Ghid Tehnic Asfaltari

Ghid Tehnic Asfaltari pus la dispozitie de noi pentru dumneavostra pentru a sti tehnic cat mai bine cum trebuie realizate urmatoarele lucrari: Asfaltari, Asfaltari Drumuri, Constructii Drumuri, Excavari si Terasamente.

Lianti pentru lucrari de drumuri

Liantii sunt materiale care pot lega intre ele alte materiale, formand amestecuri ce se intaresc in urma unor fenomene fizico-chimice. Liantii pot fi:

a) minerali (in amestec cu apa formeaza paste visco-plastice care se intaresc in timp). Dupa modul de comportare in mediul umed ei se impart in 2 categorii: – lianti hidraulici = ciment – lianti nehidraulici = ipsos, var

b) puzzolanici = cenusa de termocentrala, zgura de furnal inalt, tuful vulcanic. Se folosesc in adaos cu var sau ciment la stabilizarea agregatelor naturale pentrurealizarea straturilor inferioare . Efectul principal este scaderea pretului de cost al lucrarii. Pentru traficuri usoare este o solutie potrivita.

c) hidrocarbonati:

• bitum care poate fi natural sau distilat din titei, amintim aici urmatoarele tipuri de bitumuri pentru lucrari de drumuri:

– bitum neparafinos pentru drumuri (tratamente, reparatii si constructii noi cu betoane asfaltice);
– bitum neparafinos pentru constructii (reparatii si constructii noi de podete);
– bitum parafinos si emulsii (pentru tratamente si constructii noi);
– bitum inmuiat (pentru tratamente superficiale);
– bitum subtiat (taiat, pentru izolatii, stropiri si protectii la impietruiri si ca liant la mixturi asfaltice);
– emulsii de bitum (suspensii de bitum in apa 50% cu emulsionare 50%);

• gudronul se obtine prin distilarea uscata a huilei. Este inferior ca si parametri calitativi bitumului, si a fost interzis la prepararea mixturilor asfaltice si tratamentelor bituminoase fiind toxic si inflamabil.

d) mixti = stabicol. Este un liant obtinut din amestecarea cimentului cu emulsii bituminoase . Pentru a stabiliza amestecul se mai adauga aditivi speciali (substante tensioactive si polimeri organici) Se foloseste pentru realizarea de straturi rutiere cu rezistente superioare datorita faptului ca este mai stabil la variatiile de temperatura decit bitumul.

Agregate naturale prelucrate (produse de cariera)

Sunt exploatate de obicei in cariere deschise dupa analizarea rezervelor sicalitatii agregatelor. Agregatele de cariera pot fi fasonate (piatra cioplita) sau nefasonate (piatra bruta, piatra sparta, nisip de concasaj, filer etc.Sortimentele livrate de cariere sunt urmatoarele:

  • piatra bruta, (blocuri neregulate) se foloseste la fundatii sau pavaje avandintre 100 ÷ 200 mm;
  • piatra sparta, cu dimensiuni intre 8 ÷ 120 mm, cu urmatoarele sorturi: savura (0 ÷ 8 mm), splitul (8 ÷ 40 mm), piatra sparta (40 ÷ 60 mm) si piatra spartamare (rassel), cu 60 ÷ 90 mm.
  • piatra mare sparta se foloseste la fundatii, piatra sparta, splitul si savura la macadam si nisipul de concasaj la imbracaminti asfaltice;
  • criblura, este o piatra sparta concasata si granulata intre 3 ÷ 25 mm. Se foloseste la mixturi asfaltice si betoane de ciment sau pentru repararea acestora;
  • nisipul de concasaj obtinut prin dubla concasare, avand intre 0 ÷ 3 mm si utilizat la protectia macadamurilor, la mixturi asfaltice si la betoane deciment;
  • piatra fasonata este un material cioplit regulat pe minim 5 parti cu diversesorturi: pavele, calupuri si borduri; filerul provine din cariere de calcar sau din stingerea varului, continand pulberi minerale (unele active) si utilizate la mixturi asfaltice.

Agregate naturale neprelucrate (produse de balastiera)

Sunt exploatate din balastiere, de pe marginea sau albia raurilor sau prundisurilor sau din fostele funduri de ape (rauri, lacuri). Nisipurile se exploateaza din carierele de nisip de dune, de lacuri sau de mare. Produsele de balastiera necesare constructiilor de drumuri sunt urmatoarele:

  • nisipul, agregat cu dimensiuni intre 0 ÷ 7 mm (intre 3 ÷ 7 mm se numeste margaritar);
  • pietrisul, agregat cu dimensiuni [ntre 7 ÷ 70 mm (7 ÷ 15 mm se numeste margaritar);
  • balastul, agregat provenind din amestecul natural al nisipului si pietrisului. Conditiile tehnice pentru aceste agregate sunt:
  • nisip pentru fundatii la pavaje de piatra (0 ÷ 7 mm);
  • nisip pentru macadam (0 ÷ 7 mm si nisip argilos pentru colmatare (max.0,08 mm);
  • nisip pentru mortare asfaltice si covoare cu suspensie de bitum filerizat (0 ÷ 7 mm) cu granulozitate speciala;
  • nisip pentru betoane asfaltice, asfalt turnat sau alte mixturi asfaltice (0 ÷ 3 mm sau 0 ÷ 7 mm), cu granulozitate continua;
  • pietris pentru binder (7 ÷ 30 mm), cu granulozitate continua;
  • pietris pentru imbracaminti din beton de ciment (7 ÷ 40 mm), cu granulozitate speciala;
  • pietris pentru intretinerea drumurilor pietruite (10 ÷ 40 mm);
  • balast pentru fundatii (0 ÷ 70 mm, 40% nisip si 60% pietris);
  • balast pentru intretinerea drumurilor nepietruite sau slab nepietruite (0 ÷ 70mm, nisip 30 ÷ 50%), cu granulozitate continua.

Materiale folosite la executia imbracamintilor

a) mixturi asfaltice, obtinute prin amestecarea agregatelor naturale cu bitum , pot fi :

  • betonul asfaltic (B.A) sint amestecuri de cribluri, nisip natural sau de concasaj, filer si bitum ca liant. Se realizeaza dupa retete de laborator in statii speciale si se utilizeaza la realizarea imbracamintilor bituminoase cu durata de exploatare indelungata, pentru traficgreu si conditii climatice rele.
  • anrobate bituminoase (An. B). Sint inferioare calitativ betoanelor asfaltice pentru ca se realizeaza cu agregate de balastiera si nu cu agregate concasate.
  • mortarul asfaltic (M.A) are aceeasi compozitie ca si betonul asfaltic, mai putin agregatul mare (nisip natural, nisip concasaj, filer, bitum, aditivi). Dezavantajele sint: continut mare de bitum, rugozitate redusa, instabilitatea la temperaturi mari. Betoanele si mortarele asfaltice pot fi preparate la cald sau la rece si pot avea diverse compactitati: masticuri si chituri bituminoase (asfaltice), obtinute prin amestecuri de bitum cu sau fara filer si corpuri straine (deseuri de cauciuc, fire de azbest etc.). Se folosesc de regula la inchiderea rosturilor.
  • asfalt turnat (A.T). Este recomandat ca imbracaminte pentru strazi si trotuare. Este un material complet impermeabil si nu necesita compactare. Se foloseste mai ales pentru imbracaminti pe poduri.

b) betoane de ciment sint amestecuri de agregate naturale, ciment, apa si diversi aditivi (plastifiantii, antrenori de aer, acceleratori de priza si intarire). Imbracamintile rutiere rigide au o durata de viata mult mai mare decit cele asfaltice dar sint mai scumpe, mai greu de realizat tehnologic si aproape imposibil de reparat. Practic, la noi in tara nu s-a reusit constructia in parametrii recomandati a acestor tipuri de imbracaminti.

Structuri rutiere

5.1.1. Definitie: Structurile rutiere reprezinta scheletul de rezistenta al drumului. Structura rutiera esteformata din mai multe straturi realizate din diverse materiale, prin tehnologii adecvate. Ea este dimensionata astfel incit sa poata prelua, pentru o perioada determinata, solicitarile din trafic si din conditiile climaterice, in limita deformarilor admise.

5.1.2. Clasificare

Din punct de vedere al modului de alcatuire si comportare in exploatare structurile rutiere se impart in:

– suple (imbracaminti bituminoase, macadam)

– rigide (imbracaminti din beton de ciment)

– mixte

a. Imbracamintea rutiera este situata la partea superioara a structurii rutiere si poatefi alcatuita din unul sau doua straturi. La drumuri de clasa tehnica IV si V proiectarea se opreste la nivelul stratului de baza asimilat stratului superior al fundatiei, de aceearealizarea acestui strat trebuie sa se faca din materiale mai rezistente deoarece primestesi solicitarile transmise prin imbracamintea rutiera (socuri, vibratii, o parte dineforturile unitare tangentiale). Punctele slabe ale unei structuri rutiere care pot compromite tot complexulrutier sint contaminarea cu argila din patul drumului si sensibilitatea la actiuneaapei. Pentru anihilarea acestor fenomene primele straturi de fundatie se numescde protectie si pot fi

– anticapilar (balast min. 15 cm, cota lui trebuie sa fie deasupra inaltimii capilare maxime)

– antigel (zgura expandata 0-7 mm, zgura granulata de furnal cls. A, min.12 cm)

– anticontaminant ( nisip 7 cm sau geotextile ) se aplica cind nu se executa strat deforma sau atunci cind celelalte straturi de protectie a fundatiei nu indeplinesc si acest rol

Geotextilele pot indeplini si rol drenant, in acest caz stratul se va executa pina la taluzurile santurilor cota sa fiind cu minim 15 cm mai sus decit cota fundului de sant

– drenant (balast, min. 15 cm)

Modul de evacuare al apelor din straturile de protectie difera in functie de situatia existenta. Pentru ramblee realizate din paminturi necoezive sau permeabile nu se prevede.

b. Straturile

b1.Stratul de forma este stratul superior al terasamentului, amenajat pentruuniformizarea si sporirea capacitatii portante la nivelul patului drumului. Structural elface parte din infrastructura. Necesitatea executarii lui si solutia tehnica de realizare sint date de

– caracteristicile pamintului din terasamente iar la debleuri de omogenitatea terenuluide fundare

– natura si caracteristicile straturilor inferioare de fundatieGrosimea stratului de forma se stabileste prin calcul , de regula 10-30 cm.

Materialele din care se executa:

– paminturi coezive imbunatatite cu adaosuri pentru corectatea granulozitatii sistabilizate cu zgura granulata, cenusa de termocentrala, ciment, var

– materiale necoezive nisip, balast, deseu de cariera, zgura bruta de furnal etc.

Ca mod de alcatuire a unui sistem rutier de clasa tehnica IV sau V voi detalia 2 scheme constructive (conform STAS 6400/84)

1) – un strat inferior de balast 10 cm grosime

– un strat superior de balast amestec optimal 10 cm grosime

– strat de baza = imbracaminte = macadam semipenetrat la rece

2) – un strat inferior de balast 10 cm grosime

– un strat superior de piatra sparta mare sort 63-90 sau piatra sparta amestec optimal 12 cm grosime

– strat de baza = imbracaminte = macadam semipenetrat la rece

In general, straturile de fundatie pot fi alcatuite din

– agregate naturale (nisip, balast, impietruiri vechi)

– balast amestec optimal

– piatra sparta mare, sort 63-90

– piatra sparta amestec optimal

– pamint stabilizat mecanic

– agregate naturale stabilizate cu lianti hidraulici (ciment)

– agregate naturale stabilizate cu lianti puzzolanici (zgura granulata, cenusade termocentrala, activanti – var, ciment)

– blocaj de piatra bruta

b.2. Straturi de fundatie din balast

Executia lor necesita urmatoarele operatii

– asternerea si nivelarea agregatului natural la sablon, manual sau mecanic, in straturi de max. 15 cm inainte de compactare.

– Adaugarea prin stropire a cantitatii necesare de apa pentru asigurarea umiditatiioptime de compactare Proctor modificat

– Indesarea nisipului prin pilonare sau vibrare si a balastului prin compactare sivibrare

Descarcarea din autocamioane a agregatelor naturale se face prin basculare, de preferinta in mers, iar imprastierea acestora cu autogrederul sau buldozerul.

Compactarea se face cu compactoare vibratoare (pentru un procent al echivalentului de nisip de min. 40%), compactoare pe pneuri (pentru un procent al echivalentului de nisip de 25-40%) sau cu rulouri netede (pentru En < 25%). Pentru drumuri de clasa tehnica IV sau V gradul de compactare realizat trebuie sa fie intre 95-98%.

b.3. Straturi de fundatie din piatra sparta

Executia straturilor de fundatie din piatra sparta mare 63-90 mm (numita rassel) necesita urmatoarele operatii:

– asternerea si compactarea la uscat a pietrei sparte pina la inclestarea acesteia. Compactarea se face cu compactor cu rulouri netede de 60 Kn, dupa care se continua cu compactoare cu pneuri sau vibratoare de 100-140 Kn.

– Impanarea pietrei sparte cu split 16-25 mm, care se compacteaza si se raspindeste succesiv pe toata suprafata

– Innoroirea sau colmatarea stratului de nisip sau savura urmata de o compactare corespunzatoare

– Acoperirea cu material de protectie (nisip grauntos sau savura), in cazul in care asternerea stratului superior nu se face imediat

In cazul in care stratul superior este din macadam nu se prevede innoroirea si protectia stratului de piatra sparta.

b.4. Straturi de fundatie din piatra sparta amestec optimal

Executia acestui tip de strat necesita urmatoarele operatii

– stabilirea proportiilor de amestec ale diferitelor sorturi de piatra sparta sau de nisipsi pietris pentru realizarea granulozitatii amestecului optimal si determinareaumiditatii optime de compactare Proctor modificat

– realizarea amestecului intr-o instalatie de nisip stabilizat prevazut cu predozator cu4 compartimente

– asternerea materialului cu raspinditorul-finisor si eventuala completare a cantitatiide apa corespunzatoare umiditatii optime de compactare determinate in laborator

– compactarea stratului cu ajutorul compactoarelor cu pneuri sau vibratoare

c. Folosirea impietruirilor vechi in fundatia drumului sau in stratul de baza

Modul de utilizare a impietruirilor existente in alcatuirea sistemului rutier se stabilestefunctie de latimea si grosimea acestora si de calitatea materialelor constituente , astfel

– in cazul in care impietruirea nu este pe toata latimea patului drumului iar grosimeaei este mai mica de 10 cm, nu se ia in considerare in alcatuirea sistemului rutier,dar se va scarifica si reprofila

– in cazul in care impietruirea este pe toata latimea patului drumului iar grosimea ei este de min 10 cm, aceasta va alcatui stratul de forma sau stratul de fundatie careva fi luat in considerare in calculul de dimensionare a sistemului rutier,

– in cazul in care impietruirea nu este pe toata latimea patului drumului dar are o grosime mai mare de 10 cm, aceasta se scarifica, se reprofileaza si se compacteaza alcatuind stratul de forma sau stratul de fundatie care va fi luat in considerare in calculul de dimensionare cu grosimea rezultata dupa reprofilare

– impietruirea poate constitui un substrat de fundatie sau un strat de fundatie numaidaca este alcatuita ca atare sau in adaus cu alte agregate naturale din materiale care indeplinesc conditiile tehnice prevazute pentru aceste straturi conform STAS 662-82. In cazul utilizarii ca straturi de baza sau de fundatie a imbracamintilor vechi, grosimea reala a acestor straturi si calitatea materialelor din alcatuirea lor se stabilesc prinrecoltari de probe si sondaje si prin analizarea acestora in laborator.

d. Strat de baza din macadam

Macadamul este un strat rutier alcatuit din piatra sparta monogranulara, cilindrata pina lafixare, apoi impanata cu split raspindit uniform, udata si cilindrata pina la inclestare, dupacare urmeaza umplerea golurilor ramase cu savura sau nisip si cilindrarea in continuare pina la fixarea definitiva.Se poate folosi ca imbracaminte la drumuri cu o intensitate a circulatiei care seincadreaza in clasa de trafic foarte usor.

Elemente geometrice

Grosimea prescrisa ca imbracaminte, min. 10 cm dupa cilindrare.

Latimea trebuie sa depaseasca cu 0,25 m pe ambele parti latimea partii carosabile.Profilul transversal in aliniament se executa sub forma unui acoperis cu 2 pante egale (3%), si cu racordare prin arc de cerc in treimea mijlocie, in curbe si in zonele de amenajare aferente profilul transversal va fi amenajat in functie de viteza de proiectare. In profil longitudinal declivitatea este functie de viteza de proiectare dar max. 8%. Recomandabil este 6%.

Materiale

CAPITOLUL 6

6.1. Imbracaminti provizorii

Ca imbracaminte provizorie cu o durata de exploatare de citiva ani (in jur de 7 ani) se recomanda:

• macadam semipenetrat cu bitum (M.P.5)

• macadam penetrat cu bitum (M.P.7 )

• macadam penetrat cu emulsie (M.P.E.)

• macadam protejat cu tratamente bituminoase.

6.1.1.Macadam semipenetrat cu bitum M.P.5

Penetrarea macadamului se realizeaza cu bitum tip D80/120 incalzit la temperatura de 160-180 °C, stropirea facindu-se cu autostropitoare de bitum.

Ca faza tehnologica, stropirea se face dupa cilindrarea splitului de impanare, imediat dupa stropire, inainte de racirea bitumului se asterne uniform splitul de acoperire, se cilindreaza dupa care se indeparteaza splitul in exces. Se executa tratamentul bituminos de inchidere. In cazul in care se utilizeaza pentru executarea macadamului roci acide, pentru asigurarea adezivitatii liantului la acestea inainte de stropirea bitumului se executa o stropire cu lapte de var diluat (cca 1l/mp)

Penetrarea macadamului se poate realiza in conditii bune si cu emulsie in locul bitumului. Semipenetrare inseamna o singura stropire cu liant, iar penetrarea 2 stropiri.

6.1.2.Macadam penetrat cu bitum M . P. 7

Dupa prima stropire cu bitum se raspindeste splitul, se cilindreaza, se indeparteaza prinmaturare splitul in exces, si se aplica a 2-a stropire cu bitum cald,dupa care se asternesplitul de acoperire, se cilindreaza, se matura excesul si se executa tratamentul de inchidere.

6.1.3. Macadam penetrat cu emulsie M.P.E

Emulsia bituminoasa este o dispersie intima a bitumului in apa in prezenta unui emulgator (material tensioactiv care scade tensiunea interfaciala intre cele 2 faze). Daca emulgatorul este o substanta bazica va rezulta o emulsie bituminoasa anionica, iar daca emulgatorul este o substanta acida va rezulta o emulsie bituminoasa cationica. Ruperea emulsiei bituminoase este un fenomen de separare a celor 2 faze (bitum si apa) in contact cu agregatele naturale. In functie de timpul de rupere se utilizeaza 3 tipuri de emulsii cationice

– cu rupere rapida (pina la 30 minute)

– cu rupere semilenta (30-60 minute)

– cu rupere lenta (peste 1 ora)

Pentru penetrarea macadamului se recomanda EBCR 60 (emulsie bituminoasa cationica cu rupere rapida cu procent de bitum 60%) sau EBCR 65. Se executa 2 stropiri cu emulsie, tehnologia de executie fiind aceeasi ca la M.P.7.

Consumuri

Macadamurile bituminoase se executa numai pe timp frumos si cald, inainte de inceperea sezonului rece.

– pietruirile existente se vor scarifica, se aduce la cotele din proiect prin completare cu agregate naturale si se compacteaza

– straturile rutiere din paminturi stabilizate chimic sau mecanic se remediaza si se egalizeaza cu mixturi asfaltice.

Agregatele naturale folosite pot fi

– criblura sort 6-10 si 10-14

– piatra sparta (split) sort 8-16 si 16-25

– pietris sortat sau concasat sort 7-16 si 16-31

Decizia privind tipul de agregat natural folosit se ia in functie de posibilitatile locale si considerente tehnico-economice.

Ca liant se recomanda folosirea emulsiei, in special pe suport de impietruire sau dinpamint stabilizat iar pe sectoare cu declivitati mai mari de 3 % se recomanda EBCR 65.

6.4. Modele de sisteme rutiere aplicabile in mediul rural

6.4.1. Sistem Rutier A:

1) pamint stabilizat mecanic

2) impermeabilizare cu tratament bituminos simplu la rece (TB)

Operatii:

1) – scarificare

– adaus material granular

– amestecarea ,,in situ“ (cu autogreder)

– asternere + reprofilare

– compactare

– benzi de incadrare din piatra bruta, bolovani de riu, borduri prefabricate etc.

– transportul materialelor

2) – raspindirea emulsiei

– raspindirea pietrisului

– compactare

– transportul materialelor

Durata de viata: 3-5 ani

NR. Se poate aplica TB dublu in care caz se va dubla pretul doar pe TB. Nu se poate renunta la nici o operatie din cele enumerate.

6.4.2. Sistem Rutier B:

1) pamint stabilizat chimic

2) impermeabilizare cu tratament bituminos simplu la rece

Operatii:

1) – scarificare

– adaus material chimic (var, ciment, lianti puzzolanici, clorura de calciu etc.)

– amestecarea ,,in situ“ (cu autogreder), in betoniera sau INS

– asternere + reprofilare

– compactare

– benzi de incadrare din piatra bruta, bolovani de riu, borduri prefabricate, etc.

– transportul materialelor

2) – raspindirea emulsiei

– raspindirea pietrisului

– compactare

– transportul materialelor

Durata de viata: 3-5 ani

NR. Se poate aplica TB dublu in care caz se va dubla pretul doar pe TB. Nu se poate renunta la nici o operatie din cele enumerate.

6.4.3. Sistem Rutier C:

1) strat balast (grosime intre 10-30 cm)

2) TB simplu/dublu la rece

Operatii:

1) – reprofilare

– asternere balast

– compactare

– benzi de incadrare din piatra bruta, bolovani de riu, borduri prefabricate, etc.

– transportul materialelor

2) – raspindirea emulsiei

– raspindirea pietrisului

– compactare

– transportul materialelor

Durata de viata: 7 ani

NR. Se poate aplica TB dublu in care caz se va dubla pretul doar pe TB. Nu se poate renunta la nici o operatie din cele enumerate. Grosimea stratului de balast rezulta din calculul de portanta.

6.4.4. Sistem Rutier D

1) strat drenant (nisip, balast, geotextile)

2) macadam semipenetrat la rece ( MPE )

Operatii:

1) – reprofilare

– asternere materiale in straturi

– compactare

2) – asternerea pietrei sparte

– compactare

– asternerea split de impanare

– compactare

– stropirea emulsiei pentru penetrare

– raspindirea split de acoperire dupa penetrare

– compactare

– stropire emulsie pentru tratament de inchidere

– raspindirea criblura 3-8 pentru tratament de inchidere

– benzi de incadrare din piatra bruta, bolovani de riu, borduri prefabricate etc.

– transportul materialelor

Durata de viata: min. 7 ani NR. Nu se poate renunta la nici o operatie din cele enumerate 6.4.5. Sistem Rutier E

1) strat anticontaminant, antigel, anticapilar (nisip, geotextil, liant puzzolanic, balast)

2) macadam MPE

Operatii:

1)

– reprofilare

– asternere materiale in straturi

– compactare

2)

– asternerea pietrei sparte

– compactare

– asternerea split de impanare

– compactare

– stropirea emulsiei pentru penetrare

– raspindirea split de acoperire dupa penetrare

– compactare

– stropire emulsie pentru tratament de inchidere

– raspindirea criblura 3-8 pentru tratament de inchidere

– benzi de incadrare din piatra bruta, bolovani de riu, borduri prefabricate, etc.

– transportul materialelor

Durata de viata: min. 7 ani

NR. Nu se poate renunta la nici o operatie din cele enumerate. Se aplica pe paminturi coezive. Stratul definit la 1) este in functie de tipul pamintului si a nivelului apei freatice.

6.4.6. Sistem rutier F

1) strat anticontaminant (nisip, geotextil, liant puzzolanic)

2) balast1

3) TB simplu/dublu

Operatii:

1)

– reprofilare

– asternere materialului

– compactare

– transportul materialelor

2)

– asternerea balastului in straturi

– compactare

– benzi de incadrare din piatra bruta, bolovani de riu, borduri prefabricate etc.

– transportul materialelor

3)

– raspindirea emulsiei

– raspindirea pietrisului

– compactare

– transportul materialelor

Durata de viata: min.7 ani