Proiectarea Si Dimension Area Sistemului Rutier

1. ALCĂTUIREA ŞI DIMENSIONAREA SISTEMELOR RUTIERE

1.1. Alcătuirea sistemelor rutiere

Totalitatea straturilor rutiere prin care se consolidează partea carosabilă a drumului constituie un sistem rutier. Sistemul rutier are drept suport pământul din patul drumului şi împreună cu zona activă din terasamente constituie un complex rutier (fig. 8.1).

Numărul, natura şi grosimea straturilor, alcătuite din materiale cu rezistenţe diferite, se stabilesc pe baza unui calcul tehnico–economic în care se ţine seama de trafic, condiţii climatice, materiale disponibile în zonă, natura pământului din patul drumului etc.

După modul de comportare sub acţiunea combinată a traficului şi intemperiilor sistemele rutiere se împart în două categorii: nerigide şi rigide (fig. 8.2).

Sistemele rutiere nerigide, datorită materialelor din care sunt alcătuite straturile, sunt foarte flexibile, se deformează la trecerea vehiculelor şi în urma acţiunii repetate a circulaţiei, pot căpăta treptat deformaţii permanente; pot prelua sarcini verticale, dar nu pot prelua eforturi de încovoiere.

Fig. 8.1. Sistem rutier şi complex rutier

Fig. 8.2. Alcătuirea sistemului rutier: a) nerigid; b) rigid.

Sistemele rutiere rigide au în alcătuire un strat din beton de ciment; pot prelua solicitări de încovoiere, repartizează bine sarcinile solicitând puţin stratul de fundaţie, însă sunt sensibile la tasări.

Atât stratul de bază cât şi fundaţia trebuie să fie capabile de a reduce sarcinile fără să se deformeze, degradeze sau strivi. În cazul sistemelor rutiere rigide, cu toată distribuţia avantajoasă a eforturilor, fundaţia este totuşi periclitată în zonele de la marginea dalelor şi de sub rosturi; aici este necesar ca materialele din fundaţie să nu se disloce sub efectul repetat al solicitărilor dinamice din trafic. Substratul de fundaţie, executat din nisip sau balast, se interpune între pat şi fundaţie şi îndeplineşte următoarele funcţiuni: opreşte ascensiunea capilară în cazul existenţei unei pânze de apă subterană – rol

anticapilar; împiedică pătrunderea îngheţului la nivelul pământului din patul drumului – rol antigel; împiedică pătrunderea de jos în sus a părţilor fine prăfos–argiloase şi a substanţelor

organice din patul drumului în stratul de fundaţie – rol izolator şi anticontaminator; drenează, colectează şi îndepărtează apele meteorice ce se infiltrează în sistemul rutier,

astfel încât să nu stagneze la nivelul patului – rol drenant; repartizează mai uniform presiunile pe patul drumului şi netezeşte denivelările acestuia –

rol de omogenizare.Uneori în terenurile umede, mlăştinoase, cu terasamente plastice, substratul de

fundaţie se aşează pe un strat de formă alcătuit din materiale puţin sensibile la apă sau obţinut prin tratarea stratului superior al terasamentelor cu un liant (var, ciment). În mod convenţional stratul de formă nu face parte din sistemul rutier.

Sistemele rutiere nu cuprind întotdeauna toate straturile enumerate mai sus; de asemenea, se poate întâmpla să nu existe o delimitare exactă între unele straturi.

În figura 8.3 sunt prezentate unele tipurile de sisteme rutiere folosite la drumuri.

După cum se vede ele variază de la tipurile cele mai simple până la cele de tip modern: sisteme rutiere din pământ şi pământ îmbunătăţit; se folosesc la drumurile de exploatare

sezoniere, cu o circulaţie uşoară şi redusă; sisteme rutiere din împietruiri simple, care se pot executa într–un singur strat (portant şi de

uzură) sau în două straturi (unul portant şi altul de uzură); se recomandă pentru drumurile de importanţă redusă;

sisteme rutiere cu îmbrăcămintea din macadam protejat şi macadam asfaltic; sisteme rutiere cu îmbrăcăminţi moderne (materiale anrobate, mixturi asfaltice, betoane de

ciment).

1.2. Încărcările date de vehicul

1.2.1. Caracterizarea traficuluiFactorul determinant în alcătuirea şi dimensionarea sistemului rutier este traficul.

Traficul rutier însumează totalitatea vehiculelor care se deplasează în ambele sensuri pe un sector de drum dat, putând fi caracterizat prin: intensitate, componenţă, viteză de circulaţie etc.

Fig. 8.3. Tipuri de sisteme rutiere.

Dimensionarea sistemelor rutiere se face luându–se în considerare intensitatea traficului viitor probabil. Acesta reprezintă un trafic viitor ce se va realiza la un interval de timp de 15 ani de la data dării în exploatare a drumului.

Previziunile cu privire la circulaţia care va solicita în viitor un sector de drum anumit se face pe baza unor studii economice. În Tabel 8.1. se dă o recomandare privind prognoza traficului rutier pentru perspectiva de până la 20 ani.

Diversele tipuri de vehicule solicită diferit drumul în funcţie de caracteristicile lor tehnice. În consecinţă, la dimensionarea sistemului rutier, traficul trebuie diferenţiat atât după greutatea vehiculelor, cât şi după elementele caracteristice ale contactului dintre roată şi drum.

Grosimea unui sistem rutier este condiţionată de încărcările date de vehicule. Încărcarea vehiculelor se exprimă prin greutatea totală sau prin greutatea pe osia cea mai încărcată. În cele mai multe din ţările europene, încărcarea maximă pe osie este limitată la 100 kN sau la 130 kN. Pentru vehiculele militare, utilajele agricole şi cele destinate lucrărilor publice se acordă derogări de la prescripţiile oficiale.

Tabel 8.1.

Categoria de vehicule

Coeficientul de creştere a traficului

anul recenzării

5 ani 10 ani 15 ani 20 ani

Autoturisme şi autovehicule până la 15kN încărcătură utilă 1,0 1,7 3,0 4,5 6,2Autovehicule cu încărcătură utilă de 15–50kN 1,0 1,2 2,0 2,8 3,2Autovehicule cu încărcătură utilă peste 50kN

1,0 2,0 2,6 3,2 3,8

Autobuze 1,0 1,7 2,3 3,0 3,7Autotractoare cu şa 1,0 1,1 1,5 2,0 2,5Tractoare rutiere 1,0 1,3 1,7 2,0 2,3

Elementele caracteristice ale contactului dintre roată şi drum sunt suprafaţa de contact şi presiunea de contact.

Suprafaţa de contact dintre pneu şi cale, numită urmă sau amprentă, are o formă eliptică. Pentru uşurinţa calculelor, urma roţii este asimilată cu un cerc, al cărui diametru este stabilit prin echivalare cu suprafaţa de contact reală.

În ţara noastră, pentru dimensionarea sistemelor rutiere se ia în considerare drept vehicul etalon un vehicul convenţional A 13 cu greutatea maximă pe osie de 91 kN şi greutatea totală 130 kN.

Roata acestui vehicul de calcul are o urmă echivalentă cu un cerc cu diametrul D=34 cm şi produce o presiune p = 5 daN/cm2.

În Tabel 8.2. se dau caracteristicile de calcul ale diferitelor tipuri de vehicule, aflate în circulaţie în România.

Tabel 8.2.

Tipuri de autovehiculeGreutatea, daN Greutatea

maximă peosie daN

Presiunea pe suprafaţade contact daN/cm2

Diametrul cercului

echivalent de contact cm

Totală Utilă

Autocamionetă TV 5 C 2 675 1 000 1 350 2,75 17,8Autofurgonetă TV 5 F 2 875 1 100 1 360 2,75 17,8Autocamion SR 131 (Carpaţi) 6 035 3 000 4 375 5,00 23,7Autocamion R 215 DF 18 500 10 500 2x7 000 7,15 25,0Autocamion TATRA T 111 R 18 840 10 240 2x7 550 6,05 28,2Autocamion IAZ–210 23 525 12 000 2x9 470 6,05 31,6Autocamion SKODA RT 15 000 8 600 10 400 7,15 32,7Autobasculantă SR 109 8 170 4 200 6 000 5,00 28,7Autobasculantă MAZ–205 12 825 6 000 9 265 5,30 30,0Autobasculantă R DFK 18 500 10 500 2x7 000 7,15 25,0Autobasculantă SKODA–706 15 000 7 750 10 200 7,15 32,5Autobasculantă SR 116 8 400 4 500 6 370 6,05 25,9Autobasculantă MAN 11 500 7 000 7 000 6,30 26,6Microbuz TV 5M 2 647 700 1 360 2,75 17,8Autobuz ROBUR (R.D.G.) 5 100 1 450 3 600 4,40 22,8Autobuz TV 7 7 665 2 465 4 920 5,00 26,0Autobuz Roman 111 RD 15 000 6 000 10 000 5,50 34,0Autobuz IKARUS–630 13 150 4 750 8 375 6,60 29,7Autobuz SKODA–706 R 7 14 400 5 500 9 200 7,15 32,6Remorci auto 30 kn 4 850 3 000 2 425 5,25 17,2Remorci basculante RB 356 5 840 3 500 2 740 5,00 18,8Remorci basculante RB 5 7 200 5 000 3 600 5,00 21,5Autotractor cu şa SR 115 8 700 5 000 6 405 5,80 27,5Autotractor cu şa ATM 1 17 800 10 000 9 600 6,80 30,0Trailer de 200 kN 28 700 20 000 2x9 566 6,05 31,8

Vehicul etalon A 13 13 000 – 9 100 5,0 34,0

1.2.2. Efectul repetării încărcărilorIntensitatea traficului se exprimă prin numărul de vehicule fizice, vehicule etalon sau

tone care trec printr–o secţiune de drum într–un interval de timp dat. Intensitatea de calcul a traficului, exprimată în vehicule etalon A 13, este considerată intensitatea maximă zilnică de perspectivă în perioada sezonieră cu cele mai defavorabile condiţii atmosferice şi hidrogeologice. În cazul sistemelor rutiere rigide, se adoptă în calcule intensitatea medie anuală de perspectivă în 24 ore.

Când drumul este prevăzut cu una sau două benzi de circulaţie, intensitatea traficului se exprimă prin numărul de vehicule care circulă în ambele sensuri.

Repetarea încărcărilor, în special a vehiculelor grele, produce o acumulare a deformaţiilor remanente şi oboseala materialelor folosite la alcătuirea sistemului rutier.

Intensitatea traficului este introdusă în calcule sub forma unui factor de trafic care majorează capacitatea portantă necesară a sistemului rutier.

Pentru sistemele rutiere nerigide factorul de trafic K poate fi exprimat sub forma unei funcţii logaritmice:

K = a + b.lgN 8.1în care:

N – este intensitatea traficului de calcul, iar a şi b sunt coeficienţi stabiliţi pe cale experimentală.

În cazul când valoarea obţinută este inferioară intensităţii medii anuale, se va lua în general în calcule intensitatea medie anuală în 24 ore a circulaţiei de perspectivă în ambele sensuri.

În cazul unui trafic intens şi greu, formula generală pentru calculul factorului de trafic este:

8.2unde: g – este un coeficient care ţine seamă de probabilitatea trecerii încărcării pe aceeaşi urmă.

Când partea carosabilă este sub 6,5m lăţime, în axa drumului se suprapun urmele roţilor vehiculelor de la ambele sensuri de circulaţie şi valorile coeficientului cresc.

Valoarea coeficientului g depinde de numărul benzilor de circulaţie şi este prezentată în Tabel 8.3.

Tabel 8.3

Valoarea factorului de trafic K, calculat cu relaţia 8.2 este dată în Tabel 8.4.Tabel 8.4.

Nr. vehicule Valorile K pentru g egal cu:A 13/24 h 2,0 1,0 0,85 0,75

15 1,460 1,265 1,223 1,17850 1,800 1,605 1,562 1,523300 2,316 2,104 2,062 2,027

1 000 2,642 2,450 2,404 2,3702 000 2,840 2,642 2,603 2,562

Numărul benzilor de circulaţie

g

1 2,02 1,03 0,854 0,75

5 000 3,100 2,902 2,860 2,820

1.2.3. Echivalarea vehiculelor

Vehiculele reale care circulă pe drum pot fi transformate într–un singur fel de vehicule etalon A13, punând condiţia ca asupra aceluiaşi drum să producă aceeaşi deformaţie.

Rezultă egalitatea:pi Di (0,5 + 0,65 lg Ni ) = p0 D0 (0,5 +0,65 lg N0) 8.3

în care pi, Di, Ni, – sunt caracteristicile traficului real;p0, D0, N0 – sunt caracteristicile traficului dat de vehiculul etalon.Rezolvând această relaţie în raport cu lg N0 se obţine:

lg N0 = h(0,77 + lg Ni ) – 0,77 8.4unde h este numit coeficient de transformare şi are expresia:

8.5.

În coordonate logaritmice, notând cu x = lg Ni şi y = lg N0, această relaţie de echivalare a traficului se reduce la ecuaţia unei drepte. Pentru fiecare tip de vehicul, caracterizat prin produsul pD, se va obţine câte o dreaptă diferit înclinată.

Pentru nevoi practice, s–a întocmit o abacă cu ajutorul căreia diferitele tipuri de vehicule care circulă în mod curent pot fi transformate în vehicule etalon A13 (fig. 8.4).

Fig. 8.4. Abaca pentru echivalarea vehiculelor

În diagramă este dat un exemplu de transformare a 1010 vehicule fizice, pentru care produsul pD = 130, în 150 vehicule etalon A13, pentru care produsul pD = 170.

1.3. Dimensionarea sistemelor rutiere nerigide

8.3.1. Metoda deformaţiei criticeUn sistem rutier nerigid este alcătuit din straturi cu rigiditate relativ scăzută care sub

încărcările exterioare se pot deforma în limite largi adaptându–se mai uşor tasărilor neuniforme ale patului drumului.

Dimensionarea sistemelor rutiere nerigide se bazează pe criteriul deformaţiei critice a îmbrăcămintei sub acţiunea traficului. Se consideră drept deformaţie critică valoarea limită a deformaţiei care, fie ar duce la distrugerea sistemului rutier, fie ar stânjeni exploatarea sigură a complexului rutier pe toată durata de serviciu, luată în considerare la proiectarea lucrărilor.

La dimensionarea sistemelor rutiere nerigide se iau în considerare următoarele elemente ale traficului: traficul viitor probabil, modul de repartizare al sarcinilor, caracteristicile vehiculelor, vehiculul etalon şi acţiunea sarcinilor repetate.

Traficul viitor probabil se estimează pentru o perioadă de perspectivă corespunzătoare duratei medii de serviciu a diferitelor îmbrăcăminţi rutiere, care este indicată în Tabel 8.5.

Tabel 8.5Tipul de îmbrăcăminte Perioada de perspectivă,

aniCoeficient de siguranţă m

Îmbrăcăminte permanentă 15 max.1,2Îmbrăcăminte semipermanentă 8–12 1,1Îmbrăcăminte provizorie max. 7 1,0

Evaluarea traficului se face pornind de la datele obţinute în urma recensămintelor de circulaţie. Traficul de perspectivă se estimează înmulţind numărul de vehicule recenzate cu un coeficient de creştere a traficului, care se ia din Tabel 8.1 în funcţie de perioada de perspectivă.

Calculul sistemelor rutiere nerigide se face luând în considerare încărcarea dată de vehicul etalon A 13 cu următoarele caracteristici:

p = 5 daN/cm2 şi D = 34 cm.Transformarea traficului de perspectivă în vehicule etalon se poate face cu ajutorul

relaţiei 8.3 sau folosind nomograma din figura 8.4.Pentru ca un complex rutier nerigid să reziste unui trafic dat, trebuie ca modulul de

deformaţie echivalent efectiv al complexului rutier să fie mai mare decât modulul de deformaţie echivalent necesar rezultat din trafic:

Eech ef ³ Eech nec. 8.6Modulul de deformaţie echivalent necesar al sistemului rutier se stabileşte cu relaţia:

8.7

în care: p – presiunea de contact dintre roată şi îmbrăcăminte dată de vehiculul etalon;l – deformaţia critică relativă;K – factor de trafic;m – coeficient de siguranţă pentru neuniformitatea condiţiilor de lucru a complexului

rutier cu valori conform Tabelui 8.5.Deformaţia relativă critică ţine seamă de repartizarea sarcinii la contactul dintre roată

şi drum pe o suprafaţă circulară echivalentă cu amprenta pneului şi este dată de relaţia:l = l / D

unde l este deformaţia critică iar D diametrul cercului echivalent de contact.Valorile lui l sunt funcţie de tipul sistemului rutier şi de îmbrăcăminte (tab. 8.6).

Tabel 8.6Tipuri de sisteme rutiere l

Sisteme rutiere grele cu îmbrăcăminţi permanente ( betoane asfaltice, materiale anrobate, betoane de ciment şi pavaje de piatră) 0,035Sisteme rutiere mijlocii cu îmbrăcăminţi semipermanente (macadamul protejat, macadamul asfaltic, macadamul cimentat) 0,04Sisteme rutiere uşoare cu îmbrăcăminţi provizorii (pământ stabilizat, împietruirile) 0,05Împietruiri din pietriş 0,06

Factorul de trafic K, care intervine, ţine seamă de acumularea deformaţiilor la acţiunea repetată a încărcărilor şi se calculează cu relaţia 8.2 sau se iau valorile din Tabel 8.4.

La dimensionarea unui sistem rutier se recomandă ca valoarea modulului de deformaţie echivalent necesar să nu fie sub valorile minime din Tabel 8.7., care se adoptă în funcţie de intensitatea traficului şi de tipul îmbrăcămintei.

Tabel 8.7.Intensitatea traficului, Valorile Eech nec pentru îmbrăcămintevehicule fizice/24ore Permanentă Semipermanentă Provizorie

Peste 6 000 700 – –3 000 – 6 000 600 550 –1 000 – 3 000 550 500 – 200 – 1 000 – 400 350

Sub 200 – – 300

Capacitatea portantă a straturilor rutiere şi a terenului de fundaţie se caracterizează prin modulul de deformaţie liniară E. Valorile de calcul ale modulelor de deformaţie liniară se dau în tabelele 8.8…8.11. La stabilirea valorii modulului de deformaţie a pământurilor se va ţine seama de condiţiile climatice cele mai defavorabile (tabelele 8.12 şi 8.13)

Tabel 8.8.Valorile de calcul ale modulelor de deformaţii E,

pentru diferite straturi rutiere. Stratul rutier Modulul de deformaţie E daN/cm2

Asfalt turnat 3 000Betoane asfaltice 2 800Mortar asfaltic 2 400Binder de criblură 2 600Binder de mărgăritar 2 200Mixtură asfaltică executată cu: – agregate de carieră concasate 2 400 – agregate de balastieră 2 200Macadam asfaltic: – penetrat 2 000 – semipenetrat 1 700Pavaje din piatră*:– pavele normale, abnorme sau calupuri 2 800– piatră brută 1 700– bolovani 1 500Macadam ordinar 1 300Fundaţie din piatră spartă 1 100*Inclusiv stratul de nisip pilonat pe care se aşează pavelele.

Tabel 8.9Valorile de calcul ale modulului de deformaţie E,

pentru balast, daN/cm2

Conţinutul procentualîn fracţiuni

Indice de plasticitate

%

Zona climatică

5mm 3mm sub 0,07mm

III II I

45 80 6 4 900 800 80030 65 9 4 700 650 60020 55 12 6 600 550 50015 45 16 6 500 450 –

Tabel 8.10Valorile modulului de deformaţie pentru nisipuri, daN/cm2

Tipul nisipului Zona climaticăIII II I

Nisip grăunţos 400 350 350Nisip mijlociu 300 250 250Nisip fin 200 150 150

Tabel 8.11Valorile modulelor de deformaţie E a pământurilor, daN/cm2

Regimulhidrologic

local

Catego-ria

pămân-turilor

Zona I Zona II Zona IIIÎn

rambleuÎn debleu În

rambleuÎn debleu În

rambleuÎn debleu

FavorabilABCD

150–200120–160110–15090–110

120–15090–12080–11075–90

170–220150–180140–160120–150

150–170120–150110–140100–120

200–220160–200150–190130–160

170–200150–180130–160120–130

MediuABCD

120–15080–10075–8570–80

60–80–––

130–160110–12090–11080–100

80–11065–80

––

140–170120–140110–13090–120

100–14090–12075–90

–

NefavorabilABCD

115–14075–9570–9060–75

––––

120–15090–12085–11080–90

––––

130–160100–13090–12085–110

––––

A–pietriş cu nisip mare;B - nisip fin, nisip prăfos, nisip argilos;C - praf nisipos, praf argilos nisipos, praf, praf argilos; D - argilă prăfoasă, argilă nisipoasă, argilă prăfoasă nisipoasă, argilă.

Tabel 8.12Zonarea climatologică a teritoriului României

Nr. zonei

Caracteristici Graniţele geografice ale zonei

I Exces de umiditate Cuprinde regiunile de munte cu altitudini de peste 1 500 m şi regiunile împădurite cu altitudini de peste 1 000 m. Se mai încadrează traseele care trec prin văi adânci şi împădurite ale unor versanţi dinspre nord când altitudinea este peste 600 m

II Umiditate variabilă Cuprinde regiunile subcarpatice, podişul Transilvaniei, nordul Moldovei şi Olteniei

III Umiditate deficitară Cuprinde nordul Moldovei şi Olteniei, Bărăganul, Dobrogea şi partea de vest a Transilvaniei

Tabel 8.13Condiţii locale de umezire a pământului în patul căii

Regimul hidrologic local

Caracteristici

Favorabil Scurgerea apelor superficiale este asigurată, iar apele subterane nu influenţează patul drumului

Mediu Scurgerea apelor superficiale nu este integral asiguratăApele subterane sunt drenate şi nu prezintă o influenţă esenţială asupra patului

Nefavorabil Apele subterane produc umezirea patului. Apar semne de mlaştină şi posibilităţi de îmbibare a terasamentelor.

Fig. 8.5. Abacă pentru dimensionarea sistemelor rutiere nerigide

Un complex rutier nerigid bistrat poate fi caracterizat ca portanţă prin valoarea modulului său echivalent de deformaţie.

Determinarea modulului echivalent de deformaţie pentru un complex rutier alcătuit din mai multe straturi se face folosind succesiv relaţia stabilită pentru un sistem alcătuit din două straturi (metoda bistrat).

8.8

în care:

E0 – modulul de deformaţie al stratului inferior (pământului), în daN/cm2;

E1 – modulul de deformaţie al stratului superior, daN/cm2; h – grosimea stratului superior, în cm.

Pentru necesităţi practice, se foloseşte abaca dată în fig. 8.5., în care intervin următoarele variabile: Eech, E1, E0, şi h/D.

Exemple de calculI. Să se determine modulul de deformaţie echivalent necesar pentru un sistem rutier nerigid cu îmbrăcămintea semipermanentă aplicat la un drum de exploatare cu un trafic rutier probabil de 100 autobasculante SKODA în 24 ore. Transformarea autobasculantelor SKODA în vehicul etalon A 13.

Caracteristicile vehiculelor (tab. 11.2):SKODA p = 7,15 daN/cm2; D = 32,5 cm; pD = 232A 13 p0 = 5 daN/cm2; D0= 34 cm; p0D0 = 170.Aplicând relaţia pentru echivalarea vehiculelor:

N0 = 1 024 vehicule etalon A 13/24 ore. Determinarea modulului echivalent necesar al sistemului rutier se face cu formula 8.7 luând în considerare următoarele elemente de calcul p = 5 daN/cm2; l = 0,04; g = 1,0; m = 1,1.

II. Să se dimensioneze sistemul rutier pe un sector de drum, cunoscând că traficul zilnic este compus în prezent din:

500 autoturisme307 autocamionete < 20 kN356 autocamioane 20 – 30 kN462 autocamioane 30 – 50 kN628 autocamioane 50 – 70 kN112 autocamioane > 70 kN 23 autobuze

Se va aplica o îmbrăcăminte asfaltică permanentă. Drumul se află în zona climatică II, are condiţii locale hidrologice favorabile, iar terenul de fundaţie este constituit din nisip argilos. Estimarea traficului de perspectivă

Pentru îmbrăcăminţi permanente perioada de perspectivă se ia egală cu 15 ani (Tabel 8.1).

Ţinând seamă de coeficienţii de creştere a traficului în perspectivă (Tabel 8.1), se obţine traficul viitor probabil la care se face dimensionarea sistemului rutier.

În ultima coloană s–a calculat numărul de vehicule etalon cu relaţia 8.3.

Tabel 8.14Transformarea vehiculelor fizice în vehicule etalon

Tipul de autovehiculTraficul actual

în24 ore

Coeficienţii de creştere în perspectivă

Traficul viitorprobabil în

24 ore

Vehicule etalon

A 13/24 oreAutoturismeAutocamionete < 20kNAutocamioane 20 – 30kNAutocamioane 30 – 50kNAutocamioane 50 – 70kNAutocamioane > 70kNAutobuze

50030735646262811223

4,54,52,82,83,23,23,0

2 2501 382997

1 2942 01035869

–27286

2 4506 450

17

Total 2 388 – 8 360 9 077

În problema echivalării traficului, o pondere deosebită o au vehiculele grele; vehiculele uşoare (autoturismele), pentru care produsul pD < 50, pot fi neglijate; de exemplu, în diagrama 12.1 dacă se transformă 1500 vehicule fizice care au produsul pD = 50, se obţin 2 vehicule etalon A13 cu produsul pD = 170.

Rezultă o intensitate de trafic în perspectivă, exprimat în vehicule fizice, foarte mare de aceea drumul se va proiecta cu 4 benzi de circulaţie. Calculul modulului de deformaţie echivalent necesar:

Comparându–se acest rezultat cu valoarea minimă a modulului echivalent necesar recomandat în Tabel 8.7, pentru un drum solicitat de un trafic de peste 6 000 autovehicule fizice/24 ore, care este de numai 700 daN/cm2, rezultă că pentru dimensionare se va adopta cea mai mare dintre aceste două valori şi anume:

Eech,nec = 830 daN/cm2

Alcătuirea sistemului rutier şi stabilirea modulelor de deformaţie pentru terenul de fundaţie şi straturile rutiere componente.

Se adoptă alcătuirea sistemului rutier din figura 8.6.În general se aleg dimensiuni constructive pentru (n – 1) straturi ale sistemului rutier,

urmând ca grosimea unuia dintre straturile componente să rezulte din calcule. De obicei se caută să se calculeze grosimea necesară a stratului de fundaţie ca fiind cel mai economic.

Valorile modulelor de deformaţie se stabilesc pentru condiţiile sezoniere cele mai defavorabile, utilizând tabelele 8.8….8.11.

Proiectarea unui sistem rutier este o problemă tehnico–economică care comportă luarea în considerare a mai multor tipuri de sisteme rutiere, cu diverse alcătuiri, în funcţie de materialele de care se dispune, de posibilităţile de execuţie etc. Soluţia optimă care se adoptă este rezultatul unei analize cu caracter economic.

Dimensionarea sistemului rutierGrosimea stratului de fundaţie se calculează cu ajutorul nomogramei din fig. 8.5,

plecând de sus în jos şi utilizând succesiv schema bistrat (fig. 8.7.)Etapa I

Pentru şi

Fig. 8.6. Schemă de calcul.

Fig. 8.7. Schema etapelor de calcul

rezultă:

Se obţine valoarea modulului de deformaţie echivalent intermediar la nivelul stratului de binder:

EIech = 0,278 x 2 800 = 778 daN/cm2

Se calculează apoi în mod similar modulul de deformaţie echivalent intermediar, EIIech

scăzându–se şi aportul stratului de binder.Etapa II

Pentru şi

rezultă

de unde: EIIech = 0,275 x 2 600 = 715 daN/cm2

Se deduce în continuare modulul echivalent intermediar EIIIech luând în considerare

schema bistrat din EIIech şi modulul stratului din mixtură compactă.

Etapa III

Pentru:

rezultă:

de unde: EIIIech = 0,243 x 2 200 = 535 daN/cm2

Etapa IV Se determină modulul de deformaţie echivalent EIV

ech la nivelul superior al stratului de balast.

Pentru: şi

rezultă :

Se deduce astfel valoarea:EIV

ech = 0,247 x 1 400 = 346 daN/cm2

Etapa VÎn cele din urmă, utilizând schema bistrat formată din stratul de fundaţie din balast şi

terenul de fundaţie, pentru care se cunosc toate cele trei valori ale modulelor de deformaţie care intervin în relaţia 8.7 şi anume: modulul de deformaţie E0 al stratului inferior, modulul de deformaţie al stratului superior E1, precum şi modulul de deformaţie echivalent al sistemului în ansamblu său, întrucât se pune condiţia ca acest sistem să ateste un modul echivalent efectiv egal cu EIV

ech, la care s–a ajuns în etapa de calcul imediat precedentă. În felul acesta, cu ajutorul aceleiaşi nomograme se determină grosimea stratului de balast h1.

Pentru şi

rezultă

de unde: h1 = 0,772 x 26 cmÎn mod analog, alegând grosimi constructive pentru celelalte straturi componente, se

poate dimensiona grosimea oricărui alt strat rutier.