GENERALITI Terasamentele: totalitatea lucrrilor de pmnt
executate n scopul realizrii infrastructurii drumurilor, inclusiv
stratul de form. Pmntul material predominant proprietile sale
fizico-mecanice determin forma i dimensiunile profilului
transversal, sistemul de scurgere i evacuare al apelor, procesul
tehnologic de execuie etc. drumul este o constructie ce se
desfasoara pe zone ntinse n ceea ce priveste lungimea sa
caracteristici variate ale pamntului care este supus n permanenta
variatiilor de temperatura si umiditate
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
GENERALITI Pmntul - acumulare de particule minerale solide -
este produs prin dezagregare fizic sau chimic a rocilor care pot
conine sau nu materii organice - este un corp complex, alctuit din
fragmente solide de natur mineralogic, de forme i mrimi diferite,
cuprinznd n golurile rmase ap i aer sau doar ap - este un sistem
trifazic, comportarea pmntului fiind dat de interaciunea dintre
faze Raporturile dintre faze (solid, lichid i gazoas) sunt
influenate de aciunea factorilor externi (solicitri, temperaturi
etc.).
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
GENERALITI Faza solida = scheletul mineral Faza lichida = apa
Faza gazoasa = aer Este posibil ca una din faze sa lipseasca: -
daca lipseste faza lichida, pamntul este uscat - daca toate
golurile dintre granule sunt umplute cu apa, pamntul este saturat n
funtie de proportia n care intra cele trei faze n compozitia
pamnntului, de marimea granulelor, de modul de asociere a
elementelor componente rezulta diverse tipuri de pamnturi cu
diverse caracateristici fizico-mecanice.DRUMURI II - Infrastructura
drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice unde unde Densitatea pamntului: m este
masa pamntului umed V volumul pamntului umed Greutate volumica: G
este greutatea pamntului umed V volumul pamntului umed
m = V =G V
greutatea / masa volumic a pmntului n stare normal de umiditate,
w:w =Gw n w = (1 ) S (1 + ) V 100 100
[kN/m3] [t/m3]conf.dr.ing. Carmen RACANEL
w =
Mw n w = (1 ) S (1 + ) V 100 100
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
Caracteristici fizice greutatea / masa volumic a pmntului n
stare uscat:
d = (1 d = (1
n ) S 100n ) S 100
[kN/m3] [t/m3]
greutatea / masa volumic a pmntului complet saturat:
sat = (1
sat
n n w ) S + 100 100 n n = (1 ) S + w 100 100
[kN/m3] [t/m3]
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice
dAer
w
Aer Apa SolidStare parial saturat (normal)
Solid
satApa SolidStare saturata
Stare uscat
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice unde unde Porozitatea (%) : Vgol este
volumul golurilor Vtot volumul total al materialului Indicele
porilor: Vgol este volumul golurilor VS - volumul particulelor
solide
n=
V gol Vtot
100
e=
V gol VS
n=
e 1+ e
e=
n 1 n
VS = (1 n)Vtot
Vtot = VS (1 + e)
VS =
Vtot 1+ e
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Capacitatea de ndesare proprietatea
pamnturilor nisipoase de a-si micsora volumul porilor prin
rearanjarea particulelor solide:
Ci =unde
emax emin emin
emax este indicele porilor unui pamnt necoeziv n starea cea mai
afnata emin indicele porilor pamntului n starea cea mai ndesata
Clasificarea nisipurilor dupa capacitatea de indesare: nisipuri
cu capacitate de ndesare mica: Ci < 0.4 nisipuri cu capacitate
de ndesare mijlocie: Ci = 0.4 0.6 nisipuri cu capacitate de ndesare
mare: Ci > 0.6DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Umiditatea (%) :
w=unde
mw 100 mS
mw este masa apei continuta n porii unei cantitati de pamnt mS
masa particulelor solide
Permeabilitatea proprietatea unor pamnturi de a permite
circulatia apei libere printre golurile particulelor solide sub
actiunea cmpului gravitational
v k= Iunde k este coeficientul de permeabilitate (cm/s) v viteza
de infiltrare a apei in pamnt (cm/s) I gradientul hidraulic
(%)conf.dr.ing. Carmen RACANEL
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
Caracteristici fizice Identificarea pmnturilor se face baza
caracteristicilor sale, n funcie de dou mari categorii de elemente
semnificative: - granulozitate - plasticitate Aceast caracterizare
este una subiectiv deoarece nu ia n considerare i starea pmntului.
n concluzie, pentru aprecierea pmnturilor trebuie precizate: natura
pmntului i starea sa fizic (umiditate, ndesare etc.).
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Granulozitatea
repartiia, n procente din greutatea total, a materialului uscat,
a diferitelor fraciuni granulare Fraciunea granular este grupa de
fragmente solide cuprins ntre dou limite. Pmnturile se denumesc n
funcie de dimensiunea (fraciunea) principal, dar se amintesc i
celelalte caracteristici (de exemplu PNA = praf nisipos
argilos).
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Clasificarea pmnturilor, dup mrimea
particulelor constituente: blocuri.................. peste 200 mm
bolovni ............. 70 200 mm pietri ................... 2 70 mm
20 70 mm mare ..................... mic ...................... 2 20
mm nisip ..................... 0.05 2 mm mare .....................
0.5 2 mm mijlociu ............... 0.25 0.5 mm fin
........................ 0.05 0.25 mm praf ......................
0.005 0.05 mm argil .................... sub 0.005 mm
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Pentru determinarea granulozitii pmntului,
n laborator se face analiza granulometric, prin cernere pe ciururi
i site cu ochiuri ptrate sau prin sedimentare. Astfel rezult curba
granulometric (reprezentare grafic a compoziiei granulometrice).
Reprezentarea grafic a compoziiei granumoletrice a pmnturilor se
face i prin diagrama ternar. Aceast reprezentare este avantajoas
pentru compararea pmnturilor.
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice25
0
100
a gi l Ar
Ni s ip
45
100 0
0 25 Praf 100
Diagrama ternar: Nisip:25%, Praf: 25%, Argil: 45%
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Categorii de pamanturi dupa cum predomina fractiunea argila sau
fractiunea nisip argila grasa: minim 60% fractiune argila, restul
praf si foarte putin nisip argila: 30% ... 60% fractiune argila,
restul praf si foarte putin nisip argila nisipoasa: 30% ... 50%
fractiune argila, restul nisip si foarte putin praf lut: 20% ...
30% fractiune argila, restul nisip si foarte putin praf nisip
argilos: 10% ... 20% fractiune argila, restul nisip si foarte putin
praf nisip fin: sub 10% fractiune argilaDRUMURI II - Infrastructura
drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Pe baza curbei granulometrice se poate
aprecia ct de uniform sau neuniform este un pmnt, cu ajutorul
coeficientului sau gradului de neuniformitate, Un:treceri, % 100 90
80 70 60 50 40 30 20 10
d 60 Un = d10d60 este diametrul particulelor de pmnt
corespunztor procentului de 60 %; d10 - diametrul particulelor de
pmnt corecpunztor procentului de 10 %.
0.001
0.005 d10
0.02
0.1
0.2 d60
0.5
1
2
d, mm
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Clasificarea pmnturilor, din punct de
vedere al gradului de neuniformitate: - pmnturi foarte uniforme
.......... - uniforme .......................................... -
neuniforme ...................................... Un < 5 5 <
Un < 15 Un > 15
Cu ct un pmnt este mai uniform cu att curba sa granulometric
este mai apropiat de vertical. Un pmnt bun pentru lucrrile de
terasamente trebuie s aib Un 7.
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Plasticitatea proprietatea pmntului de a
se comporta, ntr-un anumit domeniu de umiditi, ca un corp plastic
Pentru umiditi reduse pmnturile au proprietile unui corp tare. Pe
msur ce umiditatea crete, ele devin plastice, adic sufer deformaii
permanente sub sarcini constante fr modificarea volumului, apoi
curgtoare, adic se deformeaz sub propria lor greutate, tinznd s
capete o suprafa superioar apropiat de un plan orizontal. Umiditile
care definesc domeniul n care pmntul se comport ca un corp plastic
se numesc limite de plasticitate.
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Limita inferioar de plasticitate sau
limita de frmntare, wP, este umiditatea care corespunde trecerii
pmntului din stare solid n stare plastic. Limita superioar de
plasticitate sau limita de curgere, wL, este umiditatea care
corespunde trecerii pmntului din stare plastic n stare curgtoare.
Caracterizarea unui pmnt din punct de vedere al plasticitii se face
prin indicele de plasticitate, IP, care reprezint intervalul de
umiditate n care pmntul se afl n stare plastic:
I P = wL w PwP IP wL
w, %
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Pmnturile se clasific din punct de vedere
al plasticitii, dup cum urmeaz: neplastice, IP = 0 %; cu
plasticitate redus, IP 10 %; cu plasticitate mijlocie, IP = 11 %
... 20 %; cu plasticitate mare, IP = 21 % ... 35 %; cu plasticitate
foarte mare, IP > 35 %. Pentru lucrrile de terasamente se
recomand pmnturi cu IP 15% i wL 60%.
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Fraciunea granular Nr . crt . Pmnturi coezive Indice de
plasticitate Ip Argil (< 0.005 mm) Praf (0.005 ... 0.05 mm)
Coninut procentual 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Argil gras Argil Argil
prfoas Argil nisipoas Argil prfoas nisipoas Praf argilos Praf
nisipos argilos Praf Praf nisipos Nisip argilos Nisip prfos >35
25..60 15..35 15..35 15..25 10..25 5..20 5..15 0..10 5..20 0..10
> 60 35..60 30..50 30..60 30..35 15..30 15..30 0..15 0..15
15..30 0..15 Variabil Mai puin dect argil Mai mult dect argil Mai
puin dect argil Mai mult dect argil Mai mult dect nisip Mai mult
dect nisip Mai mult dect argil Mai mult dect nisip Mai puin dect
nisip Mai puin dect nisip < 30 Mai puin dect praf > 30 >
30 < 30 > 30 < 30 > 30 Mai mult dect praf Mai mult dect
praf Nisip (0.05 ... 2 mm)
Caracteristici fizice Clasificarea pamanturilor coezive
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Starea de consisten a pmnturilor
Starea fizic a pmnturilor coezive depinde de coninutul lor n ap
= stare de consisten indicele de consisten, Ic [%] :
Ic =unde: wL este limita de curgere, %; w umiditatea natural, %;
Ip indicele de plasticitate, %.
wL w IP
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici fizice Conform STAS 1243, clasificarea pmnturilor
dup indicele de consisten: curgtoare, Ic = 0 %; plastic curgtoare,
Ic = 0.1 % ... 0.25 %; plastic moale, Ic = 0.26 % ... 0.50 %;
plastic consistent, Ic = 0.51 % ... 0.75 %; plastic vrtoas, Ic =
0.76 ... 0.99 %; tare, Ic = 1 % (aceasta se ntmpl pentru w = wL).
Pentru lucrrile de terasamente se recomand pmnturi cu Ic > 0.50
%.DRUMURI II - Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen
RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilor
proprietatea pmnturilor de a se deforma sub aciunea unor solicitri
de compresiune, devenind mai ndesate Un pmnt, chiar dac este
saturat, nu este caracterizat numai prin umiditate. La o umiditate
dat, exist o infinitate de stri posibile n funcie de volumul de aer
coninut n pmnt, fiecare stare fiind definit de densitatea n stare
uscat (d). Se consider c un pmnt nesaturat poate fi compactat dac
se poate elimina aerul (umiditatea rmne constant, dar crete d). Dac
exist posibilitatea de a se elimina i apa, procesul se numete
consolidare (crete d i se micoreaz umiditatea).
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilor
Consolidarea: proces de desfurare n timp, sub ncrcare constant, a
deformaiilor pmntului proces caracteristic argilelor care au o
permeabilitate foarte sczut La nisipuri nu se pune problema
consolidrii deoarece, datorit permeabilitii lor mari, apa este
expulzat din pori, practic odat cu aplicarea ncrcrii, dnd
posibilitatea particulelor s ocupe poziia corespunztoare noii stri
de ndesare. n problemele de construcii intereseaz n general
deformarea pe vertical, numit tasare.
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilor se studiaz
n laborator cu ajutorul edometrului prin urmrirea tasrilor i
evoluia acestora n timp sub efectul unor ncrcri axiale aplicate n
trepte, n condiiile deformrilor laterale
mpiedicatemicrocomparator
ncercarea de laborator cu edometrul se face pe probe cilindrice
de pmnt cu diametrul 7-10 cm i nlimea 2-4 cm, aplicndu-se ncrcarea
pe faa superioar a probei i msurndu-se tasarea (deformaia pe
vartical a probei) la microcomparator. Sub ncrcarea aplicat se
observ modul de consolidare al probelor de pmnt: la nceput tasarea
se produce repede cu timpul tasarea este din ce n ce mai mic pn se
opretepietre poroase
dispozitiv de incarcare placa rigida
proba de pamant cilindrica
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilor Se pot
realiza dou tipuri de ncercri: ncercarea de compresiune tasare: se
stabilite relaia tensiune tasare i se determin modulul de deformaie
edometric (modul de compresibilitate), M, pentru intervalul de
presiuni 2 ... 3 daN/cm2:
p 100 M= = p =3 p = 2
[daN/cm2]
sau se exprim prin curba de compresiune porozitate,
stabilindu-se coeficientul de compresibilitate, av (raport ntre
variaia indicelui porilor i variaia corespunztoare a tensiunii de
compresiune) pentru acelai interval al presiunilor 2 ... 3 daN/cm2:
e e2 e1 [cm2/daN] a = =v
p
p 2 p1
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilorp1 2 p2 3
presiunea, p
p1 p2 descrcare ncrcare
tasarea ,%
Curba de compresiune - tasare
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilorporozitatea,
e
e1 e2 ncrcare descrcare
p1
p2
presiunea, p
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilor Curba
compresiune tasare se execut pentru construciile la care este
necesar stabilirea tasrilor probabile. Deformabilitatea pmntului se
mai poate exprima i prin modulul de tasare (p [cm/m]), care este
valoarea deformaiei specifice corespunztoare unui spor de
compresiune dat. Pentru o ncrcare de 2daN/cm2 pmnturile se mpart
din punct de vedere al compresibilitii: pmnturi foarte
compresibile, p > 10cm/m pmnturi compresibile, p = 10 ... 1 cm/m
pmnturi puin compresibile, p = 1 ... 0,1 cm/m pmnturi
necompresibile, p < 0,1 cm/mDRUMURI II - Infrastructura
drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilor ncercarea
de compresiune consolidare: const n stabilirea relaiei tensiune
tasare timp i se execut pe pmnturi argiloase saturate, pentru acele
construcii la care intereseaz precizarea duratei de stabilizare a
tasrilor Pentru studiul consolidrii cu ajutorul edometrului se
procedeaz astfel: pentru aceeai treapt de ncrcare se nregistreaz
deformaiile la diferite intervale de timp [(H)t1; [(H)t2; ...;
[(H)tfinal]. Gradul de consolidare corespunztor timpul t se
determin astfel:
U=
(H ) t 100 (H ) final
Se deseneaz curba de consolidare ca variaie n timp a gradului de
consolidare.DRUMURI II - Infrastructura drumurilor conf.dr.ing.
Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Compresibilitatea pmnturilor24 48 timp,
ore
-la nisipuri timpul de consolidare este foarte mic, deoarece
evacuarea apei din pori este rapida - in prafuri si argile, din
cauza permeabilitatii lor reduse, timpul de consolidare este mult
mai mare, tasarile producndu-se n timp ndelungat.nisip praf (pmnt)
Argil prafoasa argil
0.6
1.0
grad de consolidare, U
Curba de consolidare a pmnturilor prin tasareconf.dr.ing. Carmen
RACANEL
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
Caracteristici mecanice Parametri de calcul n practic, relaia
dintre ncrcri i deformaiile corespunztoare ale pmntului se
aprecieaz pe baza unor parametrii care stau la baza dimensionrii
elementelor de construcie (de exemplu, suprastructura drumurilor).
a) Indicele de capacitate portant, ICP sau CBR (Californian Bearing
Ratio) reprezint rezistena pe care o opune un pmnt la ptrunderea
unui dorn standardizat se calculeaz ca raport ntre presiunea, p
necesar ptrunderii unui dorn cu diametrul de 50 mm pe o anumit
adncime n materialul care se studiaz i presiunea, p0 necesar
ptrunderii dornului n aceleai condiii, ntr-un material etalon
(piatr spart, p0 = 70 daN/cm2):
CBR = ICP = 100DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
p p0
%conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calculp p0 presiunea, p
h material standard
material analizat
adncimea h, mm
Curba C.B.R.conf.dr.ing. Carmen RACANEL
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
Caracteristici mecanice Parametri de calcul Valori C.B.R.
determinate n laborator pe diverse materiale sunt dup cum urmeaz: -
macadam ................................. - piatr spart nesorat
.............. - pietri ....................................... -
nisip argilos .............................. - argil nisipoas
........................ -argil plastic ...........................
90 150% 80 120 % 40 80 % 25 40 % 5 15 % 15%
Pentru a fi bun de utilizat n lucrri de terasamente, un pmnt
trebuie s aib C.B.R.min = 20 ... 40 %.
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul b) Modulul de reacie
sau coeficientul patului, K este raportul ntre presiunea p
exercitat pe suprafaa pmntului prin intermediul unei plci rigide cu
diametrul D = 75 cm i tasarea corespunztoare t:
K=
p t
[daN/cm3]
Schema de determinare a modulului de reactieDRUMURI II -
Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul b) Modulul de reacie
sau coeficientul patului, K Se determin fie direct pe teren (cu
placa de ncrcare), fie indirect, prin relaii de legtur cu ali
parametri ce caracterizeaz deformabilitatea pmnturilor. pentru
placa cu D = 75 cm: p = 0.7 daN/cm2. Se mentine aceasta presiune
pna cnd deformatia nceteaza sa mai creasca sau creste cu mai putin
de 5/100 mm/min:0.7(daN / cm 2 ) k= t (cm)
(daN/cm3)
pentru placa cu D = 75 cm: se aplica presiunea p uniform
distribuita pna cnd se atinge tasarea admisibila sub placa de 1.27
cm:
k=
p 1.27
(daN/cm3)conf.dr.ing. Carmen RACANEL
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
Caracteristici mecanice Parametri de calcul b) Modulul de reacie
sau coeficientul patului, K Valoarea lui K depinde de: - calitile
elastice ale pmntului - de dimensiunile i de forma suprafeei de
ncrcare - de structura i starea de compactare a pmntului.
k=
CBR +3 5
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed este raportul ntre presiunea p transmis pe teren de
placa de ncrcare i tasarea relativ l a suprafeei ncrcate,
multiplicat cu un coeficient a care variaz n funcie de forma n
plan, rigiditatea plcii de ncrcare i natura pmntului cercetat:
Ed =
p
=
p l D
[daN/cm2]
unde:
D este diametrul plcii de ncrcare, [cm] l tasarea real, [cm]
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Edp1 p2 p (presiunea)
1
2
(tasarea relativ)
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed Modulul de deformaie se determin pe teren sau n
laborator. ncercarea pe teren consta n aplicarea unor ncarcari
verticale n trepte, pe o placa rigida (din metal sau beton armat)
asezata pe suprafata de ncercat i masurarea tasarilor dupa fiecare
treapta. Fiecare treapta se mentine pna la stabilizarea tasarii (Ds
< 0.05 mm n 5 minute). ncercarea se opreste dupa obtinerea unei
deformatii relative efective s > s relativ de calcul: s
s' =
d
unde
s este tasarea medie d diametrul placii de ncarcareconf.dr.ing.
Carmen RACANEL
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed Se construieste diagrama presiune deformatie relativa
efectiva:
Ed =
p s'
n mediu semiinfinit, omogen si izotrop
Ed =
ps'
n mediu stratificat sau complex rutier = 1.20 pentru un mediu
alcatuit din doua straturi = 1.57 pentru un mediu alcatuit din mai
multe straturiDRUMURI II - Infrastructura drumurilor conf.dr.ing.
Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed s sunt valorile deformatiei relative de calcul:Tipul
de sistem rutier S.R.Nerigide cu mbracaminti permanente
S.R.Nerigide cu mbracaminti semipermanente sau grosimea totala mai
mica dect diametrul cercului echivalent de contact al suprafetei
pneurilor autovehiculului de calcul Deformatia relativa de calcul
0.010
0.020
S.R.Nerigide cu mbracaminti provizorii S.R.Rigide
0.030 0.001
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, EdTipul mbracamintii mbracaminti bituminoase n doua
straturi Straturi de uzura asfaltice pe binder, executate la cald
cu bitumuri de petrol cu penetratie de 80..120 (1/10 mm) si mai
scazute Permanente Straturi de uzura asfaltice pe binder, executate
la cald cu nisipuri bituminoase, cu bitumuri de petrol cu
penetratia peste 120 (1/10 mm) sau cu bitumuri taiate, precum si
pavaje cu pavele normale, abnorme sau din calupuri Covoare
bituminoase executate la rece, mortare asfaltice, macadamuri
asfaltice Semipermanente Covoare bituminoase executate din mixturi
bituminoase Macadam protejat cu tratamente superficiale precum si
pavaje de bitum sau din piatra bruta Macadam simplu Impietruiri din
balast sau pietris 0.045 Deformatia relativa de calcul
0.035
0.038
0.040
0.050 0.050 0.060
Provizorii
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed ncercarea n laborator este asemanatoare celei pe
teren cu deosebirea ca ncarcarea n trepte se aplica prin
intermediul unei stampe de anumite dimensiuni, pe probe netulburate
sau tulburate.
1a forma metalica 2 stampa de ncarcare 3 comparatoare 4 placute
metalice si prghii 5 presa prghie
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed ncercarea n laborator - Se compacteazala acelasi grad
de compactare (98%), trei probe cilindrice din pamnt pregatit
conform STAS 2914/4-89 - Se aplica stampa pe suprafata libera,
nivelata, a probei din forma cilindrica a aparatului - Se fixeaza
microcomparatoarele pentru masurarea deplasarilor pe verticala a
stampei - Se ncarca stampa cu presa-prghie prin adaugarea treptata
de greutati pe platanul prghiei tinnd seama ca raportul dintre
acestea si ncarcarea transmisa este de 1/10 - Se mentine fiecare
treapta de ncarcare pna cnd deplasarea verticala a stampei practic
nceteaza (comparatoarele nregistreaza maximum 0.03 mm n 5 minute) -
Se nregistreaza deplasarile pe verticala, s1, s2 ntr-un
tabel:DRUMURI II - Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen
RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed ncercarea n laborator
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed ncercarea n laborator - Dupa stabilizarea deformatiei
sub ncarcarea anterioara se incarca platanul prghiei cu treapta
urmatoare astfel nct sa se asigure sporul de presiune de: - 25 ...
50 kPa pentru pamnturi argiloase n stare de consistenta tare,
plastic vrtoasa sau plastic consistenta si nisipuri ndesate sau cu
ndesare mijlocie - 5 ... 10 kPa pentru pamnturi argiloase n stare
de consistenta plastic moale sau plastic curgatoare si nisipuri
afnate La ncercarea pamnturilor necoezive pe suprafata probei se
pun greutati inelare care sa asigure o presiune suplimentara n
jurul stampei de 5 kPa.DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed ncercarea n laborator - Sporurile de presiune se aleg
astfel nct sa se atinga deformatia relativa s de 0.03 dupa 3 4
trepte de ncarcare. - La atingerea deformatiei relative s = 0.03
ncarcarea se opreste. ncercarea continua pe suprafata interioara a
probei. - Dupa efectuarea ncercarilor se determina umiditatea reala
a pamntului ncercat lund cte o proba de pamnt din dreptul stampei,
de la adncimea de 4 cm fata de ultima suprafata ncercata. - Se
calculeaza deformatiile efective s corespunzatoare fiecarei trepte
de ncarcare. - Cu datele obtinute se construieste diagrama
presiune-deformatii relative efective si se calculeaza modulele de
deformatie liniara corespunzatoare umiditatii cerute si gradului de
compactare de 98%.DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed ncercarea n laborator
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed Modulul de deformaie Ed prin ncercri directe pe teren
se determin pentru: - stabilirea sau precizarea valorilor de calcul
ale Ed pe terenul de fundaie - verificarea prin ncercri directe n
timpul execuiei, a Ed pentru terenul de fundaie - verificarea
capacitii portante a unei structuri rutiere - verificarea n timpul
execuiei a lui Ed echivalent la nivelul unui strat rutier sau
pentru ntregul complex rutier
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul c) Modulul de
deformaie, Ed Modulul de deformaie prin ncercri de laborator se
determin pentru: - precizarea valorilor de calcul ale Ed cnd se
cunosc valorile de calcul ale umiditii i gradul de compactare -
compararea deformabilitii diferitelor tipuri de pmnturi i materiale
stabilirea variaiei Ed n funcie de grad de compactare, umiditate,
temperatur, vitez de ncrcare
E d 14 CBRDRUMURI II - Infrastructura drumurilor conf.dr.ing.
Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul d) Modulul de
elasticitate, E este limita raportului dintre variaia presiunii
aplicate pe placa de diametru D i deformaia elastic corespunztoare,
l:
E = lim
p D l
[daN/cm2]
Deformaia elastic se determin pe baza curbei de revenire a
diagramei compresiune-tasare, la cicluri de ncrcare-descrcare.
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul d) Modulul de
elasticitate, ETasarea remananent l l1 s1 p p1 p, daN/cm2
(presiunea)
s, cm (tasarea)
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Parametri de calcul e) Coeficientul de
compresibilitate ME rezulta din incercarea cu placa LUKAS (VSS) in
doua cicluri de incarcare stabileste caracteristica de portanta: la
nivelul partii superioare a terasamentului la nivelul inferior al
stratului de forma (cand terasamentele sunt prevazute cu strat de
forma) este indicat pentru determinarea gradului de compactare al
terasamentelor din pamanturi necoezive, materiale stancoase sau din
deseuri industriale pentru care nu pot fi determinate in laborator
caracteristicile de compactare
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
e) Coeficientul de compresibilitate ME principiul incercarii: se
masoara tasarea terasamentului sub o placa circulara rigida supusa
unei presiuni verticale ce creste treptat placa LUKAS circulara:
diametrul = 30 cm grosimea = 25 mm
Se incarca in doua cicluri: - ciclul I: > se aplica o
presiune de 0.2 bari si se fac citirile la microcomparatoare; media
citirilor reprezinta zero relativ al tasarii verticale a placii
> se ridica presiunea la 0.5 bari si se fac citirile pentru
tasari > se continua cu trepte de incarcare de 0.5 bari pana la
presiunea maxima de 4.5 bari - se descarca placa pana la presiunea
de 0 bari si se fac citiri ale tasarilor dupa stabilizare punctul
de plecare pentru al doilea ciclu de incarcareDRUMURI II -
Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
e) Coeficientul de compresibilitate ME - ciclul II: > se
deruleaza la fel ca primul - incercarea e considerata terminata
dupa cea de-a doua descarcare pana la 0.02 bari si citirea se face
dupa stabilizarea microcomparatoarelor Pe baza rezultatelor
masuratorilor se traseaza diagrama de incarcare (primul ciclu)
descarcare si incarcare (al doilea ciclu): Se calculeaza
coeficientul de compresibilitate:
M E = 30
p s
Unde: 30 este diametrul placii de incarcare p diferenta de
presiune intre doua trepte de incarcare: 1 bar (intre 0.5 bari si
1.5 bari) s diferenta intre tasarile corespunzatoare treptelor
respective de incarcare, pentru primul ciclu de incarcare (s1) si
al doilea ciclu de incarcare (s2)DRUMURI II - Infrastructura
drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
e) Coeficientul de compresibilitate ME Se calculeaza raportul m
dintre coeficientii de compresibilitate corespunzatori celui de-al
doilea ciclu de incarcare (ME2) si primului ciclu de incarcare
(ME1):
m=
M E2 M E1
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
e) Coeficientul de compresibilitate ME Interpretarea
rezultatelor: ME1 caracterizeaza portanta atinsa prin compactare
ME1 trebuie sa fie mai mare sau egal cu criteriul impus; altfel se
determina :
m=
M E2 M E1
cand ME2 > ME1 pamantul nu a atins inca gradul de compactare
maxim: compactarea trebuie continuata cand ME2 ME1 pamantul a atins
gradul de compactare maxim, o compactare suplimentare nu va mai
aduce nimic; rezulta ca avem: pamant de prosta calitate pamant pus
in opera in conditii nefavorabile portanta straturilor de dedesubt
(in special cea a terenului de fundare) insuficienta.DRUMURI II -
Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Rezistena la tiere condiioneaz
stabilitatea pmnturilor sub aciunea diferitelor tipuri de
solicitri. Cnd aceasta se depete, se produce ruperea, formndu-se o
suprafa de rupere este necesar pentru studiul stabilitii
taluzurilor, a mpingerii pmntului asupra lucrrilor de sprijinire
etc. Rezistena la tiere a pmntului se exprim prin relaia:
= tg + c(dreapta caracteristic sau intrinsec) LEGEA lui COULOMB
unde: t este rezistena pmntului la tiere [daN/cm2] s presiunea
normal pe planul de tiere [daN/cm2] unghiul de frecare intern c
coeziunea tiere [daN/cm2]conf.dr.ing. Carmen RACANEL
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
Caracteristici mecanice Rezistena la tieref
= tg + c
c
Dreapta intrinsec
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Rezistena la tiere - pentru pmnturile
argiloase = 0 ... 15o - pentru pmnturile nisipoase = 30 ... 40o n
cazul pamnturilor necoezive, rezistenta la taiere depinde de
frecarea dintre particulele solide, iar unghiul de frecare
interioara depinde de caracteristicile particulelor. n cazul
pamnturilor coezive, rezistenta la taiere depinde de
caracteristicile particulelor, de coeziune si de umiditate. Unghiul
de frecare interioara depinde de marimea si forma particulelor
solide, gradul de ndesare, umiditate. Coeziunea se datoreaza unor
forte de legatura interioare dintre particulele pamntului
exercitate prin intermediul apei adsorbite. Coeziunea argilelor
variaza cu umiditatea si cu starea de ndesare.DRUMURI II -
Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Rezistena la tiere Se studiaz n
laborator cu ajutorul aparatului pentru tiere direct (forfecare
direct).piston
proba de pamant caseta metalica pietre poroase placi dintate
Rezistena la tiere rezult i din compresiune monoaxial (pentru
pmnturile argiloase) i compresiune triaxial.DRUMURI II -
Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Caracteristici mecanice Rezistena la tiereFelul pamntului
Nisipuri prafoase Nisipuri fine si mijlocii Nisipuri mari Prafuri
si prafuri argiloase Argile prafoase Argile (grade) 22 .. 30 23 ..
33 31 .. 36 18 .. 25 12 .. 22 6 .. 18 c (daN/cm2) 0 0 0 0.012 ..
0.060 0.055 .. 0.180 0.115 .. 0.325
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Identificarea pmnturilor Blocuri buci mari de stnc, cu diametre
peste 20 cm. ngrmdite prin aciunea torenilor sau ghearilor.
Bolovniuri sau pietriuri fragmente necimentate, cu dimensiuni peste
2 mm; uneori golurile pot fi umplute cu nisip sau argil (aceasta
influeneaz rezistena stratului). Nisipuri granule coluroase sau
rotunjite cu diametrul cuprins ntre 0.05 mm i 2 mm; porozitate
redus, fr coeziune, frecare intern mare; - la solicitri statice au
deformaii mici; - la solicitri dinamice au deformaii mari i brute;
nisipurile mari i mijlocii sunt foarte bune pentru fundare (nu sunt
influenate de poziia fa de pnza de ap); nisipurile fine pot fi
antrenate de ap i se transform n nisipuri curgtoare.DRUMURI II -
Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Identificarea pmnturilor Prafuri cu diametrul cuprins ntre 0.005
i 0.05 mm, prezint oarecare plasticitate i coeziune (se comport ca
i chitul); amestecate cu ap se depun n aproximativ 30 minute; au
rezistene sczute; trebuie utilizate cu precauii. Argila pmnt cu un
bogat coninut de minerale secundare; unsuroas la pipit, ader de
corpurile umede; se frmnt ca ceara iar uscat formeaz bulgri care se
sfrm greu; are porozitate mare i frecare intern mic; calittile
mecanice sunt mult influenate de ap.DRUMURI II - Infrastructura
drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Identificarea pmnturilor Loessul majoritatea particulelor sunt
din fraciunea praf; prezint pori foarte mari (vizibili cu ochiul
liber = macropori); comportare foarte mult influenat de ap. Cnd
este uscat este foarte bun dar cnd se umezete devine foarte ru,
prezentnd deformaii mari. Marna pmnt argilos, cu calcar uniform
rspndit n masa de argil; reprezint o trecere de la argil la calcar;
denumirea este n funcie de procentul de CaCO3 (argil marnoas, marn
calcaroas).
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Identificarea pmnturilor Mluri argile prfoase provenite din
depuneri neconsolidate ale apelor curgtoare sau lacurilor; uneori
conin nisip sau pietri; uscate, sunt tari i cu crpturi; au
plasticitate mare. Nmoluri mluri cu un coninut de substane organice
mai mare de 10%; au o structur spongioas datorit gazelor care se
degaj din descompunerea materiilor organice; se desfac uor n ap;
prin uscare crap n buci poligonale.DRUMURI II - Infrastructura
drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Identificarea pmnturilor Dupa rezistenta opusa la sapare (de
care trebuie sa tina seama la executarea lucrarilor de tersamente)
pamnturile pot fi: pamnturi slabe: pot fi sapate cu orice utilaj
terasier iar manual se sapa cu lopata si cazmaua sunt argilele
nisipoase, prafoase, nisipul argilos, zgura afnata, loessul (praf
argilos, nisipos), pamntul vegetal pna la adncimea de 30 cm, turba,
terenurile saraturoase si cele cu saratura de consistenta moale
pamnturi mijlocii: pot fi sapate cu orice utilaj terasier iar
manual se sapa cu cazmaua si partial cu tarnacopul sunt argile
marnoase, pietris, argila grasa amestecata cu piatra sparta sau
pietris, balast marunt, pamnt vegetal cu radaciniDRUMURI II -
Infrastructura drumurilor conf.dr.ing. Carmen RACANEL
Identificarea pmnturilor pamnturi tari: se pot sapa cu
excavatorul, grederul elevator, draglina iar manual cu trnacopul si
cu cazmaua fac parte argila grasa compacta, argila grasa amestecat
cu piatra sparta sau pietris, argila marnoasa compacta, pietris cu
bolovanis, zgura de furnal nesfarmata, pamnt amestecat cu bolovani
pamnturi foarte tari: se pot sapa cu excavatorul si grederul
elevator iar manual cu ranga, trnacopul, piul, barosul (fara
explozivi) fac parte argila grea compacta umeda, argila grasa sau
argila nisipoasa grea si cu amestec de piatra sfarmata, pietris,
moloz ndesat, bolovani, pietris, balast compact, argila tare,
pamnturi nghetate
DRUMURI II - Infrastructura drumurilor
conf.dr.ing. Carmen RACANEL