Institutul de cercetări pentru echipamente şi tehnologii în construcţii-icecon s. A

1. CERINŢE GENERALE DE CALITATE LA REALIZAREA

STRATURILOR RUTIERE BITUMINOASE

Executarea îmbrăcăminţilor, având la bază mixturi asfaltice cilindrate, este un proces complex care cuprinde activităţi şi resurse aflate într-o permanentă interdependenţă.

1.1. RESURSE

Resursele umane

La executarea îmbrăcăminţilor din mixturi asfaltice participă mai multe categorii de personal şi anume: personalul de coordonare şi conducere a diferitelor activităţi, personalul pentru controlul calităţii produselor şi proceselor, echipe specializate de muncitori pentru executarea îmbrăcăminţilor asfaltice, operatorii echipamentelor tehnologice şi echipele specializate în mentenanţa acestora, personal auxiliar.

Resursele materiale

Resursele materiale sunt reprezentate de materialele specifice folosite, adică mixtura asfaltică fabricată la cald, materialele pentru amorsaje, etc.

Resursele tehnice şi de documentare

Resursele tehnice participante la proces sunt reprezentate de totalitatea echipamentelor tehnologice (laboratoarele de încercări, mijloace de transportat mixtura, repartizatoare-finisoare, compactoare, dispozitive de amorsat suprafaţa suport şi de tăiat rosturi etc).

Laboratoarele de încercări şi verificări (ca resursă tehnică importantă) trebuie dotate cu aparatura corespunzătoare, iar rezultatele testelor să exprime în mod real calitatea produsului, respectiv al punerii acestuia în operă.

Principalele resursele de documentaţie tehnică sunt reprezentate de proiectele de execuţie, caiete de sarcini, normative, standarde specifice adoptate de clienţi.

1.2. ETAPELE PROCESULUI DE EXECUTARE AL ÎMBRĂCĂMINŢILOR

DIN MIXTURI ASFALTICE

Procesul de executare al îmbrăcăminţilor din mixturi asfaltice realizate la cald cuprinde următoarele etape:

a. Producerea mixturilor asfaltice

Producerea mixturilor asfaltice se realizează în instalaţii de preparat mixturi asfaltice la cald. Mixtura preparată trebuie să corespundă cerinţelor de calitate, din documentele de referinţă (standarde, normative tehnice, specificaţii tehnice, caiete de sarcini, etc.) pentru stratul rutier ce trebuie realizat sau reparat.

Producerea mixturii, transportul şi punerea în operă trebuie realizate într-un flux tehnologic continuu care să asigure parametri specifici de proces (temperatură la aşternere, grosime strat, grad de compactare, temperatura la sfârşitul compactării, calitatea suprafeţei, elementele geometrice ale căii de rulsre, etc.).

b. Transportul mixturilor asfaltice

În procesul de aşternere al mixturii, alimentarea repartizatorului trebuie să fie continuă, fără întreruperi. Din acest motiv se va organiza un flux optim producere-transport-punere în operă a mixturii asfaltice care să conducă la pierderi de temperatură cât mai reduse. Transportul se poate efectua cu autobasculante sau containere speciale.

Dacă transportul se realizează cu autobasculante benele trebuie să fie acoperite cu prelate, astfel încât pierderile de temperatură pe perioada transportului să fie minime.

c. Realizarea lucrărilor de nivelment a suprafeţei suport

Cunoaşterea cotelor profilului drumului ( intrări şi ieşiri din curbe, centrele curbelor, pante unice şi convertiri în curbe, schimbările de pantă în profil longitudinal, etc.) este foarte importantă pentru marcarea pe teren a cotelor la care trebuie aşternut stratul de mixtură în aceste profile, funcţie de cotele determinate şi de a furniza datele necesare pentru calculul cantităţilor de mixtură necesare realizării îmbrăcăminţii.

d. Pregătirea suprafeţei stratului suport

Aşternere a mixturii asfaltice se realizează pe un strat suport cu o suprafaţă pregătită în confor-mitate cu cerinţele din documentele de referinţă. Funcţie de natura stratului de mixtură asfaltică ce urmează a fi aşternută trei situaţii sunt posibile:

- pregătirea suprafeţei terasamentelor înaintea aşternerii stratului de bază;

- pregătirea suprafeţei stratului de bază înaintea aşternerii stratului superior de legătură;

- pregătirea suprafeţei stratului de legătură înaintea aşternerii stratului de uzură.

Terasamentul pe care se aşterne primul strat de mixtură trebuie să aibă următoarele caracteristici:

- să prezinte o capacitate portantă uniformă pe toată suprafaţa, pentru a se putea obţine un grad de compactare constant al stratului de mixtură asfaltică;

- să prezinte o suprafaţă fără denivelări pentru a permite ca aşternerea noului strat de mixturi asfaltice să se poată realiza de grosime constantă. Suprafaţa stratului suport sau a patului să nu prezinte denivelări mai mari de 10 mm sub dreptarul de 3 m, în sens longitudinal şi în sens transversal. Dacă această condiţie nu este îndeplinită se va executa în prealabil o corecţie corespunzătoare a suprafeţei patului suport;

- suprafaţa stratului suport trebuie să fie curăţată de impurităţi prin spălare şi măturare cu perii metalice sau suflare;

- după uscare, stratul suport se amorsează cu bitum sau emulsie bituminos cationică.

e. Execuţia stratului de mixtură asfaltică caldă

◙ Punerea în operă a mixturilor asfaltice destinate execuţiei straturilor rutiere bituminoase cilindrate se efectuează în sezonul călduros (martie-noiembrie), în condiţiile unui timp uscat la temperaturi atmosferice de peste +10°C, cu excepţia mixturilor asfaltice cu bitum modificat care se aştern la temperaturi atmosferice de peste +15°C. Lucrările se întrerup pe vânt puternic sau ploaie şi se reiau numai după uscarea suportului.

◙ Punerea în operă a mixturilor asfaltice cilindrate destinate lucrărilor de reparaţii, se poate efectua în mod excepţional şi pe timp friguros, la ordinul administratorului drumului pentru a evita extinderea degradărilor din îmbrăcămintea bituminoasă ce ar putea afecta siguranţa circulaţiei, conform Normativ AND ind. 533 şi Normativ AND ind. 547.

Punerea în operă a mixturilor asfaltice turnate se poate efectua pe tot parcursul anului cu condiţia ca stratul suport să fie uscat, iar temperatura atmosferică să fie de minimum 5°C.

◙ Activitatea de aşternere a mixturii asfaltice se desfăşoară numai după pregătirea corespunzătoare a stratului suport.

- dacă stratul suport este constituit dintr-o îmbrăcăminte bituminoasă lucioasă (faianţată), aceasta se va freza în mod obligatoriu;

- dacă stratul suport este constituit dintr-o îmbrăcăminte bituminoasă fisurată, aceasta se va freza sau după colmatare se va aplica o soluţie antifisură;

- dacă stratul suport este constituit din beton de ciment sau macadam cimentat, se va aplica de asemenea o soluţie antifisură şi numai dacă suportul nu este degradat, se admite doar acoperirea rosturilor, pe o lăţime de min. 50 cm, cu materiale geosintetice, împâslitură din fibre de sticlă bitumată sau alte materiale adecvate, fixate în mod corespunzător.

OBSERVAŢIE: Stratul antifisură are rolul de a întârzia transmiterea fisurilor din stratul suport în îmbrăcămintea bituminoasă nou executată şi se poate realiza:

- din mortar asfaltic conform normativ AND ind. 559;

- din mixturi asfaltice cu volum ridicat de goluri, conform normativ AND ind. 560;

- din materiale geosintetice sau pe bază de fibre de sticlă, conform normativ NP 075-02, normativ AND ind. 227 sau procedurilor agrementate tehnic.

◙ Aşternerea mixturilor asfaltice cilindrate se efectuează mecanizat cu repartizatoare-finisoare prevăzute cu palpator pentru asigurarea grosimii prescrise a stratului şi a uniformităţii acestuia, cu sistem de precompactare a mixturii prin vibrare şi sistem de încălzire a grinzii nivelatoare.

OBSERVAŢIE: Este obligatorie utilizarea repartizatoarelor cu grindă vibratoare, deoarece se evită situaţiile în care se realizează numai o nivelare aparentă la suprafaţă, iar în interior mixtura rămâne cu o afânare neuniformă ce conduce la denivelări în timpul compactării, comportând corectări care reduc în timp calitatea suprafeţei de rulare în ceea ce priveşte planeitatea.

◙ Aşternerea manuală este permisă numai în cazuri excepţionale, exemplu în spatii înguste. Nivelarea stratului se face manual, iar realizarea profilului transversal se face cu ajutorul şablonului. Acesta se deplasează în lungul drumului sprijinit pe longrine corespunzătoare, înainte de compactare, grosimea mixturii trebuie să fie cu circa 20% mai mare decât grosimea prescrisă pentru stratul compactat.

◙ Temperatura minimă a mixturii asfaltice, la aşternere, trebuie să se încadreze în limitele din tabelul 1.

TABELUL 1

Nr. crt.	Tipul mixturii asfaltice	Temperatura minimă a mixturii, °C
		La ieşire din malaxor	La aşternere	La începutul compactării	La sfârşitul compactării
1.	Mixtură cu bitum tip D 50/70 sau D 60/80	165...175	155	150	110
2.	Mixturi cu bitum tip D 70/100 sau D 80/100	160...170	150	145	105
3.	Mixturi asfaltice cu bitum modificat	170...180	155	150	120

◙ La orice lucrare de punere în operă a mixturilor asfaltice la cald, se va executa un tronson experimental cu o lungime de minimum 30 m, având ca scop stabilirea, în condiţii de şantier a următoarelor obiective:

- mijloacele tehnice de punere în operă şi reglarea parametrilor de funcţionare a acestora;

- componenţa optimă a atelierului de compactare şi reglarea dispozitivelor utilajelor componente;

- stabilirea parametrilor de compactare a numărului de treceri, grosimea stratului şi temperatura mixturii etc, în vederea obţinerii gradului de compactare prescris;

- grosimea optimă de aşternere a stratului.

.

OBSERVAŢIE:

1. Dacă nu se poate realiza gradul de compactare prescris, se procedează la o nouă încercare, variind condiţiile de lucru prin modificarea grosimii de aşternere, a temperaturii de aşternere sau modificarea atelierului de compactare folosit.

2. Partea din tronsonul experimental executat cu cele mai bune rezultate, în special în ceea ce priveşte gradul de compactare, va servi ca sector de referinţă pentru restul lucrării.

◙ După ce a fost reglată poziţia grinzii astfel încât să răspundă cerinţelor de grosimea stratului de aşternere, respectiv înălţimea şi panta profilului din proiect ce trebuie realizată, nu mai este permisă modificarea acestora în timpul funcţionării, decât în cazul când acestea trebuie adaptate conform proiectului sau caietelor de sarcini. Adaptările(modificările) se fac gradat şi fără şocuri, avându-se în vedere şi viteza de avansare a repartizatorului şi având grijă să nu se depăşească poziţiile limită ale grinzii prevăzute în proiect pentru a se evita revenirea.

◙ Este recomandată aşternerea pe toată lăţimea căii, cu un repartizator sau cu două repartizatoare, în paralel, dacă condiţiile de trafic o permit. Distanţa minimă dintre repartizatoare trebuie să fie de circa 5 m, fără a depăşi 30 m. Când mixtura se transportă pe drumul executat în sensul aşternerii, distanţa între repartizatoare trebuie să facă posibilă trecerea mijloacelor de transport pe mixtura compactată. Atunci când nu este posibil acest mod de lucru, se lucrează pe benzi de lăţime convenabilă pentru circulaţie, realizându-se întâi banda cea mai îngustă.

◙ Mixtura asfaltică trebuie aşternută continuu pe fiecare strat şi pe toată lungimea unei benzi programată a se executa în ziua respectivă.

Când apar întreruperi accidentale care conduc la scăderea temperaturii mixturii până la 120⁰C se procedează la scoaterea repartizatorului din zona de întrerupere, se compactează imediat suprafaţa nivelată şi se îndepărtează resturile de mixtură rămasă în capătul benzii. Evident se curăţă repartizatorul de mixtura rămasă în afar zonei de turnare. Capătul benzii întrerupte se tratează ca rost de lucru transversal.

◙ În perioadele ploioase, pe sectoarele în palier sau declivităţi foarte mici şi cu profil transversal în pantă unică, se executa întâi banda situată mai sus pentru a se evita acumularea apelor meteorice ce poate avea loc dacă se execută mai întâi banda de jos.

◙ Pe pante, mixtura se aşterne în sensul urcuşului.

◙ Rostul dintre benzi se amplasează decalat faţă de rostul stratului suport cu cel puţin 10-20 cm. Dacă lăţimea totală este acoperită de 3 benzi, banda mediană se va execute prima.

◙ La reluarea lucrului pentru banda alăturată, marginea adiacentă a benzii executată anterior se taie, se curăţă şi se amorsează cu emulsie bituminoasă cationică cu rupere rapidă.

Similar se procedează la reluarea lucrului pentru continuarea pe aceeaşi bandă, respectiv se taie transversal pe toată grosimea, capătul benzii, eliminându-se o porţiune de cea 10-20 cm.

La sfârşitul aşternerii se realizează o pană de mixtură cu panta de 0,5%, care se înlătură la reluarea lucrului pe aceeaşi bandă.

Tăierea rosturilor se vor utiliza tăietoare de rosturi pentru a asigura aderenţa corespunzătoare dintre marginile benzilor.

Straturile succesive: de bază, de legătură, de uzură nu se vor opri în acelaşi profil transversal, ci decalat cu minimum 15-20 cm.

◙ Mixturilor asfaltice turnate se execută mecanizat cu repartizatoare prevăzute cu sistem de vibrare şi de încălzire a grinzii, conform STAS 175 şi STAS 11348. Aşternerea manuală a mixturii este permisă doar în cazuri de excepţie (de exemplu spaţii înguste).

f. Compactarea mixturii asfaltice

◙ La compactarea mixturilor asfaltice, temperatura acestora trebuie să corespundă valorilor din tabelul 7. Operaţia de compactare conduce în mare măsură la creşterea duratei de exploatare a stratului. Este recomandată stabilirea unei temperaturi optime la care să se execute compactarea pentru a se obţine gradul optim de compactare cu un consum minim de energie. Dacă temperatura mixturii scade sub temperatura minimă prescrisă, deşi după compactare suprafaţa este plană, sub sarcinile din trafic suprafaţa se va denivela.

◙ În urma compactării se realizează valorile optime ale caracteristicilor fizico-mecanice şi de deformabilitate: densitate aparentă, procent de goluri, rezistenţă la compresiune, stabilitate la temperaturi ridicate, modul de deformaţie şi modul de elasticitate, precum şi o bună suprafaţă de rulare, asigurându-se astfel calitatea şi durabilitatea stratului rutier.

Factorii de care depinde o compactare corespunzătoare sunt:

- modul de aşternere al mixturii: mecanic sau manual;

- caracteristicile utilajelor de compactare: greutate, viteză, tip (static, vibrator cu rulouri netede sau pe pneuri);

- alcătuirea atelierului de compactare;

- regimul de temperatură, grosimea stratului şi tipul mixturii.

Compactoarele şi mijloacele de transport nu trebuie să prezinte scurgeri de ulei sau combustibili pe stratul de mixtură deoarece are loc o degradare prematură şi accentuată a suprafeţei realizate.

◙ Operaţia de compactare se desfăşoară în linie dreaptă, schimbările de bandă de cilindrare, făcându-se pe mixtura compactată unde ruloul nu mai lasă urme, fără a se îndepărta însă nejustificat de punctul de aşternere. Cilindrarea se va efectua fără întreruperi pentru a se realiza gradul de compactare prescris în cât mai scurt timp, respectiv pe mixtura la temperatura optimă.

◙ Atelierul optim de compactare şi numărul de treceri necesar pentru realizarea gradului de compactare prescris se stabileşte la execuţia tronsonului experimental.

Pentru mixturile asfaltice cu bitum pur, bitum aditivat sau bitum modificat se vor utiliza compactori cu pneuri şi compactori cu rulouri netede sau mixte, cu vibrare.

Pentru mixturile cu adaos de fibre se vor utiliza numai cilindri compactori cu rulouri netede.

La drumuri de clasă tehnică I-II şi străzi de categorie tehnică I-II, se vor utiliza numai compactoare, echipate cu sisteme automate pentru controlul parametrilor tehnologici (fecvenţa şi amplitudinea vibraţiilor, temperatura mixturii şi gradul de compactare).

În general numărul de treceri nu trebuie să fie inferior numărului indicat în tabelul 2, în funcţie de atelierul de compactare şi tipul mixturii asfaltice.

TABELUL 2

Nr. crt.	Tipul mixturii asfaltice	Număr minim de treceri pentru atelierul de compactare^*:
		A		B
		Compactor cu pneuri de 160kN	Compactor cu rulouri netede de 120kN	Compactor cu rulouri netede de 120kN
1.	Mixturi asfaltice cu bitum pur, aditivat sau cu adaos de polimeri pentru stratul de:
	- uzură	10	4	12
	- legătură	12	4	14
	- bază	12	4	14
	- antifisură
	- mortar asfaltic	10	4	12
	- mortar asfaltic cu volum ridicat de goluri	12	4	14
2.	Mixturi asfaltice drenante	-	-	14
3.	Mixturi asfaltice cu adaos de fibre	- prima trecere static^1 - max. 2 treceri cu vibrare^2 - 4…8 treceri statice^1
^*A - atelier de compactare alcătuit din compactor cu rulouri netede de 120kN şi compactor cu pneuri ^*B - atelier de compactare alcătuit din compactor cu rulouri netede de 120kN ^1 se va utiliza un compactor cu rulouri netede în tandem lestaţi la 80….100kN ^2 se va utiliza un compactor cu rulouri netede în tandem cu greutatea mai mică sau egală cu 60kN - este interzisă vibrarea la aşternerea peste straturi rigide (beton de ciment, poduri etc) - nu se vor utiliza compactoare cu pneuri sau mixte, datorită aderenţei mari a mixturii cu fibre de celuloză

◙ Compactarea se va efectua în lungul drumului, de la margine la axa acestuia. Fiecare cursă a compactorului se va suprapune lateral cu minim 10 cm peste cea precedentă. Suprafaţa stratului se va controla în permanenţă, micile denivelări care apar pe suprafaţă se corectează după prima trecere a compactorului pe toata lăţimea benzii. Pe sectoarele cu pantă transversală unică, compactarea se execută de la marginea mai joasă spre cea mai ridicată. Când se lucrează pe jumătate din lăţimea căii, la începerea lucrului pe banda a doua, după tratarea rostului, primele treceri ale compactorului se vor efectua în zona rostului dintre benzi. La fel se va proceda şi la reluarea lucrului după o întrerupere. Rosturile de lucru ale straturilor se decalează cu cel puţin 10 cm unele faţă de altele.

Sunt recomandate trecerile lungi, cu număr minim de opriri. Opririle în lungul drumului trebuie să fie făcute astfel încât să fie decalate unele de celelalte. Primele treceri se efectuează cu viteze mici, de 2-4 km/oră, iar trecerile următoare cu viteză mai mare, de 4-6 km/oră. Nu trebuie depăşită viteza de 6 km/oră, deoarece la viteze mai mari se produc smulgeri ale stratului de mixtură.

Schimbările de direcţie şi inversările de mers se vor efectua progresiv, fără şocuri, pentru evitarea văluririi mixturii în faţa rulourilor.

◙ În lungul bordurilor, în jurul gurilor de scurgere sau în alte locuri inaccesibile cilindrilor, compactarea se face cu ajutorul unor cilindri compactori mici a plăcilor compactoare sau a maiurilor calde; în aceste cazuri trebuie să se acorde o atenţie deosebită realizării etanşeităţii rosturilor dintre aceste lucrări şi îmbrăcăminte, inclusiv prin amorsare înainte de aşternere.

◙ În timpul lucrului tamburii metalici ai compactorilor cu rulouri netede, se umectează cu apă lipsită de impurităţi şi fără a fi în exces. La compactoarele cu pneuri, pentru a evita răcirea pneurilor trebuie asigurată continuitatea lucrului respectiv prin protejarea pneurilor cu prelate prinse pe şasiu pe toată înălţimea roţilor. Nu este permisă umectarea pneurilor.

◙ În cazul mixturilor asfaltice stabilizate cu fibre, compactarea se realizează numai cu cilindru compactor cu rulouri netede în tandem sau cilindru compactor cu trei tambururi lestaţi la 80...100kN. Prima trecere se execută static, imediat în spatele repartizatorului şi cât mai aproape de acesta. Următoarele două treceri se pot face cu compactorul vibrator (compactor cu vibraţii de greutate mai mică sau egală cu 60 kN), urmate de 4-8 treceri statice. Nu se vor executa în nici un caz mai mult de două treceri cu vibratorul în funcţiune. Este de preferat compactarea statică.

Dacă stratul de bază este rigid (beton de ciment, poduri etc. ) vibrarea este interzisă.

◙ Pentru compactarea îmbrăcăminţilor bituminoase pentru calea pe pod, se au în vedere prevederile normativului AND ind. 546.

◙ Dacă compactarea se execută pe benzi respectiv la întreruperea lucrului în secţiunea transversală din capătul benzii respective, la reluarea lucrului pe aceeaşi bandă sau pe banda adiacentă, zonele aferente rosturilor de lucru se taie pe toată grosimea stratului.