz�toare, oricât s-ar m�ri energia de compactare. În fig. 23 se prezint� varia�ia gradului de compactare în func�ie de temperatura de compactare pentru aceea�i energie de compactare.

Lucrul mecanic de compactare trebuie aplicat cu utilaje adecvate, respec-tându-se tehnologia de lucru �i modul de alc�tuire a atelierului de compactare. Se men�ioneaz� faptul c� efectuarea compact�rii la temperaturile prescrise conduce la folosirea unui lucru mecanic de compactare minim (deci cost redus), iar m�rirea energiei de compactare la temperaturi sc�zute are un efect minim asupra cre�terii gradului de compactare. Experien�a a demonstrat c� folosind compactoarele cu penuri se ob�in suprafe�e cu

Fig. 22. Varia�ia gradului de compactare în func�ie de felul agregatelor naturale.

Fig. 23. Varia�ia gradului de compactare cu temperatura de compactare.

45

o textur� uniform�, realizându-se în acela�i timp un grad mare de compactare. Ac�iunea unui compactor cu rulouri netede asupra unui strat din mixtur� asfaltic� poate fi caracterizat�, dup� Arquié, prin coeficientul de compactare dat de rela�ia:

4,0

��

���

�⋅⋅=

V

hN

lD

PRt

η (41)

în care:

l

P este masa ruloului pe unitatea de lungime a generatoarei;

D − diametrul ruloului; η − vâscozitatea mixturii asfaltice m�surat� prin încercarea triaxial�; N – num�rul de treceri pe acela�i loc; V − viteza utilajului de compactare; h – grosimea stratului de compactat. S-a constatat c� pentru Rt = (4…6)⋅10-5 ac�iunea de compactare poate fi considerat� ca încheiat�. Grosimea stratului de compactat se alege în func�ie de tipul mixturii asfaltice, de dimensiunea constructiv� minim� sau maxim� admis�, sau cea rezultat� din calculul de dimensionare, de utilajul existent pentru compactare etc. Se men�ioneaz� faptul c� exist� actualmente tendin�a de a compacta mixturile asfaltice în grosimi mai mari, datorit� unor avantaje pe care le prezint� aceast� tehnologie (mixtura asfaltic� se r�ce�te mai greu, economie la energia de compactare etc.). Unele studii atest� îns� c� la grosimi mai mari, gradul de compactare ce se ob�ine la suprafa�a stratului difer� de gradul de compactare de la baza sa (fig. 6.24). Din fig. 24 se poate constata c� pân� la grosimi de 14 cm ale straturilor din mixturi asfaltice, diferen�ele între gradele de compactare ce se ob�in la suprafa�� �i gradele de compactare ce se ob�in la baza straturilor, pot fi considerate ca neglijabile, în timp ce la o grosime de 18 cm diferen�a gradului de compactare realizat în zona de la suprafa�a stratului �i gradul de compactare al mixturii asfaltice de la baza stratului este foarte mare (circa 10 %), ceea ce conduce la o neuniformitate în comportarea stratului rutier sub influen�a traficului. Compactarea mixturilor asfaltice se va face separat pentru fiecare strat în parte în grosimi uzuale de pân� la 8…9 cm. Compactarea se va face în lungul drumului de la margini spre ax�: pe sectoarele în ramp� sau cu pant� transversal� unic�, se efectueaz� compactarea de la marginea mai joas� spre cea mai ridicat�. Fiecare urm� a compactorului se va suprapune cu 20…30 cm peste cea precedent�.

Fig. 24. Varia�ia gradului de compactare în interiorul stratului din mixtur� asfaltic�.

46

Se recomand� executarea compact�rii dup� a�ternere la temperaturi de peste 110 °C, iar pentru mixturile asfaltice rugoase la peste 130 °C, primele treceri ale compactorului f�cându-se cu viteza minim�. Compactoarele trebuie s� lucreze f�r� �ocuri pentru a evita v�lurirea stratului bituminos. Compactarea necesit� respectarea câtorva reguli elementare dintre care se men�ioneaz�:

− interzicerea sta�ion�rii compactoarelor pe stratul bituminos cald; − udarea rulourilor sau a pneurilor în vederea evit�rii lipirii mixturii asfaltice de

acestea; aceast� opera�ie este util�, dar trebuie s� fie efectuat� cu cantit��i minime de ap�, pentru a nu se produce r�cirea brusc� la partea superioar� a mixturii asfaltice a�ternute;

− temperatura mixturii asfaltice trebuie s� fie suficient� pentru ca s� se poat� efectua compactarea, dar nu prea ridicat�, pentru a evita producerea v�luririlor sau a deplas�rilor laterale.

Compactarea mixturilor asfaltice a constituit obiectul unui num�r mare de studii, în leg�tur� cu rolul temperaturii, al vitezei compactoarelor, al presiunii rulourilor etc. S-a ar�tat anterior c� prin transportul mixturilor asfaltice la câteva zeci de kilometri în autobasculante, pierderea de temperatur� este de câteva grade, în timp ce dup� a�ternere sc�derea temperaturii este substan�ial�. În fig. 25 se prezint� aceast� varia�ie, m�surat� pe �antier, care arat� c� dup� o jum�tate de or� de la a�ternere compactarea risc� s� fie foarte pu�in eficient� deoarece temperatura scade în condi�iile date la 75 °C, temperatur� la care nu se mai poate compacta corespunz�tor.

Mixturile asfaltice trebuie s� aib� la a�ternere �i compactare, în func�ie de tipul liantului, temperaturile prev�zute în tabelul 5. Domenii de temperatur� pentru a�ternerea �i compactarea mixturilor asfaltice

Tabelul 5.

Temperatura minim� a mixturii asfaltice la compactare, °C

Tipul liantului (bitumului)

Temperatura minim� a mixturii asfaltice la a�ternere, °C

început Sfâr�it D 60/80 D 80/100 D 100/120

145 140 135

140 135 130

110 100 100

Fig. 25. Varia�ia temperaturii mixturii asfaltice dup� a�ternere.

47

În vederea execut�rii unei bune compact�ri este necesar s� se �in� seama de urm�toarele considerente:

− pentru prima compactare se recomand� ca în general compactorul s� se deplaseze cu roata motrice înainte;

− num�rul compactoarelor depinde în primul rând de viteza r�spânditorului �i de timpul disponibil pentru compactare, înainte ca mixtura asfaltic� s� se r�ceasc�;

− num�rul de treceri variaz� în func�ie de tipul de compactor folosit. În mod ideal, acest num�r ar trebui s� corespund� num�rului necesar pentru a realiza gradul de compactare prescris.

Se ob�in în general densit��i mari, în cazul realiz�rii unei compact�ri cu compactoare cu pneuri sau compactoare vibratoare, dup� compactarea ini�ial� care se realizeaz� cu compactoare cu rulouri netede. Finisarea se face de asemenea cu compactoare cu rulouri netede speciale. În fig. 26 se prezint� compactorul cu rulouri netede �i în fig. 6.27 compactorul cu pneuri.

Fig. 26. Compactor cu rulouri netede.

Fig. 27. Compactor cu pneuri.

48

La noi în �ar�, pentru compactarea straturilor bituminoase realizate din mixturi asfaltice se recomand� utilizarea urm�toarelor ateliere de compactare:

− tip A, alc�tuit din compactor cu pneuri de 160 kN �i compactor cu rulouri netede de 120 kN;

− tip B, alc�tuit dintr-un compactor cu rulouri netede de 120 kN. În func�ie de condi�iile specifice (tipul mixturii asfaltice, grosimea stratului de compactat, temperatura în momentul compact�rii, disponibilit��ile de utilaje de compactare, grad de compactare necesar a fi realizat) se poate efectua compactarea �i cu alte alc�tuiri ale atelierului de compactare, dar numai dup� exprimentarea acestuia pe un sector de încercare. De altfel, realizarea sectorului de încercare este obligatorie în toate cazurile, în vederea determin�rii parametrilor de compactare. Pentru ob�inerea gradului de compactare prev�zut se consider� c� num�rul minim de treceri ale compactoarelor trebuie s� fie cel din tabelul 6. Num�rul minim de treceri ale compactoarelor

Tabelul 6.

Atelier de compactare A B

Compactor cu pneuri de 160 kN

Compactor cu rulouri netede de 120 kN

Compactor cu rulouri netede de 120 kN

Tipul stratului

Num�r minim de treceri recomandat Strat de uzur� 10 4 12

Strat de leg�tur� 12 4 14 Pentru a se ob�ine rezultatele cele mai bune, literatura de specialitate recomand� urm�torul atelier de compactare:

− un compactor cu rulouri netede tandem de 60 kN; − un compactor cu pneuri de 120…160 kN; − un compactor cu rulouri netede de 100…120 kN; − un compactor cu rulouri netede cu trei axe de 100 kN.

Compactorul tandem realizeaz� precompactarea. Compactarea propriu-zis� se efectueaz� cu compactorul cu pneuri, compactorul cu rulouri netede continu� compactarea �i nivelarea, iar compactorul cu trei axe paralele (tridem) execut� corecturile eventualelor denivel�ri �i realizeaz� finisarea compact�rii. Compactoarele vor executa treceri lungi, astfel încât num�rul de opriri s� fie redus. Primele treceri se vor efectua cu viteze mai mici, de 2…4 km/h, iar la trecerile urm�toare, cu vitez� mai mare, de 4…6 km/h. Nu trebuie dep��it� viteza de 6 km/h, deoarece se pot produce smulgeri din stratul de mixtur� asfaltic�. Compactarea se execut� în lungul benzii, primele treceri efectuându-se în zona rostului dintre benzi (fig. 28.d �i 28.e), apoi de la marginea mai joas� spre cea ridicat�. Pe sectoarele în ramp�, prima trecere se face cu utilajul de compactare în urcare. Zonele inaccesibile compactorului, în special în lungul bordurilor, în jurul gurilor de scurgere sau al c�minelor de vizitare se compacteaz� cu pl�ci vibratoare ori maiuri mecanice sau manuale. La executarea îmbr�c�min�ilor bituminoase trebuie s� se acorde o aten�ie deosebit� realiz�rii rosturilor de lucru longitudinale. Dup� compactarea stratului de leg�tur� sau de uzur� din prima band�, r�mâne pe marginea adiacent� benzii urm�toare o zon� îngust� de câ�iva centimetri (fig. 28.a) mai pu�in compactat� �i în general deformat�. Aceea�i situa�ie

49

se întâlne�te �i la întreruperea lucrului, în sec�iunea transversal� din cap�tul benzii respective, dar pe o zon� mai mare, de regul� de cca 10 cm l��ime. Pe suprafa�a îmbr�c�min�ilor bituminoase executate la cald se observ� uneori apari�ia unor fisuri sau cr�p�turi longitudinale în axa drumului, ce corespund rostului de lucru, în timp ce îmbr�c�mintea se prezint� în general foarte bine. Examinând cauzele care provoac� asemenea defec�iuni s-a constatat c� ele se datoresc execut�rii necorespunz�toare a rostului longitudinal ce se creeaz� la realizarea separat� a celor dou� benzi de circula�ie.

În zona rostului, compactarea �i sudura dintre cele dou� p�r�i nu se realizeaz� uneori în condi�ii bune, iar pe 5…10 cm în axa drumului gradul de compactare ce se ob�ine este inferior cu 6…10 % fa�� de cel realizat pe restul îmbr�c�mintei �i, în consecin��, datorit� solicit�rilor traficului, aceast� fâ�ie cedeaz� fisurându-se.

Fig. 28. Schema de compactare în zona rosturilor de lucru.

50

Pentru remedierea acestei defec�iuni s-a încercat colmatarea rostului cu emulsie bituminoas�, dar rezultatul a fost sub a�tept�ri, deoarece dup� scurt timp fisurarea a reap�rut. De asemenea, în scopul îmbun�t��irii sudurii dintre cele dou� benzi de circula�ie s-a încercat înc�lzirea rostului de lucru de pe banda terminat� înainte de a�ternerea mixturii asfaltice pentru realizarea celeilalte benzi, cu ajutorul razelor infraro�ii. Nici acest procedeu nu a dat rezultatele a�teptate, deoarece s-a ob�inut ridicarea temperaturii numai pe l��imea rampei de înc�lzire �i pe o adâncime de 2…3 cm. În ambele cazuri, pentru o corect� realizare a rostului de lucru care s� evite apari�ia ulterioar� a fisurilor specifice, la reluarea lucrului pe aceea�i band� sau pe banda adiacent�, zonele aferente rosturilor de lucru se taie pe toat� grosimea stratului, astfel încât s� rezulte o muchie vie vertical�. Aceast� opera�ie nu este necesar� în cazul rostului longitudinal al stratului de leg�tur�, dac� stratul întrerupt s-a executat în aceea�i zi cu stratul de pe banda adiacent�. Se amorseaz� marginea t�iat� (fig. 28.b), dup� care se a�terne mixtura asfaltic� pe banda adiacent�, dep��indu-se rostul cu 5…10 cm. Acest surplus de material se împinge apoi cu o raclet� peste mixtura asfaltic� proasp�t a�trernut�, astfel încât s� apar� rostul (fig. 28.c). În continuare se efectueaz� compactarea dup� regulile prezentate mai sus. Din punct de vedere practic, compactarea trebuie s� înceap� imediat ce mixtura asfaltic� poate suporta compactorul f�r� s� se produc� deforma�ii laterale �i s� se termine înainte de r�cirea stratului sub temperatura men�ionat� în tabelul 5. Pe mixtura compactat� nu se va admite nici un fel de trafic înainte de r�cirea stratului (circa 6 h).

6.2.4.4. Tratarea ulterioar� a suprafe�ei Dup� executarea îmbr�c�min�ilor se procedeaz� în anumite cazuri la închiderea porilor suprafe�ei prin r�spândirea de 2…3 kg/m2 nisip cu dimensiunile 0…3 mm, bitumat cu 2…3 % bitum, urmat� de compactare. Excep�ie fac betoanele asfaltice rugoase. Pentru refacerea rugozit��ii, dup� o perioad� de timp, se pot executa tratamente bituminoase sau un nou covor asfaltic rugos. Pe sectoarele ce se execut� dup� 1 octombrie, sau sunt situate în zone umbrite cu precipita�ii excesive, sau sunt solicitate de un trafic foarte redus, se va executa închiderea suprafe�ei îmbr�c�mintei printr-o tratare (badijonare) cu 0,5 kg/m2 bitum t�iat �i r�spândire de 3…5 kg/m2 nisip de concasaj, sau cu 0,8…1,0 kg/m2 emulsie bituminoas� cationic� cu rupere rapid� cu un con�inut de 60 % bitum, diluat� cu ap� în propor�ie de 1 : 1 �i r�spândire de 3…5 kg/m2 nisip natural curat cu granula�ie 0…3 mm, cu un con�inut cât mai redus de praf (sub 0,09 mm).

Fig. 29. Succesiunea trecerilor compactorului.

51

2.4.5. Controlul de calitate la a�ternerea �i compactarea mixturilor asfaltice

Controlul execu�iei îmbr�c�min�ilor bituminoase se va organiza astfel încât fazele mai importante s� fie urm�rite �i verificate permanent cu cea mai mare aten�ie.

Transportul mixturilor asfaltice trebuie f�cut cu autobasculante corespunz�toare �i suficiente, astfel încât ritmicitatea produc�iei s� fie asigurat�. Se recomand� men�inerea în rezerv� a 1-2 autobasculante care s� înlocuiasc� dac� este cazul pe cele defecte.

Existen�a bunc�relor de depozitare a mixturilor asfaltice m�re�te eficien�a transporturilor prin reducerea timpului de înc�rcare. Se recomand� construirea de bunc�re cu o mare capacitate �i posibilitate de înc�lzire astfel încât mixtura asfaltic� produs� în timpul nop�ii, de exemplu, s� poat� fi depozitat� în întregime în bunc�re �i pus� în oper� a doua zi.

La a�ternere se va urm�ri cu deosebit� grij� ca mixturile asfaltice s� aib� temperaturile indicate în procesul tehnologic.

Controlul temperaturii se face cu ajutorul termometrelor, care se introduc �i se men�in 5 min. în masa mixturii asfaltice desc�rcate la locul de a�ternere.

Se regleaz� �i se controleaz� cu aten�ie repartizatorul-finisor sau repartizatorul mecanic, pentru a se asigura grosimea �i panta prescris� a straturilor din mixturi asfaltice.

Dup� a�ternere se m�soar� din nou temperatura stratului de mixtur� asfaltic� pentru a se putea trece apoi la compactare.

M�surarea se efectueaz� cu ajutorul termometrelor �i se noteaz� temperaturile m�surate în eviden�ele �inute la a�ternere.

Compactarea trebuie s� se realizeze în cel mai scurt interval dup� a�ternere, �tiut fiind c� dup� aproximativ 30 min. de la a�ternere, temperatura mixturilor asfaltice coboar� foarte mult, iar compactarea devine ineficient�.

În consecin��, este necesar s� se verifice temperatura la începutul �i sfâr�itul compact�rii în vederea lu�rii unor m�suri corespunz�toare.

În continuare se controleaz� num�rul de treceri ale utilajelor din atelierul de compactare în vederea realiz�rii compactit��ii prescrise.

Se recomand� ca utilajele de compactare s� aib� dispozitive de înregistrare automat� a num�rului de treceri sau a lucrului mecanic de compactare.

Verificarea compact�rii se efectueaz� pe probe prelevate din stratul bituminos compactat, comparând densitatea aparent� a probei prelevate din stratul compactat cu densitatea aparent� ob�inut� în laborator din aceea�i mixtur� asfaltic�.

Controlul efectuat, urmat de m�suri corespunz�toare în timpul compact�rii are o mare importan�� în realizarea unei îmbr�c�min�i bituminoase cu caracteristici superioare. În cazul efectu�rii unei compact�ri insuficiente se ob�ine un strat din mixtur� asfaltic�, cu un volum de goluri mare, permeabil la ac�iunea apei. Straturile rutiere insuficient compactate ini�ial vor fi îndesate prin circula�ie, îns� în mod neuniform, întrucât pe suprafe�ele unde se circul� de obicei, grosimea stratului prin compactare se va reduce, formându-se f�ga�e pe care stagneaz� apa cu toate consecin�ele ce deriv� din aceasta.

M�surarea uniformit��ii suprafe�ei de rulare se realizeaz� cu ajutorul dreptarului de 3 m, a viagrafului sau a altor aparate de control (profilometru, APL etc).

Denivel�rile locale maxime admisibile în profil longitudinal m�surate sub dreptarul de 3 m sunt urm�toarele:

− 3 mm pentru drumuri de clasa tehnic� I �i str�zi în categoriile I…III ; − 4 mm pentru drumuri de clasa tehnic� II �i str�zi de categoria IV (alte zone

decât rigolele) ;

52

− 5 mm pentru drumuri de clasa tehnic� III ; − 7 mm pentru drumuri de clase tehnice IV �i V ;

În cazul în care se dispune de aparatul Viagraf pentru determinarea uniformit��ii p�r�ii carosabile în profil longitudinal, valorile maxime admise pentru indicatorii IHV (indicatorul hectometric Viagraf) �i E (indicatorul de amplitudine a denivel�rilor Viagraf) sunt prev�zute în tabelul 7. Valorile maxime admise pentru IHV �i E

Tabelul 7 Drumuri cu dou� benzi de circula�ie,

cu trafic Înregistr�ri,

indicator

Autostr�zi �i drumuri cu patru

benzi de circula�ie > 3 000 vehicule/24 h ≤ 3 000 vehicule/24 h Grafice, IHV, în mm/100 m

20 30 60

Electronice, E, în mm/100 m

10 12,5 15

2.4.6. Tendin�e moderne în producerea �i punerea în oper� a

mixturilor asfaltice Documentele congreselor mondiale de drumuri pun în eviden�� preocup�rile

intense ale speciali�tilor pentru a realiza îmbr�c�min�i bituminoase durabile �i care s� ofere o mare siguran�� circula�iei.

În cele ce urmeaz� se prezint� succint unele dintre tendin�ele ce se manifest� actualmente în acest domeniu în tehnica rutier�:

− se preconizeaz� utilizarea unor bitumuri mai dure având penetra�ia 41/50; 61/70 �i 81/100, mai ales în straturile de rulare, în vederea m�ririi stabilit��ii mixturilor asfaltice �i pentru a evita pericolul apari�iei f�ga�elor �i a v�luririlor;

− se constat� preocup�ri intense pentru introducerea pe scar� larg�, mai ales la fabricarea mixturilor asfaltice folosite în stratul de uzur�, a lian�ilor modifica�i ce au calit��i superioare bitumurilor clasice �i care permit ob�inerea unor mixturi asfaltice cu performan�e ridicate;

− pentru asigurarea unei stabilit��i superioare a îmbr�c�min�ilor bituminoase se proiecteaz� �i se produc mixturi asfaltice cu fibre, bitum modificat, schelet mineral puternic care prezint� rezisten�e mecanice superioare �i, în special, rezisten�e mari la deforma�ii plastice;

− în vederea îmbun�t��irii adezivit��ii, în mai multe ��ri exist� tendin�a de a folosi aditivi tensioactivi care se adaug� la bitum în rafin�rie; bitumurile aditivate se utilizeaz� în special pentru executarea betoanelor asfaltice din straturile de rulare ale îmbr�c�min�ilor bituminoase;

− se realizeaz� betoane asfaltice cu un procent de goluri sub 5 %, ceea ce asigur� ob�inerea unor îmbr�c�min�i durabile, impermeabile �i cu performan�e fizico-mecanice superioare;

− de asemenea s-au realizat mixturi asfaltice drenante care au un volum ridicat de goluri �i au dat rezultate bune în ceea ce prive�te rugozitatea, reducerea zgomotului �i m�rirea capacit��ii de drenare a apei, dar sunt necesare cercet�ri în continuare pentru a putea preciza durata lor de exploatare �i modul specific de între�inere;

53

− se constat� o tendin�� de a se proiecta �i executa straturi din mixturi asfaltice de grosimi mai mari variind între 6 �i 30 cm pentru stratul de baz�, 4…9 cm pentru stratul de leg�tur� �i 4…10 cm pentru stratul de uzur�;

− pentru straturile de baz� se pot folosi agregate neconcasate (pietri�uri); numai câteva ��ri folosesc agregate concasate. Dimensiunea maxim� a granulelor pentru stratul de baz� este de 40 mm; se men�ioneaz� o serie de tendin�e privind folosirea agregatelor netradi�ionale, agregate cu performan�e mai sc�zute mai ales pentru drumurile cu trafic redus;

− pentru straturile de leg�tur� �i uzur� se folosesc numai agregate concasate. În paralel cu nisipul de concasaj se folose�te �i nisipul natural. Dimensiunea maxim� a granulelor pentru stratul de leg�tur� �i de uzur� este de 25 mm;

− se constat� cre�terea procentului de cribluri în mixturile asfaltice pentru m�rirea stabilit��ii straturilor bituminoase;

− pentru m�rirea rezisten�ei la uzur� se folosesc cribluri de foarte bun� calitate, având coeficientul Los Angeles sub 25 %;

− pe timp friguros se recomand� executarea unor straturi bituminoase de grosime mai mare;

− nu se admite în nici un caz executarea straturilor de uzur� iarna. Pentru straturile de uzur� este necesar s� se lucreze la temperaturi ale mediului înconjur�tor de peste + 5 0C;

− în privin�a compact�rii se constat� tendin�a de a folosi compactoare cu pneuri imediat în urma repartizatorului-finisor. Pentru compactarea final� se utilizeaz� compactoare cu rulouri netede foarte grele;

− alegerea utilajului de compactare trebuie f�cut� în func�ie de tipul mixturii asfaltice, grosimea stratului de compactat �i condi�iile locale de lucru;

− controlul gradului de compactare se efectueaz� prin determinarea densit��ii aparente pe carote prelevate din stratul bituminoas executat �i compararea ei cu densitatea aparent� a epruvetelor preparate din aceea�i mixtur� asfaltic� ob�inut� în laborator;

− se constat� o cre�tere a exigen�elor fa�� de uniformitatea �i rugozitatea suprafe�ei de rulare �i se recomand� executarea de mixturi asfaltice rugoase pentru autostr�zi �i pentru drumuri cu viteze mari de circula�ie.

Se constat� deci tendin�a tuturor speciali�tilor din domeniul rutier de a g�si solu�iile cele mai potrivite pentru a realiza îmbr�c�min�i bituminoase de bun� calitate, care s� satisfac� în cel mai înalt grad exigen�ele utilizatorilor �i care s� aib� o durat� de exploatare cât mai mare, la parametrii proiecta�i.

3. Tratamente bituminoase 3.1. Generalit��i Tratamentele bituminoase sunt înveli�uri sub�iri realizate pe suprafa�a

îmbr�c�min�ilor rutiere prin stropirea acesteia în mod uniform �i continuu cu un liant hidrocarbonat, urmat� de o acoperire cu criblur� care se fixeaz� prin cilindrare. Se vor prezenta succint tratamentele bituminoase deoarece, în anumite condi�ii, ele intr� în procesul tehnologic de realizare a îmbr�c�min�ilor rutiere. De exemplu, îmbr�c�min�ile bituminoase provizorii sunt de obicei realizate din macadamuri acoperite cu tratamente bituminoase duble sau multiple; de asemenea, macadamurile penetrate

54

(îmbr�c�min�i bituminoase u�oare) cuprind în procesul tehnologic �i un tratament bituminos de etan�are. Tratamentele bituminoase se execut� pentru:

− etan�area suprafe�elor poroase; − m�rirea rugozit��ii suprafe�ei de rulare; − între�inerea �i regenerarea îmbr�c�min�ilor rutiere vechi �i uzate; − închiderea macadamurilor bituminoase.

Ele asigur� de asemenea: − o bun� drenare a apelor de pe suprafa�a de rulare; − diminuarea împro�c�rii apelor de pe suprafa�a de rulare în urma

autovehiculelor; − întreruperea filmului de polei chiar de la formarea sa.

Prin acoperirea suprafe�ei p�r�ii carosabile cu tratamente bituminoase se îmbun�t��e�te viabilitatea drumului, îns� nu se m�re�te capacitatea portant� a complexului rutier. Clasificarea tratamentelor bituminoase se poate face din mai multe puncte de vedere.

Dup� modul de punere în oper� a liantului hidrocarbonat, tratamentele bituminoase se pot clasifica astfel:

− tratamente bituminoase executate la cald care se realizeaz� numai pe timp uscat �i c�lduros la o temperatur� ambiant� de peste +8 °C folosind bitum înc�lzit la o temperatur� care s�-i asigure o fluiditate corespunz�toare;

− tratamente bituminoase executate la rece, cu bitum t�iat sau emulsie bituminoas� cationic�, ce se realizeaz� la o temperatur� ambiant� de peste +5 °C �i se pot aplica �i pe suprafe�e umede, îns� nu de ploaie.

Dup� tehnologia de execu�ie se deosebesc: − tratamente bituminoase simple, care se realizeaz� printr-o singur� stropire cu

liant, urmat� de r�spândire de criblur� �i cilindrare; − tratamente bituminoase duble sau multiple, realizate prin dou� sau mai multe

stropiri cu liant, urmate fiecare de r�spândire de criblur� �i cilindrare; − tratamente bituminoase duble inverse, executate prin inversarea ordinii de

utilizare a sorturilor de agregat (primul strat se realizeaz� cu sorturi mici, iar al doilea cu sorturi imediat superioare);

− tratamente bituminoase înt�rite, care se execut� cu agregate bitumate în prealabil;

− tratamente bituminoase cu agregate anrobate “ín situ” (Trabinsit). Condi�iile de calitate necesare pentru realizarea unor tratamente bituminoase corespunz�toare se refer� la caracteristicile materialelor utilizate, dozaj, suprafa�a stratului suport, tehnologia de execu�ie. Materialele întrebuin�ate la executarea tratamentelor bituminoase sunt: lian�ii hidrocarbona�i (în general bitumul) �i agregatele naturale. Bitumul poate fi pus în oper� sub form� de:

− bitum D 180/200 prin înc�lzire la 140…160 °C; − bitum D 80/120 înc�lzit la 150…160 °C; − bitum tip DTA 160/200 prin înc�lzire; − bitum t�iat preparat din bitumurile men�ionate mai înainte folosind ca solvent

petrosinul în propor�ie de 22…24 %;

55

− emulsie bituminoas� cationic�, cu rupere rapid�, care se pune în oper� la temperatura mediului ambiant.

În cazul în care vâscozitatea emulsiei este mai mare de 12 °E se recomand� înc�lzirea acesteia la 60…70 °C. Liantul folosit la executarea tratamentelor bituminoase trebuie s� îndeplineasc� urm�toarele condi�ii:

− s� fie suficient de fluid, pentru a putea fi pulverizat în vederea acoperirii complete a suprafe�ei stratului suport;

− s� p�streze o consisten�� corespunz�toare dup� aplicare; − s� prezinte o bun� adezivitate fa�� de agregate; − s� men�in� granulele agregatului lipite între ele �i pe suprafa�a tratat� imediat

dup� cilindrare; − s� nu exsudeze �i s� nu se desprind� de pe agregate o dat� cu schimbarea

condi�iilor atmosferice. Agregatele naturale care se pot utiliza la realizarea tratamentelor bituminoase sunt: criblurile sau în mod excep�ional splitul, agregatele de râu concasate �i granulate, agregatele de râu sortate.

Se recomand� ca agregatele s� provin� din roci bazice cu structur� microcristalin�. În cazul rocilor acide pentru tratamente bituminoase executate la cald se recomand� folosirea aditivilor tensioactivi, în scopul amelior�rii adezivit��ii la suprafa�a granulelor. Agregatele trebuie s� provin� din roci dure, s� nu se �lefuiasc�, s� fie foarte curate, s� aib� form� poliedric� �i s� aib� o rezisten�� ridicat� la uzur�. Se recomand� un coeficient Los Angeles de maximum 25 % iar pentru drumurile cu trafic intens sub 15 %. Granulele lamelare sau aciculare se sf�râm� în timpul cilindr�rii �i sub circula�ie compromi�ând lucrarea. Splitul se poate folosi numai pe drumuri cu trafic redus. Cur��enia perfect� a agregatelor este o condi�ie indispensabil� pentru a se realiza o bun� adezivitate; granulele cu praf se dezanrobeaz� sub ac�iunea apei, iar în cazul folosirii emulsiilor, praful conduce la ruperea prea rapid� a emulsiei. În ceea ce prive�te granulozitatea, se recomand� ca dimensiunea maxim� D �i dimensiunea minim� d a granulei s� fie cât mai apropiate; astfel, în Fran�a, se recomand� folosirea criblurilor cu dimensiunile 2,5…5 mm, 5…8 mm, 8…12,5 mm, 12,5…18 mm. La noi în �ar� se folosesc sorturile de criblur� existente uzual, �i anume 3−8; 8−16 �i 16−25. Dozajul de liant trebuie s� fie judicios stabilit pentru a permite o bun� acro�are a agregatelor, evitând concomitent orice exces de liant care conduce la ob�inerea unor suprafe�e lunecoase, exsudate �i deci periculoase pentru circula�ie deoarece favorizeaz� derapajul. În fig. 30 se prezint� schematic diverse situa�ii corespunz�toare unor posibile variante ale raportului liant-criblur� în cazul tratamentelor bituminoase. În cazul unei cantit��i insuficiente de liant, criblura se va desprinde, iar în cazul supradoz�rii liantului se ob�ine o suprafa�� lunecoas� care prezint� pericol pentru siguran�a circula�iei. Agregatele trebuie s� aib� o cât mai bun� adezivitate fa�� de liant, pentru a se realiza o perfect� acro�are între acestea �i stratul pe care s-a aplicat tratamentul. Pentru ameliorarea adezivit��ii �i în cazul execut�rii tratamentelor bituminoase, se pot folosi substan�e tensioactive, cunoscute sub denumirea de aditivi, care ac�ioneaz� la interfa�a agregat-liant, îmbun�t��ind anrobarea. În cazul agregatelor de natur� acid� se folosesc ca aditivi: amine �i poliamine, amidoamine etc.

56

Exist� mai multe procedee de a folosi aditivii, �i anume: prin tratarea agregatelor, tratarea liantului �i introducerea aditivilor la interfa�a liant-agregat. Tratarea agregatelor se realizeaz� pe �antier sau în carier� �i const� în acoperirea uniform� a agregatelor cu o solu�ie apoas� sau uleioas� de aditiv. Se recomand� ca agregatele tratate cu aditivi s� fie folosite cât mai rapid, întrucât aditivii au o durat� de p�strare limitat�.

O alt� metod� de aditivare const� în introducerea aditivului direct în liant în cantitate de 0,2…0,5 % din masa liantului. În acest caz, aditivii trebuie s� reziste la temperaturi ridicate, s� nu se descompun� �i s�-�i men�in� propriet��ile ini�iale.

Introducerea aditivului la interfa�a liant-agregat se realizeaz� prin pulverizarea aditivului în solu�ie diluat� peste liantul stropit, înainte de r�spândirea criblurii. Aceast� metod� este u�or de aplicat �i d� rezultate bune. De asemenea, pentru îmbun�t��irea caracteristicilor liantului bituminos (în principal a adezivit��ii) se poate apela la modificarea bitumului. În acest caz este de regul� afectat� consisten�a liantului �i, în consecin�� se impune adoptarea unor temperaturi de punere în oper� specifice, rezultate în urma unor studii de laborator, respectiv încerc�ri experimentale. Având agregate naturale corespunz�toare �i lian�i de bun� calitate, reu�ita tratamentelor bituminoase mai depinde de urm�torii factori:

− aplicarea tehnologiei adecvate (repararea �i cur��area suprafe�ei de tratat, stropirea bitumului, a�ternerea agregatelor, cilindrare etc.), inclusiv între�inerea ulterioar�;

− folosirea unor utilaje de mare randament �i cu posibilit��i de reglare a debitelor pentru agregate �i liant în conformitate cu dozajele stabilite de laboratorul de specialitate, în func�ie de condi�iile locale;

− supravegherea permanent� �i exercitarea unui control de calitate competent pe fiecare faz� din procesul tehnologic;

− efectuarea lucr�rilor în perioadele de timp recomandate (cald, uscat etc.), în func�ie de tipul liantului folosit.

Respectând condi�iile men�ionate mai sus �i �inând seama de dot�rile existente actualmente în unit��ile de drumuri de la noi din �ar�, se pot realiza cu o forma�ie de lucru

Fig. 30. Reprezentarea schematic� a raportului liant-criblur� la tratamentele bituminoase:

a – cantitatea de liant constant�, dimensiunile criblurii variabile; b – dimensiunea criblurii constant�, cantitatea de liant variabil�.

57

2…3 km /zi de tratamente bituminoase de bun� calitate sau chiar 6…8 km/zi în cazul utiliz�rii atelierelor speciale cu utilaje moderne. Stabilirea dozajelor este o faz� important�, cu implica�ii majore în reu�ita lucr�rilor. Pentru ob�inerea unor tratamente bituminoase de bun� calitate se recomand� folosirea în exclusivitate a criblurilor. Durata de exploatare a tratamentelor este influen�at� în mod hot�râtor de rezisten�a la uzur� a criblurilor precum �i de modul de fixare a criblurii în liant. Tehnica de execu�ie a tratamentelor bituminoase trebuie s� asigure fixarea fiec�rei granule în liantul stropit în prealabil, realizându-se o cât mai bun� adezivitate. Agregatele naturale trebuie s� aib� un ecart cât mai restrâns pentru a se evita segregarea. Urmare studiilor �i cercet�rilor efectuate în ultimii ani, s-a constatat c� granulele agregatului se a�tern în pozi�ii dezordonate, volumul de granule dintre goluri fiind de aproximativ 42…52 %. Dup� cilindrare, ele se a�az� în pozi�ii ceva mai stabile, iar volumul de goluri scade la 30 %. Bitumul umple 60…70 % din aceste goluri, în final rezultând 80 % agregate, 12…14 % bitum �i 6…8 % goluri. Cantitatea de criblur� necesar� pe 1 m2 trebuie calculat� astfel încât a�ternerea ei s� fie realizat� într-un singur strat, granul� lâng� granul�. Cantitatea de liant necesar� depinde de dimensiunea criblurii, de forma ei �i de starea suprafe�ei tratate. Este necesar ca granulele de criblur� s� fie înglobate în bitum pân� la 2/3 din în�l�imea lor (vezi fig. 30). Dozarea liantului trebuie f�cut� astfel încât s� fixeze întreaga cantitate de criblur�: un dozaj ridicat conduce la exces de bitum, un dozaj sc�zut de liant determin� desprinderea criblurii din tratament. Stabilirea dozajelor pentru tratamentele bituminoase presupune determinarea cantit��ii de agregate naturale �i de liant necesare pentru realizarea unui metru p�trat de tratament bituminos. Folosind datele din literatura de specialitate, se vor prezenta câteva metode pentru calculul necesarului de agregate �i bitum. Agregatele naturale necesare pentru realizarea unui metru p�trat de tratament bituminos se determin� în func�ie de dimensiunea medie a agregatelor ob�inut� din rela�ia:

2

DdA

+= [mm] (42)

în care: A este dimensiunea medie a agregatului, în mm; d – dimensiunea granulei celei mai mici, în mm; D – dimensiunea granulei celei mai mari, în mm, unde d �i D se iau pentru ordonatele corespunzând resturilor de 90 % �i 10 % ale curbei de granulozitate a agregatului considerat. Se recomand� d = (0,6…0,7)D. Dup� determinarea valorii lui A (dimensiunea medie a agregatului) se stabile�te cantitatea de agregate pe 1 m2 cu rela�ia:

100

2AAV −= [L/m2] (43)

în care V este cantitatea de agregate în L/m2.

58

Pentru transformarea în kg/m2, densitatea criblurii se ia în general 1 450 kg/m3. Pentru liant, cantitatea necesar� pe 1 m2 în prim� aproxima�ie reprezint� 10 % din volumul de agregate pe metru p�trat. În realitate, la stabilirea cantit��ii de liant este necesar s� se ia în considerare �i o serie de al�i parametri, ca: starea suprafe�ei îmbr�c�mintei, trafic, forma granulelor etc. Exist� mai multe rela�ii care permit calcularea cantit��ii de liant pe 1 m2, astfel: bVaL += [L/m2] (44) în care: L este canitatea de liant rezidual, în L/m2; V − cantitatea de agregate, în L/m2; a − factor care depinde de starea suprafe�ei îmbr�c�mintei bituminoase, având urm�toarele valori:

• pentru suprafe�e închise a = 0; • pentru suprafe�e normale a = 0,2; • pentru suprafe�e poroase sau fisurate a = 0,59;

b − factor care depinde de forma granulelor �i poate avea urm�toarele valori: • pentru cribluri b = 0,07; • pentru granule rotunde b = 0,09.

Dup� Coudre, necesarul de liant se stabile�te cu rela�ia:

AL )350,0...320,0(= [L/m2] (45)

Dozajul de liant trebuie corectat în func�ie de natura îmbr�c�mintei pe care se aplic� �i de trafic. În Fran�a (BLLPC nr. 148/1987) s-a introdus experimental un program de calcul pentru elaborarea dozajelor necesare execut�rii tratamentelor bituminoase justificat de urm�toarele considerente:

− stabilirea într-un mod mai �tiin�ific a dozajelor, ceea ce va face ca forurile de decizie ce nu sunt întotdeauna de specialitate s� ia în considerare mai aprofundat problema tratamentelor bituminoase;

− luarea în considerare la elaborarea dozajelor a multiplilor parametri de influen��, unii dintre ei fiind în caz obi�nuit uita�i sau neglija�i;

− obligarea proiectantului de a se informa în scopul de a r�spunde la toate problemele ridicate de programul de calcul.

Principalele date cuprinse în program sunt: − situa�ia geografic� a sectorului de drum pe care urmeaz� s� se aplice

tratamentul; − date complete asupra îmbr�c�mintei de tratat; − situa�ia climateric�, mediul înconjur�tor; − traficul, starea stratului suport, profilul longitudinal; − structura tratamentului bituminos; − tipul liantului ce se va utiliza; − caracteristicile agregatelor naturale;

59

− parametrii privind tehnologia de execu�ie �.a.m.d. �inând seama de diversele combina�ii ce se pot face, programul indic� dozajul de liant în trei variante:

− dozajul de liant de baz� (conform directivelor); − dozajul de liant corectat (corectura f�cându-se în func�ie de parametrii

introdu�i în calcul); − dozajul de liant recomandat (care se ob�ine din liantul corectat rotunjit cu ± 50 g).

Pe baza experien�ei acumulate, autorii au men�ionat concluzia c� programul va putea fi îmbun�t��it, ajungându-se în situa�ia ca s� se stabileasc� un optimum pe baza elementelor obiective privind: structura tratamentelor, tipul liantului �i agregatele utilizate, necesare pentru proiectarea tratamentelor bituminoase, în func�ie de toate situa�iile reale existente. Se subliniaz� realitatea confirmat� de o experien�� îndelungat�, c� indiferent de metoda de calcul sau modul de stabilire a dozajelor, inginerul trebuie s� se orienteze la fa�a locului �i în func�ie de condi�iile existente s� stabileasc� pe baz� de încerc�ri dozajul care s� conduc� la ob�inerea unei lucr�ri de cea mai bun� calitate. Cu cât traficul este mai intens, cu atât a�ezarea granulelor se va face într-un timp scurt �i volumul de goluri minim se va ob�ine mai repede. Când traficul este mai redus, volumul minim de goluri se realizeaz� mai încet �i de aceea este necesar un surplus de bitum pentru a umple golurile existente �i pentru a lega mai bine granulele între ele. 3.2. Executarea tratamentelor bituminoase 3.2.1. Tratamente bituminoase simple Tratamentele bituminoase se pot executa la cald sau la rece. Tratamentele bituminoase la cald se execut� pe timp uscat �i c�lduros, la temperatura mediului ambiant peste +8 °C, iar cele executate la rece, de obicei cu emulsie bituminoas� cationic�, se pot realiza la temperatura aerului peste +5 °C �i pe suprafe�e umede, dar nu pe ploaie. Executarea tratamentelor bituminoase cuprinde urm�toarele opera�ii de baz�: preg�tirea suprafe�ei, stropirea bitumului, r�spândirea agregatelor �i cilindrarea. În fig. 31 se pot urm�ri schematic fazele din procesul tehnologic de execu�ie a tratamentelor. Preg�tirea suprafe�ei pentru tratamente const�, în general, în repararea tuturor degrad�rilor existente �i cur��area ei temeinic� de orice murd�rie. Pe suprafe�ele îmbr�c�min�ilor bituminoase, care prezint� diferite defec�iuni, se vor executa repara�iile necesare cu mixtur� asfaltic�, cu cel pu�in dou� s�pt�mâni înainte de executarea tratamentului. Se trece apoi la cur��area suprafe�elor cu ajutorul m�turilor mecanice, care asigur� îndep�rtarea argilei, p�mântului, impurit��ilor, prafului etc. Aceast� opera�ie este deosebit de important�, întrucât pe suprafe�e murdare aderen�a liantului este necorespunz�toare, ceea ce va conduce la nereu�ita tratamentului. Stropirea bitumului în cantitate de 0,8…1,2 kg/m2 se va face cu ajutorul autostropitorului de bitum, care trebuie s� asigure o stropire cât mai uniform� �i continu�. În fig. 32 se prezint� reparti�ia corect� a liantului în timpul stropirii. Stropirea liantului se face prin duze cu fanta de 2,5 mm sau 4 mm în func�ie de viteza autostropitorului �i cantitatea de bitum necesar� la executarea tratamentului. În timpul stropirii bitumului, autostropitorul se va deplasa cu o vitez� de 4,5…7 km/h �i se vor folosi de obicei duzele cu fanta de 2,5 mm. Se recomand� ca duzele s� se plaseze la o în�l�ime de 20…25 cm deasupra suprafe�ei de stropit pentru ca r�spândirea bitumului s� fie cât mai pu�in influen�at� de vânt.

60

Temperatura bitumului cald D 180/200 la stropire va fi cuprins� între 140 �i 160 °C. Pentru men�inerea temperaturii pe timpul transportului, autostropitoarele au rezervorul izolat termic �i sunt prev�zute cu arz�toare care permit înc�lzirea bitumului la nevoie. Opera�iei de stropire a bitumului trebuie s� i se acorde o importan�� deosebit� întrucât de uniformitatea stropirii �i de cantitatea de liant stropit� depinde în mare m�sur� reu�ita tratamentelor.

Fig. 31. Fazele din procesul tehnologic la executarea tratamentelor bituminoase.

Fig. 32. Reparti�ia liantului în timpul stropirii.

a – Autostropitor de bitum; b – Ramp� de stropit bitum; c – Influen�a în�l�imii rampei.

61

R�spândirea criblurii 3…8 mm sau 8…16 mm în cantitate de 10…15 kg/m2, respectiv 14…18 kg/m2, trebuie s� urmeze imediat în urma stropirii bitumului cald. În acest scop, se folosesc de regul� r�spânditoarele mecanice, adaptate la autobasculante. R�spândirea agregatelor trebuie s� fie cât mai uniform� �i în conformitate cu dozajul stabilit. Cilindrarea se execut� cu compactorul cu pneuri, presiunea din pneuri fiind de 5…8 atm. Se poate folosi �i compactorul cu rulouri netede de 60…100 kN cu care se efectueaz� în general 3…4 treceri pe aceea�i suprafa��, evitându-se o cilindrare prea puternic� pentru a nu sf�râma agregatele. Cilindrarea se va face de la margini spre ax�. Dup� cilindrare, în unele ��ri se folosesc ma�ini aspiratoare, care culeg criblura nefixat� prin cilindrare (criblura alerg�toare). Deschiderea circula�iei se va face dup� r�cirea bitumului. În timpul primelor 24 h, viteza vehiculelor trebuie s� fie redus� sub 30 km/h pentru a se evita spargerea parbrizelor prin lovire cu eventuala criblur� neaderent� �i împro�cat� de ro�ile autovehiculelor în vitez�. Controlul calit��ii lucr�rilor trebuie s� se fac� în timpul execu�iei, corectându-se imediat orice defec�iune. La execu�ia tratamentelor bituminoase este necesar s� se verifice de c�tre laboratorul de �antier:

− penetra�ia bitumului �i temperatura de stropire; − granulozitatea agregatelor; − respectarea dozajelor pentru liant �i agregate.

Dozajul de liant se poate verifica punând pe suprafa�a îmbr�c�mintei o plac� metalic� sau un carton cu o suprafa�� de 1 m2, cânt�rit� în prealabil, care dup� stropire se recânt�re�te, diferen�a de mas� constituind cantitatea de liant pe 1 m2.

Verificarea cantit��ii de agregate a�ternute pe 1 m2 se face prin strângerea criblurii, r�spândite pe suprafa�a curat�, �i cânt�rirea acesteia, rezultatul comparându-se cu dozajul prescris. Se va da o aten�ie deosebit�, înainte de începerea lucr�rii, opera�iei de etalonare a autostropitorului de bitum �i r�spânditorului de criblur�, folosindu-se duzele �i vitezele indicate în c�r�ile tehnice ale utilajelor respective, pentru ob�inerea cantit��ii de liant prev�zut� a fi stropit� pe 1 m2 de suprafa��. Urm�rirea comport�rii tratamentelor este absolut necesar� deoarece asfaltizarea tratamentelor se definitiveaz� prin ac�iunea combinat� a traficului �i a c�ldurii solare. Eventualele defec�iuni care apar (por�iuni s�race în bitum, suprafe�e de pe care s-a dezlipit criblura (pelad�, suprafe�e exsudate etc.) se vor reface imediat, folosindu-se tehnologii adecvate. Por�iunile cu liant insuficient (s�race în bitum), care se recunosc prin persisten�a st�rii de umezeal� timp mai îndelungat dup� ploi, se vor etan�a cu un tratament de închidere; corect�rile se vor face folosindu-se dispozitivele de stropire manual� a bitumului.. Por�iunile cu exces de bitum (suprafe�e exsudate) se acoper� cu nisip de concasaj sau criblur� pentru saturarea liantului, cu precizarea c� la a�ternere se folosesc numai cantit��i mici de criblur� pe metru p�trat, care pot fi fixate în timp scurt. Tratamentele bituminoase la rece se execut� cu emulsii bituminoase cationice, cu rupere rapid� cu un con�inut minim de 60 % bitum D 180/200. Dozajele �i cantit��ile de materiale necesare pentru executarea tratamentelor cu emulsie bituminoas� sunt:

62

− emulsie bituminoas� cationic� 1,3…2,1 kg/m2, ceea ce revine la 0,8…1,2 kg/m2 bitum rezidual;

− criblur� 8…16 mm în cantitate de 14…18 kg/m2. Dozajul de emulsie se va m�ri cu 15 % când tratamentul se execut� pe o îmbr�c�minte bituminoas� deschis� �i cu 5…10 % când criblurile sunt poroase. Tehnologia de execu�ie a tratamentelor bituminoase realizate cu emulsie este similar� cu cea a tratamentelor executate la cald. Tratamentele executate cu emulsie bituminoas� cationic� prezint� urm�toarele avantaje:

− se evit� dificult��ile privind înc�lzirea bitumului la temperaturi de 160…180 °C, emulsiile putând fi stropite la temperatura ambiant�;

− emulsia se poate stropi mai uniform, evitându-se apari�ia suprafe�elor �iroite datorit� înfund�rii duzelor;

− emulsia se poate doza mai u�or �i mai exact; − se pot folosi pentru acoperire �i agregate umede; − se ob�ine o bun� adezivitate �i pe agregate provenite din roci de natur� acid�; − se pot executa tratamente când temperatura aerului este peste +5 °C �i pe

suprafe�e umede, dar nu pe ploaie; − circula�ia se poate deschide dup� 2…3 h de la executarea tratamentului; − consumul de energie este mai redus; − emulsia p�trunde în fisuri �i cr�p�turi �i le colmateaz�; − se ob�ine o u�oar� reprofilare a suprafe�ei tratate prin acumularea emulsiei în

micile denivel�ri �i în consecin�� re�inerea unei cantit��i mai mari de criblur�. Pentru executarea tratamentelor bituminoase, actualmente se utilizeaz� frecvent echipamente complexe care, printr-o singur� trecere realizeaz� stropirea liantului, r�spândirea agregatului �i o precompactare. Atât stropitorul de bitum, cât �i r�spânditorul de agregate sunt montate pe acela�i autovehicul, dotat cu echipamente electronice de comand� �i control, care permit o dozare foarte exact� a materialelor, inclusiv modificarea dozajului în func�ie de necesit��i. De asemenea, se poate varia l��imea fâ�iei din partea carosabil� pe care se execut� tratamentul bituminos, instala�ia putând fi utilizat� �i pentru efectuarea unor corecturi pe suprafe�e izolate, fâ�ii înguste etc. R�spândirea agregatului se face imediat dup� stropirea liantului, la cca 1,0 m distan��. Asemenea instala�ii dispun, de regul�, �i de un set de rulouri u�oare care realizeaz� o precilindrare a tratamentului bituminos. Utilizarea acestora asigur� realizarea unor lucr�ri de foarte bun� calitate în condi�ii de mare productivitate. 3.2.2. Tratamente bituminoase duble Tratamentele bituminoase executate în dou� reprize succesive se numesc tratamente bituminoase duble. Se proiecteaz� �i se execut� frecvent pentru protejarea �i etan�area macadamurilor. Tehnologia de execu�ie a acestora este urm�toarea:

− macadamul realizat corect, verificat �i cur��at perfect de praf �i noroi se amorseaz� cu 0,7…1,0 kg/m2 bitum;

− se execut� prima stropire cu 1,75…2,25 kg/m2 bitum D 80/120, urmat� imediat de o acoperire cu 20…25 kg/m2 criblur� 8…16 mm, care apoi se cilindreaz�;

− dup� îndep�rtarea criblurii alerg�toare se procedeaz� la o a doua stropire cu bitum D 180/200 în cantitate de 1,2…1,5 kg/m2, urmat� de a�ternerea criblurii 3…8 mm

63

în cantitate de 15…20 kg/m2; se continu� cilindrarea (3-4 treceri pe acela�i loc) pân� la fixarea criblurii.

Tratamentul se �ine sub observa�ie, urmând ca orice defec�iune ce apare s� fie remediat� cât mai operativ. 3.2.3. Tratamente bituminoase înt�rite Tratamentele bituminoase înt�rite se execut� pe macadamuri sau pe îmbr�c�min�i bituminoase degradate, cu criblur� în prealabil anrobat� cu 4,5…5 % bitum. Anrobarea criblurii se realizeaz� în fabricile de mixturi asfaltice. Temperatura criblurii �i a bitumului va fi de 120…150 °C la criblura mare �i 160…170 °C la criblura m�runt�. Cilindrarea trebuie terminat� înainte ca temperatura criblurii anrobate s� scad� sub 80 °C. Tratamentele bituminoase înt�rite pe macadamuri se execut� astfel:

− se cur��� macadamul realizat corect dup� regulile tehnice consacrate; − suprafa�a macadamului se amorseaz� cu 0,7…1,0 kg/m2 bitum; − se a�terne apoi criblura 3…8 mm sau 3…16 mm, anrobat� cu 4,5…5 %

bitum D 80/120, în cantitate de 40…50 kg/m2 �i se cilindreaz�; − închiderea se execut� cu un tratament bituminos (1,0…1,2 kg/m2 bitum D

180/200 �i 15 kg/m2 criblur� 3…8 mm) sau cu nisip bitumat cu 2…3 % bitum. Tratamentele înt�rite se folosesc din ce în ce mai rar, deoarece din punct de vedere al costului difer� foarte pu�in de covoarele asfaltice, care în schimb sunt superioare din punct de vedere calitativ.

3.2.4. Tratamente bituminoase cu agregate anrobate “in situ” (Trabinsit)

Unul dintre inconvenientele tratamentelor bituminoase este dat de faptul c�, prin circula�ia autovehiculelor, mai ales cu viteze mari, criblura neaderent� la suprafa�a tratat� poate fi aruncat� în spatele autovehiculului în deplasare, sau lateral acestuia, putând astfel lovi �i sparge parbrizul unui alt autovehicul din apropiere. Pe lâng� solu�iile de diminuare a acestui inconvenient prin aspirarea criblurii alerg�toare cu echipamente speciale sau preanrobarea agregatelor utilizate, tratamentele bituminoase cu agregate anrobate “in situ”, denumite �i “Trabinsit”, constituie o variant� alternativ�. Tehnologia de execu�ie comport� urm�toarele faze:

− suprafa�a de tratat se preg�te�te dup� regulile stabilite pentru executarea tratamentelor bituminoase (repara�ii, cur��are, semnalizare etc.);

− pe suprafa�a preg�tit� se r�spândesc agregatele naturale (criblur� 8-16 sau pietri� 7-15) în cantitate de 13…15 kg/m2. R�spânditorul de agregate nu se deplaseaz� ca în cazul tratamentelor obi�nuite cu spatele în direc�ia de a�ternere (mers înapoi), ci el circul� în mod normal (mers înainte), fapt ce constituie un avantaj în modul de lucru al �oferului. Agregatele trebuie astfel dozate �i a�ternute încât s� se asigure a�ezarea granulelor unele lâng� altele, realizându-se un covor de agregate uniform �i continuu;

− peste covorul de agregate naturale se strope�te emulsia bituminoas� cationic� cu rupere rapid�, în cantitate de 1,5…2,0 kg/m2, astfel încât s� se acopere întreaga suprafa�� a agregatelor �i suprafa�a de tratat ce apare între golurile dintre agregate. Se ob�ine astfel o “legare” complet� a agregatelor de suprafa�a tratat� �i între ele;

− în scopul m�ririi coeziunii �i rezisten�ei înveli�ului astfel format se a�terne între golurile dintre agregate un sort de agregate m�runte (criblur� 3−8 sau nisip gr�un�os 3−7), în cantitate de cca 5 kg/m2;

64

− cilindrarea se execut� cu compactare cu pneuri sau, în lipsa acestora, cu compactare cu rulouri netede. Prin cilindrare se fixeaz� criblura de suprafa�a tratat� �i se împ�neaz� agregatele naturale de baz� cu agregate naturale m�runte, fapt ce m�re�te rezisten�a tratamentului �i îi confer� un aspect de mozaic uniform, compact �i stabil.

Ruperea emulsiei bituminoase conduce la înt�rirea tratamentului, care se poate da în circula�ie dup� 2…3 ore de la execu�ie. Pentru reu�ita lucr�rilor se va avea în vedere respectarea tuturor condi�iilor generale prev�zute pentru executarea tratamentelor bituminoase. În plus se men�ioneaz� necesitatea ca stropirea emulsiei bituminoase s� se fac� prin curgere obi�nuit�, stropirea sub presiune determinând îndep�rtarea de pe suprafa�a tratat� a agregatelor r�spândite anterior. Împ�narea cu agregate m�runte nu este absolut necesar�, aceast� faz� putând fi eliminat� din procesul tehnologic. Este necesar ca sectoarele executate s� fie �inute sub observa�ie timp de 3…4 s�pt�mâni dup� terminarea lucr�rilor, eventualele defec�iuni care pot s� apar� trebuind s� fie reparate. 3.2.5. Tratamente bituminoase duble inverse Tratamentul bituminos dublu invers se recomand� pentru tratarea îmbr�c�min�ilor rutiere din beton de ciment exfoliate sau cu fisuri �i cr�p�turi mici, precum �i a suprafe�elor �lefuite. În general se aplic� tehnologia de execu�ie clasic� a tratamentelor bituminoase, principalele faze din procesul tehnologic fiind urm�toarele:

− colmatarea fisurilor, cr�p�turilor �i rosturilor, precum �i repararea suprafe�elor degradate;

− cur��area perfect� a suprafe�ei de tratat; − stropirea bitumului; − r�spândirea primului strat de agregat (criblur� 3-8); − cilindrarea cu compactoare pe pneuri (3-4 treceri pe aceea�i suprafa��); − îndep�rtarea criblurii în exces �i remedierea eventualelor defec�iuni; − stropirea din nou cu liant a suprafe�ei; − r�spândirea celui de al doilea strat de agregat (criblur� 8-16); − cilindrarea cu compactoare pe pneuri.

Darea în exploatare se poate face dup� câteva ore de la terminarea lucr�rilor. Dozajele recomandate sunt date în tabelul 8.

Dozaje pentru tratamente bituminoase duble inverse

Tabelul 8

Cantitatea de materiale în kg/m2 Modul de Realizare

Felul materialului Primul strat Al doilea strat

Total

Emulsie bituminoas� cu rupere rapid� EBCR

1,30…1,50 1,80…2,00 3,10…3,50 La rece

Criblur� 3-8 10…11 − 10…11 Criblur� 8-16 − 15…16 15…16 Bitum D 80/120 sau D 180/200 înc�lzit la 170…190 °C

0,80…0,90 1,10…1,20 1,90…2,10

Criblur� 3-8 10…11 − 10…11

La cald

Criblur� 8-16 − 15…16 15…16

65

Se recomand� ca dozajul de lucru s� fie definitivat pe �antier, pe sectoare de încercare, luându-se astfel în considerare condi�iile reale de lucru. Prin aplicarea tratamentelor bituminoase duble inverse pe îmbr�c�min�ile din beton de ciment se ob�in urm�toarele efecte:

− suprafa�a tratat� este rugoas�, sporind gradul de siguran�� a circula�iei, prin cre�terea aderen�ei dintre pneu �i suprafa�a de rulare;

− se ob�ine o bun� etan�are a îmbr�c�mintei; − se evit� extinderea defec�iunilor (agravarea exfolierilor sau cre�terea

deschiderii fisurilor �i cr�p�turilor). Solu�ia aplicat� a dat rezultate bune.

3.2.6. Tratamente bituminoase pe drumuri cu trafic intens Tratamentele bituminoase destinate drumurilor cu trafic intens trebuie s� fie rezistente în mod deosebit la uzur�, ceea ce se poate realiza prin folosirea unor agregate de foarte bun� calitate, care s� nu se �lefuiasc� sub circula�ie �i s� aib� un coeficient de uzur� Los Angeles în jur de 8 % (se reaminte�te c� pentru celelalte tratamente se admit materiale cu un coeficient Los Angeles pân� la 25 %). De asemenea tratamentele destinate drumurilor cu trafic intens trebuie s� prezinte o rugozitate ridicat� �i s�-�i men�in� aceast� rugozitate un timp cât mai îndelungat. Pentru realizarea unor tratamente rezistente �i rugoase s-a aplicat în Fran�a urm�toarea tehnologie:

− ca liant s-a utilizat bitum fluxat cu 5 % elastomeri care amelioreaz� coeziunea liantului, îmbun�t��ind astfel fixarea criblurii mai ales pe timp friguros;

− ca agregate naturale s-au întrebuin�at dou� sorturi de criblur� �i anume 10−14 �i 4−6 foarte rezistente la uzur� (Los Angeles).

Dozajele recomandate sunt urm�toarele: − bitum fluxat cu elastomeri 1,4 kg/m2; − criblur� 10…14 mm 18,0 kg/m2; − criblur� 4…6 mm 6,0 kg/m2.

Procesul tehnologic este cel obi�nuit: s-a stropit întâi bitumul, apoi s-a r�spândit criblura 10…14 mm în cantitate de 18 kg/m2 �i s-a compactat prin dou� treceri ale compactorului cu pneuri, apoi s-a r�spândit criblura mic� sortul 4-6 în cantitate de 6,0 kg/m2, cilindrându-se în continuare prin patru treceri ale compactorului cu pneuri, pentru a se realiza fixarea �i aderarea celor dou� sorturi de criblur� la suprafa�a suport. Scheletul mineral al tratamentului bituminos în acest proces tehnologic îl reprezint� criblura 10…14 mm, iar criblura 4…6 mm are rolul de a bloca criblura mare. Se subliniaz� ca un progres în tehnologia tratamentelor bituminoase, folosirea unei ma�ini aspiratoare de mare capacitate, care adun� prin aspira�ie granulele de criblur� nefixate sau insuficient fixate. Observa�iile f�cute dup� 1 an de la darea în circula�ie, de�i autostrada pe care s-a aplicat tratamentul a suportat un trafic mediu zilnic de 20 000 autovehicule, au ar�tat c� tratamentul se prezint� foarte bine.

4. �lamul bituminos Unul dintre procedeele mai moderne de tratare a îmbr�c�min�ilor rutiere poroase const� în acoperirea acestora cu �lam bituminos.

66

�lamul bituminos clasic este un amestec de nisip cu emulsie bituminoas�, care se r�spânde�te în stare fluid� pe o suprafa�� în prealabil preg�tit� în vederea ob�inerii unui înveli� sub�ire continuu cu grosimea între 3 �i 7 mm. Avantajul procedeului const� în faptul c�, datorit� propriet��ilor cunoscute ale emulsiilor, se ob�ine un mortar asfaltic foarte fluid, cu mare adezivitate, care se înt�re�te rapid pe suprafa�a p�r�ii carosabile �i permite darea în circula�ie a sectorului la un interval de timp foarte scurt dup� a�ternere. �lamul bituminos se prepar� dintr-un amestec de nisip de concasaj, nisip natural �i emulsie bituminoas� cationic� cu rupere lent�, astfel încât agregatul total s� se înscrie în zona de granulozitate din fig. 33.

Experimental s-a stabilit c� pentru ob�inerea unui �lam de bun� calitate este necesar s� se realizeze un procent de bitum rezidual de 7,8…9 % din masa total�. Pentru umezirea agregatului natural se utilizeaz� ap� în propor�ie de 10 % din masa agregatului. Se adaug� de asemenea aditiv în propor�ie de 0,5 % raportat la masa agregatului uscat, care regleaz� timpul de rupere al emulsiei la 6 min. Prepararea �lamului bituminos se face în instala�ii speciale, montate pe un autovehicul formate în principiu din rezervor pentru ap�, rezervor de emulsie, bunc�re pentru nisip, distribuitor de ap�, distribuitor de emulsie. Prin amestecarea componen�ilor într-un malaxor cu �nec elicoidal se ob�ine un mortar asfaltic în stare fluid�, care este distribuit imediat direct pe suprafa�a de tratat, dozajul mediu fiind de circa 10…11 kg mortar pe 1 m2. Dup� ruperea emulsiei apa se evapor� rapid în condi�ii atmosferice normale. În principiu, acest înveli� nu necesit� cilindrare, totu�i în intersec�ii cu circula�ie mare, în viraje etc., se recomand� o cilindrare prin câteva treceri cu compactorul cu rulouri netede. �lamul bituminos se folose�te în tehnica rutier� în urm�toarele scopuri:

− etan�area stratului de rulare poros al îmbr�c�min�ilor existente; − tratarea îmbr�c�min�ilor din beton de ciment sau piste de aterizare vechi �i

care sunt poroase;

Fig. 33. Zona de granulozitate pentru �lam bituminos.

67

− protejarea împotriva infiltr�rii apei în straturile de baz� sau în straturile de leg�tur�, care urmeaz� s� fie acoperite ulterior;

− între�inerea str�zilor în ora�e înlocuind tratamentele bituminoase. �lamul bituminos astfel realizat prezint� urm�toarele avantaje:

− se poate prepara foarte repede �i poate fi pus în oper� u�or �i pe suprafe�e mari;

− permite darea în circula�ie a sectorului executat într-un timp relativ scurt; − poate fi aplicat la temperaturi ale mediului ambiant de peste +4 °C; − nu necesit� utilaje de compactare, deoarece dup� ruperea emulsiei, înveli�ul

sub�ire ob�inut este uniform �i nu exist� pericolul unei compact�ri neregulate sub circula�ie;

− cantitatea de materiale folosit� pe metru p�trat este mai redus� decât cea necesar� în cazul tratamentelor bituminoase;

− asigur� o foarte bun� acro�are cu îmbr�c�mintea bituminoas� pe care a fost a�ternut;

− prezint� o bun� rugozitate pentru viteze pân� la 60 km/h datorit� granulelor de nisip aspre �i col�uroase din componen�a sa;

− nu exist� pericolul de a deranja circula�ia, datorit� usc�rii rapide �i inexisten�ei granulelor mari, care în cazul tratamentelor bituminoase pot provoca prin împro�care spargerea parbrizelor.

Se precizeaz� c�, la fel ca tratamentele bituminoase, aceste înveli�uri nu contribuie nici la reprofilarea �i nici la ranforsarea îmbr�c�min�ilor pe care se a�tern. �lamul bituminos realizat dup� tehnologia ar�tat� mai sus s-a utilizat la noi în �ar� în anul 1971.

5. Straturi bituminoase foarte sub�iri Tehnologia �lamului bituminos a evoluat prin introducerea sorturilor mai mari de agregat (de ex. 3 − 5 sau 5 – 11) în compozi�ia mixturii asfaltice. Tehnologiile de realizare a acestor straturi bituminoase foarte sub�iri sunt foarte diversificate, în principiu îns� ele se bazeaz� pe prepararea mixturii asfaltice la rece, la fa�a locului, în instala�ii complexe de foarte mare productivitate �i a�ternerea acesteia pe suprafa�a de tratat preg�tit� în prealabil prin reparare, cur��are �i sp�lare cu jet de ap� sub presiune. Dozajul materialelor componente ale mixturii asfaltice se stabile�te în laborator în func�ie de caracteristicile acestora, de performan�ele tehnice impuse pentru lucrarea de executat �i de caracteristicile stratului suport. O astfel de mixtur� asfaltic� care s-a aplicat cu rezultate deosebite �i în �ara noastr� dup� anul 1994, are în componen�� urm�toarele materiale:

− nisip de concasaj 0-3; − cribluri 3-8 �i 8-11; − filer de calcar; − ciment; − ap� de umezire; − emulsie bituminoas� cationic� cu rupere lent� pe baz� de bitum modificat cu

polimeri. Agregatele naturale trebuie s� provin� din roci dure, cu rezisten�� mare la �lefuire (uzur� Los Angeles max. 18 %), neadmi�ându-se corpuri str�ine sau elemente argiloase. Filerul trebuie s� corespund� ca fine�e de m�cinare �i compozi�ie chimic�.

68

Cimentul are rolul de a regla viteza de rupere a emulsiei bituminoase �i se adaug� în propor�ie de 2…3 % din masa agregatelor. Apa utilizat� pentru preumezire trebuie s� fie curat� �i lipsit� de impurit��i. Emulsia bituminoas� cationic� cu rupere lent�, preparat� pe baz� de bitum modificat cu polimeri, trebuie s� aib�, în general, urm�toarea compozi�ie:

− bitum D 80/120 60,0…65,0 %; − latex 1,0…3,0 %; − emulgatori 1,5…2,0 %; − acid clorhidric 1,5…2,0 %; − ap� rest pân� la 100 %.

Caracteristicile emulsiei bituminoase sunt date în tabelul 9. Caracteristicile emulsiei bituminoase

Tabelul.9

Caracteristici U.M. Valori Aspect vizual lichid omogen, maro Con�inut de bitum % 60…65 Omogenitate (rest pe sita de 0,63 mm, max.) % 0,5 pH-ul solu�iei apoase 2,3…2,7 Vâscozitate Engler, la 20 °C °E 8…15 Adezivitatea anrobarea complet� a criblurii

În tabelul 10 se prezint� dou� dozaje informative aplicate pentru prepararea mixturii asfaltice, pentru stratul de egalizare, respectiv pentru stratul de uzur�. Dozaje pentru mixtur� asfaltic�

Tabelul 10

Dozajul de materiale în mixtura asfaltic� pentru strat de … , în % Materiale

Egalizare Uzur� Criblur� 8−11 Criblur� 3−8 Nisip de concasaj 0−3 Filer de calcar Ciment P 40 Ap� de umezire Emulsie bituminoas� Bitum rezidual în mixtur�

5,0…10,0 40,0…50,0 40,0…50,0 1,0…3,0 1,0…3,0 8,0…11,0

11,0…12,0 6,5…7,0

- 40,0…50,0 40,0…50,0 1,0…3,0 1,0…3,0 8,0…10,0

12,0…13,0 7,0…7,5

Zonele de granulozitate pentru agregatul corespunz�tor mixturilor asfaltice utilizate în cele dou� straturi sunt prezentate în figurile 34 �i 35. Mixtura asfaltic� ob�inut� trebuie s� fie fluid� �i omogen�, apa eliminat� din compozi�ie s� fie limpede, timpul de eliminare fiind de 15…20 minute de la punerea în oper�. Fabricarea �i punerea în oper� a mixturii asfaltice se realizeaz� cu utilaje speciale de tipul combinei prezentate schematic în fig. 36. Combina este un utilaj mobil care permite prepararea �i a�ternerea continu� a mixturii asfaltice cu o vitez� de 3,0 km/h.

69

Fig. 34. Zona de granulozitate pentru stratul de reprofilare.

Fig. 35. Zona de granulozitate pentru stratul de baz�.

Fig. 36. Combin� pentru fabricarea �i punerea în oper� a mixturii asfaltice în straturi foarte

sub�iri, la rece. 1 – agregate; 2 – emulsie; 3 – ciment; 4 – aditivi; 5 – ap�; 6 – dozatoare; 7 – malaxor; 8 – repartizator.

70

În func�ie de planeitatea suprafe�ei se apreciaz� necesitatea stratului de reprofilare care se poate realiza cu mixtur� asfaltic� în cazul în care denivel�rile nu dep��esc 2 cm sau cu un alt tip de mixtur� asfaltic� în cazul în care acestea au amplitudini mai mari. Evident, se poate renun�a la stratul de reprofilare dac� suprafa�a stratului suport are o planeitate corespunz�toare. În vederea execut�rii straturilor bituminoase foarte sub�iri, se repar� defec�iunile existente �i suprafa�a p�r�ii carosabile se cur��� foarte bine prin sp�lare cu jet de ap� sub presiune. Apoi se amorseaz� suprafa�a de a�ternere cu emulsie bituminoas� cationic� cu rupere rapid�, în cantitate de 0,5…0,7 kg/m2, în func�ie de starea acesteia. Stratul de egalizare se poate da în circula�ie dup� 20 minute de la a�ternere. Dup� o perioad� de 3…7 zile (în func�ie de temperatura mediului ambiant), necesar� pentru evaporarea complet� a apei din mixtura asfaltic�, se poate executa stratul de uzur�, parcurgându-se urm�toarele faze:

− cur��area suprafe�ei stratului suport cu perii mecanice (dac� este cazul); − sp�larea suprafe�ei cu jet de ap� sub presiune; − a�ternerea stratului de uzur� în grosime maxim� de 1,5 cm.

Se men�ioneaz� necesitatea ca agregatul pentru stratul de uzur� s� se încadreze strict în limitele de granulozitate prev�zute, în caz contrar impunându-se reciuruirea acestuia pentru eliminarea materialului necorespunz�tor. Dup� 30 minute de la a�ternere se poate deschide circula�ia. Aceast� tehnologie se poate aplica atât pe structuri rutiere cu îmbr�c�min�i bituminoase, cât �i pe cele cu îmbr�c�min�i din beton de ciment sau pavaje în urm�toarele scopuri:

− între�inerea drumurilor în localit��i �i în afara acestora, inclusiv în cazul unui trafic intens �i foarte greu;

− între�inerea pistelor de avia�ie; − strat de uzur� pentru benzile de sta�ionare accidental� sau parcajele de pe

autostr�zi; − locuri de parcare pe suprafe�e mari, platforme de sta�ionare în incinte

industriale, suprafe�e pe terenuri de sport. Defec�iunile pe care aplicarea acestei tehnologii le poate remedia sunt:

− suprafe�e poroase, alunecoase sau fisurate datorit� fenomenului de îmb�trânire a stratului de uzur�, în cazul îmbr�c�min�ilor bituminoase;

− suprafe�e poroase, exfoliate, fisurate, �lefuite �i cu decolmat�ri de rosturi în cazul îmbr�c�min�ilor din beton de ciment.

Se subliniaz� faptul c�, în ceea ce prive�te planeitatea, se poate asigura preluarea unor denivel�ri în profil longitudinal �i transversal de pân� la 2 cm. Nu se recomand� aplicarea acestei tehnologii pentru situa�iile în care denivel�rile suprafe�ei sunt provocate de fenomenul de fluaj al îmbr�c�mintei bituminoase. La fel ca �i tratamentele bituminoase, straturile bituminoase foarte sub�iri se pot aplica numai pe structuri rutiere cu capacitate portant� corespunz�toare. Ele nu m�resc capacitatea portant� a structurii rutiere �i nu corecteaz� substan�ial profilurile transversal �i longitudinal ale drumului.

6. Îmbr�c�min�i bituminoase provizorii În categoria îmbr�c�min�ilor bituminoase provizorii sunt cuprinse pietruirile (în special macadamurile) protejate cu diverse înveli�uri bituminoase în scopul de a evita

71

formarea prafului �i a noroiului �i pentru etan�area suprafe�ei de rulare împotriva p�trunderii apelor în structura rutier�. Se recomand� ca toate pietruirile s� fie tratate împotriva prafului �i etan�ate, asigurându-se astfel o exploatare a acestora mult mai civilizat�, f�r� praf �i noroi precum �i conservarea structurii rutiere un timp îndelungat. Este interesant de men�ionat faptul c� în anul 1901 din ini�iativa medicului elve�ian Guglielminetti s-a creat “liga contra prafului de pe drumuri” ce avea misiunea de a influen�a administra�ia drumurilor în luarea m�surilor adecvate pentru combaterea prafului, agent d�un�tor s�n�t��ii oamenilor precum �i factor negativ în desf��urarea circula�iei. Îmbr�c�min�ile bituminoase provizorii se proiecteaz� �i se execut� pe drumuri cu trafic redus, în scopul de a se ob�ine o suprafa�� de rulare etan��, f�r� praf �i noroi. Acestea se realizeaz� frecvent folosindu-se ca strat portant macadamul. Dintre tipurile de îmbr�c�min�i bituminoase provizorii se pot lua în considerare urm�toarele:

− macadam protejat cu tratament bituminos dublu; − macadam protejat cu tratament înt�rit; − macadam protejat cu tratamente bituminoase multiple; − pietruiri impregnate cu emulsii bituminoase: cu rupere rapid�, emulsii

speciale pentru impregnare, emulsii cu mare stabilitate; − pietruiri etan�ate prin clutaj.

Tehnologiile proiectate pot fi adaptate condi�iilor tehnice locale (existen�a materialelor în zon�, posibilit��i de execu�ie �.a.m.d.) 6.1. Macadamuri protejate Macadamurile sunt straturi rutiere cu performan�e care le recomand� pentru îmbr�c�min�i rutiere pe drumuri cu trafic redus, principalul lor inconvenient (de a favoriza formarea prafului �i noroiului) putând fi eliminat prin protejarea acestora în scopul impermeabiliz�rii suprafe�ei. În toate solu�iile, macadamul se verific� din punct de vedere al elementelor geometrice (l��ime, grosime, pante transversale etc.), acordându-se o aten�ie deosebit� suprafe�ei acestuia din punct de vedere al planeit��ii �i al pantelor, aceasta trebuind s� evite stagnarea apelor �i s� asigure dirijarea lor spre dispozitivele de colectare �i evacuare. Pentru protejarea macadamurilor se aplic� pe suprafa�a acestora, dup� o cur��are perfect�, diverse tipuri de tratamente bituminoase, �i anume:

− tratament bituminos dublu; − tratament bituminos înt�rit; − tratament bituminos multiplu.

Pentru execu�ia tratamentelor bituminoase se poate aplica atât tehnologia la cald cât �i la rece. Protejarea cu tratamente bituminoase multiple se poate aplica �i în cazul pietruirilor în general, succesiunea de opera�ii fiind urm�toarea:

− suprafa�a pietruirii se reprofileaz� �i se cur��� temeinic apoi se strope�te cu emulsie bituminoas� astfel încât s� se ob�in� 1,0…1,3 kg/m2 bitum rezidual, dup� care se acoper� cu material gr�un�os sort 8-16 sau sort 3-8 în cantitate de 13…17 kg/m2, apoi se cilindreaz�;

− a doua stropire cu emulsie bituminoas�, 0,7…0,8 kg bitum rezidual pe 1 m2, are loc imediat dup� ce s-a cur��at piatra alerg�toare; peste a doua stropire cu emulsie se a�terne nisip gr�un�os, split sau alt agregat natural sort 3-8 în cantitate de 10…12 kg/m2, apoi se cilindreaz�;

72

− etan�area se realizeaz� printr-o a treia stropire cu emulsie bituminoas�, circa 0,7 kg/m2 bitum rezidual, urmat� de acoperire cu agregate naturale m�runte (sort 3-8) 7…11 kg/m2 cilindrate corespunz�tor.

Se ob�ine astfel din 2,4…2,8 kg/m2 bitum rezidual �i 30…40 kg/m2 agregate naturale un înveli� etan�, care între�inut în permanen��, corespunde pentru desf��urarea unui trafic u�or în condi�ii satisf�c�toare. 6.2. Pietruiri impregnate cu emulsii bituminoase. Tratarea pietruirilor cu emulsii bituminoase în vederea impermeabiliz�rii suprafe�ei de rulare s-a dovedit o tehnologie eficient�, care contribuie la îmbun�t��irea substan�ial� a condi�iilor de circula�ie pe drumurile cu trafic redus. Se men�ioneaz� în literatura de specialitate utilizarea urm�toarelor tipuri de emulsii bituminoase pentru impregnarea pietruirilor:

− emulsii cu rupere rapid�; − emulsii speciale pentru impregnare; − emulsii suprastabile.

Impregnarea cu emulsie bituminoas� cu rupere rapid� const� în r�spândirea peste suprafa�a pietruirii reprofilate �i bine cilindrate a 1…2 kg/m2 emulsie bituminoas� cationic� ce con�ine 60…65 % bitum. Emulsia se rupe imediat ce vine în contact cu suprafa�a tratat�, bitumul formând un înveli� impermeabil, iar dup� acoperire cu nisip gr�un�os (15…20 kg/m2) sectorul de drum putând fi dat în circula�ie. Impregnarea pietruirilor cu emulsii speciale se realizeaz� utilizându-se o emulsie dintr-un bitum fluxat cu uleiuri de gudron având o bun� adezivitate la granulele de agregat; aceste emulsii sunt mai pu�in sensibile la ac�iunea apei �i se rup mai încet creându-se posibilitatea de a p�trunde, dup� r�spândire, câ�iva milimetri (4…5 mm) în pietruire. Pentru realizarea impregn�rii se strope�te pietruirea reprofilat� �i verificat�, cu 2 kg/m2 emulsie special� apoi se acoper� cu nisip �i dup� o u�oar� cilindrare, sectorul se d� în circula�ie. Impregnarea pietruirilor cu emulsie suprastabil� se realizeaz� utilizându-se o emulsie cationic� care are în compozi�ia sa un procent mai mare de emulgator de tip amin�, ce îi m�re�te timpul de rupere facilitând penetrarea emulsiei în pietruire. Pietruirea ce urmeaz� a fi tratat� se reprofileaz�, se cilindreaz� �i se verific� din punctul de vedere al stabilit��ii �i al elementelor geometrice. Emulsia bituminoas� (65 % bitum) se dilueaz� pe �antier cu ap� (1 : 1) ob�inându-se o emulsie cu un con�inut de bitum de cca 32,5 %. Se introduce întotdeauna ap� în emulsie �i nu invers, întrucât altfel emulsia se rupe. Aceast� diluare conduce practic la ob�inerea unui liant cu o vâscozitate foarte apropiat� de cea a apei, ceea ce favorizeaz� substan�ial penetrarea. Tehnologia de realizare a impregn�rii const� în scarificarea pietruirii existente pe câ�iva centimetri, urmat� apoi de o prim� stropire cu emulsie (1,5…2,0 kg/m2) �i nivelare. Apoi pietruirea impregnat� cu emulsie se scarific� din nou �i se strope�te a doua oar� cu emulsie (1,5…2,0 kg/m2) dup� care stratul se reprofileaz� �i se cilindreaz�. Se ob�ine astfel pe circa 4 cm grosime un strat anrobat “in situ” impermeabil, care ofer� o suprafa�� de rulare acceptabil� pentru o perioad� scurt� �i un trafic u�or. Pietruirile impregnate cu emulsii bituminoase trebuie între�inute în permanen�� prin repara�ii, refaceri, tratamente etc.

73

6.3. Pietruiri etan�ate prin clutaj Tehnologia etan��rii pietruirilor existente prin clutaj men�ionat� în literatura de specialitate (francez�) poate fi aplicat� cu rezultate bune în cazurile când stratul suport este format din agregate nisipoase cu dimensiunea maxim� de 30 mm �i const� din urm�toarele faze principale:

− stratul suport care trebuie s� aib� o grosime minim� de 20 cm �i s� fie alc�tuit din balast sau nisip mare se scarific� u�or �i se reprofileaz�;

− peste stratul suport se a�terne 20…30 kg/m2 split sort 25-40 �i se cilindreaz� cu un compactor cu rulouri netede greu, pân� la înfigerea splitului în pietruirea veche;

− se strope�te apoi cu 2,0…2,5 kg/m2 emulsie bituminoas� cu rupere rapid� având 60 % bitum, care se acoper� cu split sort 8-16 în cantitate de 15…17 kg/m2 �i se cilindreaz� temeinic;

− urmeaz� o nou� stropire cu emulsie bituminoas� (60 % bitum) în cantitate de 1,5…2,0 kg/m2 care se acoper� cu split sort 3−8 (circa 12…15 kg/m2), cilindrat;

− închiderea se face cu 1,5…2,0 kg/m2 emulsie bituminoas� (60 %) acoperit� cu nisip sort 3−7 sau 1-3 în cantitate de 9…12 kg/m2, cilindrat pân� la fixare.

Aceste tehnologii pot fi diversificate în func�ie de inventivitatea specialistului, astfel încât s� se valorifice cât mai eficient resursele existente.

7. Îmbr�c�min�i bituminoase u�oare (semipermanente) 7.1. Generalit��i Îmbr�c�min�ile bituminoase u�oare (îmbr�c�min�i semipermanente) se realizeaz� de regul� din anrobate sau macadamuri bituminoase, aplicate într-un singur strat peste pietruirile existente reconsiderate. Durata de exploatare a acestora este stabilit� conven�ional între 8 �i 12 ani. În practica noastr� curent�, sub denumirea de îmbr�c�min�i bituminoase u�oare se în�elege un complex de lucr�ri care au drept scop principal “între�inerea” drumurilor pietruite prin aplicarea unor tehnologii cuprinzând:

− amenajarea în limite reduse a elementelor geometrice ale drumului existent; − asigurarea scurgerii apelor; − m�rirea siguran�ei circula�iei; − aplicarea unei îmbr�c�min�i bituminoase realizat� cu agregate naturale locale,

peste pietruirea existent� reprofilat� �i completat� la grosimea rezultat� din calculul de dimensionare.

Îmbr�c�min�ile bituminoase u�oare cel mai frecvent utilizate sunt realizate din: − macadamuri bituminoase cu execu�ia la cald:

• macadam penetrat cu bitum la cald (M.P.7); • macadam semipenetrat cu bitum la cald (M.P.5); • macadam îndopat (M.Î);

− macadamuri bituminoase cu execu�ia la rece:

• macadam penetrat cu suspensie de bitum filerizat (M.P.S.); • macadam penetrat cu emulsie bituminoas� (M.P.E.);

− anrobate bituminoase cu execu�ia la cald:

• anrobate bituminoase preparate cu bitum cald (A.B.C. 31);

74

• anrobate cu nisip bituminos sau bitum lichid (bitumin�) �i bitum dur de petrol (A.B.N.B.31);

− anrobate bituminoase cu execu�ia la rece:

• anrobate bituminoase realizate cu suspensie de bitum filerizat (subif) (A.B.S.31);

• anrobate cu emulsie bituminoas� (A.B.E.31); − mortare asfaltice executate cu:

• bitum cald (M.A.7); • nisip bituminos �i bitum dur de petrol (M.A.N.B.7); • suspensie de bitum filerizat (M.A.S.7).

S-au inclus în categoria îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare �i îmbr�c�min�ile rutiere realizate din mixturi asfaltice executate cu nisip bituminos indiferent de tipul acestora, deoarece datorit� unor condi�ii obiective (varia�ia mare a continutului de bitum în nisipul bituminos, calitatea nisipului, imposibilitatea st�pânirii perfecte a procesului tehnologic etc.) durata de exploatare a acestora �i calitatea îmbr�c�mintei se încadreaz� în categoria respectiv�, fiind riscant� utilizarea acestora pe drumuri cu trafic intens �i greu. Înainte de a trata fiecare tip de îmbr�c�minte bituminoas� u�oar� se vor prezenta o serie de considerente de care trebuie s� se �in� seama la proiectarea �i executarea acestora. La proiectarea îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare datorit� lipsei de resurse financiare, se vor avea în vedere urm�toarele:

− ele se execut� de regul� pe drumuri pietruite existente; − în general se men�in elementele geometrice ale drumurilor existente,

admi�ându-se totu�i executarea lucr�rilor de corectare a traseului în plan �i profil longitudinal, precum �i de corectare a profilului transversal, în func�ie de necesit��ile îmbun�t��irii siguran�ei circula�iei;

− partea carosabil� �i platforma se vor proiecta cu o l��ime corespunz�toare clasei tehnice a drumului, respectiv categoria str�zii; în cazul în care platforma este mai lat� se recomand� men�inerea l��imii existente;

− se recomand� folosirea integral� a zestrei existente a drumului; funda�ia va fi alc�tuit� din pietruirea existent�, scarificat� �i completat� cu materiale pietroase, eventual ameliorate sau stabilizate în condi�ii economice;

− utilizarea la maximum a agregatelor naturale locale atât pentru executarea straturilor de funda�ie cât �i pentru realizarea îmbr�c�mintei drumului;

− se va asigura evacuarea apelor subterane �i scurgerea apelor meteorice; − în cazul când p�mântul din patul drumului �i condi�iile locale pot favoriza

producerea degrad�rilor din înghe�-dezghe� se vor lua m�suri pentru eliminarea cauzelor �i prevenirea producerii unor astfel de defec�iuni;

− pode�ele necorespunz�toare se vor reface �i definitiva; − lucr�rile de consolid�ri de taluzuri �i ap�r�ri de maluri se vor executa în

limita strictului necesar. Drumurile cu îmbr�c�min�i bituminoase u�oare trebuie s� fie proiectate pentru un trafic de aproximativ 1 500 autovehicule în 24 h. Conform prescrip�iilor existente, în cadrul proiectelor de îmbr�c�min�i bituminoase u�oare nu se vor include lucr�rile de consolid�ri de drumuri, construc�ii de poduri noi sau de sistematizare a traseului, întrucât acestea se încadreaz� la repara�ii capitale sau moderniz�ri.

75

Realizarea îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare constituie aplicarea în practic� a principiului general recunoscut al amelior�rilor progresive prin consolid�ri succesive, ele constituind straturi de baz� în cazul execut�rii unor îmbr�c�min�i grele. În toate situa�iile se adopt� solu�iile care permit un grad ridicat de mecanizare a lucr�rilor folosindu-se utilajele existente �i cele care se pot achizi�iona, ob�inându-se astfel lucr�ri de bun� calitate la un cost cât mai redus. Valorile lucr�rilor pe kilometru pot s� varieze foarte mult în func�ie de:

− intensitatea �i componen�a traficului; − grosimea pietruirii existente; − grosimea îmbr�c�mintei proiectate; − costul materialelor pietroase în zona respectiv�; − gradul de mecanizare a lucr�rilor; − surse de energie, condi�ii climaterice etc.

Alegerea tipului de îmbr�c�minte �i a solu�iei tehnice se va face de proiectant, �inând seama de condi�iile locale, trafic, posibilit��ile de aprovizionare cu materiale, gradul de mecanizare etc. În continuare se vor trata principalele tipuri de îmbr�c�min�i bituminoase u�oare. 7.2. Macadamuri bituminoase Macadamurile bituminoase sunt straturi rutiere executate din piatr� spart� monogranular�, cilindrat� pân� la încle�tare, golurile dintre pietre fiind umplute cu split �i bitum prin una sau mai multe stropiri �i acoperiri succesive urmate de cilindrare. �inând seama de experien�a acumulat� se recomand� folosirea pentru împ�nare �i acoperire în exclusivitate a splitului, întrucât acest material este mai ieftin �i poate înlocui în acest caz cu succes criblura, care urmeaz� s� fie utilizat� doar pentru tratamentul bituminos de etan�are. În func�ie de tehnologia aplicat� la introducerea liantului în scheletul mineral, se diferen�iaz� urm�toarele tipuri de macadamuri bituminoase:

− cu execu�ia la cald:

• macadam penetrat cu bitum (M.P.7); • macadam semipenetrat cu bitum (M.P.5); • macadam bituminos îndopat (M.Î.);

− cu execu�ia la rece:

• macadam penetrat cu mortar-subif (M.P.S.); • macadam penetrat cu emulsie bituminoas� (M.P.E.).

Macadamurile bituminoase în general prezint� urm�toarele avantaje: − se folose�te cu randament ridicat o tehnologie de execu�ie simpl�, u�or de

însu�it �i aplicat; − exist� posibilit��i largi de mecanizare a procesului tehnologic, folosindu-se

utilajele obi�nuite din dotare; − se ob�ine un strat rutier puternic, ce necesit� o între�inere ulterioar� simpl� �i

destul de pu�in costisitoare (plomb�ri, badijon�ri, tratamente bituminoase); − se pot da în circula�ie imediat dup� terminarea lucr�rilor de etan�are �i r�cirea

liantului; − nu permit ridicarea apei la suprafa��, îmbr�c�mintea fiind anticapilar�.

Ca dezavantaje se pot men�iona:

76

− folosirea unor cantit��i mari de piatr� spart�, ceea ce implic� multe manevr�ri costisitoare;

− nu poate fi suficient de bine st�pânit� dozarea bitumului, fie din cauza texturii, fie din cauza utilajului;

− este greu de ob�inut o reparti�ie uniform� a golurilor, de unde rezult� o neomogenitate în ceea ce prive�te penetrarea cu liant.

Grosimile uzuale ale macadamurilor bituminoase, care pot servi atât ca îmbr�c�minte cât �i ca strat de baz�, înainte de cilindrare vor fi de 10…12 cm, r�mânând circa 8 cm dup� cilindrare. Profilul transversal în aliniament se execut� sub form� de acoperi� cu dou� pante egale de 3 % �i cu racordare printr-un arc de cerc în treimea mijlocie. În curbe, amenajarea profilului se face în func�ie de viteza de proiectare. Când macadamul are rol de strat de baz�, se vor realiza pantele prescrise pentru îmbr�c�mintea proiectat�, altfel fiind necesar� reprofilarea cu minxtur� asfaltic�. Declivit��ile în profil longitudinal ale drumurilor cu îmbr�c�min�i din macadamuri bituminoase vor fi de maximum 8 %. 7.2.1. Macadam penetrat cu bitum (M.P.7) Macadamul penetrat este un strat rutier executat din piatr� spart� împ�nat� �i cilindrat�, fixat� prin penetrare cu bitum. Macadamul penetrat realizat din piatr� monogranular� cilindrat� puternic are un unghi de frecare interioar� foarte ridicat datorit� încle�t�rii �i înfigerii pietrelor unele în altele. În cazul macadamului simplu, sub influen�a traficului deplasarea pietrelor este mai u�or posibil� �i în aceast� situa�ie echilibrul interior este deranjat, ceea ce poate conduce la disloc�ri �i dezgr�din�ri ale stratului. Prin penetrare, deplasarea pietrei din strat este împiedicat�. Datorit� existen�ei peliculei de bitum care leag� agregatele între ele �i datorit� împ�n�rii cu split, frecarea interior� cre�te, for�ele de coeziune men�in stratul compactat ceea ce îi d� o mai mare rezisten�� la solicit�ri �i îi asigur� o durat� de exploatare îndelungat�. Penetrarea se realizeaz� în dou� reprize, fiecare repriz� fiind urmat� de acoperire cu split �i cilindrare. Suprafa�a se închide cu un tratament bituminos. La executarea macadamului penetrat cu bitum, de 8 cm grosime dup� cilindrare, se folosesc urm�toarele materiale:

− agregate naturale: • piatr� spart� sort 40 − 63, în cantitate de 112…116 kg/m2, pentru formarea

scheletului mineral de rezisten�� al stratului rutier propriu-zis; • split sort 16 − 25, în cantitate de 11…15 kg/m2, pentru împ�narea

scheletului mineral; • split sort 16 − 25, în cantitate de 20…25 kg/m2, pentru acoperire dup�

prima penetrare; • split sort 8 – 16, în cantitate de 15…20 kg/m2, pentru acoperire dup�

penetrarea a doua; • criblur� sort 3 – 8, în cantitate de 10…15 kg/m2, pentru tratamentul

bituminos de închidere; − lian�i:

• bitum tip D 80/120 în cantitate de 3,0…3,5 kg/m2, pentru prima penetrare (stropire) plus 2,0…2,5 kg/m2, pentru penetrarea a doua;

77

• bitum tip D 180/200 în cantitate de 1,0…1,2 kg/m2, pentru tratamentul bituminos de închidere.

Principalele utilaje folosite la executarea macadamului penetrat cu bitum sunt urm�toarele:

− autogreder, pentru nivelarea �i a�ternerea pietrei sparte (eventual pentru scarificare �i reprofilare);

− autostropitor de ap�, pentru udarea agregatelor naturale la nevoie; − autostropitor de bitum, pentru executarea stropirii liantului în vederea

penetr�rii macadamului; − distribuitor de split �i criblur�; − compactor cu rulouri netede de 100…160 kN, pentru executarea fazelor de

cilindrare din procesul tehnologic; − autocamioane, pentru transportul materialelor.

Procesul tehnologic de execu�ie a macadamului penetrat cu bitum prevede realizarea acestuia pe funda�ii corespunz�tor dimensionate, stabile �i verificate, eventual în circula�ie de cel pu�in o lun� de zile. Pe funda�ia preg�tit� corespunz�tor �i curat� se a�terne în grosime uniform� stratul de piatr� spart� sort 40 – 63 în cantitate de 112…116 kg/m2, dup� care se execut� cilindrarea pân� la încle�tarea pietrei sparte. Dup� cilindrarea la uscat a pietrei sparte, se execut� împ�narea macadamului cu split sort 16 − 25 în cantitate de 11…15 kg/m2, prin a�ternere uniform�, într-o singur� repriz�. Aceast� opera�ie este urmat� de stropirea cu ap� a splitului de împ�nare �i de o nou� cilindrare, la început cu compactoare cu rulouri netede, mijlocii, de 60…80 kN, apoi cu cele grele de 100…120 kN. Cilindrarea se execut� dinspre marginea de lâng� acostamente spre axa drumului, pe fâ�ii paralele suprapuse par�ial. Suprafa�a macadamului trebuie s� aib� un aspect de mozaic, cu pietrele r�spândite uniform. Ob�inerea unei texturi uniforme, f�r� aglomer�ri locale de material mare sau de material m�runt în suprafa�a macadamului asigur� reu�ita lucr�rii. Un volum de goluri mare conduce la scurgerea bitumului spre baza stratului �i în consecin�� se va ob�ine un strat rutier cu bitum pu�in în partea superioar�, ceea ce face ca îmbr�c�mintea s� fie permeabil�; un volum de goluri mic nu asigur� penetrarea cu bitum a macadamului �i, în consecin��, bitumul r�mânând la suprafa�� în exces va cauza v�lurirea suprafe�ei de rulare. În cazul utiliz�rii rocilor acide, pentru asigurarea adezivit��ii liantului la acestea, se execut� o stropire cu lapte de var diluat (circa 1 L/m2), sau cu suspensie de bitum filerizat (0,5…0,7 kg bitum pur pe 1 m2). Dup� evaporarea apei �i uscarea laptelui de var (ceea ce se recunoa�te prin apari�ia culorii albe pe suprafa�a pietrelor) sau ruperii suspensiei (se recunoa�te prin trecerea de la culoarea cafenie la cea neagr�) în cazul amors�rii rocilor acide, urmeaz� stropirea cu bitum tip D 80/120, înc�lzit la temperatura de 160…180 °C. În vederea asigur�rii unei repartiz�ri uniforme a liantului, stropirea bitumului se execut� cu autostropitoare de bitum. Imediat dup� stropire, înainte de r�cirea bitumului, se a�tene uniform splitul sort 16-25 în cantitate de 20…25 kg/m2 pentru acoperire dup� prima penetrare. Splitul a�ternut se cilindreaz� pân� la fixare, apoi se îndep�rteaz� prin m�turare splitul în exces �i urmeaz� a dou� penetrare cu bitum topit, stropindu-se cantitatea de 2,0…2,5 kg/m2 bitum tip D 80/120, înc�lzit tot la temperatura de 160…180 °C. Urmeaz� a�ternerea celui de al doilea strat de split de acoperire, sort 8-16 în cantitate de 15…20 kg/m2, �i cilindrarea acestuia pân� la fixare.

78

Dup� executarea celei de a dou� penetr�ri �i a cur���rii suprafe�ei macadamului de splitul în exces, se execut� tratamentul bituminos de închidere prin stropire cu 1,0…1,2 kg/m2 bitum tip D 180/200 �i acoperire cu criblur� 3…8 mm în cantitate de 10…15 kg/m2 urmat� de cilindrare. Macadamul penetrat cu bitum astfel executat se d� în circula�ie imediat dup� r�cirea bitumului. 7.2.2. Macadam semipenetrat cu bitum (M.P.5) Macadamul semipenetrat este un strat rutier executat din piatr� spart� împ�nat� �i cilindrat� pân� la fixare, având golurile dintre pietre umplute printr-o singur� penetrare cu bitum �i acoperite cu split. Similar ca la macadamul penetrat, suprafa�a macadamului semipenetrat se închide cu un tratament bituminos de etan�are. Domeniul de folosire a macadamurilor semipenetrate se deosebe�te de cel al macadamurilor penetrate doar prin faptul ca M.P.5 se adopt� pentru trasee cu trafic mai redus. În vederea execut�rii unui macadam semipenetrat, de 8 cm grosime dup� cilindrare, se utilizeaz� urm�toarele materiale:

− agregate naturale:

• piatr� spart� sort 40-63, în cantitate de 112…116 kg/m2, pentru formarea scheletului mineral de rezisten��;

• split sort 16 − 25, în cantitate de 11…15 kg/m2, pentru împ�narea scheletului mineral;

• split sort 16 – 25, în cantitate de 20…25 kg/m2, pentru acoperire dup� penetrare;

• criblur� sort 3 – 8, în cantitate de 16…20 kg/m2, pentru tratamentul bituminos de închidere;

− lian�i: • bitum tip D 80/120, în cantitate de 3,5…4,3 kg/m2, pentru penetrare; • bitum tip D 180/200, în cantitate de 1,2…1,6 kg/m2, pentru tratamentul de

închidere. Utilajele folosite la executarea macadamului semipenetrat sunt identice cu cele

utilizate la macadamul penetrat. Procesul tehnologic de execu�ie în cazul macadamului semipenetrat const� în acelea�i opera�ii ca la macadamul penetrat, cu singura remarc� important� c� se realizeaz� numai o singur� penetrare urmat� de tratamentul de etan�are. Din experien�a execut�rii M.P.7 �i M.P.5 pe diverse drumuri, rezult� necesitatea examin�rii cu aten�ie a modului de comportare în exploatare a acestor îmbr�c�min�i, mai ales în primii doi ani, când de cele mai multe ori tratamentele de etan�are �i de între�inere trebuie repetate în scopul de a se ob�ine un înveli� care s� etan�eze corespunz�tor complexul rutier. Din punct de vedere al planeit��ii �i uniformit��ii, suprafa�a acestor îmbr�c�min�i se prezint� sub nivelul straturilor de rulare realizate din mixturi asfaltice. Dintre cauzele care pot duce la apari�ia prematur� a defec�iunilor în macadamurile bituminoase (penetrate �i semipenetrate) se pot men�iona urm�toarele:

− utilizarea unor agregate naturale murdare sau pr�fuite ce împiedic� adezivitatea bitumului la suprafa�a lor, ceea ce conduce la o slab� coeziune, la dezgr�dinarea materialului �i formarea gropilor;

− folosirea unor materiale pietroase dintr-o roc� slab� sau alterat� care în timpul cilindr�rii sau sub circula�ie, se sf�râm�;

79

− agregatele naturale necalibrate corespunz�tor, de alte dimensiuni decât cele prescrise (40…63 mm), nu se pot a�eza astfel încât penetrarea s� se fac� în mod uniform �i în consecin�� se va ob�ine un strat neomogen care se va comporta în exploatare neuniform, ceea ce provoac� denivel�ri care jeneaz� circula�ia;

− textura stratului de rezisten�� împ�nat prezint� o importan�� deosebit�, existen�a unor zone formate numai din materiale m�runte sau numai din materiale grosiere - textur� neuniform� - provoac� fie men�inerea liantului la suprafa��, fie scurgerea liantului la baza stratului, ceea ce conduce la exces de liant, respectiv lips� de liant, cu consecin�e nefavorabile asupra comport�rii stratului în exploatare;

− agregatele naturale umede sau executarea lucr�rii pe timp friguros nu favorizeaz� adezivitatea �i nici penetrarea liantului, ceea ce conduce la apari�ia de dezgr�din�ri �i gropi;

− folosirea unui bitum insuficient înc�lzit sau a unui bitum ars (supraînc�lzit) este de asemenea cauza apari�iei degrad�rilor premature;

− dozajul de liant necorespunz�tor provoac� fie exsudare sau v�lurire, dac� liantul este în exces, fie dezgr�dinarea macadamului, în cazul unui liant insuficient.

Se recomand� deci ca la execu�ia macadamului bituminos s� se acorde o asisten�� tehnic� permanent� pentru a se asigura o calitate corespunz�toare. Macadamul bituminos prezint� marele avantaj de a putea fi executat cu atelierul de utilaje folosit pentru realizarea tratamentelor bituminoase. Corect executat, macadamul bituminos este durabil, iar între�inerea se poate face u�or (plomb�ri �i tratamente biutminoase). 7.2.3. Macadam îndopat (M.Î.) Macadamul bituminos îndopat este o îmbr�c�minte alc�tuit� dintr-un strat de piatr� de rezisten�� sort 40 − 63, fixat� prin cilindrare, în ale c�rui goluri se introduce criblur� sau split bitumat (piatr� de îndopare). Piatra de îndopare se a�terne în dou� reprize, prima repriz� servind pentru îndoparea sortului de rezisten��, iar a doua repriz� ca strat de uzur� pentru îmbr�c�minte. Macadamul îndopat se închide cu un tratament bituminos. A doua repriz� de a�ternere a splitului bitumat poate fi înlocuit� în func�ie de necesit��i �i posibilit��i, cu un covor asfaltic. Materialele necesare pentru executarea unui strat de macadam îndopat în grosime de 8 cm, cu rol de îmbr�c�minte rutier�, sunt cele ar�tate în tabelul 11. Materiale necesare pentru macadam îndopat de 8 cm grosime

Tabelul 11

Denumirea materialului Cantitatea

necesar� kg/m2 Piatr� spart� sort 40 − 63 Bitum neparafinos pentru drumuri tip D 80/120, pentru stropirea macadamului Split bitumat pentru îndopare, sort 8 − 16 Criblur� bitumat� pentru stratul de uzur�, sort 3 – 8 �i 8 – 16 Nisip natural sau de concasaj, bitumat, pentru închiderea porilor, sort 0 – 3 Bitum tip D 180/200 pentru stropirea suprafe�ei Split bitumat, pentru acoperire, sort 3-8 �i 8-16

100…120 1,1…1,3 30…35 35…40 3…5

1…1,3 12…18

Splitul pentru îndopare �i uzur� se bitumeaz� cu bitum tip D 80/120, în cantitate de 4…4,5 % din masa splitului, iar nisipul pentru închiderea porilor se bitumeaz� u�or, cu bitum de acela�i tip, în cantitate de 2 % din masa nisipului.

80

Stratul de uzur� se poate realiza dintr-un beton asfaltic (B.A.16) în cantitate de 25…35 kg/m2, executat la cald. În acest caz, închiderea porilor se face cu nisip sort 0 – 3, în cantitate de 2 kg/m2. Înainte de bitumare, splitul trebuie s� fie uscat �i f�r� praf. Pentru bitumare, splitul va avea temperatura de 100…130 °C, iar bitumul circa 150 °C. La executarea macadamului îndopat, piatra spart� sortul 40 – 63 se a�terne în strat uniform peste funda�ia bine cur��at� �i stropit� u�or cu ap�. Stratul de piatr� spart� se cilindreaz� cu compactoare cu rulouri netede de 100…120 kN sau de 160…180 kN, în func�ie de calitatea pietrei, pân� la încle�tare �i fixare. În timpul cilindr�rii �i mai ales pe timp c�lduros, se recomand� udarea pietrei sparte. Dup� uscarea stratului de piatr� spart�, cilindrat� pân� la fixare, se procedeaz� la amorsarea uniform� cu bitum înc�lzit la temperatura de 150…160 °C, în cantitate de 1,1…1,3 kg/m2. Se recomand� ca stropirea s� se efectueze cu autostropitorul de bitum. Imediat dup� stropirea bitumului, se a�terne splitul bitumat (pentru îndopare), continuându-se �i cilindrarea stratului. A�ternerea �i cilindrarea splitului bitumat se continu� pân� la realizarea unei stabilit��i corespunz�toare a îmbr�c�mintei. Dup� aceste opera�ii, se a�terne a doua repriz� de split bitumat (sau covor asfaltic) pentru realizarea stratului de uzur�. Peste stratul de uzur� definitiv compactat, se r�spânde�te uniform �i se cilindreaz� nisipul bitumat sort 0 – 3 pentru închiderea porilor. Dup� aceast� ultim� opera�ie, îmbr�c�mintea se d� în circula�ie. Aceste lucr�ri se execut� numai pe timp c�lduros �i uscat, în perioada 1 mai…1 septembrie. Dup� ce îmbr�c�mintea a fost dat� în circula�ie, în func�ie de necesit��i, se poate aplica un tratament de închidere. În cazul c� stratul de uzur� este alc�tuit din beton asfaltic, închiderea prin tratament bituminos nu mai este necesar�. Opera�iile de supraveghere �i între�inere la aceste lucr�ri sunt similare cu cele de la macadamul penetrat. 7.2.4. Macadam penetrat cu emulsie bituminoas� (M.P.E.) Emulsia de bitum se preteaz� în condi�ii foarte bune �i la executarea penetr�rilor. Datorit� fluidit��ii sale, ea p�trunde u�or între golurile dintre pietre �i favorizeaz� anrobarea lor în întregime. Este de remarcat necesitatea de a se stabili un timp propice între diversele faze de penetrare, astfel încât s� se asigure ruperea emulsiei �i încorporarea în masa stratului a unei cantit��i cât mai reduse de ap�, c�ci altfel este posibil ca liantul s� r�mân� mai fluid �i în consecin�� sub circula�ie s� apar� deforma�ii permanente.

În ceea ce prive�te natura rocii, se va evita utilizarea materialului friabil, casant sau geliv, susceptibil la sf�râmare sub cilindrare. Utilizarea unui material susceptibil la atri�ie ar obliga limitarea num�rului de treceri succesive pentru diminuarea efectelor cilindr�rii. Din punct de vedere al naturii chimice, se men�ioneaz� c� pot fi folosite atât roci bazice cât �i roci acide, cu condi�ia s� fie omogene �i curate. Forma pietrelor trebuie s� fie regulat�, cele alungite sau plate îndep�rtându-se. Pentru macadam se alege în mod curent piatra spart� sort 40-63, din urm�toarele motive:

− grosimea stratului de macadam nu trebuie s� dep��easc� 8…10 cm, deziderat care se poate realiza cu piatra 40…63 mm;

81

− un material mai m�runt nu asigur� un strat suficient de stabil sub cilindrare �i nici nu permite o penetra�ie corespunz�toare;

− un material mai grosier nu poate fi aranjat corespunz�tor în grosime de 8 cm dup� cilindrare;

− a�ternerea materialului cu autogrederul prezint� dificult��i în cazul când ecartul dintre D �i d este mai mare

În ceea ce prive�te emulsia bituminoas�, se men�ioneaz� c� dac� materialul pietros este de natur� acid� sau condi�iile atmosferice sunt defavorabile (timp ploios) se va utiliza emulsia cationic�.

O aten�ie deosebit� se va da fluidit��ii emulsiei; atât emulsia prea fluid� cât �i cea prea vâscoas� conduce la ob�inerea unor penetr�ri nesatisf�c�toare. În consecin��, pentru a realiza o penetrare de bun� calitate, se va �ine seama de faptul c� emulsia trebuie s� anrobeze agregatele �i s� umple golurile din masa pietrei sparte a�ternute. Pentru a realiza aceste condi�ii, se recomand� pentru penetrare, în condi�ii similare de clim� �i anotimp, emulsii de natura celor destinate tratamentelor bituminoase, adic� emulsii cationice cu 60 sau 65 % con�inut de bitum. În scopul evit�rii scurgerii emulsiei la baza stratului, se recomand� urm�toarele:

− alegerea unei emulsii cu rupere rapid�; − acoperirea macadamului, înainte de stropirea emulsiei cu split, pentru

mic�orarea volumului de goluri. Dozarea emulsiei pentru penetrarea macadamului cu schelet de rezisten�� realizat din piatr� spart� sort 40−63 se face �inându-se seama de urm�toarele:

− în cazul macadamului de 8 cm grosime dup� cilindrare, grosime ce se proiecteaz� de obicei, se va utiliza 2,1 kg/m2 bitum pur, deci 3,5 kg/m2 emulsie cu un con�inut de bitum 60 %;

− la cantitatea de emulsie destinat� penetr�rii propriu-zise a macadamului, se va ad�uga emulsia destinat� anrob�rii �i fix�rii materialului de acoperire, putându-se lua în considerare faptul c� 1 kg bitum pur fixeaz� circa 15 L (20 kg) de split sau criblur� de acoperire.

Dozajul definitiv reie�it din calcul se va corecta, �inându-se seama de urm�torii factori:

− granulozitatea pietrei sparte �i a splitului; − natura �i starea pietrei sparte �i a splitului; − condi�iile climaterice.

În cazul folosirii de piatr� spart� mai mare de 40…63 mm, dozajul în emulsie va cre�te, iar în cazul când predomin� piatra de dimensiuni mai mici, dozajul se va ridica în mod corespunz�tor necesit��ilor reale. Pentru materialele pietroase umede sau mai poroase, dozajul de emulsie se va m�ri cu 5…10 %. În regiunile mai r�coroase dozajul în emulsie va fi mai mare, pe când în regiuni c�lduroase se va folosi un dozaj spre limita inferioar�. Tehnologia de execu�ie a unei penetr�ri cu emulsie bituminoas� este urm�toarea (fig. 37):

82

− se preg�te�te stratul suport, prin scarificare �i reprofilare, cu sau f�r� adaos de

noi materiale, acordându-se o aten�ie deosebit� scurgerii apelor de suprafa��; − se a�terne piatra spart� sort 40-63 în grosimea proiectat�, �inându-se seama de

faptul c� dup� cilindrare se produce o tasare de 25…30 %; − cilindrarea stratului de piatr� spart� a�ternut în grosimea prescris� (de obicei

8…10 cm înainte de cilindrare) se recomand� a se face cu compactoare cu rulouri netede de 100…120 kN; cilindrarea se începe pe benzile exterioare �i se termin� pe banda central�; se recomand� ca înainte de începerea cilindr�rii s� se execute �i acostamentele, care în acest caz sprijin� stratul de piatr� spart�, evitându-se r�spândirea sa;

− în cazul folosirii emulsiei bituminoase cationice, macadamul poate fi udat pentru facilitarea deplas�rilor relative ale pietrelor �i ameliorarea încle�t�rii lor;

− stropirea cu emulsie, urmat� de acoperire cu split �i cilindrare, are loc în continuare dup� tehnica tratamentelor bituminoase; cilindrarea splitului are scopul de a-l fixa în stratul de rezisten��, precum �i de a umple golurile dintre pietre;

Fig. 37. Tehnologia de execu�ie a macadamului penetrat cu emulsie bituminoas�.

83

− nu se va trece la o nou� stropire cu emulsie, pân� când emulsia din stratul precedent nu s-a rupt; în cazul emulsiilor cationice ruperea dureaz� câteva minute (procesul tehnologic se va organiza în consecin��).

Macadamul penetrat executat la rece cu emulsii bituminoase prezint� avantajul unei tehnologii u�oare, cu posibilit��i largi de mecanizare �i realizarea unei anrob�ri corespunz�toare. Cantit��ile de materiale, în kg, ce se consum� pe metru p�trat de suprafa�� executat� sunt urm�toarele:

− piatr� spart� sort 40−63 151; − split sort 16−25 pentru împ�nare 11; − emulsie bituminoas� pentru prima penetrare 2; − emulsie bituminoas� pentru a doua penetrare 1,8; − split sort 16−25 pentru prima acoperire 10; − split sort 8−16 pentru a doua acoperire 10; − emulsie bituminoas� pentru protec�ie �i etan�are 1,6; − criblur� sort 3−8 pentru protec�ie �i etan�are 8,5.

Dup� a treia penetrare se execut� un tratament bituminos, de închidere. Din studiul comport�rii în exploatare a macadamurilor bituminoase rezult� unele observa�ii �i recomand�ri, astfel:

− imediat dup� terminarea lucr�rilor, înt�rirea liantului �i ob�inerea unei bune adeziuni a pietrelor, sectorul de drum executat se poate da în circula�ie;

− se recomand� ca în primele zece zile viteza de circula�ie a autovehiculelor s� fie limitat� la 30 km/h; în aceast� perioad� circula�ia trebuie dirijat� succesiv pe întreaga l��ime a p�r�ii carosabile, astfel încât s� se realizeze o asfaltizare complet� a îmbr�c�mintei;

− dup� necesit��i se vor executa urm�toarele lucr�ri de între�inere: • îndep�rtarea impurit��ilor de pe suprafa�� (p�mânt, noroi etc.); • repararea imediat� a degrad�rilor sau a denivel�rilor ivite, prin executarea

lucr�rilor adecvate; • etan�area suprafe�elor s�race în bitum prin completarea tratamentului

bituminos sau saturarea suprafe�elor cu exces de bitum prin r�spândire de criblur�; • readucerea pe partea carosabil� a materialului granular aruncat prin

circula�ie pe acostamente; • executarea suplimentar� a unui tratament bituminos de închidere înaintea

sezonului rece �i umed, atunci când prin circula�ie nu s-a realizat etan�area suprafe�ei de rulare.

Macadamurile bituminoase trebuie executate înainte de începerea sezonului rece �i numai pe timp frumos �i cald. Not�: Macadamul penetrat cu mortar de suspensie de bitum filerizat (M.P.S.) a fost utilizat frecvent în anii 60 cu scopul de a îmbun�t��i suprafa�a de rulare a pietruirilor, respectiv a macadamurilor existente. Golurile dintre pietrele macadamului au fost umplute cu mortar de suspensie de bitum filerizat, iar dup� un anumit interval de timp s-a aplicat, pentru etan�are, un covor sub�ire din mortar asfaltic cu suspensie de bitum filerizat.

84

7.3. Anrobate bituminoase Anrobatele bituminoase sunt un tip de mixturi asfaltice alc�tuite, respectând anumite dozaje, în principal din agregate naturale locale ca balast, nisip, pietri�, subproduse de carier� etc., neconcasate sau concasate par�ial sau total, �i filer, amestecate printr-o tehnologie specific�. Ele ofer� proiectan�ilor mari posibilit��i de folosire judicioas� a materialelor locale tradi�ionale �i netradi�ionale, pentru realizarea straturilor de baz� �i în special a îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare. Tipurile de anrobate bituminoase pe care le vom trata în continuare sunt men�ionate la pct. 7.1. 7.3.1. Anrobate bituminoase executate cu bitum la cald (A.B.B.C.31) Anrobatele bituminoase executate cu bitum la cald utilizate pentru realizarea îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare se produc în instala�ii clasice pentru fabricarea mixturilor asfaltice cu respectarea regulilor generale privind tehnologia producerii acestora. Îmbr�c�mintea bituminoas� din A.B.B.C.31 se a�terne pe o funda�ie preg�tit� corespunz�tor, de regul� dintr-o pietruire existent�. Grosimea pietruirii existente nu trebuie s� fie sub 20 cm. Pentru calculul de dimensionare se va considera modulul de deforma�ie al anrobatelor E = 2 200 daN/cm2. Se va lua în calcul traficul de perspectiv� pentru o perioad� de 7 ani. Profilul transversal se execut� în form� de acoperi�, cu dou� pante egale, panta profilului transversal în aliniament fiind de 2,5…3,0 %. Declivitatea maxim� admis� în profil longitudinal este de 7 %. Pentru declivit��i mai mari de 7 % se prev�d obligatoriu tratamente de rugozitate. Se admite denivelarea maxim� local� de 10 mm în lungul drumului sub dreptarul de 3 m. Grosimea îmbr�c�mintei dup� compactare este de minimum 5 cm. Pentru producerea anrobatelor bituminoase se folosesc ca agregate: pietri� 7…31 mm, nisip natural 0…7 mm, split sau criblur� 8…16 mm �i 16…25 mm, savur� 0…8 mm, nisip de concasaj 0…3 mm, filer de calcar, iar ca liant se utilizeaz� bitumul D 80/120. Anrobatele vor avea un con�inut de bitum cuprins între 4 �i 6 %, iar curba de granulozitate a agregatului total se va înscrie în zona din fig. 38.

Fig. 38. Zona de granulozitate pentru anrobate bituminoase executate cu bitum D 80/120.

85

În tabelul 12 se dau câteva dozaje utilizate în practic� la realizarea anrobatelor pentru îmbr�c�min�i bituminoase u�oare. Dozaje utilizate la producerea anrobatelor bituminoase

Tabelul 12

Dozaje, în % Materiale

Exemplul 1 Exemplul 2 Exemplul 3 Agregat natural (pietri�) 3,15…31 mm Nisip natural 0…3 mm Split 16…25 mm Filer de calcar Bitum D 80/120

48,8 39,0

− 6,5 5,7

46,0 42,6

− 6,0 5,4

26,5 41,5 20,5 6,0 5,5

Caracteristicile fizico-mecanice mai importante ale anrobatelor executate cu bitum D 80/120 sunt:

− con�inut de bitum, în % 4…6; − densitate aparent�, în t/m3 2,2…2,4; − absorb�ie de ap�, % volum, max. 10; − rezisten�a la compresiune la 22 °C, în N/mm2, min. 2,5; − stabilitate Marshall la 60 °C, în kN, min. 3,0; − indice de curgere (fluaj) la 60 °C, în mm 1,5…4,5; − raport stabilitate/fluaj, min. 1,0.

A�ternerea anrobatelor bituminoase se face la temperatura de minimum 120 °C, cu utilaje adecvate. Pentru închiderea porilor suprafe�ei straturilor din anrobate bituminoase se poate folosi una din urm�toarele metode:

− închiderea suprafe�ei cu nisip bitumat; − închiderea suprafe�ei prin badijonare cu bitum t�iat �i r�spândire de nisip

bitumat; − închiderea suprafe�ei cu mortar asfaltic.

Închiderea suprafe�ei cu nisip bitumat se execut� astfel: nisipul natural sau de concasaj 0…3 mm bitumat la cald cu 4 % bitum se a�terne în stare cald� în cantitate de 4 kg/m2 în mod uniform pe suprafa�a stratului din anrobate, imediat dup� compactarea acestuia, urmând apoi o compactare final� prin 2-3 treceri cu compactorul de 100…120 kN. Închiderea cu nisip bitumat se recomand� în cazul folosirii anrobatelor a c�ror granulozitate se înscrie în jum�tatea superioar� a zonei. Închiderea suprafe�ei prin badijonare cu bitum t�iat �i r�spândire cu nisip bitumat se execut� astfel: dup� compactarea anrobatelor, suprafa�a îmbr�c�mintei se badijoneaz� uniform cu bitum t�iat alc�tuit din 60 % bitum �i 40 % petrosin în cantitate de 0,3…0,5 L/m2, dup� care se a�terne imediat o cantitate de 4…6 kg/m2 nisip bitumat la cald cu 2…3 % bitum. Dup� r�spândirea nisipului bitumat, urmeaz� o compactare final� prin 2−3 treceri ale compactorului cu rulouri netede de 100…120 kN. Acest sistem de închidere se aplic� în cazul execut�rii straturilor din anrobate dup� 1 septembrie sau în situa�ia când traseul drumului se desf��oar� în zone umbrite �i umede. Închiderea suprafe�ei cu mortar asfaltic se utilizeaz� în cazul anrobatelor mai deschise, a c�ror granulozitate se înscrie în partea inferioar� a zonei.

86

Mortarul asfaltic se produce separat, la cald, în aceea�i instala�ie în care se ob�in �i anrobatele. Compozi�ia mortarului asfaltic este în general: 85 % nisip 0…7 mm, 10…16 % filer �i 7…9 % bitum raportat la masa mortarului asfaltic.

7.3.2. Anrobatele bituminoase executate la rece cu emulsie bituminoas� (A.B.E.31)

Anrobatele bituminoase executate la rece cu emulsii bituminoase se ob�in prin amestecarea agregatelor cu emulsie în instala�ii speciale. Îmbr�c�min�ile bituminoase u�oare din anrobate preparate la rece cu emulsie bituminoas� se pot executa în unul sau dou� straturi. Dac� se prevede executarea a dou� straturi din anrobate cu emulsie bituminoas�, este evident c� trebuie s� se a�tepte ca fiecare strat s� fie consolidat înainte de a-l a�terne pe urm�torul. Dup� compactare se dau în circula�ie provizorie. În continuare se prezint� câteva dozaje recomandate la prepararea anrobatelor cu emulsii. În cazul îmbr�c�min�ilor executate într-un singur strat:

− agregate 8…20 mm 60 %; − agregate 3…8 mm 20 %; − nisip natural 0…3 mm 20 %; − bitum rezidual 5,5 %.

În cazul îmbr�c�min�ilor executate în dou� straturi se recomand� în stratul inferior: − agregate 8…25 mm 75 %; − agregate 3…8 mm 15 %; − nisip 0…3 mm 10 %; − bitum rezidual 5 %.

Fabricarea anrobatelor cu emulsii la rece necesit� instala�ii mult simplificate fa�� de cele utilizate la prepararea anrobatelor la cald. Aceasta se face în sta�ii fixe utilizând betonierele obi�nuite, în situa�iile când se cere o produc�ie mai mic� sau când se anrobeaz� agregate cu granule mari 25…40 mm. Din bunc�rele de agregate, cu ajutorul unui elevator, materialele trec la dozatoare �i de aici în malaxor. Concomitent se pulverizeaz� emulsia. Anrobatele sunt transportate cu ajutorul autobasculantelor la punctul de lucru. A�ternerea se realizeaz� în acelea�i condi�ii ca la celelalte tipuri de mixturi asfaltice. Se cur��� suprafa�a, se amorseaz� �i se a�tern anrobatele cu lama autogrederului sau cu repartizatoare-finisoare. Compactarea se efectueaz� dup� ce s-a produs ruperea emulsiei (culoarea acesteia se schimb� din cafeniu în negru). Se recomand� folosirea compactoarelor de 60…80 kN. Se compacteaz� dinspre margine spre ax�, apoi se continu� compactarea utilizând compactoare cu pneuri. Avantajele îmbr�c�min�ilor u�oare executate la rece cu emulsii bituminoase constau în faptul c� ele pot fi preparate u�or cu agregate locale. Ca dezavantaje se men�ioneaz� faptul c� volumul de goluri remanent mare le face sensibile la ac�iunea apei. Din punct de vedere al compactit��ii, acestea sunt evident inferioare celor preparate la cald. Pentru producerea anrobatelor bituminoase s-a utilizat ca liant în anii 60 �i suspensia de bitum filerizat, mixtura asfaltic� rezultat� utilizându-se pentru acoperirea pietruirilor existente pe drumuri cu trafic intens.

87

7.4. Mortare asfaltice Mortarele asfaltice sunt amestecuri constituite, dup� anumite criterii, din nisip natural, nisip de concasaj, filer �i un liant bituminos. Mortarele asfaltice se utilizeaz� la executarea îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare ca straturi de uzur�, pe drumurile de clasele tehnice IV �i V, sau la închiderea suprafe�elor îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare executate din anrobate bituminoase. Tipurile de mortare asfaltice care vor fi tratate în continuare sunt men�ionate la pct. 2.1. 7.4.1. Mortar asfaltic executat la cald cu bitum D 80/120 (M.A.7) Mortarul asfaltic standardizat la noi este un amestec în anumite propor�ii de nisip natural, nisip de concasaj �i filer aglomerate cu bitum printr-o tehnologie adecvat�. Agregatul este alc�tuit din:

− nisip între 0,09 �i 3 mm 80…85 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 20…15 %.

Con�inutul de bitum D 80/120 va fi cuprins între 9 �i 11 % din masa mixturii asfaltice. Zona de granulozitate pentru mortar asfaltic este indicat� în fig. 39. La stabilirea dozajelor, limitele maxime ale procentului de bitum vor fi prev�zute în regiunile cu climat umed, trafic redus sau cu temperatura medie anual� mai sc�zut�. Experien�a a confirmat c� defec�iunile ce apar datorit� excesului de liant sunt mai greu de remediat decât defec�iunile care pot ap�rea datorit� unui dozaj de liant spre limita inferioar�. Nisipul de concasaj va reprezenta minimum 25 % din nisipul total.

Mortarul asfaltic se poate folosi ca strat de uzur� pentru drumuri �i str�zi din clasele tehnice IV �i V, în grosime de 2,5…3,5 cm, cantitatea de mortar ce se prevede fiind 55…77 kg/m2. Mortarul asfaltic se utilizeaz� pe drumuri �i str�zi cu declivitate maxim� de 4,0 %, întrucât are o rugozitate sc�zut�.

Fig. 39. Zona de granulozitate pentru mortar asfaltic executat cu bitum

D 80/120.

88

Not�: Mortarul asfaltic preparat la rece cu suspensie de bitum filerizat s-a utilizat în perioada anilor 60 pentru execu�ia unor covoare asfaltice de etan�are, de regul� peste un macadam bituminos penetrat cu subif. În perioada penuriei de bitum (anii 1960…1970), în partea de S−V a ��rii s-a utilizat, prin tehnologii specifice, nisipul bituminos de la Derna-T�t�ru�-Budoi (jud. Bihor) pentru fabricarea anrobatelor bituminoase, mortarului asfaltic �i betonului asfaltic s�rac în criblur�. În scopul realiz�rii acestor mixturi asfaltice, au fost adaptate fabricile de asfalt precum �i tehnologiile de punere în oper� a acestora. S-au realizat cca 600 km de drumuri cu îmbr�c�min�i bituminoase u�oare din mixturi asfaltice cu nisip bituminos. Detalii sunt men�ionate în literatura de specialitate din perioada respectiv�. Întrucât actualmente, atât mixturile asfaltice cu subif, cât �i cele cu nisip bitumuimos nu sunt în actualitate, nu am considerat util� prezentarea am�nun�it� a acestora.

7.5. Între�inerea ulterioar�, repararea �i ranforsarea îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare

Dup� executarea îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare se va urm�ri continuu comportarea lor în primele 2…3 luni de la darea în exploatare �i se vor lua m�suri pentru tratarea lor ulterioar�. Tratarea îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare poate consta din:

− aplicarea unor tratamente sau badijon�ri pe sectoarele cu suprafe�e poroase; − colmatarea fisurilor �i cr�p�turilor; − repararea (plombarea) gropilor; − repararea defec�iunilor izolate cauzate de insuficien�a capacit��ii portante a

complexului rutier, cum este cazul faian��rilor, gropilor provenite din faian��ri �i a degrad�rilor provocate din înghe�-dezghe�, prin decaparea �i înlocuirea structurii rutiere vechi, asanarea corpului drumului etc.

Este necesar� de asemenea executarea �i men�inerea în stare bun� a rigolelor �i �an�urilor de scurgere a apelor, a taluzurilor �i acostamentelor, a drenurilor etc. Dup� expirarea duratei de exploatare a îmbr�c�min�ilor bituminoase u�oare, acestea pot constitui un strat de baz�, în contextul ranfors�rii structurii rutiere existente, �inându-se seama bineîn�eles de evolu�ia traficului, de condi�iile climaterice etc. Este de remarcat faptul, confirmat de experien��, c� între�inerea trebuie s� fie cu atât mai complex� �i este cu atât mai costisitoare, cu cât lucr�rile de construc�ie sunt mai “economicos” dimensionate �i executate. Economiile nera�ionale aplicate în alc�tuirea �i realizarea structurilor rutiere genereaz� mari cheltuieli de între�inere �i exploatare a drumurilor; de aceea, se recomand� întotdeauna o judicioas� apreciere a unei lucr�ri rutiere prin luarea în considerare atât a costului construc�iei cât �i a cheltuielilor ulterioare de între�inere �i exploatare.

8. Îmbr�c�min�i bituminoase grele (permanente) 8.1. Generalit��i Îmbr�c�min�ile bituminoase grele denumite impropriu “permanente” au o durat� medie de exploatare stabilit� conven�ional de peste 12 ani �i sunt alc�tuite în general din dou� straturi, stratul de uzur� executat de obicei dintr-un anumit tip de beton asfaltic sau din asfalt turnat �i stratul de leg�tur� realizat dintr-un beton asfaltic denumit deschis.

89

Stratul de leg�tur� este obligatoriu în toate cazurile când îmbr�c�mintea se execut� pe: − o îmbr�c�minte bituminoas� veche deteriorat�; − îmbr�c�min�i din beton de ciment sau din macadamuri cimentate

(îmbr�c�min�i rigide); − straturi din materiale stabilizate cu ciment; − pe toate drumurile din clasa tehnic� I �i II.

La alegerea tipului de mixtur� asfaltic� din care se va realiza îmbr�c�mintea bituminoas� se va �ine seama de intensitatea �i compozi�ia traficului, de resursele locale de agregate naturale, de zona climateric�, posibilit��ile de execu�ie etc. Condi�iile tehnice cerute de instruc�iunile în vigoare pentru diversele tipuri de mixturi asfaltice se refer� la: grosimea straturilor, pantele în profil transversal, declivit��ile în profil longitudinal �i toleran�ele admise pentru elementele geometrice. Grosimile recomandate pentru straturile de uzur� �i de leg�tur� sunt indicate în tabelul 13. Grosimile minime constructive ar�tate în tabelul 13 s-au fixat în func�ie de posibilit��ile practice de realizare, folosindu-se tehnologiile existente. Grosimea minim� a straturilor din mixturi asfaltice

Tabelul 13

Tipul mixturii asfaltice Simbol Tipul

stratului

Grosimea minim� a stratului

compactat [cm]

Cantitatea minim� de

mixtur� asfaltic� [kg/m2]

Beton asfaltic bogat în criblur� B.A.8

B.A.16 uzur� uzur�

4 4

90 90

Beton asfaltic rugos B.A.R.16 uzur� 4 90 Beton asfaltic cu agregat mare B.A.25 uzur� 4 90 Beton asfaltic deschis cu criblur� B.A.D.25 leg�tur� 4 90 Beton asfaltic deschis cu pietri� concasat

B.A.D.P.C.31 leg�tur� 5 110

Beton asfaltic deschis cu pietri� sortat

B.A.D.P.S.31 leg�tur� 5 110

În ceea ce prive�te grosimea maxim� prescris� pentru stratul de leg�tur� se men�ioneaz� faptul c� actualmente exist� tendin�a de a se executa, într-o singur� repriz�, straturi rutiere de grosime mai mare, întrucât acestea prezint� o serie de avantaje evidente. Rezult� deci, c� în cazul când prin calcul se constat� necesitatea execut�rii unor straturi de leg�tur� mai groase decât cele prev�zute în tabelul 13, acestea se vor putea proiecta, f�cându-se justificarea tehnico-economic� necesar�. Când îmbr�c�mintea se execut� într-un singur strat, poart� denumirea de covor asfaltic �i se realizeaz� dintr-o mixtur� asfaltic� de tipul celor recomandate pentru stratul de uzur�. Grosimea minim� a covorului asfaltic este de 4,0 cm. Profilul transversal în aliniament se execut� în form� de acoperi� cu dou� pante egale (2,5 %). Pe str�zi �i alei se admite �i profilul curb (circular sau parabolic), cu un bombament de 1/80…1/100. Declivit��ile maxime în profil longitudinal în func�ie de tipul mixturii asfaltice sunt date în tabelul 14.

90

În privin�a alegerii declivit��ilor maxime se recomand� s� se �in� seama �i de al�i factori în afar� de tipul mixturii asfaltice. Declivit��i admise în profil longitudinal în func�ie de tipul mixturii asfaltice

Tabelul 14

Tipul mixturii Declivitatea maxim�, % Beton asfaltic bogat în criblur�, beton asfaltic cu agregat mare Beton asfaltic rugos

6,0 9,0

Dintre factorii care trebuie lua�i în considerare la stabilirea declivit��ii maxime se men�ioneaz�: zona climateric�, frecven�a apari�iei poleiului, înghe�ului �i z�pezii, intensitatea traficului, posibilitatea aplic�rii unor tratamente rugoase, viteza de circula�ie admis� etc. La recep�ia lucr�rilor se verific� respectarea elementelor geometrice, admi�ându-se urm�toarele abateri limit� locale:

− la grosimea straturilor, –10 % pentru fiecare strat în parte; − la panta profilului transversal, ± 5 mm/m, atât pentru stratul de uzur� cât �i

pentru stratul de leg�tur� �i de ± 2,5 mm/m pentru str�zi cu mai mult de dou� benzi de circula�ie pe sens;

− la l��imea îmbr�c�mintei bituminoase se admite o abatere local� de ± 5 cm. Denivel�rile locale admise în profil longitudinal sub dreptarul de 3 m sunt de maximum 3… 7 mm, în func�ie de clasa tehnic� a drumului sau de categoria str�zii, conform tabelului 15. Denivel�ri locale maxime admise sub dreptarul de 3 m

Tabelul 15

Clasa tehnic� a drumului (Categoria tehnic� a str�zii)

Denivelarea local� maxim� admis� sub dreptarul de 3 m, în mm

Drumuri clasa tehnic� I Str�zi categoria tehnic� I, II, III

3

Drumuri clasa tehnic� II Str�zi categoria tehnic� IV (cu excep�ia zonei rigolelor)

4

Drumuri clasa tehnic� III 5 Drumuri clasa tehnic� IV, V 7

În cazul în care se dispune de aparatul Viagraf pentru determinarea uniformit��ii p�r�ii carosabile în profil longitudinal, valoarea maxim� admis� pentru indicatorii Viagraf IHV �i Viagraf E este dat� în tabelul 16. Valorile indicatorilor Viagraf

Tabelul 16

Drumuri cu 2 benzi de circula�ie, cu trafic

Înregistr�ri Autostr�zi �i drumuri

cu 4 benzi de circula�ie > 3 000 veh./24 h

≤ 3 000 veh./24 h

Grafice, IHV, max.admise, în mm/100m 20 30 60 Electronice, E, max.admise, în mm/100m 10 12,5 15

91

Indicatorul hectometric Viagraf IHV reprezint� valoarea cumulat� a denivel�rilor m�surate ce dep��esc zona de admisibilitate de 5 mm, pe o distan�� de 100 m. Indicatorul de amplitudine a denivel�rilor Viagraf E reprezint� amplitudinea maxim�, în milimetri, a denivel�rilor ce apar cu o probabilitate de minimum 95 %, pe o distan�� de 100 m. Tipurile de mixturi asfaltice definite în func�ie de granulozitate �i de dimensiunea maxim� a granulelor sunt utilizate �inând seama de clasa tehnic� a drumului sau str�zii �i de resursele de agregate naturale conform tabelului 17. Tipuri de mixturi asfaltice

Tabelul 17

Clasa tehnic� a drumului Tipul de mixtur� asfaltic�

Dimensiunea maxim�

a granulelor

Stratul la care se utilizeaz� Categoria tehnic� a str�zii

Asfalt turnat dur Asfalt turnat

16 7

Strat de uzur� II … IV

alei �i trotuare Beton asfaltic: − bogat în criblur�

8 sau 16

Strat de uzur�

III … V I … IV

− rugos 16 Strat de uzur� I … III I … III

Beton asfaltic cu agregat mare 25 Strat de uzur� III … V III … V

Beton asfaltic deschis: − cu criblur�

25 Strat de leg�tur� I … IV I … IV

– cu pietri� sortat 31 Strat de leg�tur� IV , V III , IV

– cu pietri� concasat 31 Strat de leg�tur� II … V II … IV

Mixturile asfaltice executate la cald pentru stratul de uzur� pot fi: betoane asfaltice �i asfalturi turnate. În stratul de leg�tur� se folosesc betoane asfaltice deschise cu cribluri, pietri� sortat sau pietri� concasat. Pentru o mai bun� sistematizare �i re�inere a tipurilor de mixturi asfaltice s-a introdus simbolul acestora conform tabelului 18. Simbolurile mixturilor asfaltice

Tabelul 18

Tipul de mixtur� asfaltic� Simbol Beton asfaltic bogat în criblur�, executat cu criblur� 3…8 mm Beton asfaltic bogat în criblur�, executat cu criblur� 3…16 mm Beton asfaltic cu agregat mare Beton asfaltic rugos prin clutaj Beton asfaltic rugos Asfalt turnat dur, executat cu criblur� 3…16 mm Asfalt turnat executat cu nisip gr�un�os 3…7 mm Beton asfaltic deschis cu criblur� pentru strat de leg�tur�, executat cu amestec de criblur� 3…25 mm Beton asfaltic deschis cu pietri� pentru strat de leg�tur�, cu amestec de pietri� sortat 3…7 mm �i 7…31 mm Beton asfaltic deschis cu pietri� concasat pentru strat de leg�tur�, cu amestec de pietri� 3…7 mm �i 7…31 mm

B.A.8 B.A.16 B.A.25 B.A.R.C.16 B.A.R.16 A.T.D.16 A.T.N.7 B.A.D.25 B.A.D.P.S.31 B.A.D.P.C.31

92

Dozajele mixturilor asfaltice se stabilesc pe baza studiilor de laborator; limitele procentelor de agregate �i bitum sunt indicate în tabelul 19. Dozaje pentru mixturi asfaltice

Tabelul 19

Agregate naturale, % din agregatul total

Tipul mixturii asfaltice Filer �i nisip <0,09 mm

Filer �i nisip 0,09…3,15 mm

Criblur� peste 3,15 mm

M�rg�ritar �i pietri�

sortat

Bitum, % din masa

mixturii asfaltice

Beton asfaltic bogat în criblur�, realizat cu criblur� 3−8 sau amestec de criblur� 3−8 �i 8−16

8…12 Rest pân� la

100 45…70 − 6,0…7,5

Beton asfaltic rugos, realizat cu amestec de criblur� 3−8 �i 8−16

8…10 Rest pân� la

100 58…70 − 5,7…6,2

Beton asfaltic cu agregat mare

5…12 Rest pân� la

100 50…70 − 5,5…7,0

Beton asfaltic deschis realizat cu amestec de criblur� (3−8; 8−16 �i 16−25)

1…6 Rest pân� la

100 65…80 − 4…5

Beton asfaltic deschis realizat cu amestec de pietri� sortat sau concasat (3−7 �i 7−31)

1…6 Rest pân� la 100 − 65…80 4…5

Se folosesc urm�toarele tipuri de bitumuri pentru stratul de leg�tur� �i stratul de

uzur�: − D 60/80 pentru zone climaterice calde (la toate clasele tehnice de drum �i

toate categoriile de str�zi); − D 80/100 pentru zonele climaterice reci (la toate clasele tehnice de drum �i

toate categoriile de str�zi); − D 100/120 pentru zonele climaterice reci (pentru drumuri de clas� tehnic� IV-

V �i str�zi de categorie tehnic� III–IV). Raportul filer – bitum pentru diferite tipuri de mixturi asfaltice se recomand� s� se

înscrie în urm�toarele limite: − betoane asfaltice bogate în criblur� (B.A.8; B.A.16) 1,3…1,8 − betoane asfaltice rugoase (B.A.R.16) 1,1…1,5 − betoane asfaltice cu agregat mare (B.A.25) 0,9…1,5 − betoane asfaltice deschise (B.A.D.25, B.A.D.P.C.31,

B.A.D.P.S.31) 0,2…1,0. La betoanele asfaltice se folose�te nisip de concasaj sau amestec de nisip de

concasaj �i nisip natural în care acesta din urm� este în propor�ie de maximum: − 25 % pentru B.A.8 �i B.A.16; − 30 % pentru B.A.25; − 50 % pentru B.A.D.25; B.A.D.P.C.31 �i B.A.D.P.S.31.

93

Betoanele asfaltice sunt mixturi asfaltice cu performan�e fizico-mecanice ridicate �i cu o mare durat� de exploatare. Deoarece ele se folosesc mai ales în straturile de rulare ale îmbr�c�min�ilor bituminoase este recomandabil s� se urm�reasc� ca prin alc�tuire �i execu�ie s� se ob�in� suprafe�e care s� aib� �i propriet��i antiderapante. Pentru realizarea betoanelor asfaltice trebuie s� se utilizeze agregate de calitate superioar� atât din punct de vedere al durit��ii rocii, cât �i al formei, dimensiunilor granulelor �i al gradului de puritate. Se recomand� folosirea criblurilor col�uroase de mare rezisten�� atât la compresiune cât �i la uzur� �i �lefuire.

Dac� stratul de uzur� are o grosime pân� la 2,5 cm, el poate fi alc�tuit dintr-un beton asfaltic cu agregate de 0…8 mm; când grosimea stratului este îns� peste 2,5 cm se recomand� proiectarea �i executarea sa dintr-un beton asfaltic cu agregate (cribluri) pân� la 16 mm.

8.2. Tipuri de mixturi asfaltice pentru îmbr�c�min�i bituminoase grele

8.2.1. Beton asfaltic bogat în criblur� (B.A.8 sau B.A.16) Betonul asfaltic bogat în criblur� este o mixtur� asfaltic� ce se caracterizeaz� printr-un schelet mineral puternic, con�inutul de criblur� cu dimensiunea peste 3 mm fiind cuprins între 40 �i 60 %; granulele de criblur� se sprijin� între ele, dup� cum se poate urm�ri în fig. 40, ceea ce asigur� o bun� stabilitate �i rugozitate a stratului de uzur� executat cu acest tip de beton asfaltic. Se poate realiza de asemenea în dou� variante, �i anume cu criblur� pân� la 8 mm (B.A.8), agregatul mineral înscriindu-se în acest caz în zona de granulozitate din fig. 41 sau cu criblur� pân� la 16 mm (B.A.16), a c�rui agregat natural se va înscrie în zona de granulozitate din fig. 42. Agregatul natural este format din:

− criblur� 3…8 mm sau 3…8 mm �i 8…16 mm: 45…70 %;

− filer �i nisip sub 0,09 mm: 8…14 %; − filer �i nisip 0,09…3 mm: rest pân� la

100. Con�inutul de bitum este 6,0…7,5 % raportat la masa mixturii asfaltice. Dozajele pentru betoanele asfaltice bogate în cribluri se alc�tuiesc dup� criterii precise în urma studiilor de laborator. Betonul asfaltic bogat în criblur� se poate folosi la stratul de uzur�, pe drumuri �i str�zi din clasele tehnice III-IV, în grosime de minimum 4,0 cm, în cantitate de minimum 90 kg/m2. Se recomand� utilizarea lui pe drumuri �i str�zi cu declivitate maxim� de 6 %. 8.2.2. Beton asfaltic rugos (B.A.R.16) În condi�iile unui trafic intens �i cu viteze de circula�ie mari, asigurarea rugozit��ii îmbr�c�mintei bituminoase constituie o condi�ie obligatorie pentru siguran�a circula�iei.

Rugozitatea este calitatea ce se recomand� suprafe�elor de rulare ale îmbr�c�min�ilor rutiere moderne de a fi aspre, având mici asperit��i care dau o aderen�� bun� între pneu �i îmbr�c�minte, realizându-se astfel o siguran�� sporit� a circula�iei.

Fig. 40. Scheletul mineral pentru beton

asfaltic cu agregat m�runt bogat în criblur�.

94

Sub denumirea de aderen�� se în�elege calitatea pe care o are suprafa�a de rulare de a favoriza frecarea la contactul dintre ro�ile motoare ale autovehiculelor �i cale, de care depind condi�iile de rulare, de frânare �i de derapare (alunecare a ro�ilor unui autovehicul, oblic fa�� de direc�ia de înaintare). De fapt problema realiz�rii unor suprafe�e rugoase �i men�inerea acestei rugozit��i un timp cât mai îndelungat devine din ce în ce mai important� pe m�sura cre�terii traficului. Îmbr�c�min�ile bituminoase rugoase se ob�in prin diverse tehnologii dintre care se men�ioneaz�:

− aplicarea de tratamente bituminoase de rugozitate; − clutaj cu criblur� preanrobat� în timpul punerii în oper� a mixturilor asfaltice; − executarea unor betoane asfaltice rugoase.

Tratamentele bituminoase au fost prezentate în paragraful 6.3, urmând ca în cele ce urmeaz� s� se insiste asupra celorlalte procedee tehnologice elaborate în scopul ob�inerii unor straturi de rulare rugoase. Betonul asfaltic rugos (B.A.R.16) asigur� o foarte bun� rugozitate a suprafe�ei de rulare, poate fi utilizat pe drumuri cu declivit��i pân� la 9 % fiind recomandat mai ales pe sectoarele unde exist� pericol de derapare, pe timp umed, ploios.

Fig. 41. Zona de granulozitate pentru B.A.8.

Fig. 42. Zona de granulozitate pentru B.A.16.

95

Acesta este alc�tuit din criblur� peste 3 mm în propor�ie de 58…70 %, filer 8…10 % �i un con�inut de bitum de 5,7…6,2 %. Curba de granulozitate se va înscrie în zona din fig. 43.

Betonul asfaltic rugos se folose�te ca strat de uzur� pe drumuri �i str�zi în clasele tehnice I-III, în grosime minim� de 4,0 cm, cantitatea minim� de mixtur� fiind de 90 kg/m2. Se recomand� folosirea criblurilor provenite numai din roci eruptive, bazalt, andezit, de form� poliedric�, foarte curate, cu rezisten�e mari la compresiune de minimum 1 800 daN/cm2 �i rezistente la �lefuire. În compozi�ia mixturii nu intr� nisip de râu, ci numai nisip de concasaj. Procesul tehnologic nu difer�, în principiu, de procesul tehnologic de producere �i punere în oper� a mixturilor asfaltice obi�nuite trebuind s� se respecte îns� urm�toarele elemente:

− temperatura agregatului la malaxare 160…180 °C; − temperatura mixturii asfaltice la ie�irea din malaxor 150…170 °C; − durata de amestecare a agregatelor cu bitumul în malaxor 3 min; − temperatura mixturii asfaltice la a�ternere, min. 145 °C; − grosimea minim� a stratului 4,0 cm; − temperatura la începerea compact�rii, min. 130 °C.

Compactarea se efectueaz� cu compactoare pe pneuri de 160 sau 100 kN �i apoi cu compactoare tandem de 40…60 kN. Nu se va închide suprafa�a stratului cu nisip bitumat, în scopul men�inerii asperit��ii agregatelor la suprafa��. Verificarea rugozit��ii se efectueaz� la o lun� de la darea în circula�ie. Betonul asfaltic rugos se caracterizeaz� printr-un schelet mineral puternic, un con�inut de filer �i de bitum sc�zut, �i o zon� de granulozitate îngust�. În consecin��, betonul asfaltic rugos este o mixtur� mai preten�ioas� de executat �i de pus în oper�, dar care prezint� calit��i de rugozitate superioare celorlalte tipuri de betoane asfaltice �i care trebuie s�-�i men�in� aceste propriet��i timp îndelungat.

Fig. 43. Zona de granulozitate pentru B.A.R.16.

96

8.2.3. Beton asfaltic rugos prin clutaj (B.A.R.C.16) Betonul asfaltic rugos prin clutaj (B.A.R.C.16) se execut� prin tratarea stratului de uzur� din beton asfaltic bogat în criblur�, în faza final� a compact�rii acestuia, cu criblur� preanrobat�. Stratul de uzur� din beton asfaltic rugos prin clutaj (B.A.R.C.16) se folose�te pe drumuri cu trafic intens sau cu declivitate mai mare de 6 %. Stratul de uzur� din beton asfaltic cu agregat m�runt bogat în criblur� se execut� în mod obi�nuit. Temperatura mixturii la a�ternere trebuie s� fie de minimum 135 °C, iar la începerea compact�rii de minimum 125 °C. Realizarea clutajului se face în urm�toarele etape: precompactarea mixturii asfaltice a�ternute la grosimea prescris�, r�spândirea criblurii preanrobate �i compactarea definitiv�. Precompactarea mixturii se efectueaz� cu compactorul cu rulouri netede greu, prin 4…6 treceri pe aceea�i urm�. R�spândirea criblurii preanrobate se face pe mixtura cald� la temperatura de 70…90 °C, cu r�spânditorul de criblur�, în cantitate de 8…12 kg/m2, astfel încât s� se realizeze un strat continuu �i uniform. Se impune respectarea domeniului de temperatur� 70…90 °C, deoarece în cazul unei temperaturi sub 70 °C are loc o acro�are insuficient� a criblurii preanrobate de stratul suport, iar în cazul unei temperaturi mai mari de 90 °C, are loc o înfundare a criblurii în stratul suport �i deci, reducerea rugozit��ii geometrice �i a rezisten�ei la alunecare. Compactarea definitiv� se efectueaz� cu un compactor cu pneuri, prin 10…12 treceri pe aceea�i urm�. Darea în circula�ie se face dup� r�cirea stratului, adic� dup� 6 h de la terminarea compact�rii. Verificarea rugozit��ii se face la o lun� de la darea în circula�ie. Betonul asfaltic rugos prin clutaj a fost introdus în Anglia în anul 1960, iar în Fran�a în 1966. Prezint� avantajul de a da posibilitatea utiliz�rii în stratul de beton asfaltic impermeabil, a materialelor mai pu�in preten�ioase din punct de vedere calitativ, clutajul asigurând suprafe�ei de rulare o textur� discontinu� �i rugoas� cu o bun� aderen�� la pneu. În Fran�a se utilizeaz� betoane asfaltice a c�ror curb� de granulozitate recomandat� este:

− trece prin sita de 10 mm 90 %; − trece prin sita de 6 mm 80 %; − trece prin sita de 2 mm 45 %; − trece prin sita de 0,08 mm 10 %.

Se folosesc agregate concasate în propor�ie de 80 % din agregatul total. Ca liant se folose�te bitum 81/100 în propor�ie de 6,2 %. Pentru clutaj se folose�te criblura sort 12,5−14, preanrobat� cu 1,0…1,5 % bitum. Clutajul se execut� cu 10…12 kg/m2 criblur� preanrobat�. În Belgia clutajul s-a aplicat peste o mixtur� fin� caracterizat� printr-un con�inut redus de criblur�, având urm�toarea granulozitate:

− trece prin sita de 16 mm 100 %; − trece prin sita de 1,6 mm 70 %; − trece prin sita de 0,08 mm 10 %.

Liantul folosit a fost un bitum D 50/70 sau D 40/60 în propor�ie de 8,5…9,0 %. Clutarea s-a realizat cu criblur� 8…12 mm preanrobat�, în cantitate de 6…9 kg/m2.

97

Speciali�tii belgieni consider� c� este necesar s� se execute în locul mixturii fine, un beton asfaltic cu cel pu�in 50 % agregate peste 2 mm �i de asemenea c� este necesar s� se foloseasc� pentru clutaj criblur� cu dimensiuni mai mari, �i anume 12…16 mm.

8.2.4. Asfalt turnat (A.T.)

Asfaltul turnat este una din cele mai vechi tipuri de mixturi asfaltice cunoscute, fiind folosit ca îmbr�c�minte bituminoas� pentru trotuare �i str�zi secundare. Îmbun�t��irile aduse compozi�iei asfaltului turnat au permis întrebuin�area lui pe str�zi �i drumuri cu trafic intens. Asfaltul turnat este un beton asfaltic compact, având toate golurile umplute cu bitum �i din aceast� cauz� este complet impermeabil �i se poate întrebuin�a la etan��ri �i impermeabiliz�ri. Se utilizeaz� numai pentru executarea stratului de uzur�. În func�ie de natura agregatelor folosite la executarea mixturii asfaltice se disting dou� tipuri de asfalt turnat:

− asfaltul turnat dur (A.T.D.16), care se realizeaz� cu criblur� 3…8 mm sau 3…16 mm;

− asfaltul turnat (A.T.N.7), care se execut� cu nisip gr�un�os 3…7 mm. Spre deosebire de celelalte mixturi asfaltice la care volumul de goluri remanent dup� compactare este de 4…5 %, asfaltul turnat se realizeaz� dup� un dozaj care asigur� umplerea complet� a golurilor dintre granulele minerale cu mastic bituminos, uneori chiar cu un u�or exces. Datorit� acestui exces de bitum, mixtura asfaltic� este u�or lucrabil� �i poate fi a�ternut� manual sau mecanic, f�r� s� necesite compactarea. Dozajul mediu recomandat pentru asfaltul turnat dur este urm�torul:

− criblur� 3…8 mm sau 3…16 mm 30…55 %; − filer 20…30 %; − nisip rest pân� la 100 %; − bitum D 40/50 sau D 25/40:

• a�ternere manual� 7,5…9,5 %; • a�ternere mecanic� 7…9 %.

În cazul asfaltului turnat cu nisip gr�un�os, dozajul recomandat este urm�torul: − nisip gr�un�os 3…7 mm 30…40 %; − filer 20…30 %; − nisip rest pân� la 100 %; − bitum D 40/50 sau D 25/40 7,5…9,5 %.

Caracteristicile fizico-mecanice ale asfaltului turnat gata executat sunt indicate în tabelul 20. În ceea ce prive�te domeniul de folosire, în general, la o grosime corespunz�toare, îmbr�c�min�ile din asfalt turnat pot face fa�� oric�rei categorii de trafic. Asfaltul turnat cu nisip gr�un�os (A.T.N.7) se folose�te în special pentru:

− drumuri �i str�zi cu trafic redus �i mijlociu sau poduri �i pode�e definitive; − str�zi �i pie�e în cartierele de locuit; − alei, trotuare, piste pentru cicli�ti, cur�i etc.

Asfaltul turnat dur (A.T.D.16) se folose�te pe str�zi �i drumuri cu trafic intens �i ca îmbr�c�minte pe poduri definitive. De asemenea, în cazuri excep�ionale, poate fi folosit iarna pentru executarea unor îmbr�c�min�i bituminoase �i repararea îmbr�c�min�ilor existente. Asfaltul turnat pentru partea carosabil� se a�az� în general pe un strat de leg�tur�.

98

Caracteristici fizico-mecanice ale asfaltului turnat

Tabelul 20

Caracteristici fizico-mecanice Asfalt turnat

dur Asfalt turnat

Prin încercarea pe cuburi: Densitatea aparent�, în kg/m3 Absorb�ia de ap�, % volum Umflarea dup� 28 zile de p�strare în ap�, % volum max. Rezisten�a la compresiune la 22 °C, N/mm2 min. Rezisten�a la compresiune la 50 °C, N/mm2 min. Reducerea rezisten�ei la compresiune dup� 28 zile de p�strare în ap� la o temperatur� de 22 °C, % max. P�trunderea la 40 °C sub o for�� de 525 N, aplicat� timp de 30 min cu ajutorul unui poanson având sec�iunea de 500 mm2, mm Prin încercarea Marshall: Stabilitatea S la 60 °C, kN, min. Indicele de curgere I, mm Raportul S/I, kN/mm, min.

2 400 0…1

1 3,5 1,7

10

1…7

5,5 1,5…4,5

1,5

2 400 0…1

1 3,0 1,5

10

1…15

4,0

1,5…4,5 1,0

Îmbr�c�mintea din unul sau dou� straturi se a�az� pe un strat de baz�. Grosimea îmbr�c�mintei din asfalt turnat se stabile�te în func�ie de trafic �i de natura stratului de baz�. Grosimea �i cantitatea de mixtur� necesar� se încadreaz� în valorile din tabelul 21. Grosimea stratului de asfalt turnat

Tabelul 21

Tipul mixturii asfaltice

Grosimea stratului de uzur�, cm

Modul de turnare Cantitatea de

mixtur�, kg/m2 Asfalt turnat dur 3,0…4,0

5,0…6,0 Turnat într-un strat Turnat în dou� straturi

72…96 120…144

Asfalt turnat 2,5…3,0 Turnat într-un strat 60…72

Observa�ie. În grosimea stratului de uzur� nu este inclus� �i mixtura asfaltic� necesar� egaliz�rii stratului de leg�tur�, respectiv de baz� �i de funda�ie.

Profilul transversal se proiecteaz� la fel ca �i pentru celelalte îmbr�c�min�i bituminoase grele, cu men�iunea c� pentru trotuare �i alei pantele au o înclinare de 2 %, iar pentru pie�e 1…2,5 %. Declivit��ile admise în profil longitudinal sunt de maximum 4,5 %. Verificarea profilului longitudinal se face obi�nuit cu dreptarul de 3 m lungime admi�ându-se urm�toarele denivel�ri locale sub dreptar:

− la îmbr�c�min�ile a�ternute manual, maximum 7 mm; − la îmbr�c�min�ile a�ternute mecanic, maximum 5 mm.

Asfaltul turnat se produce obi�nuit în malaxoare mecanice sau în instala�ii pentru producerea mixturilor asfaltice adaptate corespunz�tor. Dozarea componen�ilor în cazul producerii în malaxoare mecanice se face prin cânt�rire; se introduce în malaxor întâi bitumul, dup� a c�rui topire se adaug� treptat filerul.

99

Peste amestecul de bitum-filer bine omogenizat se adaug� treptat nisipul �i criblura sau nisipul gr�un�os în prealabil uscat �i înc�lzit. Temperatura la care se prepar� mixtura asfaltic� este de 170…190 °C, f�r� a dep��i 200 °C. Procesul tehnologic aplicat este urm�torul:

− se înc�lze�te bitumul la 190…200 °C; − se înc�lze�te filerul la 200 °C prin trecerea acestuia într-un usc�tor-înc�lzitor

de filer �i depozitarea lui într-un dozator de filer; − uscarea �i înc�lzirea agregatelor (nisip �i criblur�, dozate în prealabil cu

ajutorul predozatoarelor) la 200 °C se face în usc�torul instala�iei; Asfaltul turnat este desc�rcat într-un bunc�r termoizolat sau direct în transportorul de asfalt, care poate fi un malaxor obi�nuit prev�zut cu instala�ie de înc�lzire, montat direct pe un autocamion. Mixtura asfaltic� având temperatura de 150…180 °C se întinde cu dri�ca de lemn sau mecanic �i se neteze�te la grosimea proiectat�. Se recomand� ca la a�ternerea mixturii s� se foloseasc� repartizatoarele-finisoare mecanice. Ultima opera�ie dup� întindere �i nivelare const� în r�spândirea pe suprafa�a îmbr�c�mintei a 2…3 kg/m2 nisip 1…3 mm peste care apoi se trece de câteva ori cu un rulou manual de 40…50 kg. Dac� este necesar s� se realizeze o suprafa�� cu o rugozitate mai mare, se r�spânde�te pe suprafa�a asfaltului turnat 4…6 kg/m2 criblur� 3…8 mm peste care se trece cu un rulou manual de circa 100 kg. Se recomand� ca aceast� criblur� s� fie bitumat� �i înc�lzit� în prealabil. Dup� r�cirea mixturii asfaltice, îmbr�c�mintea poate fi dat� în exploatare. În ultimii ani se constat� în unele ��ri o tendin�� pronun�at� de a folosi ca strat de uzur� pentru drumuri cu trafic intens asfaltul turnat. Caracteristicile acestui asfalt turnat date în literatura de specialitate sunt urm�toarele:

− con�inut de bitum, 6,5…8,5 %; − p�trunderea la 22 °C, sub o înc�rcare de 525 N aplicat� timp de 5 h, de 1…5 mm.

Zona de granulozitate recomandat� pentru asfaltul turnat este indicat� în fig. 44.

Fig. 44. Zona de granulozitate pentru asfalt turnat dur.

100

Ca urmare studiilor f�zute de-a lungul anilor asupra comport�rii îmbr�c�min�ilor cu strat de uzur� din asfalt turnat, în compara�ie cu îmbr�c�min�ile care au ca strat de uzur� betonul asfaltic, s-au concretizat urm�toarele observa�ii:

− betoanele asfaltice utilizate pentru stratul de uzur� se caracterizeaz� �i prin faptul c� pot avea un volum de goluri rezidual pân� la 5,0 %, ceea ce poate conduce în condi�ii de umiditate excesiv� în exploatare la apari�ia unor defec�iuni ce se agraveaz� mai ales dac� iarna circul� �i autovehicule având pneuri cu crampoane;

− asfaltul turnat prezint� de la început compactitate maxim�, nu are goluri remanente, deci este insensibil la ac�iunea apei.

Se constat� c� în cazul asfaltului turnat, con�inutul de bitum este mai mare cu aproximativ 2,0 % decât în cazul betoanelor asfaltice. Bitumul folosit este mai dur având penetra�ia 41…50 sau 25…40. Con�inutul de filer este mai mare de dou� ori, asigurând un raport bitum-filer 1 : 3 fa�� de 1 : 1,5 în cazul betoanelor asfaltice. Folosirea asfaltului turnat se recomand� în consecin�� atât pe drumurile din ora�e cât �i în exterior, cu condi�ia de a-i asigura rugozitatea. Se poate realiza acest deziderat prin r�spândirea unui material concasat 2…5 mm. În Anglia �i în ��rile scandinave, asfaltul turnat se folose�te pe scar� larg�, iar pentru asigurarea rugozit��ii se folosesc granule preanrobate cu dimensiunile 15…20 mm, cu care se cluteaz� stratul de asfalt turnat. Desigur, asfaltul turnat este mai scump decât betonul asfaltic, dar necesit� �i mai pu�ine cheltuieli de între�inere. De regul� asfaltul turnat dur se utilizeaz� ca îmbr�c�minte pe poduri. 8.2.5. Beton asfaltic cu agregat mare (B.A.25) Betonul asfaltic cu agregat mare este o mixtur� asfaltic� pentru stratul de uzur�, caracterizat� printr-un schelet mineral puternic alc�tuit din amestec de cribluri cu dimensiunea pân� la 25 mm. Agregatul natural este format din:

− amestec de cribluri 3…8 mm, 8…16 mm �i 16…25 mm 50…70 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 5…12 %; − filer �i nisip 0,09…3 mm rest pân� la 100.

Granulozitatea amestecului trebuie s� se încadreze în zona din fig. 45.

Fig. 45. Zona de granulozitate pentru B.A.25.

101

Con�inutul de bitum este de 5,5…7,0 %, raportat la masa mixturii asfaltice �i se determin� prin studii de laborator, luând în considerare �i clasa tehnic� a drumului sau categoria str�zii pe care urmeaz� a se aplica. Acest tip de beton asfaltic se utilizeaz� pentru drumuri cu declivit��i pân� la 6 %.

8.2.6. Betoane asfaltice deschise (B.A.D.)

Mixturile asfaltice executate la cald, pentru stratul de leg�tur�, intr� în categoria betoanelor asfaltice cu structur� deschis� �i se pot realiza în trei variante:

− beton asfaltic deschis, cu criblur� 3…25 mm (B.A.D.25); − beton asfaltic deschis cu pietri� sortat 3…31 mm (B.A.D.P.S.31); − beton asfaltic deschis cu pietri� concasat 3…31 mm (B.A.D.P.C.31).

Betonul asfaltic deschis cu criblur� (B.A.D.25) const� dintr-un amestec de criblur� �i nisip, aglomerate cu bitum având urm�toarea compozi�ie:

− criblur� 3−8; 8−16 �i 16−25 65…80 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 1…6 %; − filer �i nisip 0,09…3 mm rest p�nâ la 100; − bitum 4…5 % din masa mixturii asfaltice.

Curba de granulozitate a agregatului total pentru B.A.D.25 se va înscrie în zona din fig. 46.

Betonul asfaltic deschis cu criblur� se folose�te ca strat de leg�tur� pentru drumuri �i str�zi din clasa tehnic� I…IV în grosime minim� de 4 cm. Cantitatea minim� de mixtur� asfaltic� ce se utilizeaz� va fi de 90 kg/m2. Betonul asfaltic deschis cu pietri� sortat (B.A.D.P.S.31) este alc�tuit dintr-un amestec de nisip gr�un�os 3…7 mm, pietri� 7…31 mm, nisip natural 0…3 mm �i filer, aglomerate cu bitum, având urm�toarea compozi�ie:

− nisip gr�un�os �i pietri� 3…31 mm 47…68 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 1…6 %; − filer �i nisip 0,09…3 mm rest pân� la 100; − bitum 4…5% din masa mixturii asfaltice.

Curba de granulozitate se va înscrie în zona indicat� în fig. 47. Când pietri�ul �i nisipul sunt silicioase se recomand� folosirea a 2 % filer de var stins în pulbere. În absen�a filerului de var stins în pulbere se adaug� filer de calcar în propor�ie mai mare, �i anume 4…5 %. De asemenea, se poate trata bitumul cu substan�e tensioactive pentru îmbun�t��irea adezivit��ii.

Fig. 46. Zona de granulozitate pentru B.A.D.25.

102

Betonul asfaltic deschis cu pietri� sortat (B.A.D.P.S.31) se folose�te ca strat de leg�tur� pentru drumuri �i str�zi încadrate în clasele tehnice IV �i V, respectiv categoriile III �i IV. Grosimea stratului de leg�tur� va fi de minimum 5 cm, cantitatea de mixtur� asfaltic� minim� necesar� fiind de 110 kg/m2. Betonul asfaltic deschis cu pietri� concasat (B.A.D.P.C.31) este alc�tuit dintr-un amestec de nisip �i pietri� rezultate din concasarea agregatelor de râu sort 0–7, 7−16 �i 16−31, respectiv nisip natural 0−3, 3−7 sau 0−7, având urm�toarea compozi�ie:

− nisip �i pietri� 3…31 mm 65…80 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 1…6 %; − filer �i nisip 0,09…3 mm rest pân� la 100; − bitum 4…5 % din masa mixturii asfaltice.

Curba de granulozitate a agregatului total se va înscrie în zona prezentat� în fig. 47. Acest tip de beton asfaltic se folose�te pentru straturi de leg�tur� la drumuri de clasele tehnice II…V �i str�zi de categoriile tehnice II…IV. Grosimea minim� a stratului este de 5 cm, corespunz�toare unei cantit��i minime de mixtur� asfaltic� de 110 kg/m2. Not�: La elaborarea dozajelor pentru toate tipurile de mixturi asfaltice, laboratoarele de specialitate vor �ine seama de reglement�rile în vigoare privind în special zonele de granulozitate �i procentul de liant admise, întrucât acestea pot s� varieze în func�ie de evolu�ia tehnicii rutiere.

8.3. Caracteristicile fizico-mecanice ale mixturilor asfaltice folosite la execu�ia îmbr�c�min�ilor bituminoase grele

Caracteristicile fizico-mecanice ale mixturilor asfaltice sunt indicate în tabelele 22 �i 23; pe baza lor se apreciaz� calitatea îmbr�c�min�ilor bituminoase �i se iau m�suri în consecin��. Caracteristicile fizico-mecanice �i valorile reale ale acestora pentru lucr�ri executate se reg�sesc în buletinele de încercare elaborate de c�tre laboratoarele de specialitate pe baza c�rora, dup� caz, se admit sau nu, la recep�ie, lucr�rile realizate.

Fig. 47. Zona de granulozitate pentru B.A.D.P.S.31 �i B.A.D.P.C.31.

103

Caracteristicile mixturilor asfaltice determinate pe cilindri Marshall

Tabelul.22

Tipul mixturii asfaltice Caracteristici

pe cilindri Marshall

Clasa tehnic� a drumului

Cate- goria str�zii

Bitum tip M.A.7

B.A.8 B.A.16 B.A.25

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

B.A.D.P.C.31 B.A.D.P.S.31

60/80 - 9,0 9,5 7,0 I; II I; II

80/100 - 8,0 8,5 6,0 60/80 - 7,5 8,0 5,5

III III 80/100 - 6,0 6,5 4,5 60/80 5,5 5,5 - - 80/100 5,0 5,0 - 3,0

Stabilitatea S la 60 °C, kN min.

IV; V IV 100/120 5,0 5,0 - 3,0 60/80 - 1,5…3,5 1,5…3,0 1,5…4,5

I; II I; II 80/100 - 1,5…4,0 1,5...3,5 1,5…4,5 60/80 - 1,5...3,5 1,5…3,0 1,5…4,5

III III 80/100 - 1,5...4,0 1,5…3,5 1,5…4,5 60/80 1,5...4,5 1,5…4,5 - - 80/100 1,5…4,5 1,5…4,5 - 1,5…4,5

Indice de curgere l mm

IV; V IV 100/120 1,5…4,5 1,5…4,5 - 1,5…4,5 60/80 - 2,5…5,0 2,5…5,0 2,0…4,0

I; II I; II 80/100 - 2,5...4,0 2,5…4,0 2,0…4,0 60/80 - 2,0...4,0 2,0...4,0 1,5…3,0

III III 80/100 - 2,0…4,0 2,0...4,0 1,5…3,0 60/80 1,0…3,0 1,5…4,0 - - 80/100 1,0...3,0 1,5…4,0 - 1,0…3,0

Raport S/I, kN/mm

IV; V IV 100/120 1,0…3,0 1,5…4,0 - 1,0…3,0

Densitate aparent� kg/m3, min.

− − D60/80

D80/100 D100/120

2 200

2 350

2 350

2 300

Absorb�ie de ap�, % vol. − −

D60/80 D80/100 D100/120

1…6

1…5

3…5

2…6

Este de remarcat faptul c� majoritatea încerc�rilor prescrise nu reproduc modul

real de solicitare a mixturii asfaltice puse în oper� �i, în consecin��, valorile caracteristicilor ob�inute prin încerc�rile clasice conven�ionale, pe baza unui mare num�r de probe selectate trebuie interpretate corespunz�tor pentru ca în func�ie de acestea s� se poat� trage concluziile asupra calit��ii stratului rutier realizat cu mixtura asfaltic� încercat�. Realizarea unei densit��i aparente corespunz�toare, în cazul betoanelor asfaltice, înseamn� ob�inerea pe �antier a gradului de compactare maxim, ceea ce corespunde �i unui volum de goluri minim. În consecin��, valoarea absorb�iei de ap� exprimat� în procente volumice va fi sc�zut�, �i anume maximum 5,0 % în cazul betoanelor asfaltice folosite ca strat de uzur�. Ob�inerea unor densit��i aparente mai mici, sub limitele indicate mai înainte, atest� nerealizarea unor mixturi asfaltice la parametrii proiecta�i, cauzele putând fi numeroase. Astfel, un con�inut redus de liant, o granulozitate necorespunz�toare, conduc la o mixtur� asfaltic� greu de compactat �i care va avea imediat dup� a�ternere o densitate aparent� mic� �i o absorb�ie de ap� ridicat�. În acest caz, singura posibilitate de remediere const� în etan�area stratului de uzur� prin badijonare cu bitum sau executarea unui

104

tratament bituminos. Dimpotriv�, un exces de bitum conduce la o absorb�ie de ap� mic�, îns� rezisten�a la compresiune �i stabilitatea mixturii asfaltice vor fi sc�zute, ceea ce conduce inevitabil la apari�ia de v�luriri ulterioare sub efectul traficului. Caracteristicile mixturilor asfaltice determinate pe cuburi

Tabelul 23

Tipul mixturii asfaltice

Caracteristici pe cuburi Bitum tip M.A.7

B.A.8 B.A.16 B.A.25

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

B.A.D.P.C.31 B.A.D.P.S.31

D60/80 - 3,5 3,5 - Rezisten�a la compresiune la 22 °C, N/mm2, min. D80/100

D100/120 2,5 3,0 3,0 -

D60/80 - 0,7 0,7 - Rezisten�a la compresiune la 50 °C, N/mm2, min. D80/100

D100/120 0,5 0,7 0,7 -

Reducerea rezisten�ei la compresiune la 22 °C la 28 zile de p�strare în ap�, %, max.

D60/80 D80/100 D100/120

35 30 30 -

Densitatea aparent�, kg/m3, min. D60/80

D80/100 D100/120

2150 2250 2200

Absorb�ia de ap�, % vol. D60/80

D80/100 D100/120

2…5 2…6 4…7 3…8

Un alt parametru util este umflarea la 28 zile de p�strare în ap�, care d� indica�ii asupra elementelor nocive ca argila �i praful, a c�ror prezen�� poate provoca umfl�ri ale mixturilor asfaltice sub influen�a apei. În cazul unor valori ridicate ale umfl�rii este necesar s� se examineze foarte sever calitatea agregatelor ce intr� în compozi�ia mixturilor asfaltice �i s� se îndep�rteze cu grij� orice element nociv. Rezisten�a la compresiune a mixturilor asfaltice folosite în stratul de uzur� al îmbr�c�min�ilor bituminoase trebuie s� fie de minimum 3,0 N/mm2 pentru betoanele asfaltice. Ob�inerea unor rezisten�e sub aceste valori poate avea drept cauz� folosirea unui liant în exces sau cu o vâscozitate sc�zut�, ambele situa�ii conducând la acela�i efect: o îmbr�c�minte pu�in rezistent� la temperaturi ridicate vara, care se deformeaz� u�or �i pe care apar în exploatare, în mod sigur, f�ga�e �i v�luriri. Rezisten�e la compresiune prea ridicate, care dep��esc cu 75 % valorile recomandate, indic� în schimb o posibil� ardere a bitumului în procesul tehnologic de producere a mixturilor asfaltice. Stabilitatea Marshall la 60 °C este dat� în func�ie de clasa tehnic� a drumului. Se constat� c� pentru drumuri din clasele tehnice IV…V valoarea stabilit��ii Marshall este de 4,0 kN pentru betoanele asfaltice cu agregat m�runt s�rac sau bogat în criblur�, iar pentru beton asfaltic deschis pentru strat de leg�tur� valoarea poate s� fie mai sc�zut�, �i anume de 3,0 kN. Dac� drumul este încadrat într-o clas� tehnic� superioar�, pentru executarea îmbr�c�mintei este necesar� o mixtur� asfaltic� cu o stabilitate mai mare; astfel, de exemplu, la drumuri din clasa tehnic� II se cere o stabilitate Marshall de 7,50 kN. Pentru beton asfaltic rugos stabilitatea Marshall este mai mare, �i anume 9,50 kN pentru drumuri din clasa tehnic� II.

105

Studii numeroase efectuate de diferite laboratoare de cercetare au eviden�iat faptul c� stabilitatea Marshall pentru acela�i tip de mixtur� asfaltic� este sensibil influen�at� de duritatea bitumului folosit. Astfel, pentru aceea�i energie de compactare �i aceea�i compozi�ie a unui beton asfaltic, studiile efectuate au ar�tat c� se ob�in valori diferite ale stabilit��ii Marshall în func�ie de duritatea liantului. Pentru bitum cu penetra�ia 81/100 stabilitatea este 6,15 kN, pentru bitum cu penetra�ia 61/70 stabilitatea cre�te la 7,15 kN iar pentru un bitum mai dur 41/50, stabilitatea atinge valori de 7,50 kN. Aceste studii au condus la diferen�ierea folosirii bitumurilor în func�ie de zonele climaterice. Pentru regiuni cu temperaturi ridicate în timpul verii, se recomand� folosirea bitumurilor cu penetra�ia 61/70 sau chiar 41/50 în timp ce pentru zonele mai reci se folosesc bitumuri cu vâscozitate mai mic�, având penetra�ia de 81/100 sau 101/120. Pe aceste considerente �i la noi în �ar� s-a indicat folosirea bitumurilor D 60/80 �i D 80/100 pentru producerea mixturilor asfaltice.

8.4. Prescrip�ii generale de execu�ie pentru îmbr�c�min�ile bituminoase grele

Prescrip�iile generale de execu�ie se refer� la preg�tirea stratului suport, producerea mixturilor asfaltice, a�ternerea �i compactarea lor, precum �i tratarea ulterioar� a suprafe�elor îmbr�c�min�ilor bituminoase. Preg�tirea stratului suport const� în repararea eventualelor defec�iuni existente, verificarea elementelor geometrice proiectate, apoi cur��area temeinic� de orice murd�rii, praf etc. În cazul în care stratul suport are un profil transversal necorespunz�tor, cu denivel�ri mai mari de 2 cm sub dreptarul de 3 m, se va executa reprofilarea suprafe�ei cu anrobate bituminoase. În general, pentru a îmbun�t��i aderen�a stratului de acoperire la stratul suport sau la stratul de leg�tur�, se recomand� amorsarea acestora. În acest scop se folosesc bitumul t�iat sau emulsia bituminoas� cu rupere rapid�, r�spândite cât mai uniform pe suprafa�a ce se amorseaz�, astfel încât s� rezulte 0,3…0,5 kg/m2 bitum pur. Producerea mixturilor asfaltice, a�ternerea �i compactarea au fost tratate la cap. 2.4. În timpul execu�iei straturilor bituminoase se va acorda o aten�ie deosebit� sudurii �i compact�rii perfecte a rostului de lucru. În acest scop, când se lucreaz� pe jum�tatea p�r�ii carosabile, marginea dinspre ax� a îmbr�c�mintei se va t�ia vertical, apoi se va amorsa cu emulsie bituminoas� sau bitum t�iat. Acelea�i m�suri se vor lua �i în cazul rosturilor de lucru. La executarea îmbr�c�min�ilor cu strat de leg�tur�, rosturile de lucru ale straturilor de uzur� se vor decala cu cel pu�in 10 cm fa�� de cele ale stratului de leg�tur�. Se recomand� acoperirea în aceea�i zi a stratului de leg�tur� cu stratul de uzur�. Sectoarele neacoperite se interzic circula�iei, iar înainte de acoperire se vor cur��a. Dup� executarea stratului de uzur� se procedeaz�, de regul�, la închiderea porilor suprafe�ei prin r�spândirea a 2…3 kg/m2 nisip 0…3 mm bitumat cu 2…3 % bitum, excep�ie f�când betoanele asfaltice rugoase. Pentru refacerea rugozit��ii, dup� o perioad� de timp se pot executa tratamente bituminoase sau un nou covor asfaltic rugos. Pentru sectoarele ce se execut� dup� 1 octombrie sau înainte de aceast� dat�, în zonele umbrite sau cu umiditate excesiv�, se va executa închiderea suprafe�ei stratului printr-o badijonare cu bitum t�iat sau emulsie bituminoas� cu rupere rapid� diluat� 1 : 1, astfel încât s� rezulte 0,5…0,6 kg/m2 bitum rezidual, urmat� de r�spândirea a 3…5 kg/m2 nisip natural curat. Cu ocazia recep�iei preliminare a lucr�rilor, care se face la cel pu�in o lun� de la darea în circula�ie a sectorului executat se verific�: uniformitatea suprafe�ei, cotele

106

profilului longitudinal, suprafa�a în profil transversal, grosimea straturilor �i calitatea îmbr�c�mintei bituminoase executate, pe baza încerc�rilor efectuate într-un laborator de specialitate asupra carotelor prelevate din îmbr�c�minte la minimum 20 de zile de la darea în circula�ie. Se preleveaz� câte dou� carote de 40 x 40 cm pentru fiecare 7 000 m2 de îmbr�c�minte (se determin� caracteristicile fizico-mecanice pe carot�). Recep�ia definitiv� a lucr�rilor executate se face, de regul�, dup� 3 ani de la data recep�iei preliminare.

9. Îmbr�c�min�i bituminoase speciale 9.1. Generalit��i. Clasificare În aceast� categorie s-au încadrat îmbr�c�min�ile bituminoase cu o utilizare mai restrâns�, realizate în condi�ii speciale, din materiale mai pu�in folosite �i care prin natura lor au caracteristici diferite de îmbr�c�min�ile bituminoase obi�nuite. Particularit��ile îmbr�c�min�ilor bituminoase speciale rezult� din modul de alc�tuire a mixturilor asfaltice �i uneori din tehnologia de execu�ie. S-a încercat introducerea unor combina�ii de lian�i care contribuie la ridicarea performan�elor mixturilor asfaltice �i ob�inerea unor îmbr�c�min�i cu durata de exploatare îndelungat� în condi�ii dificile, la solicit�ri mari datorate traficului, condi�iilor clinaterice sau deformabilit��ii stratului suport. Studiul �i ob�inerea unor mixturi asfaltice cu performan�e mecanice superioare sunt necesare pentru realizarea unor straturi rutiere cu caracteristici speciale �i întrebuin��ri bine definite dintre care se men�ioneaz�:

− ob�inerea unor mixturi asfaltice care s� poat� fi puse în oper� în straturi sub�iri, prezentând o rugozitate mare; acestea vor fi folosite mai ales pentru între�inerea îmbr�c�min�ilor existente;

− realizarea unor mixturi asfaltice capabile de a suporta deforma�ii mai mari sub eforturi repetate, care ar urma s� fie utilizate pentru:

• acoperirea cu straturi bituminoase sub�iri (3…5 cm) a îmbr�c�min�ilor uzate ce prezint� fisuri de contrac�ie, faian��ri datorit� oboselii materialului etc.;

• ranforsarea structurilor rutiere existente mai ales în ora�e unde nu este posibil s� se aplice straturi groase pentru îmbr�c�mintea existent�;

• îmbr�c�min�i rezistente pentru calea pe poduri; • între�inerea îmbr�c�min�ilor existente prin aplicarea unor covoare asfaltice

de grosime redus�; − aplicarea unor covoare asfaltice din mixturi asfaltice speciale pe

îmbr�c�min�ile din beton de ciment fisurate. În categoria îmbr�c�min�ilor bituminoase speciale s-au încadrat:

− îmbr�c�min�ile bituminoase colorate; − îmbr�c�min�ile bituminoase cu caracteristici superioare realizate cu:

• bitum cu cauciuc; • bitum cu polimeri; • bitum cu r��ini termoplastice;

− îmbr�c�min�i bituminoase prefabricate din: • mixturi asfaltice executate cu nisip bituminos; • mortar asfaltic cu subif;

− îmbr�c�min�i bituminoase pentru calea pe poduri realizate din: • asfalt turnat;

107

• beton asfaltic etan�; • beton asfaltic deschis; • mortar asfaltic turnat;

− îmbr�c�min�i bituminoase realizate din mixturi asfaltice cu granulit.

9.2. Îmbr�c�min�i bituminoase speciale colorate Îmbr�c�min�ile bituminoase speciale colorate se utilizeaz� destul de rar în tehnica noastr� ruteir�, datorit� atât dificult��ilor de execu�ie cât �i costului lor ridicat; ele se execut� din mixturi asfaltice colorate care se prepar� cu dozaje speciale �i diver�i pigmen�i coloran�i cu mare putere de acoperire. Pentru a ob�ine mixturi asfaltice de culoare ro�ie se folosesc oxizii ro�ii de fier, pentru culoarea galben� oxizii galbeni de crom, iar pentru cea alb� bioxidul de titan, care are o mare putere de acoperire. La Facultatea de Construc�ii �i Arhitectur� din Ia�i s-au f�cut experiment�ri cu mixturi asfaltice de culoare ro�ie, care au fost preparaate din criblur� ro�ie ob�inut� dintr-un porfir ro�u, nisip natural, filer de calcar (cret� de Murfatlar), oxid ro�u de fier �i bitum D 80/120. S-a realizat un beton asfaltic cu agregat m�runt bogat în criblur� având shcletul mineral alc�tuit din:

− criblur� ro�ie 3…8 mm 65 %; − nisip natural 0…7 mm 20 %; − filer de calcar (Murfatlar) 10 %; − oxid ro�u de fier 5 %.

Ca liant s-a folosit bitumul D 80/120 în propor�ie de 7,5 % din masa mixturii asfaltice, ceea ce a condus la caracteristici fizico-mecanice corespunz�toare. Se remarc� stabilitatea Marshall ridicat� (15 kN), indicele de curgere (4,2 mm) �i o rezisten�� la compresiune la 22 °C de 5,0 N/mm2. Procesul tehnologic aplicat este cel clasic, cu observa�ia c� filerul �i oxidul ro�u de fier se introduc simultan în malaxor. Timpul de amestecare în malaxor a fost de 1,5…2 min, iar temperatura mixturii asfaltice 165…170 °C. A�ternerea �i punerea în oper� nu au creat dificult��i, culoarea suprafe�ei astfel realizate este uniform� �i distinct� fa�� de sectorul etalon. Costul mixturii asfaltice realizate este cu aproximativ 70 % mai ridicat decât al betonului asfaltic clasic. Mixturile asfaltice de culoare deschis� se ob�in prin folosirea unor agregate cât mai deschise la culoare (albe) �i a unor bitumuri tratate în mod special în rafin�rii pentru a avea o culoare prea închis�. Sub circula�ie, datorit� uzurii filmului de bitum de la suprafa��, apare culoarea mai deschis� a agregatelor. Se folosesc în general agregate concasate silicioase. Datorit� pre�ului ridicat al acestor agregate de tip special ele se utilizeaz� numai în propor�ie de 30…40 % din amestecul total. Se pot ob�ine de asemenea straturi de uzur� de culoare deschis� prin împr��tierea pe suprafa�a îmbr�c�mintei a unor particule de aluminiu cu dimensiuni de câ�iva milimetri care încorporate în stratul de uzur�, prin compactare, îi dau o culoare mai deschis�. Acest tip de mixturi asfaltice sunt înc� foarte scumpe de aceea nu au dep��it stadiul experimental. În general, mixturile asfaltice de culori deschise sunt recomandate îndeosebi în tuneluri, pasaje subterane �i pe sectoare unde intensitatea circula�iei pe timp de noapte este mare.

108

9.3. Îmbr�c�min�i bituminoase speciale cu caracteristici superioare

În categoria îmbr�c�min�ilor bituminoase speciale cu caracteristici superioare se vor trata îmbr�c�min�ile realizate din mixturi asfaltice având ca liant: bitum cu cauciuc �i bitum cu polimeri. Îmbr�c�min�ile bituminoase speciale din mixturi asfaltice cu bitum-cauciuc se realizeaz� utilizând ca liant bitumul cu un adaos de cauciuc natural sau sintetic în propor�ie de cca 5 % din masa bitumului. Studiile de laborator arat� c� acest liant are punctul de rupere Fraass de − 34 °C în timp ce bitumul etalon are numai − 17 °C. Acest tip de mixtur� asfaltic� prezint� o bun� stabilitate pe timp c�lduros �i are o rigiditate �i fragilitate mult mai mic�, iarna pe timp rece �i la înghe�; ea rezist� astfel f�r� ca s� fisureze la înc�rc�ri repetate. Se men�ioneaz� faptul c� �i acest tip de mixtur� asfaltic� este mai scump decât cele obi�nuite �i de aceea se utilizeaz� numai pe scar� redus�. Îmbr�c�min�ile bituminoase realizate din mixturi asfaltice pe baz� de bitum cu polimeri prezint� caracteristici superioare prin faptul c� se îmbun�t��esc sim�itor propriet��ile bitumului prin adaos de 3…15 % polimeri cu func�ii separate îns� complementare. Noul liant se ob�ine din:

− bitum D 40/50 sau 60/70 (în mod excep�ional D 80/100); − un elastomer cu greutate molecular� mic�; − un copolimer de natur� elasto-termo-plastic�.

Elastomerii confer� bitumului suple�e, plasticitate �i flexibilitate, ac�iunea lor remarcându-se mai ales la temperaturi joase (sub −5 °C). Copolimerii îmbun�t��esc consisten�a, coeziunea, adezivitatea �i elasticitatea bitumului mai ales în zona temperaturilor ridicate (peste + 40 °C). Caracteristicile reologice, mecanice �i adezivitatea bitumului cu polimeri sunt superioare bitumului martor D 40/50, dup� cum se poate vedea în tabelul 24. Caracteristicile bitumului cu polimeri

Tabelul 24

Caracteristici Bitum 40/50 Bitum cu polimeri

Penetra�ia la 25 °C, zecimi de mm 46 58 Susceptibilitatea termic�

21

21 lglg

TT

PPA

+

−=

P1 �i P2 sunt penetra�iile m�surate la temperaturile T1 �i T2

0,0419 0,0314

Indice de penetra�ie

A

AIP

501

50020

+

−=

– 0,30 + 1,67

Punctul de rupere Fraass – 14 °C − 27 °C Intervalul de plasticitate 68,6 °C 86,1 °C Raportul imersiune/compresiune (încercarea Duriez) 0,88 0,96 Încercarea de re�inere a filmului de liant (adezivitate) dup� 16 h de imersare în ap�, % Suprafa�� dezanrobat� la 20 °C Suprafa�� dezanrobat� la 60 °C

10 90

0 25

109

Se remarc� faptul c� bitumul cu polimeri prezint� o rigiditate mai mic� la temperaturi sc�zute, deci o mai mare adaptabilitate la solicit�rile din timpul iernilor friguroase. Pentru informare, în tabelul 25 se prezint� dou� dozaje utilizate.

Dozajele realizate cu bitum cu polimeri

Tabelul 25

Materiale Dozaj A Dozaj B Criblur� 10…14 mm Criblur� 8…14 mm Criblur� 6…10 mm Nisip 0…2 mm Filer de calcar Liant (bitum cu polimeri) raportat la masa agregatului

– 70,0

− 26,5 3,5 5,5

26,0 −

31,0 39,0 4,0 5,7

Încerc�rile efectuate cu simulatorul de f�ga�e asupra mixturii asfaltice cu dozajul A, pe epruvete 50 x 18 x 5 cm, la temperatura de 60 °C, cu roata sub înc�rcarea de 500 daN au dat rezultatele din tabelul 26.

Adâncimea f�ga�ului în func�ie de num�rul de cicluri

Tabelul 26

Adâncimea f�ga�ului, în mm Nr. de cicluri Bitum 40/50 Bitum cu polimeri

100 1 000

10 000 30 000

100 000

2,6 3,8 5,5 6,2 6,8

1,7 2,5 3,2 3,6 4,0

Se observ� c� în cazul mixturii asfaltice cu bitum cu polimeri, adâncimea f�ga�ului la acela�i ciclu este cu circa 40 % mai mic� decât în cazul bitumului D 40/50. De asemenea, se men�ioneaz� c� toate caracteristicile mecanice ale mixturii asfaltice realizate cu bitum cu polimeri sunt superioare mixturii asfaltice de acela�i tip, executat� cu bitumul martor; astfel, rezisten�a la oboseal� determinat� prin încercarea la încovoiere sinusoidal� pe epruvete trapezoidale la o amplitudine de deforma�ie constant�, la 10 °C �i 25 Hz atest� urm�toarele:

− pentru o deforma�ie relativ� dat� de 2 ⋅ 10-4 de exemplu, durata de exploatare exprimat� în num�r de cicluri este de 1,4 ⋅ 105 cicluri pentru mixtura asfaltic� realizat� cu bitum D 40/50, ajungând la 2 ⋅ 106 cicluri pentru mixtura asfaltic� cu bitum cu polimeri, deci de aproximativ 14 ori mai mare decât în primul caz;

− pentru o durat� de exploatare dat� de 5 ⋅ 105 cicluri de exemplu, deforma�ia relativ� maxim� admis� este de 1,6 ⋅ 10-4 pentru o mixtur� asfaltic� realizat� cu bitum D 40/50 �i devine 2,45 ⋅ 10-4 pentru o mixtur� asfaltic� realizat� cu bitum cu polimeri, deci o majorare cu mai bine de 50 %.

Pe baza acestor rezultate se poate deci afirma c� folosirea bitumului cu polimeri în locul bitumului D 40/50 la acela�i con�inut de liant pentru producerea mixturilor asfaltice conduce la:

110

− m�rirea duratei de exploatare a îmbr�c�mintei executate cu mixturi asfaltice cu bitum cu polimeri;

− preluarea de c�tre îmbr�c�mintea respectiv�, pentru o durat� de exploatare determinat�, a unor deforma�ii mult mai mari, f�r� nici un fel de inconveniente.

Mixturile asfaltice cu bitum cu polimeri se recomand� pentru: − îmbr�c�min�i rutiere pe drumurile supuse unor condi�ii climaterice foarte

severe (varia�ii de temperatur� iarn�-var� foarte mari); − covoare asfaltice de grosime mic� (3…4 cm) a�ternute chiar pe un strat

suport deformabil, faian�at sau îmb�trânit; − pentru straturi de uzur� pe str�zi puternic solicitate de traficul greu; − pentru ranforsarea structurilor rutiere existente.

În concluzie, se men�ioneaz� c� mixturile asfaltice cu bitum cu polimeri, datorit� nivelului ridicat al performan�elor pe care le au, permit realizarea unor îmbr�c�min�i bituminoase eficiente în condi�ii de solicitare severe. În �ara noastr�, normele tehnice prev�d posibilitatea realiz�rii tipurilor de mixturi asfaltice cu polimeri prezentate în tabelul 27. Tipuri de mixturi asfaltice cu bitum cu polimeri

Tabelul 27

Tipul mixturii asfaltice Simbol Dimensiunea

maxim� a granulei, mm

Domeniul de utilizare

Beton asfaltic bogat în criblur� cu bitum modificat

B.A.M.16 16 Strat de uzur�

Beton asfaltic rugos cu bitum modificat B.A.R.M.16 16 Strat de uzur� Beton asfaltic deschis cu bitum modificat B.A.D.M.25 25 Strat de leg�tur�

Caracteristicile bitumului modificat cu polimeri

Tabelul 28

Caracteristica Condi�ii de admisibilitate Penetra�ie la 25 oC, 1/10 mm 55 … 70 Punct de înmuiere, oC, min. 55 Ductilitate la 13 oC, cm, min. 40 Punct de rupere Fraass, oC, max. − 20 Revenire elastic� la 13 oC, %, min. 60 Stabilitate la înc�lzire în strat sub�ire la 163 oC (metoda TFOT):

− pierderea de mas�, %, max. − penetra�ia rezidual�, %, min. − cre�terea punctului de înmuiere, oC, max. − ductilitatea la 13 oC, cm, min. − revenirea elastic� la 13 oC, %, min.

0,8 50 9

40 60

Adezivitate, %, min. 85 Omogenitate (microscop cu lumin� fluorescent�): dispersie foarte fin� a particulelor sub 5 µ, %, min.

80

Stabilitate la stocare 72 ore la temperatura de 163 oC: diferen�a între punctele de înmuiere, oC, max.

5

Dozajul mixturii asfaltice se stabile�te pe baza studiilor asupra materialelor componente, respectiv asupra caracteristicilor fizico-mecanice ale mixturii asfaltice

111

preparate în laborator. Granulozitatea agregatului total recomandat� este cea corespunz�toare mixturilor asfaltice clasice. Bitumul modificat cu polimeri de tipul elastomerilor termoplastici liniari (3…6 % din masa bitumului) trebuie s� aib� caracteristicile din tabelul 28. Mixturile asfaltice preparate cu bitum cu polimeri trebuie s� prezinte caracteristicile date în tabelul 29. Caracteristicile mixturilor asfaltice cu bitum cu polimeri

Tabelul 29

Limite de admisibilitate pentru tipurile de mixturi asfaltice

Nr. Crt.

Caracteristici B.A.M.16 B.A.R.M.16 B.A.D.M.25

A. Caracteristici pe probe Marshall 1 Densitate aparent�, kg/m3, min. 2,350 2,350 2,300 2 Absorb�ia de ap�, % vol. 2…5 3…5 2…6 3 Stabilitate la 60 oC, kN, min. 10,0 10,0 8,0 4 Indice de curgere la 60 oC, mm. 2…3,5 2…3,5 2…3,5

B. Caracteristici volumetrice pe cilindri confec�iona�i cu presa de compactare giratorie

1 Volumul de goluri la 80 de gira�ii, %, max. 5,0 5,0 6,0 C. Caracteristici specifice comport�rii în exploatare

1

Rezisten�� remanent� dup� încercarea de imersie:

Raport: imersiedeînainteR

imersiedup�R, %, min.

80 80 −

Rezisten�a la deforma�ii permanente: a) Încercarea pe pl�ci cu simulatorul de f�ga�e: • adâncimea f�ga�ului la 60 oC �i 30 000

cicluri, %, max.

5,0 5,0 −

2* b) Încercarea pe cilindri – fluaj dinamic: • deforma�ia permanent� la 40 oC �i 1 800

impulsuri, 10-4 mm, max. În curs de evaluare −

3**

Modulul de elasticitate dinamic, pe cilindri, MPa • la 1 oC, min. • la 12 oC, min. • la 25 oC, min.

11 000 7 000 2 500

11 000 7 000 2 500

− − −

Rezisten�a la oboseal�: a) pe prisme trapezoidale: • deforma�ia relativ� ε6, la 106 cicluri,

temperatura de 10 oC �i frecven�a de 25 Hz, min.

100 ⋅ 10−6 100 ⋅ 10−6 −

4*

b) pe cilindri: • num�rul de cicluri pân� la fisurare, la

temperatura de 1 oC, min. În curs de evaluare −

D. Caracteritici pe probe intacte (carote) prelevate din îmbr�c�mintea executat� 1 Densitatea aparent�, kg/m3, min. 2 250 2 250 2 200 2 Absorb�ia de ap�, % vol. 2 … 6 4 … 7 3 … 8 3 Grad de compactare, % min. 96 96 96

112

* Rezisten�a la deforma�ii permanente �i la oboseal� se determin� prin metoda a sau b, în func�ie de dotarea laboratorului; ** Modulul de elasticitate dinamic se determin� în vederea utiliz�rii acestuia la dimensionarea structurii rutiere. Bitumul modificat se prepar� în instala�ii speciale, în flux discontinuu, constituite în principal dintr-un recipient vertical cu agitator �i o moar� coloidal�. Acesta se stocheaz� în rezervoare dotate cu echipament de înc�lzire �i de recirculare permanent� a liantului sau prev�zute cu agitator pentru asiguarea omogenit��ii acestuia pe perioada de depozitare. Prepararea mixturilor asfaltice cu bitum cu polimeri se face prin tehnologia cunoscut�, cu precizarea c� agregatele naturale se vor înc�lzi la 175…185 °C, bitumul modificat la 165…180 °C, temperatura mixturii asfaltice la ie�irea din malaxor trebuind s� fie cuprins� în intervalul 170…185 °C. A�ternerea mixturilor asfaltice preparate cu bitum cu polimeri se face la temperaturi atmosferice de peste 15 °C, fiind interzis� punerea în oper� pe timp de ploaie sau cu vânt puternic. Temperatura la a�ternere trebuie s� fie de minimum 155 °C �i de minimum 130 °C la terminarea compact�rii. Pentru a�ternere se utilizeaz� repartizatoare-finisoare dotate cu sistem de înc�lzire a grinzii vibratoare. Compactarea se recomand� a se efectua cu un compactor cu pneuri de 120…160 kN, urmat de un compactor cu rulouri netede de 100…120 kN, la o temperatur� de minimum 150 °C. Se subliniaz� necesitatea absolut� a efectu�rii studiilor de laborator preliminare care s� ateste compatibilitatea bitumului cu modificatorul �i s� asigure elaborarea unor dozaje corecte în func�ie de caracteristicile materialelor utilizate, premis� a realiz�rii caracteristicilor fizico-mecanice vizate pentru mixturile asfaltice, respectiv pentru îmbr�c�mintea bituminoas�. De asemenea, înainte de punerea în oper� se impune efectuarea de determin�ri pe sectoare de încercare pentru stabilirea parametrilor de execu�ie. Îmbr�c�min�ile bituminoase prefabricate au constituit o solu�ie pentru executarea unor pardoseli la construc�iile civile �i industriale, pentru realizarea c�ii pe poduri �i trotuare, pe peroane în sta�iile de cale ferat�. În principiu, au fost realizate din dale prefabricate realizate din mixturi asfaltice preparate la cald cu nisip bituminos sau din mortar asfaltic preparat la rece cu subif. La ora actual� nu se mai execut� asemenea îmbr�c�min�i, tehnologiile de care se dispune în prezent asigurând performan�e mult mai ridicate în condi�ii eficiente din punct de vedere economic. 9.4. Îmbr�c�min�i bituminoase pentru calea pe poduri Îmbr�c�min�ile bituminoase pentru calea pe poduri pot fi realizate din mixturi asfaltice la cald alc�tuite astfel încât s� asigure o cât mai mare etan�eitate, concomitent cu o stabilitate ridicat� sub solicit�rile date de traficul rutier. Îmbr�c�min�ile bituminoase pe poduri se aplic�:

− pe partea carosabil�, peste o �ap� hidrofug� �i un strat suport; − pe trotuare, peste o �ap� hidrofug�.

Tipurile de mixturi asfaltice cele mai utilizate pentru realizarea îmbr�c�min�ilor pe calea podurilor sunt:

− asfaltul turnat dur �i asfaltul turnat; − betonul asfaltic bogat în criblur� (de tipul celui din calea curent� adiacent�

podului);

113

− mortarul asfaltic turnat (pentru �ap� hidrofug�). Asfaltul turnat dur (A.T.D.16) se utilizeaz� pentru îmbr�c�min�i pe poduri cu plac� din beton armat sau cu suprastructuri metalice cu plac� ortotrop�. În compozi�ia sa se vor prevedea 40…55 % agregate cu dimensiunea granulei peste 3,15 mm. Asfaltul turnat (A.T.N.7) care se execut� cu nisip gr�un�os se poate folosi pentru îmbr�c�min�i la trotuare. Întrucât cele dou� tipuri de asfalt turnat au fost tratate detaliat la pct. 8.2.4, nu se va mai reveni asupra lor. Betonul asfaltic cilindrat pentru calea pe pod (B.A.C.P.16) este o mixtur� asfaltic� realizat� din criblur� 3…8 mm �i 8…16 mm, nisip natural, nisip de concasaj �i filer aglomerate cu bitum tip D 60/80 sau 80/100. Agregatul natural este alc�tuit din:

− criblur� 3…8 mm �i 8…16 mm 40…55 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 10…12 %; − filer �i nisip 0,09…3 mm rest pân� la 100 %.

Bitumul D 60/80 sau 80/100 poate fi cuprins între 6,0 �i 7,0 % din masa mixturii asfaltice. Betonul asfaltic se prepar� în instala�iile de producere a mixturilor asfaltice dup� tehnologia clasic�. Se impune îns� precizarea c� filerul va fi în prealabil înc�lzit astfel încât s� aib� 150…165 °C înainte de introducerea lui în malaxor. Caracteristicile fizico-mecanice ale betonului asfaltic cilindrat pentru calea pe pod sunt prezentate în tabelul 30. Caracteristici fizico-mecanice pentru beton asfaltic cilindrat pentru calea pe pod

Tabelul 30

B.A.C.P.16 cu bitum Caracteristici

D60/80 D80/100 Prin încercarea Marshall: Densitatea aparent�, kg/m3, min. Absorb�ie de ap�, % volum, max. Stabilitatea S la 60 °C, min., kN Indicele de curgere I, mm Pe probe intacte (carote): Densitatea aparent�, kg/m3, minute. Absorb�ia de ap�, % volum, max Rezisten�a la compresiune la 22 °C: Grad de compactare, %, min.

2 350

1 7,5

1,5…4,5

2 250 2,0

97

2 350

1 7,0

1,5…4,5

2 250 2,0

97

Cu privire la domeniul s�u de folosire se precizeaz� c� betonul asfaltic cilindrat pentru calea pe pod în compozi�ia c�ruia se introduce 40…55 % criblur� cu dimensiunea peste 3,0 mm, se poate utiliza la realizarea îmbr�c�mintei pe poduri cu plac� din beton armat. Grosimea total� a îmbr�c�mintei din beton asfaltic cilindrat este de 6 cm �i se realizeaz� în dou� straturi de câte 3 cm. Pantele profilului transversal, în aliniament, vor fi de 2 %; aceste pante se vor putea reduce la 1,5 % sau 1 % dac� declivitatea longitudinal� este mai mare de 2,5 % �i respectiv 4 %. Profilul longitudinal al traseului drumului �i al podului vor fi realizate conform proiectului de execu�ie.

114

Se admite o abatere local� limit� la grosimea straturilor fa�� de valorile prev�zute în proiect de −10 %. Abaterea local� limit� la panta profilului transversal este ± 2,5 mm/m. Denivel�rile maxime admise în lungul c�ii pe pod, sub dreptarul de 3 m sunt de 3 mm. Betonul asfaltic pentru calea pe pod se poate realiza �i cu bitum modificat. Se utilizeaz�, în acest caz, bitum D 80/100, modificat cu polimeri în propor�ie de 3 … 6 % din masa bitumului. Mortarul asfaltic turnat (M.A.T.7) se folose�te pentru executarea �apei hidrofuge la poduri cu pl�ci din beton armat sau la suprastructuri metalice cu plac� ortotrop�, indiferent de clasa tehnic� a drumului sau str�zii, �i se aplic� în grosime de 1…2 cm. Mortarul asfaltic turnat este alc�tuit din:

− agregat peste 3 mm 5…20 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 25…35 %; − nisip �i filer 0,09…3 mm rest pân� la 100 %; − bitum D 50/80 sau 80/100 11,0…12,0 % din masa mortarului asfaltic.

Pentru mortarul asfaltic turnat astfel realizat se impune o densitate aparent� de minimum 2 150 kg/m3 �i o absorb�ie de ap� de 0…1 % exprimat� în procente volumice. Îmbr�c�min�ile bituminoase pentru calea pe poduri trebuie realizate astfel încât s� reziste cât mai bine condi�iilor speciale în care sunt exploatate. Cercet�rile efectuate arat� c� ele sunt supuse la eforturi suplimentare datorit� urm�toarelor influen�e: deforma�ii �i vibra�ii ale podurilor, schimb�ri de temperatur�, diferen�� de dilatare �i contrac�ie între structura de rezisten�� �i îmbr�c�minte etc. Pentru a face fa�� solicit�rilor men�ionate mai înainte, atât �apa hidrofug� cât �i îmbr�c�mintea bituminoas� pe podurile din beton trebuie s� fie elastice, impermeabile �i stabile la ac�iunea agen�ilor atmosferici �i chimici, capabile s� preia înc�rc�rile exterioare f�r� a se deforma �i degrada, s� reziste la îmb�trânire �i oboseal�. Rezultate bune s-a ob�inut cu tipurile de mixturi asfaltice prezentate mai sus. Unii cercet�tori sus�in c� un adaos de 1…5 % pudret� de cauciuc în mixtura asfaltic� contribuie la îmbun�t��irea comport�rii în exploatare a îmbr�c�min�ilor bituminoase mai ales la varia�iile de temperatur� pe timp rece (iarna). Studiile de laborator �i sectoarele experimentale realizate la noi în �ar� începând din anul 1976 arat� c� agregatul artificial u�or cunoscut sub denumirea de granulit poate fi folosit ca înlocuitor al criblurilor la producerea mixturilor asfaltice. Datorit� faptului c� granulitul prezint� o densitate în gr�mad� în stare afânat� mic� între 700…1 000 kg/m3, se pot ob�ine mixturi asfaltice cu densitate mic� (betoane asfaltice deschise pentru strat de leg�tur� cu o densitate aparent� de 1 500 kg/m3 �i betoane asfaltice pentru strat de uzur� cu o densitate aparent� între 1 800…2 000 kg/m3).

10. Mixturi asfaltice stocabile utilizate la rece pentru repararea îmbr�c�min�ilor bituminoase

10.1. Generalit��i Cre�terea intensit��ii traficului, cre�terea tonajului autovehiculelor �i a vitezei de circula�ie, precum �i sporirea exigen�elor privind condi�iile de circula�ie impun executarea unui volum important de lucr�ri de între�inere �i reparare a drumurilor. Pentru a men�ine suprafa�a de rulare f�r� degrad�ri �i denivel�ri în tot timpul anului sunt necesare lucr�ri de repara�ii care trebuie s� se execute prin mijloace eficiente, rapide �i economice �i în timpul iernii.

115

Repararea gropilor din îmbr�c�min�ile bituminoase nu prezint� nici o dificultate în perioadele în care instala�iile de producere a mixturilor asfaltice sunt în func�ie, deoarece se poate ob�ine mixtura asfaltic� necesar� ori de câte ori este nevoie �i deci plomb�rile se pot face operativ. În timpul iernii �i prim�verii, de obicei instala�iile de producere a mixturilor asfaltice sunt în repara�ie, de aceea trebuie luate m�suri pentru asigurarea materialelor �i tehnologiilor potrivite pentru plomb�ri care s� se poat� executa �i în aceast� perioad�. Rezultate foarte bune se ob�in folosind pentru repara�ii asfaltul turnat, îns� producerea lui pune o serie de probleme greu de solu�ionat, ca de exemplu: dotarea unit��ilor cu mijloace de transport speciale cu posibilit��i de men�inere a temepraturii asfaltului turnat la 180…200 °C (instala�ii de preparat asfalt turnat etc.). Din aceste considerente, în ultimii ani, pe lâng� mixturile asfaltice cunoscute, s-au introdus în tehnica rutier� mixturile asfaltice stocabile, care pot fi folosite cu rezultate bune �i iarna, întrucât pot fi puse în oper� la rece. Dintre aceste mixturi asfaltice se vor trata în continuare:

− mixtura stocabil� cu emulsie cationic�; − mixtura stocabil� cu emulsie bituminoas� anionic�.

10.2. Mixturi asfaltice stocabile cu emulsie bituminoas� cationic�

Mixturile asfaltice preparate la rece cu emulsie bituminoas� cationic� se pot folosi cu rezultate bune la repararea îmbr�c�min�ilor bituminoase. Ele se prepar� la rece din agregate naturale �i emulsie cationic� de bitum cu rupere rapid� sau lent�. Aceste mixturi sunt de dou� tipuri:

− mixtur� asfaltic� având aplicabilitate imediat�, care se folose�te în primele 4…5 h de la preparare;

− mixtur� asfaltic� stocabil�, care se folose�te în primele 3…4 luni de la preparare.

Ca materiale pentru producerea lor se utilizeaz�: nisip natural 0…7 mm; criblur� 3…8 mm �i 8…16 mm; pietri� 7…16 mm. Nu se admite folosirea nisipului de concasaj în locul nisipului natural deoarece conduce la ruperea rapid� a emulsiei. Ca liant se folosesc dou� tipuri de emulsie cationic�, cu precizarea c� pentru mixtura stocabil� se folose�te emulsie cationic� cu 10 % petrosin. În tabelul 31 se prezint� compozi�ia celor dou� tipuri de emulsie. Compozi�ia emulsiei bituminoase cationice pentru mixtur� asfaltic�

aplicabil� imediat �i mixtur� asfaltic� stocabil�

Tabelul 31

Compozi�ia emulsiei, în % Mixtur� cu aplicabilitate

imediat� Mixtur� stocabil�

Bitum D 180/200 Ap� Duomeen T sau dinoram S Acid clorhidric Petrosin raportat la masa total� a emulsiei

60,0 38,0 1,0 1,0 −

60,0 38,0 1,0 1,0

10,0 Compozi�ia mixturii asfaltice cu aplicabilitate imediat� sau stocabil� poate fi realizat� cu criblur� sau cu pietri�. Mixtura asfaltic� realizat� cu criblur� este compus� din:

116

− nisip 0…7 mm 10…15 %; − criblur� 8…16 mm 60…70 %; − criblur� 3…8 mm rest pân� la 100 %; − bitum rezidual 4…5 %.

Mixtura asfaltic� realizat� cu pietri� este compus� din: − nisip natural 0…7 mm 10…15 %; − pietri� 7…16 mm 80…90 %; − bitum rezidual 4…5 %.

Zona de granulozitate a agregatului total este cea prezentat� în fig. 48 pentru ambele tipuri de mixtur�.

Prepararea mixturilor asfaltice se poate face folosindu-se instala�iile cunoscute, respectând urm�toarele faze:

− se stabile�te debitul de emulsie necesar asigur�rii cantit��ii prescrise prin dozare gravimetric�;

− se dozeaz� volumetric agregatele naturale, se amestec�, umezindu-se cu 4…7 % ap�;

− se pune în func�iune �necul malaxorului pentru alimentare cu agregate �i pompa pentru emulsie;

− se amestec� agregatele cu emulsie; − mixtura asfaltic� astfel ob�inut� se transport� la locul de plombare, în cazul

mixturilor cu aplicabilitate imediat�, sau la locul de depozitare, în cazul mixturilor stocabile.

Depozitarea mixturii stocabile se face în gr�mezi acoperite cu folii sau în saci de polietilen�. Punerea în oper� se face dup� tehnologia cunoscut�.

10.3. Mixturi asfaltice stocabile cu emulsie bituminoas� anionic� Mixturile asfaltice preparate la rece cu emulsie anionic� de bitum se clasific� de asemenea în:

− mixtur� asfaltic� având aplicabilitate imediat�; − mixtur� asfaltic� stocabil�.

Fig. 48. Zona de granulozitate pentru mixtur� stocabil� cu emulsie cationic�.

117

Pentru prepararea acestor mixturi asfaltice se folosesc urm�toarele materiale: − emulsii anionice cu rupere lent� sau semilent�, cu un con�inut de bitum

minim 50 %; − cribluri �i nisip de concasaj care trebuie s� provin� numai din roci bazice

(bazalt �i andezit); − filer de calcar.

Mixturile asfaltice se pot executa cu criblur� 3…8 mm sau cu criblur� 3…8 mm �i 8…16 mm. Mixtura asfaltic� executat� cu criblur� 3…8 mm este compus� din:

− criblur� 3…8 mm 50…70 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 6…10 %; − filer �i nisip 0,09…3 mm rest pân� la 100 %; − bitum rezidual 6…7 %.

Mixtura asfaltic� executat� cu criblur� 3…8 mm �i 8…16 mm este compus� din: − criblur� 8…16 mm 45…75 %; − filer �i nisip sub 0,09 mm 1…4 %; − filer �i nisip 0,09…3 mm 6…18 %; − criblur� 3…8 mm rest pân� la 100 %; − bitum rezidual 5…6 %.

Zona de granulozitate a agregatului natural total este ar�tat� în fig. 6.48. Tehnologia de preparare, depozitare �i punere în oper� a mixturilor asfaltice executate cu emulsie bituminoas� anionic� este aceea�i cu cea ar�tat� pentru mixturile asfaltice cu emulsie bituminoas� cationic�, cu precizarea c� pentru preumezirea agregatelor este necesar� o cantitate de 5…12 % ap�, raportat� la masa agregatului total (pentru a evita o rupere prea rapid� a emulsiei anionice).

11. Tehnologii moderne pentru regenerarea �i reutilizarea îmbr�c�min�ilor bituminoase vechi

Dup� cum este cunoscut pân� în prezent, pentru între�inerea îmbr�c�min�ilor bituminoase s-au aplicat aproape în exclusivitate solu�ii care constau în acoperirea acestora cu noi înveli�uri sau straturi bituminoase realizate dup� diverse tehnologii, f�r� a se lua în considerare �i posibilitatea ac�ion�rii asupra îmbr�c�min�ilor vechi existente. Actualmente se practic� în mod curent tehnologii pentru regenerarea �i refolosirea îmbr�c�min�ilor bituminoase vechi. Dintre procedeele mai frecvent utilizate se men�ioneaz�:

− regenerarea îmbr�c�mintei vechi f�r� a modifica dozajul mixturii asfaltice, prin:

• frezare la rece; • rabotare sau frezare la cald; • termoreprofilare; • termoregenerare;

− regenerarea îmbr�c�mintei cu mixtur� asfaltic� existent� recuperat� �i corectat� prin:

• metoda regener�rii la fa�a locului; • metoda refolosirii la cald a mixturii vechi prin corectarea dozajului �i

reamestecare în instala�ii de produs mixturi asfaltice.

118

11.1. Regenerarea îmbr�c�mintei vechi f�r� a modifica dozajul

mixturii asfaltice existente Aceast� metod� const� în corectarea suprafe�ei de rulare prin eliminarea denivel�rilor (v�luriri, f�ga�e) care s-au format în exploatare. Frezarea la rece se aplic� în cazul când denivel�rile suprafe�ei de rulare sunt mici (2…3 cm) iar sistemul rutier nu necesit� a fi ranforsat. Pentru frezare se utilizeaz� utilaje speciale, care taie denivel�rile, l�sând în urma lor o suprafa�� rugoas�. Aceast� nou� suprafa��, în func�ie de modul cum se prezint�, poate fi dat� în circula�ie a�a cum este sau trebuie protejat� cu un tratament bituminos sau covor asfaltic. Materialul rezultat prin frezare poate fi reutilizat la producerea de mixturi asfaltice. Rabotarea sau frezarea la cald se aplic� în cazul când îmbr�c�mintea bituminoas� veche prezint� evidente semne de oboseal�, ca de exemplu: fisuri, cr�p�turi, f�ga�e, faian��ri etc. sau în cazul când nivelul îmbr�c�mintei vechi existente trebuie s� r�mân� neschimbat de�i se impune acoperirea ei datorit� st�rii necorespunz�toare ca urmare dep��irii duratei de exploatare. Atelierele de rabotare sau frezare la cald con�in:

− un sistem de înc�lzire a îmbr�c�mintei folosindu-se butan sau raze infraro�ii; − serie de din�i scarificatori fic�i sau rotativi în cazul frez�rii, cu eventuale lame

pentru rabotare reglabile în adâncime �i direc�ie plasate în V, ce distribuie mixtura asfaltic� scarificat� în cordon lateral;

− un ansamblu motor cu tablou de comand�, rezervor de carburan�i, elevator pentru recuperarea materialului din cordon �i înc�rcarea lui în autocamioane. Rabotarea se poate efectua pe o grosime de 0,5…4,5 cm; temperatura de înc�lzire a îmbr�c�mintei vechi este de 160…180 °C. În cazul când se a�terne o nou� îmbr�c�minte este bine ca aceast� opera�ie s� se fac� imediat, profitându-se de faptul c� peste suprafa�a cald� noua mixtur� asfaltic� a�ternut� ader� în condi�ii foarte bune.

Mixtura asfaltic� veche poate fi utilizat� dup� regenerare (corectarea dozajului) pentru realizarea de noi straturi rutiere. Termoreprofilarea a fost experimentat� cu rezultate bune în mai multe ��ri �i const� în refacerea profilului unei îmbr�c�min�i bituminoase vechi (cu defec�iuni) prin înc�lzire, scarificare u�oar� �i recompactare, f�r� a se ridica materialul vechi din îmbr�c�minte �i f�r� adaos de material nou. Termoregenerarea const� în îmbun�t��irea caracteristicilor stratului de rulare prin înc�lzire, scarificare �i reutilizarea îmbr�c�mintei vechi par�ial sau total, inclusiv aplicarea unui nou strat foarte sub�ire din mixtur� asfaltic� nou� care se recomand� s� aib� caracteristici antiderapante. Tehnologia este realizat� cu ajutorul unui grup de utilaje compus din:

− remorc� în care se transport� mixtura asfaltic� nou�; − primul dispozitiv de înc�lzire cu raze infraro�ii; − cu�ite de scarificare; − al doilea dispozitiv de înc�lzire cu raze infraro�ii; − un nou rând de cu�ite scarificatoare; − dispozitiv complex cu �nec pentru ridicarea, transportul, repartizarea �i

nivelarea mixturii asfaltice vechi înc�lzite �i scarificate; − band� transportoare a mixturii noi din remorc� la distribuitor;

119

− distribuitor pentru mixtura asfaltic� nou�, inclusiv lama de compactare prin vibrare;

− rezervor de gaz lichid. Mixtura asfaltic� din îmbr�c�mintea bituminoas� veche, înc�lzit� �i scarificat� pe 3…4 cm grosime, este utilizat� pentru reprofilarea suprafe�ei de rulare, corectarea profilului transversal etc., iar mixtura asfaltic� nou�, circa 40 kg/m2 a�ternut� peste stratul cald de mixtur� veche, va constitui noul strat de uzur� cu caracteristici superioare. Opera�ia de punere în oper� a mixturii asfaltice vechi �i celei noi se face într-o singur� trecere a complexului de utilaje. Se realizeaz� astfel 3 000…6 000 m2/zi îmbr�c�minte veche ref�cut� în condi�ii economice.

11.2. Regenerarea îmbr�c�mintei vechi cu mixtur� asfaltic� recuperat� �i corectat�

Îmbr�c�min�ile bituminoase vechi din mixturi asfaltice care prezint� semne de oboseal� (fisuri, cr�p�turi, suprafe�e poroase etc.) pot fi refolosite la fa�a locului sub diverse forme dintre care se men�ionez� urm�toarele:

− ca agregate pentru straturile de baz�; − mixturi asfaltice regenerate la rece; − mixturi asfaltice pentru stratul de rulare, regenerate la cald.

În primul caz, îmbr�c�min�ile bituminoase vechi sunt scarificate, apoi concasate la dimensiunea maxim� de 5 cm �i depozitate în cordon pe acostamente. Urmeaz� o a doua concasare, apoi, dup� caz, materialul rezultat se a�terne �i se compacteaz�, formând stratul de baz�. Concasarea se poate deci efectua la fa�a locului sau mixtura asfaltic� rezultat� din scarificare se transport� în depozitul central unde se concaseaz� �i se introduce în procesul tehnologic. S-au ob�inut rezultate bune tratându-se la fa�a locului mixtura asfaltic� veche, dup� concasare, cu var sau ciment (25 kg ciment la 1 m2 pentru 15 cm grosime de strat). Stratul de baz� ob�inut din acest fel de material se acoper� cu o îmbr�c�minte bituminoas� de 5…7 cm grosime. Regenerarea la rece a îmbr�c�min�ilor bituminoase vechi care prezint� semne de îmbr�trânire prematur� se poate face folosindu-se produse chimice sub form� de emulsii (r��ini în emulsii) ce se r�spândesc peste mixtura asfaltic� scarificat�. Procedeul, în curs de experimentare, red� materialului flexibilitate �i îi îmbun�t��e�te modul de comportare în exploatare. Regenerarea îmbr�c�min�ilor bituminoase vechi în instala�ii de produs mixturi asfaltice const� din urm�toarele opera�ii: scarificare, la cald sau la rece, înc�rcarea materialului scarificat �i transportul s�u la fabrica de asfalt, stabilirea dozajului de agregate naturale noi �i liant de ad�ugat pentru a ob�ine o nou� mixtur� asfaltic�. Apoi urmeaz� opera�iile obi�nuite de producere, transport �i punere în oper� a mixturii asfaltice corectate. Experimental s-a constatat c� noua mixtur� asfaltic� rezultat�, format� din 70…80 % mixtur� veche plus 20…30 % agregate naturale noi, anrobate cu bitumul vechi (existent) la care se recomand� s� se adauge 0,25…0,75 % (din masa sa) aditiv �i în general 1…2 % bitum nou, d� rezultate foarte bune. În general, îmbr�c�min�ile bituminoase astfel ob�inute se comport� în exploatare în condi�ii bune, realizându-se economii pân� la 35 % fa�� de procedeul vechi. Se men�ioneaz� faptul c� pentru producerea mixturilor asfaltice usc�torul-malaxor d� rezultate bune. În concluzie, se pot scoate în eviden�� urm�toarele:

120

− literatura de specialitate (în special francez�) din ultimul timp men�ioneaz� ca o preocupare general� a cercet�torilor, proiectan�ilor, executan�ilor �i a administra�iei drumurilor, perfec�ionarea tehnologiilor de refolosire a îmbr�c�min�ilor bituminoase uzate în condi�ii cât mai eficiente; aceste tehnologii sunt într-o continu� dezvoltare;

− studiile efectuate pân� în prezent nu au reu�it s� trateze toate aspectele comport�rii în exploatare a noilor îmbr�c�min�i ob�inute prin refolosirea mixturilor asfaltice vechi, de asemenea nici metode de controlul calit��ii nu au fost puse la punct;

− dintre tehnologiile cele mai eficiente se consider�: • refacerea la cald la fa�a locului a îmbr�c�mintei vechi, prin utilizarea

scarificatorului-reprofilator, cu adaos de mixtur� asfaltic� nou� sau regenerat�; • utilizarea îmbr�c�mintei vechi, dup� scarificare �i concasare, ca agregat

natural, în scopul realiz�rii unei noi mixturi asfaltice prin adaosuri adecvate, pentru un nou strat rutier (strat de baz�);

• regenerarea suprafe�ei îmbr�c�mintei la rece prin tratare cu emulsii speciale;

• refolosirea îmbr�c�mintei vechi dup� scarificare, concasare �i corectarea dozajului cu liantul necesar, prin efectuarea unei noi malax�ri în instala�ii de produs mixturi asfaltice la cald, urmat� de celelalte opera�ii necesare pentru punerea în oper� (transport, a�ternere, compactare).

De men�ionat necesitatea alegerii tehnologiei celei mai eficiente în func�ie de condi�iile locale (starea îmbr�c�mintei vechi, condi�ii de trafic �i climaterice, utilaje existente etc.) �i posibilit��ile de mecanizare a întregului complex de lucr�ri.