Conducătorul lucrării de disertație Prof. univ. dr. ing. Mihai Dicu Absolvent Ing. Mihai-Dan Pătrașcu 2019 MINISTERUL EDUCAȚIEI NATIONALE… [305851]

MINISTERUL EDUCAȚIEI NATIONALE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCȚII BUCUREȘTI

FACULTATEA de CAI FERATE DRUMURI SI PODURI

LUCRARE DE DISERTAȚIE

Conducătorul lucrării de disertație

Prof. univ. dr. ing. Mihai Dicu

Absolvent: [anonimizat]. Mihai-Dan Pătrașcu

2019

MINISTERUL EDUCAȚIEI NATIONALE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCȚII BUCUREȘTI

FACULTATEA de CAI FERATE DRUMURI SI PODURI

Masterat Ingineria Infrastructurii Transporturilor

Analiza procedurilor de evaluare a [anonimizat]. univ. dr. ing. Mihai Dicu

Absolvent: [anonimizat]. Mihai-Dan Pătrașcu

București

2019

Universitatea Tehnică de Construcții București

FACULTATEA de CAI FERATE DRUMURI SI PODURI

Departament/Colectiv: Denumire

Data

LUCRARE DE DISERTAȚIE

Titlul lucrării: …

Data eliberării temei: …

Termen de predare: …

[anonimizat]. univ. dr. ing. Mihai Dicu

Absolvent: [anonimizat]. Mihai-Dan Pătrașcu

Declarație de onestitate

Prin prezenta declar că Lucrarea de disertație cu titlul “Analiza procedurilor de evaluare a [anonimizat]” este scrisă de mine și nu a mai fost prezentată niciodată la o altă facultate sau instituție de învățământ superior din țară sau străinătate.

București, data

Absolvent: [anonimizat]. Mihai-Dan Pătrașcu

________________________

CUPRINS

LISTA FIGURILOR 8

LISTA TABELELOR 10

LISTA SIMBOLURILOR ȘI A ABREVIERILOR 11

PREFAȚĂ 11

CAPITOLUL 1. EVALUAREA STĂRII TEHNICE LA DRUMURI POTRIVIT PUBLICAȚIILOR DE SPECIALITATE 12

1.1. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Lituania 12

1.2. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Elveția 13

1.3. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Belgia 14

1.4. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Austria 14

1.5. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Ungaria 15

1.6. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Franța 15

1.7. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Italia 16

1.8. Starea de degradare a îmbăcăminții rutiere în SUA 17

1.8.1. Metoda PCI 17

1.8.2. Metoda CRS 18

1.8.3. [anonimizat] 19

1.8.4. [anonimizat], Langley, Prosser, Steilacoom, statul Washington 19

1.8.5. Metoda de evaluare utilizată în Wisconsin 20

1.8.6. [anonimizat] 20

1.8.7. Metoda de evaluare a [anonimizat] 20

1.8.8. Metoda de evaluare a [anonimizat] 21

1.8.9. Metoda de evaluare a [anonimizat] 21

1.8.10. Metoda de evaluare a [anonimizat] 21

CAPITOLUL II. EVALUAREA STĂRII DE DEGRADARE A PĂRȚII CAROSABILE ÎN ROMÂNIA 22

2.1. [anonimizat] 22

2.2. Proceduri de evaluare a [anonimizat] 23

2.2.1. Prevederile actelor normative 23

2.2.2. Indicatori de performanță pentru structurile rutiere 24

2.3. [anonimizat] 26

CAPITOLUL III. PROCEDURI DE INVESTIGARE ÎN TEREN A STĂRII TEHNICE LA UN DRUM DIN ROMÂNIA 29

3.1. Determinarea caracteristicilor structurii rutiere 29

3.1.1. Măsurarea parametrilor tehnici 30

3.1.2. Determinarea planeității longitudinale 32

3.1.3. Determinarea planeității transversale 33

3.1.4. Determinarea rugozității 34

3.1.5. Determinarea capacității portante 37

3.1.6. Determinarea stării de degradare 38

CAPITOLUL IV. DETERMINAREA INDICILOR DE PERFORMANȚĂ INDIVIDUALI ȘI COMBINAȚI 41

4.1. Determinarea indicilor de performanță individuali 41

4.2. Determinarea indicilor de performanță combinați 43

4.3. Calculul indicelui de performanță general 44

CAPITOLUL 5. STUDIU DE CAZ PRIVIND ANALIZA STĂRII TEHNICE LA UN DRUM CU STRUCTURĂ RUTIERĂ FLEXIBILĂ 45

5.1. Calculul parametrului tehnic Dv/Pp pentru evaluarea capacității portante 45

5.2. Interpretarea datelor de capacitate portantă 47

5.3. Măsurători în teren cu dispozitive specifice și echipamente complexe 52

5.4. Calculul parametrilor tehnici pentru evaluarea stării de degradare 54

5.5. Soluții combinate de evaluare a caracteristicilor portante 55

5.6. Prelucrarea și interpretarea datelor din teren 58

5.7. Etape pentru calculul indicilor de performanță 60

CAPITOLUL VI. CONCLUZII, CONTRIBUȚII PERSONALE ȘI DIRECȚII VIITOARE DE CERCETARE 65

BIBLIOGRAFIE 65

ANEXE 66

LISTA FIGURILOR

Figura 1. 1. Metoda de evaluare PCI 17

Figura 1. 2. Exemplu de drum cu CRS 5.8 comparativ cu un drum cu CRS 5.9. 18

Figura 1. 3. Graficul utilizat de administrația Delhi Township 21

Figura 2. 1. Indicatori de performanță pentru structurile rutiere 25

Figura 2. 2. Echipamentul PRI 2100 FWD 26

Figura 2. 3. Echipamentul PRIMA 100 LWD 26

Figura 2. 4. Analizor de profil longitudinal APL 72 26

Figura 2. 5. Echipamentul Hawkeye 2000 27

Figura 2. 6. Echipamentul Roughometer 27

Figura 2. 7. Echipamentul Hawkeye 1000 27

Figura 2. 8. Echipamentul Griptester 28

Figura 2. 9. Echipamentul MLY 10000 28

Figura 2. 10. Echipamentul DEGY 28

Figura 3. 1. Sistem decapat strat cu strat 30

Figura 3. 2. Aspectul de argilă prăfoasă, brun deschis gălbuie cu intercalații neomogene 30

Figura 3. 3. Măsurarea straturilor de argilă 30

Figura 3. 4. Pregătirea utilajului de lucru 31

Figura 3. 5. Tăierea și măsurarea îmbrăcăminții – Etapa 1 31

Figura 3. 6. Tăierea și măsurarea îmbrăcăminții – Etapa 2 31

Figura 3. 7. Tăierea și măsurarea îmbrăcăminții – Etapa 3 31

Figura 3. 8. Prelevarea de mostră din îmbrăcăminte 31

Figura 3. 9. Măsurarea uniformității longitudinale 33

Figura 3. 10. Exemplu suprafață de rulare cu făgașe 33

Figura 3. 11. Deflectometrul PRIMA 100 LWD și deflectometrul PRI 2100 FWD 37

Figura 3. 12. Degradări ale suprafeței carosabile 38

Figura 3. 13. Determinarea impermeabilității suprafeței de rulare 38

Figura 3. 14. Identificarea gradului de fisurare Gf 39

Figura 3. 15. Exemple din teren pentru identificarea gradului de fisurare – pasul 1 și 2 39

Figura 3. 16. Exemple din teren pentru identificarea gradului de fisurare – pasul 3 și 4 39

Figura 3. 17. Prelevare carotă din îmbrăcăminte; măsurarea fisurii; mostre de carote din teren 40

Figura 3. 18. Aparatură de scanare și prelucrare imagistică 40

Figura 3. 19. Scanarea și interpretarea suprafeței fisurate 40

Figura 5. 1. Exemple de trafic de vehicule grele 45

Figura 5. 2. Încărcarea prin osie simplă și dublă pe straturile rutiere 45

Figura 5. 3. Răspunsul structurii rutiere la solicitarea autovehiculului 45

Figura 5. 4. Stabilirea în teren a volumului de trafic 46

Figura 5. 5. Investigații cu deflectometrul cu sarcină dinamică PRIMAX 2500 47

Figura 5. 6. Evaluarea vizuală a stării de degradare a drumului analizat 50

Figura 5. 7. Faianțare cu grad de severitate ridicat 50

Figura 5. 8. Fisuri și crăpături longitudinale 50

Figura 5. 9. Cedări structurale 50

Figura 5. 10. Pelade și gropi 50

Figura 5. 11. Prezentarea echipamentelor complexe 52

Figura 5. 12. Prelevarea și măsurarea probelor 52

Figura 5. 13. Prelevarea și măsurarea probelor 52

Figura 5. 14. Interpretarea tipului de fisurare 53

Figura 5. 15. Pregătirea carotelor pentru interpretarea în laborator 53

Figura 5. 16. Prelevarea carotei din teren și interpretarea în laborator 54

Figura 5. 17. Decaparea straturilor asfaltice cu înregistrarea grosimilor aferente 54

Figura 5. 18. Prelevarea de probe pentru laborator în vederea identificării materialelor utilizate 55

Figura 5. 19. Realizarea de săpături 55

Figura 5. 20. Pregătirea plăcii dinamice 55

Figura 5. 21. Măsurarea capacității portante cu placa dinamică 55

Figura 5. 22. Penetometru dinamic 56

Figura 5. 23. Operațiunea de penetrometrie dinamică – Etapa 1 56

Figura 5. 24. Operațiunea de penetrometrie dinamică – Etapa 2 56

Figura 5. 25. Operațiunea de penetrometrie dinamică – Etapa 3 56

Figura 5. 26. Patul structurii rutiere 57

Figura 5. 27. Prelevarea de material din patul structurii rutiere 57

Figura 5. 28. Cântărirea materialului din patul structurii rutiere 57

Figura 5. 29. Prelucrarea probelor în laborator 58

Figura 5. 30. Granulozitate conform nomogramei Casagrande 58

Figura 5. 31. Proba prelevată și curba granulometrică 59

LISTA TABELELOR

Tabelul 1. 1. Coeficienții Ki pentru degradările de suprafață în Lituania 12

Tabelul 1. 2. Coeficienții KNL pentru rugozitate în Lituania 12

Tabelul 1. 3. Coeficienții fj în funcție de trafic în Lituania 13

Tabelul 1. 4. Evaluarea stării tehnice a drumurilor în Lituania 13

Tabelul 1. 5. Baza de date utilizată de Merced County 19

Tabelul 1. 6. Condițiile de calitate utilizate de Merced County 19

Tabelul 1. 7. Sistemul simplificat al evaluării degradărilor utilizat în orășelele din Washington 19

Tabelul 1. 8. Necesitatea executării lucrărilor de intervenție conform PASER 20

Tabelul 3. 1. Stabilirea etapelor curente de măsurare 32

Tabelul 3. 2. Stabilirea perioadelor de măsurare a parametrilor tehnici 32

Tabelul 3. 3. Aparat de măsurare a rugozității suprafeței de rulare 34

Tabelul 3. 4. Metode uzuale pentru determinarea rugozității la viteze mari 34

Tabelul 3. 5. Metode uzuale pentru determinarea rugozității la viteze mici 36

Tabelul 3. 6. Gruparea defecțiunilor în cazul structurilor rutiere suple și mixte 38

Tabelul 3. 7. Etapele de determinare a gradului de severitate 39

Tabelul 4. 1. Gruparea indicilor de performanță individuali 41

Tabelul 4. 2. Stabilirea calificativului de stare tehnică a structurilor rutiere suple și mixte 42

Tabelul 5. 1. Perioada măsurării: condiții defavorabile 46

Tabelul 5. 2. Perioada măsurării: alte perioade decât cele caracterizate prin condiții defavorabile 47

Tabelul 5. 3. Calificativul capacității portante conform CD 155-2001 48

Tabelul 5. 4. Deflexiunea caracteristică pe sectorul de drum investigat 48

Tabelul 5. 5. Valorile înregistrare/corectate pentru fiecare punct investigat – Banda 1 48

Tabelul 5. 6. Valorile înregistrare/corectate pentru fiecare punct investigat – Banda 2 49

Tabelul 5. 7. Analiza probelor de material 57

Tabelul 5. 8. Categoriile și tipurile de pământuri clasificate conform SR EN 14688-2:2005 58

Tabelul 5. 9. Date curba granulometrică 59

Tabelul 5. 10. Centralizator strat bază asfaltic 59

Tabelul 5. 11. Centralizator extracție strat bază asfaltic 59

Tabelul 5. 12. Starea reală a structurii rutiere 60

Tabelul 5. 13. Calculul indicilor de performanță individuali 60

Tabelul 5. 14. Date de intrare pentru parametrul Fisurare 61

Tabelul 5. 15. Date de intrare pentru parametrul Defecte de suprafață 61

Tabelul 5. 16. Ponderi pentru calculul indicelui de confort 62

Tabelul 5. 17. Ponderi pentru calculul indicelui de confort – exemplu normativ 62

Tabelul 5. 18. Ponderi pentru calculul indicelui de siguranță 62

Tabelul 5. 19. Ponderi pentru calculul indicelui de siguranță – exemplu normativ 62

Tabelul 5. 20. Ponderi pentru calculul indicelui structural 63

Tabelul 5. 21. Ponderi pentru calculul indicelui structural – exemplu normativ 63

Tabelul 5. 22. Ponderi pentru calculul indicelui de performanță general 64

LISTA SIMBOLURILOR ȘI A ABREVIERILOR

PREFAȚĂ

Evaluarea stării tehnice la rețeaua rutieră sau la un drum aflat în exploatare, reprezintă o obligație a administratorului drumului, care gestionează calitatea suprafeței carosabile și a structurii rutiere prin măsurători periodice conform actelor normative în vigoare și care totodată răspunde de asigurarea condițiilor de siguranță a circulației în perioada de exploatare a drumului.

Motivul alegerii acestei teme se datorează faptului că lucrez în domeniul construcțiilor de drumuri și reabilitarea acestora. Prin cercetarea desfășurată în studiul de caz îmi pot face chiar și o verificare ca și coordonator de lucrări pentru a stabilii deficiențele fiecărei lucrări în parte.

Subiectul abordat este unul de actualitate pentru că se referă la evaluarea stării tehnice pentru toate categoriile de drumuri din rețeaua națională de drumuri.

Metodologia de evaluare a stării tehnice face parte integrantă din sistemul de administrare optimizată a drumurilor moderne, stabilește obligativitatea operatorilor de drum de a organiza și a realiza urmărirea în timp a modului de comportare a construcțiilor. În acest sens se pot folosi mijloace proprii de echipamente pentru determinarea capacității portante, cum ar fi deflectometrul cu sarcină dinamică FWD Primax 2500, și interpretarea datelor obținute din teren prin indicele de performanță, pentru evaluarea stării tehnice a drumului.

Lucrarea de față are ca obiectiv general punerea în evidență a procedurilor de urmărire periodică a stării tehnice la un drum, interpretarea datelor obținute prin măsurători din teren, și identificarea unor măsuri de intervenție, ca soluție de viabilizare a condițiilor de circulație pe drumul analizat. Pentru atingerea acestui obiectiv, am organizat conținutul lucrării în două părți principale, una teoretică și alta practică, după cum urmează. Partea I, ce cuprinde o sinteză documentară cu stadiul problematicii evaluării și interpretării datelor din teren, conform studiilor existente în literatura de specialitate. Partea a II-a, ce cuprinde un studiu de caz privind analiza stării tehnice la un drum în vederea identificării măsurilor de intervenție preconizate.

Capitolul I prezinta câteva proceduri redate sintetic ca și utilitate de studiu, în evaluarea unor metode folosite de administrații din: Lituania, Elveția, Belgia, Austria, Ungaria, Franța, Italia și SUA, în vederea urmăririi în timp a evoluției stării tehnice la un drum.

Cel de-al doilea capitol este dedicat prezentării reglementărilor tehnice existente în țara noastră, care stabilesc metodele de intervenții la drumuri, precum și a procedurilor de evaluare a stării tehnice conform normativelor. În continuare sunt prezentați indicatorii de performanță pentru structurile rutiere și principalele tipuri de echipamente complexe folosite în cadrul investigației în teren pentru prelucrarea datelor măsurătorilor și evaluarea stării tehnice la drumuri.

În cel de-al treilea capitol sunt determinate carcateristicile structurii rutiere: planeitatea longitudinală și transversală, rugozitatea, capacitatea portantă și starea de degradare.

Capitolul IV se axează pe calculul indicilor de performanță pentru determinarea stării tehnice a drumurilor moderne și a lucrărilor de întreținere și reparații.

Capitolul V reprezintă partea practică a lucrării, dedicată unui studiu de caz privind analiza stării tehnice la un drum cu structură rutieră flexibilă. În vederea atingerii obiectivelor generale propuse, este calculat parametrul tehnic Dv/Pp pentru evaluarea capacității portante și sunt interpretate datele de capacitate portantă. Ulterior sunt prezentate măsurătorile în teren cu dispozitive specifice și echipamente complexe, este calculat parametrul tehnic pentru evaluarea stării de degradare și sunt parcurse o serie de etape pentru calculul indicilor de performanță.

Lucrarea se încheie cu prezentarea concluziilor care se desprind din studiul de caz efectuat, care a evidențiat realizarea unei investigații ample în teren, care a cuprins: cercetări de capacitate portantă, evaluarea vizuală a stării de degradare a drumului analizat, măsurarea cu dispozitive specifice și echipamente complexe, prelevarea de probe și interpretarea acestora în laborator, calcularea indicilor de peformanță.

CAPITOLUL 1. EVALUAREA STĂRII TEHNICE LA DRUMURI POTRIVIT PUBLICAȚIILOR DE SPECIALITATE

1.1. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Lituania

În Lituania, starea drumurilor este exprimată prin „gradul de degradare totală a suprafeței” (grade of total surface degradation), pentru care se va utiliza în continuare abrevierea SDSLe și se bazează pe evaluarea defectelor de suprafață și a rugozității. SDSLe este calculat cu ajutorul următoarei expresii:

SDSLe= (× Ki + NL × KNL) x fj

Următoarele defecte de suprafață sunt luate în considerare:

fisurile longitudinale;

fisurile transversale;

degradări datorate oboselii;

plombele;

făgașele.

SDi reprezintă suprafața defectelor anterior menționate, exprimată ca procent din suprafața totală iar coeficienții de greutate corespunzători Ki sunt indicați în Tabelul cu numărul 1.1. din rândurile de mai jos.

Tabelul 1. 1. Coeficienții Ki pentru degradările de suprafață în Lituania

Pentru a se putea calcula indicele de rugozitate NL este nevoie de următoarea expresie:

NL = 6 × (IRI – IRImin – 1)

În această expresie IRI este rugozitatea medie a suprafeței secțiunii rutiere (exprimată în m/km) și IRImin este valoarea minimă a rugozității măsurată pe secțiunea drumului, exprimată de asemenea în m/km.

Coeficientul KNL corespunzător rugozității este prezentat în Tabelul numărul 1.2.

Tabelul 1. 2. Coeficienții KNL pentru rugozitate în Lituania

În cele din urmă, SDSLe este ponderat de coeficientul de greutate fj pentru volumul de trafic în funcție de media zilnică a traficului zilnic după cum se observă în Tabelul numărul 1.3.

Tabelul 1. 3. Coeficienții fj în funcție de trafic în Lituania

Evaluarea condiției rutiere se face în conformitate cu Tabelul numărul 1.4., pe baza rezultatului evaluării SDSLe și în funcție de categoria drumului.

Tabelul 1. 4. Evaluarea stării tehnice a drumurilor în Lituania

1.2. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Elveția

Gestionarea stării tehnice și stabilirea periodicității lucrărilor de intervenții și reabilitări ale rețelei rutiere naționale în Elveția, are la bază inspecțiile de rutină efectuate la intervale fixe de timp. În timpul acestor inspecții se determină următorii indici:

degradările de suprafață prin identificare vizuală;

uniformitatea longitudinală;

uniformitatea laterală;

frecare.

Se determină indexul I1, care descrie proprietățile vizuale cu atributele principale ale fisurării, pierderii de agregate, plombelor de întreținere, gropi, condiția liantului și pierderea liantului și care este determinat în conformitate cu un manual al degradărilor (standardul elvețian SN 640925). După măsurarea suprafeței (inspecția video) și analiza stării deficiențelor, fiecare degradare identificată este ponderată în funcție de gravitatea acesteia (nivelul scăzut – mediu – înalt) și de întinderea acesteia (suprafața influențată) rezultând un subindice pentru fiecare tip de deficiență:

IA1: Subindice al rugozității suprafeței structurii rutiere;

IA2: Subindice al degradărilor;

IA3: Subindice al deformației;

IA4: Subindice al degradărilor de structură;

IA5: Subindice al plombărilor.

Subindicii se înmulțesc cu factori de greutate diferiți: IA1, IA2, IA3 cu un factor cu valoarea 2, IA4 cu un factor 3 și IA5 cu un factor 1. Cu ajutorul acestor subindici se calculează indexul I1, care stă la baza planificării lucrărilor de reabilitare. Indicele I2 descrie uniformitatea longitudinală și se determină utilizând dispozitive de clasă 1 în conformitate cu ASTM cu distanță punct de profil ˂ 25mm. Indicele I3, indicele de uniformitate laterală, este măsurat utilizând un pol de nivelare de 4 m. Indexul I4, coeficientul de frecare, este determinat cu vehiculul SCRIM sau SRM conform BS 7941-1-2006. Toate cele patru categorii de deficiențe sunt apoi evaluate pe o scară de evaluare de la 0 la 5 (cu 0 fiind cel mai bun și 5 cu cel mai rău). Nivelul de intervenție pentru o categorie de degradare este dat atunci când valoarea este de 4 sau mai mare.

1.3. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Belgia

Metodologia de luare a deciziilor pentru întreținere se bazează pe 2 indici utilizați pentru definirea condiției pentru fiecare drum. Primul indice este corelat cu întreținerea rețelei de drumuri (Igc), iar al doilea se referă la siguranța utilizatorului (Igs). În componența acestor indici se regăsesc „indicii” individuali:

rezistența la alunecare;

planeitatea în profil longitudinal;

planeitatea în profil transversal;

durata de viață reziduală.

Pentru determinarea acestor indici se utilizează următoarele echipamente:

SCRIM pentru determinarea rezistenței la alunecare;

APL pentru determinarea deplasărilor verticale;

Rutmeter pentru determinarea denivelărilor în profil transversal;

Deflectograful Lacroix tip 02. Osia standard este de 127 kN, corespunzătoare sarcinii maxime admise în Belgia.

Acești indici au scări diferite de valori pe baza cărora se face aprecierea stării tehnice a drumurilor.

1.4. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Austria

Utilizează un sistem de gestiune a activelor (SGA) pentru a planifica întreținerea ansamblului rețelei, luând în considerare diferitele aspecte și necesitățile diverselor niveluri de decizie.

De asemenea, există un sistem de gestiune a drumurilor utilizat în planificarea unei întrețineri sistematice a drumurilor bazate pe analiza cost/ciclu de viață. Programul comercial pentru aplicarea concretă este VIAPMSTM.

Acest program utilizează un model care selecționează strategia de întreținere mai eficientă în contextul analizei costurilor pe ciclu de viață. Baza de date BAUT conține o descriere a inventarului drumului și a perioadelor de valabilitate a datelor.

Caracteristicile de suprafață sunt evaluate periodic cu RoadSTAR. Testele de rezistență la oboseală sunt obligatorii la sfârșitul perioadelor de garanție, începând din 2005 pentru drumuri noi.

Caracteristicile care se determină sunt:

rezistența la derapaj;

macrotextura;

uniformitate în profil transversal (adâncimea făgașelor, grosimea filmului de apă teoretic, adâncimea profilului);

planeitatea în profil longitudinal;

geometria drumurilor;

detectarea fisurilor.

Rezultatele măsurărilor sunt cuantificate în indicatori de performanță. Există un sistem de notare 1…5. Periodicitatea inspecțiilor este 2…6 ani; se face o clasificare a structurii vechi și a fiecărei caracteristici cu sistemul ei de notare.

Acest sistem de notare are ca scop determinarea duratei de viață reziduală înainte ca lucrările de reabilitare să fie necesare.

1.5. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Ungaria

În Ungaria nu există un sistem complet de gestiune a drumurilor, deoarece:

bugetul rutier este constant deficitar, care face dificilă aplicarea riscurilor, sau introducerea costurilor pe durata de viață;

cea mai mare parte a resurselor sunt afectate de construcția accelerată de autostrăzi și drumuri expres, rezultând constrângeri bugetare în întreținerea drumurilor existente;

este dificil de a cuantifica beneficiul generat prin dezvoltarea mijloacelor tehnice.

Referitor la gestiunea patrimoniului rutier, administrația drumurilor ungare a recunoscut importanța corectitudinii datelor necesare pentru luarea deciziilor. Există din 1970 o bază de date. Studiul de conformitate a început în 1979, și are o periodicitate de 5 ani. Anual se face inspecția vizuală a drumurilor. Din 1991 se fac investigații referitoare la planeitate, adâncimea făgașelor, micro și macrotextura.

Baza de date funcționează la 3 niveluri și are incluse hărți geografice și tematice. Sistemele de gestiune sunt diferențiate pentru drumuri și pentru poduri. Sistemul MPMS este operațional pentru 2 tipuri de îmbăcăminți, 3 categorii de volum de trafic, minim 8 tipuri de lucrări de intervenții, 4 indici de condiții de stare și mai multe perioade de analiză de maxim 10 ani.

Pentru caracterizarea condiției globale a unui drum se utilizează indici de performanță pentru portanța drumurilor, rugozității/planeității și starea de degradare. Sistemul HUPMS nu are capacitatea să ia în considerare caracteristicile particulare ale autostrăzii și a fost elaborat APMS, un model la nivel de proiect, având ca scop stabilirea ordinului de urgență de execuție a proiectelor.

1.6. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Franța

Gestiunea rețelei unei direcții interdepartamentale (DIR), trebuie să răspundă nevoilor utilizatorilor de drumuri prin asigurarea ameliorării patrimoniului sau într-o constrângere bugetară. Gestiunea patrimoniului rutier este asigurată prin 11 direcții interdepartamentale, coordonate de Direcția Generală. Pentru asigurarea confortului și siguranței maxime, gestionarii de drumuri trebuie să cunoască în permanență starea tehnică, prin investigații și alimentarea bazei de date, care trebuie să conțină și diagnosticări, propuneri de lucrări, lucrări realizate.

Politicile de întreținere se fac pe termen lung, fiind foarte importantă compararea în timp a stării tehnice a patrimoniului la stări determinate. De exemplu, Operația QRN (Calitate Rețelei Naționale) evaluează periodic starea îmbrăcăminții și se atribuie note secțiunilor de drum investigate, cu periodicitate la 3 ani. Pentru fiecare componentă a patrimoniului se urmărește evoluția în timp, datele se conservă prin atribuirea de note, în funcție de care se face o evaluare a politicilor de întreținere.

La nivel național există baza de date constituită din bazele locale, servicii de consultare și de analiză (statistică, spațială și temporală) a bazei de date. Sistemul de gestiune a patrimoniului rutier are în componență subsisteme pentru:

gestiunea drumurilor;

gestiunea podurilor;

gestiunea dependințelor;

contorizarea traficului;

exploatarea rețelei;

gestiunea întreruperilor de circulație;

urmărirea activității echipelor de întreținere;

urmărirea financiară a lucrărilor de întreținere.

Sistemul de conservare a datelor permite evaluarea în timp a politicilor de întreținere sau de reabilitare. Politicile de urmărire a stării tehnice sunt concentrate pe 7 domenii, periodicitatea fiind de 1, 3, 6 sau 9 ani. Cuantificarea se face cu ajutorul indicilor globali reprezentativi, limitele acestora fiind stabilite statistic. Pe baza indicilor globali:

se face o analiză în timp a caracteristicilor drumului, pe baza cărora se acordă prioritate lucrărilor de întreținere;

se urmărește evoluția în timp a nivelului de serviciu (viteza de deteriorare), în funcție de care se face programarea imediată sau nu, a lucrărilor de întreținere;

ierarhizarea secțiunilor rețelei și prioritizarea lor pentru realizarea lucrărilor de întreținere.

1.7. Evaluarea stării tehnice a drumurilor din Italia

În Italia cea mai mare parte a rețelei de autostrăzi este concesionată de companii particulare. Drumurile naționale sunt administrate de guvern, politica rutieră având în vedere:

consolidarea structurilor rutiere pentru asigurarea rezistenței la solicitările din trafic;

administrarea întreținerii pentru menținerea valorii de investiție și a nivelului de serviciu pentru utilizator.

Sistemul PMS este un sistem de gestiune a drumurilor, o procedură codificată, care tratează una sau mai multe activități de gestionare. Indicatorii utilizați pentru a descrie caracteristicile funcționale și structurale ale drumului sunt:

aderența / rugozitatea;

planeitatea în profil în lung;

adâncimea făgașelor;

capacitatea portantă.

Metode de control și investigare

Prima evaluare se obține prin inspecția vizuală. Date complete referitoare la starea tehnică a drumului se obțin cu ajutorul echipamentelor și anume:

SCRIM pentru măsurarea coeficientului de frecare;

FWD pentru determinarea capacității portante a fiecărui strat rutier și a pământului de fundare.

Criterii de intervenție

Consolidarea îmbrăcăminților sau întreținerea, depind de valorile diferiților parametri, pentru care s-au stabilit niveluri de lucru și de intervenție. Pentru capacitatea portantă nu au fost fixate valori, deoarece nivelurile depind de modulii straturilor și de alți factori.

Stabilirea lucrărilor de intervenție

Tipurile de intervenții trebuie să fie clasate în funcție de efectele lor asupra indicatorilor de stare ale drumului, atunci când vor fi aplicate, ca un câștig sau o reducere eventuală a vitezei de degradare. Pentru aceasta sunt necesare date referitoare la:

istoric;

date de proiectare ale secțiunii (an de execuție, tip structură, condiții ale pământului de fundare, trafic etc.);

intervenții executate;

definirea tehnicilor de întreținere și materialele utilizate;

Lucrările de intervenție se stabilesc la:

nivel de rețea – structurile centrale decid strategii raportate la fiecare tronson al rețelei, care definesc prioritățile, resursele financiare și gradul de funcționalitate al rețelei;

nivel de proiect – unitățile periferice determină separat programele de gestionare pentru fiecare secțiune de drum.

Selectarea celei mai bune soluții se face din punct de vedere tehnic și economic. Programele de intervenție sunt stabilite pentru perioade de 3-5 ani. Intervalul de timp între investigare și intervenție este de 1-2 ani.

1.8. Starea de degradare a îmbăcăminții rutiere în SUA

1.8.1. Metoda PCI

În Statele Unite ale Americii regăsim modele foarte diferite utilizate de administratorii de drumuri pentru evaluarea stării tehnice a rețelei de infrastructură rutieră.

Starea tehnică a drumului este măsurată (Measured pavement condition data)

Informațiile despre deficiențele identificate sunt cuantificate iar evaluarea stării este calculată pe baza măsurării deficiențelor specifice. În ceea ce privește starea tehnică, drumurile sunt de obicei clasificate în funcție de tipul de deficiență (cracare, fisurare etc.) și apoi în funcție de nivelul de severitate (ridicat, mediu sau scăzut). În această procedură, o structură sofisticată ar identifica tipurile de deficiențe și severitate și ar fi susținute de măsurători specifice.

Indicele stării tehnice a drumului (Pavement Condition Index – PCI)

Indicele stării tehnice a drumului și metoda de sondaj au fost elaborate de U.S. Army Corps of Engineers (Corpul inginerilor din armata SUA) și adoptată de către American Public Works Association (Asociația Americană a lucrărilor publice).

Metoda PCI este un sistem de evaluare care măsoară integritatea structurii rutiere și condițiile de operare a suprafeței carosabile și care se bazează pe o scară de evaluare de 100 puncte, împărțite în 7 categorii, după cum se vede în Figura 1.1. de mai jos.

Figura 1. 1. Metoda de evaluare PCI

Un total de 39 de tipuri de deficiențe (20 de tipuri pentru structuri flexibile asfalt și 19 pentru structuri rigide beton) sunt definite cu trei niveluri de severitate (de exemplu: mare, medie sau scăzute). Fiecare combinație de tip de deficiență, gravitate și întindere are o valoare dedusă asociată cu aceasta, care este determinată utilizând grafice disponibile pentru diferite tipuri de deficiențe.

Deficiențele care sunt considerate a fi mai dăunătoare pentru structura rutieră (cum ar fi fisuri, oboseala) au puncte de deducere mai mare asociate cu acestea decât deficiențele care sunt mai puțin critice (cum ar fi fisurile transversale). După ce sunt determinate valorile deduse pentru fiecare deficiență, ele sunt adăugate împreună pentru a obține valoarea totală dedusă pentru acea secțiune de drum de probă.

Această valoare este apoi ajustată în funcție de numărul de deficiențe care s-au folosit. Valorile deduse sunt scăzute din scorul maxim de 100 pentru a determina PCI pentru secțiunea de probă. O medie ponderată a tuturor PCI pentru secțiunile de probă inspectate într-o singură secțiune sunt apoi folosite pentru a reprezenta starea drumului.

1.8.2. Metoda CRS

Starea tehnică a drumului este estimată (Estimated pavement condition data)

Deficiențele drumului sunt estimate sau un rating este atribuit bazându-se pe judecata unui evaluator. Starea tehnică este observată iar secțiunile drumului sunt bazate în funcție de starea lor generală ținând sau neținând cont de deficiențele specifice.

Sondajul stării de evaluare (The Condition Rating Survey (CRS) este utilizat de către IDOT (Illinois Department of Transportation) pentru evaluarea stării tehnice a drumurilor. Scara de evaluare este de la 1 la 9 cu pas de creștere de 0.1. Un CRS cu valoarea 1.0 este corespunzător unui drum distrus complet iar un CRS cu valoarea 9.0 este conferit unui drum nou construit. Topul se prezintă astfel:

Sărac (poor) (1.0 ≤ CRS ≤ 4.5) carosabilul este critic deficitar și are nevoie de intervenție imediată;

Echitabil (fair) (4.6. ≤ CRS ≤ 6.0) carosabilul se apropie de o condiție care probabil va necesita îmbunătățire în cel mai scurt termen;

Satisfăcător (6.1 ≤ CRS ≤ 7.5) carosabilul este în stare acceptabilă (low end) sau în stare bună (high end) și nu are nevoie de îmbunătățiri;

Excelent (7.6 ≤ CRS ≤9.0) carosabilul este în stare excelentă.

Manualul aferent Sondajului stării de evaluare (The Condition Rating Survey Manual) a fost elaborat în 2004 și oferă imagini cu structuri rutiere aferente fiecărui pas din scara de evaluare. În Figura 1.2. de mai jos este este prezentat un extras din Manualul CRS.

Figura 1. 2. Exemplu de drum cu CRS 5.8 comparativ cu un drum cu CRS 5.9.

Pentru CRS cu valoarea 5.8 axul drumului este degradat la un nivel mediu, cu dezvoltare de fisuri. Prezintă fisuri longitudinale și transversale, manifestând interconectare. Se manifestă degradări datorate oboselii dar nu sunt severe, menținând sectorul de drum în condiții bune. Degradări: fisuri transversale, fisuri longitudinale, axul drumului deteriorat, fisuri în dezvoltare.

Pentru CRS 5.9. fisurile provenite de la plombarea transversală (reprezintă tipul de degradare major de pe sectorul din poză. Axul drumului este degradat la un nivel minim spre mediu, cu dezvoltare de fisuri. Degradări: fisuri datorate lucrărilor de plombare, axul drumului deteriorat, fisuri în dezvoltare.

Colectarea manuală a datelor (Manual data collection)

Datele despre starea tehnică a drumurilor sunt colectate manual cu ajutorul oamenilor implicați direct în observarea și măsurarea proprietăților carosabilului. În cadrul acestor sondaje manuale, deficiențele sunt identificate și măsurate prin parcurgerea suprafețelor (drumurilor).

Colectarea automată a datelor (Automated data collection)

Datele necesare evaluării stării tehnice a drumurilor sunt preluate automat cu ajutorul echipamentelor cu senzori sau laser, montate pe un autovehicul sau o remorcă specială.

1.8.3. Metoda de evaluare utilizată în Merced County, statul California

Administrația străzilor orașului Merced County din statul California utilizează un sistem de software StreetSaver dar a întocmit și o bază cu deficiențele înregistrate frecvent și care scad drastic calitatea de circulație, și în funcție de această bază se efectuează și măsurile de intervenție. Baza de date utilizată de Merced County este prezentată în Tabelul numărul 1.5.

Tabelul 1. 5. Baza de date utilizată de Merced County

În această bază de date sunt incluse cele mai grave deficiențe precum și severitatea lor. În funcție de deficiențele identificate se calculează indexul general de calitate al drumului, după cum se observă în Tabelul 1.6.

Tabelul 1. 6. Condițiile de calitate utilizate de Merced County

1.8.4. Metoda de evaluare utilizată în orașele Buckley, Burlington, Langley, Prosser, Steilacoom, statul Washington

Orășelele rurale Buckley, Burlington, Langley, Prosser și Steilacoom din statul Washington fiind orașele foarte mici cu mai puțin de 22.500 locuitori, utilizează un sistem simplificat de management al rețelei rutiere, sistem prezentat în Tabelul 1.7. Se utilizează un formular specific de evaluare a stării tehnice care este prezentat în Anexa 1, unde se ține cont de PCT dar, acest sistem a redus numărul de deficiențe ale structurilor rutiere de care se ține cont la stabilirea măsurilor de intervenție la un număr de 2 deficiențe: Alligator Cracking; Longitudinal Cracking (fisurarea longitudinală).

Tabelul 1. 7. Sistemul simplificat al evaluării degradărilor utilizat în orășelele din Washington

1.8.5. Metoda de evaluare utilizată în Wisconsin

În Wisconsin, Transportation Information Center de la Universitatea Wisconsin – Madison a realizat mai multe manuale, în funcție de îmbrăcămintea rutieră, care sunt utilizate de către administratorii rețelelor de infrastructură rutieră și care clasifică drumurile în funcție de starea tehnică a acestora. Un manual elaborat de Universitatea Wisconsin – Madison este „Pavement Surface Evaluation and Rating Asphalt PASER Manual”, în care se clasifică drumurile și străzile cu îmbrăcăminte rutieră suplă.

Topul drumurilor prezentate în Tabelul 1.8. se compune din 10 trepte ale clasei tehnice, descrescător de la 10 la 1, cu 10 fiind catalogate drumurile pe care se poate circula excelent – de regulă drumurile de abia deschise circulației rutiere. Folosind acest manual, administratorii rețelelor de infrastructură rutieră utilizează într-un mod corespunzător fondurile financiare alocate activității de întreținere, deoarece astfel dețin o evidență foarte clară asupra stării tehnice a drumurilor avute în administrare și a lucrărilor de remediere.

Tabelul 1. 8. Necesitatea executării lucrărilor de intervenție conform PASER

Au fost efectuate studii și astfel s-a identificat importanța degradărilor prin efectul negativ pe care îl produc asupra calității modului de circulație rutieră și astfel s-au întocmit treptele topului în care se încadrează fiecare drum care face obiectul unui studiu, prin identificarea și măsurarea degradărilor înregistrate pe acesta.

Diferențierea în cadrul topului o face în special dimensiunea degradărilor înregistrate precum și tipul de degradare, de suprafață sau de structură. Topul întocmit de către Universitatea Wisconsin – Madison, pentru drumurile și străzile cu îmbrăcăminte rutieră suplă este prezentat în Anexa numărul 2.

1.8.6. Metoda de evaluare utilizată în Honolulu, statul Hawaii

În orașul Honolulu din statul Hawaii, la evaluarea stării tehnice a rețelei de străzi se utilizează software-ul MicroPaver care ține cont de coeficientul PCI și se folosește formularul regăsit la Anexa 3. Acest formular analizează indicele stării tehnice a structurilor rutiere flexibile, având în vedere: faianțările în pânză de păianjen, fisurile longitudinale și transversale, plombările și lucrările la utilitățile edilitare, faianțările în plăci, gropile, făgașele, tasările etc., condițiile de stare aplicându-se și străzilor adiționale.

1.8.7. Metoda de evaluare a stării tehnice utilizate în Bowling Green, Kentucky

Administrația străzilor orașului Bowling Green din statul Kentucky utilizează un sistem de management al stării tehnice a drumurilor (PMS) care ține cont în principal de rugozitatea și starea de degradare a rețelei de infrastructură rutieră. Adițional cu analiza efectuată de către software, administrația străzilor a dezvoltat o ecuație de regresie prin care se determină legătura dintre nivelul bugetului și îmbunătățirea rețelei rutiere.

Cpav = 73.35 + 1.848 * b + 1.845 * 10-4 * b2 ; în care:

b este bugetul exprimat la nivel de 100.000 de dolari;

Cpav este starea tehnică estimată pentru un drum în funcție de bugetul alocat.

1.8.8. Metoda de evaluare a stării tehnice utilizate în Chittenden County, Vermont

Administrația străzilor orașului Chittenden County din statul Vermont utilizează un sistem de management al stării tehnice a drumurilor (PMS) bazat pe sofltware-ul MicroPave care ține cont de coeficientul PCI al structurii rutiere.

1.8.9. Metoda de evaluare a stării tehnice utilizate în Delhi Township, statul Ohio

Administrația străzilor orașului Delhi Township din statul Ohio utilizează un sistem de management al stării tehnice a drumurilor (PMS) care ține cont de coeficientul PCI dar elementul de noutate față de alte administrații este acela că ține cont la programarea lucrărilor de intervenție și de volumul de trafic existent, pentru care s-a întocmit și un grafic, ilustrat în Figura 1.3.

Figura 1. 3. Graficul utilizat de administrația Delhi Township

1.8.10. Metoda de evaluare a stării tehnice utilizate în Genesee County, statul Michigan

Administrația străzilor orașului Genesee County din statul Michigan utilizează un sistem de management al stării tehnice a drumurilor (PMS) care ține cont de manualul PASER, cu următoarele modificări.

Rețeaua stradală a fost evaluată și au fost stabilite următorele măsuri de intervenții:

Dacă segmentul evaluat se află între valorile 8 și 10 − atunci sunt efectuate verificări zilnice ale structurii și după caz, efectuarea de intervenții minore;

Dacă sectorul evaluat se află între 5 și 7 atunci acesta necesită reparații capitale;

Dacă sectorul evaluat se află între 1 și 4, drumul necesită reabilitare sau reconstrucție.

CAPITOLUL II. EVALUAREA STĂRII DE DEGRADARE A PĂRȚII CAROSABILE ÎN ROMÂNIA

2.1. Reglementări tehnice existente în România, care stabilesc metodele de intervenții la drumuri

Evaluarea stării de degradare a părții carosabile în perioada normată de funcționare, se efectuează pe baza investigării periodice a infrastructurii rutiere, de către administratorul acesteia, respectiv Compania Națională de Administrare a Infrastructurii Rutiere S.A. (fosta Companie Națională de Autostrăzi și Drumuri Naționale din România) în cazul rețelei de drumuri naționale și autostrăzi și Consiliile Județene și Locale pentru rețeaua de drumuri județene respectiv, rețeaua de străzi. În România, pentru evaluarea stării tehnice a drumurilor există proceduri de analiză respectiv, proceduri tehnice specifice:

AND 547 – „Normativ pentru prevenirea și remedierea defecțiunilor la îmbrăcăminți rutiere moderne”;

AND 540 – „Normativ pentru evaluarea stării de degradare a îmbrăcămintei bituminoase pentru drumuri cu structuri rutiere suple și semirigide” – normativ ce se află în revizuire.

CD 155 – „Instrucțiuni tehnice privind determinarea stării tehnice a drumurilor moderne”.

Administratorii rețelelor de infrastructură rutieră urbană urmăresc constant conform unor reglementări tehnice prestabilite starea tehnică a acestora, deoarece viabilitatea drumurilor depinde de degradările înregistrate în timpul exploatării. Aceste principii se aplică pentru a putea programa lucrările de întreținere sau reparații necesare asigurării unui grad ridicat de siguranță rutieră și o bună funcționare a circulației.

Administratorul drumurilor naționale și autostrăzilor din România, respectiv Compania Națională de Administrare a Infrastructurii Rutiere (C.N.A.I.R.), utilizează în prezent Sistemul de Administrare Rutieră Optimizată (SARO) a drumurilor în următoarele scopuri:

în vederea întocmirii programelor de întreținere și reparații ce necesită a fi efectuate anual sau pentru perioadele mai îndelungate, de 3 ani;

elaborarea și punerea în aplicare a programelor de întreținere rutieră preventivă.

Sistemul SARO reprezintă cumulul activităților efectuate în vederea asigurării unei utilizări judicioase a fondurilor financiare disponibile pentru lucrările de întreținere și reparații a infrastructurii rutiere ce vor aduce rețeaua rutieră la nivelul de stare tehnică necesar traficului rutier existent. Starea tehnică a rețelei de drumuri se evaluează prin efectuarea de investigări periodice. Sistemul de Administrare Rutieră Optimizată (SARO) a drumurilor moderne este constituit din următoarele etape:

analiza tehnică ce reprezintă o etapă de evaluare a stării tehnice a rețelei de infrastructură rutieră în urma investigărilor periodice efectuate;

realizarea băncii de date rutiere ce presupune stocarea și transferul datelor, prin intermediul fișierelor create special în vederea aplicării sistemului SARO;

Pe lângă sistemul SARO mai există și programul L.T.P.P. (Long Term Pavement Performance) care a primit misiunea sa fundamentală, în anul 1984, dintr-un studiu intitulat „Autostrăzile Americii: accelerarea căutării de inovație”, și care a fost publicat în Raportul Special 202 de către Consiliul de Cercetare al transportului. Scopul programului era „de a îmbunătăți îmbrăcămințile rutiere prin investigarea performanțelor pe termen lung a diferitelor variațiuni de alcătuire a structurilor rutiere și a celor reabilitate, utilizând materiale diferite și sub diferite încărcări, medii, soluri și practici de întreținere”.

2.2. Proceduri de evaluare a stării tehnice la drumuri, prevăzute în normele tehnice din România

2.2.1. Prevederile actelor normative

Starea tehnică este definită de caracteristicile stării tehnice: planeitate; deformația elastică caracteristică; starea de degradare, conform „Instrucțiunilor tehnice privind determinarea stării tehnice a drumurilor moderne CD 155-2001”. Pe baza valorilor caracteristicilor stării tehnice sunt atribuite acesteia calificative, în conformitate cu prevederile instrucțiunilor tehnice CD 155-2001.

Determinarea planeității

Planeitatea suprafeței drumurilor este o caracteristică funcțională a drumurilor exprimată prin indicele IRI. Planeitatea se determină cu ajutorul echipamentului RSP (Road Surface Profilometer) Dynatest, model 5051 L3.2. Basic System, conform instrucțiunilor de utilizare. Măsurile privind determinarea planeității se efectuează doar pe secțiunile de drum cu îmbrăcăminte bituminoasă și îmbrăcăminte din beton de ciment. Pentru fiecare secțiune omogenă pe care s-au făcut măsurători se calculează o valoare medie a indicelui de planeitate IRI, m/km. Cuantificarea planeității suprafeței drumurilor se face conform „Instrucțiunilor tehnice privind determinarea stării tehnice a drumurilor moderne CD 155-2001”.

Determinarea capacității portante

Deflexiunea a fost măsurată cu deflectometrul cu greutate care cade, Falling Weight Deflectometer, FWD/HWD model 8002 standard, în conformitate cu instrucțiunile de măsurare și prelucrare. Măsurătorile de capacitate portantă sunt efectuate pe secțiuni ale îmbrăcăminții bituminoase, în profile situate la 250 m, pe o singură bandă de circulație. Cuantificarea capacității portante se efectuează prin interpretarea directă, prin analiza deflexiunilor măsurate sub sarcină cu senzorul 1(d1) care reprezintă deformabilitatea complexului rutier.

Determinarea stării de degradare

Starea de degradare a îmbrăcăminții rutiere a fost efectuată prin vizualizare, conform metodologiei din instrucțiunile CD 155-2001 și indicativul AND 547-2013. Evaluarea stării de degradare a îmbrăcăminții bituminoase se efectuează pe sectoare omogene. Aprecierea cantitativă a degradărilor se efectuează prin luarea în considerare a tipurilor de degradări, gravitatea, ponderea și frecvența de apariție a acestora, diferențiat pentru degradările structurale și de suprafață. Starea de degradare a fiecărui sector este caracterizată printr-un calificativ de stare, atribuit în funcție de procentul de suprafață afectată de degradări: <10 % – bună; 10…30% – medie; >30 % – rea.

Stabilirea clasei stării tehnice

Soluțiile se stabilesc în funcție de clasa stării tehnice, definită de calificativele caracteristicilor de stare tehnică a drumului conform Instrucțiunilor CD 155-2001 și a Normativului privind întreținerea și repararea drumurilor publice, indicativ 554-2002. Pentru structurile rutiere suple, clasa stării tehnice este determinată de capacitatea portantă și planeitate. Pentru structurile rutiere rigide, clasa stării tehnice este determinată de starea de degradare și planeitate. În cazul în care aceste caracteristici conduc la aprecierea stării tehnice în două clase, se adoptă clasa inferioară. Necesitățile de ranforsare și reabilitare se stabilesc pe baza capacității portante și a clasei tehnice a drumului, conform specificațiilor tehnice în vigoare.

În conformitate cu CD 155 neuniformitatea și rugozitatea exprimată prin IRI se poate aprecia pe baza măsurătorilor de planeitate și rugozitate, iar în evaluarea celor cinci indici este nevoie să se utilizeze echipamente specializate (APL și SRT).

2.2.2. Indicatori de performanță pentru structurile rutiere

Starea tehnică a drumurilor publice moderne se stabilește folosind o serie de criterii de performanță pentru caracterizarea structurilor rutiere, din punct de vedere: a nivelului de confort, a siguranței și a stării structurale, conform acțiunii COST 354 a Comisiei Europene pentru Cooperare în domeniul Tehnico-Științific pentru Transporturi: „Indicatori de performanță pentru structurile rutiere”.

Instrucțiunile prezente în normativul CD 155 armonizează condițiile tehnice de calitate ale drumurilor publice din România cu cele europene, în contextul în care folosirea indicatorilor și a indicilor de performanță uniformi în evaluarea structurilor rutiere, pot să constituie o condiție necesară pentru desfășurarea proiectelor de infrastructură cu finanțare externă.

În ceea ce privește metodologia de evaluare a stării tehnice, aceasta este parte integrantă a sistemului de administrare optimizată a drumurilor moderne, fiind de asemenea în conformitate cu prevederile legale în vigoare, și stabilește obligativitatea operatorilor de drum de a organiza și a realiza urmărirea comportării în timp a construcțiilor.

Starea tehnică se determină atât pentru drumurile existente (în vederea stabilirii lucrărilor de întreținere periodică, precum și a lucrărilor de reparații curente, care sunt menite să ridice nivelul existent al stării tehnice la cel cerut de evoluția traficului) cât și pentru drumurile noi construite (în care sunt incluse și cele modernizate recent ori reabilitate, drept mijloc de control al calității lucrărilor executate și de verificare a funcționalității acestora în perioada de perspectivă).

Sistemul de administrare rutieră optimizată (PMS) a drumurilor reprezintă totalitatea activităților care asigură folosirea judicioasă a fondurilor alocate pentru repararea și întreținerea drumurilor și aducerea acestora la nivelul stării tehnice cerut de traficul rutier. Până în prezent, PMS este exploatat de către Compania Națională de Autostrăzi și Drumuri Naționale din România în următoarele 2 categorii de scopuri:

alcătuirea a programelor de întreținere și reparații anual sau pentru o perioadă de perspectivă;

elaborarea și punerea în aplicare a programelor de întreținere preventivă a drumurilor.

Pentru a putea fi evaluată starea tehnică a drumurilor moderne, se utilizează o serie de indicatori de performanță:

planeitatea longitudinală a suprafeței de rulare, PL, care este exprimată prin intermediul parametrului tehnic: IRI, indicele internațional de planeitate;

planeitatea transversală, PT, care este exprimată prin intermediul parametrului tehnic: adâncimea făgașului, notat cu af;

rugozitatea îmbrăcămintei rutiere, R, care este exprimată prin 3 parametri tehnici: adâncimea medie a macrotexturii, MTD, care se determină cu ajutorul metodei volumetrice; coeficientul de frecare, µGT, care se determină cu ajutorul echipamentelor speciale și aderența suprafeței, notată PTV, care este determinată prin încercarea cu pendulul SRT;

capacitatea portantă a complexului rutier, CP, exprimată prin următorul parametru tehnic: raportul dintre durata de viață reziduală și perioada de perspectivă a drumului, Dv/Pp;

starea de degradare a îmbrăcămintei rutiere, F și DS, care este exprimată prin următorii 2 parametri tehnici: rata fisurării, P_F și rata defectelor de suprafață, P_DS.

În ceea ce privește calificativul stării tehnice a drumurilor moderne, acesta se determină urmărind o serie de etape. În primul rând se stabilește clasa tehnică a sectorului de drum implicat în analiză, cercetându-se, de exemplu: planeitatea longitudinală, rugozitatea și capacitatea portantă. În următoarea etapă se stabilesc parametrii tehnici care caracterizează indicatorii de performanță, pe baza măsurărilor în teren. Ulterior se aplică funcțiile de transfer, adică ecuațiile matematice, pentru a transforma valorile parametrilor tehnici în numere, cu intervale între 0 și 5, în fapt simboluri pentru aprecierea calității indicatorilor. Rezultatele care sunt obținute reprezintă indicii de performanță individuali, I, aceștia fiind în următoarea fază grupați și ponderați pentru a exprima gradul de viabilitate al drumurilor prin definirea nivelurilor: de confort, de siguranță și al stării structurale. Aceste rezultate obținute reprezintă indicii de performanță combinați, IPC. În ultima etapă, indicii combinați determinați anterior se ponderează pentru a obține un indice de performanță general, IPG, în fapt o valoare cuprinsă între 0 și 5 care exprimă starea tehnică a drumului.

Figura 2. 1. Indicatori de performanță pentru structurile rutiere

Starea tehnică a unui drum se stabilește pe toată lungimea acestuia, iar în acest scop, drumul se împarte în tronsoane omogene, caracterizate prin aceleași date cu privire la:

caracteristicile traficului;

tipul structurii rutiere;

starea de degradare a suprafeței de rulare;

tipul climateric și regimul hidrologic;

anul modernizării sau al ultimei lucrări de întreținere periodică sau de reparații curente;

situații speciale legate de desfășurarea circulației (traversări, CF, intersecții la nivel, girații etc.) ce impun micșorarea vitezei și ieșirea echipamentelor din condițiile de măsurare.

La rândul lor, tronsoanele omogene vor fi împărțite în sectoare omogene, după examinarea parametrilor tehnici obținuți în teren. Stabilirea sectoarelor omogene se realizează manual.

2.3. Tipuri de echipamente complexe – investigație în teren

În cadrul investigației în teren au fost utilizate diferite echipamente complexe, care sunt folosite la prelucrarea datelor măsurătorilor din teren, în scopul evaluării stării tehnice la drumuri.

Figura 2. 2. Echipamentul PRI 2100 FWD

Deflectometrul PRI 2100 FWD se utilizează pentru evaluarea capacității portante (deflexiune) la toate categoriile de drumuri în următoarele scopuri:

recepția drumurilor noi, modernizate sau reabilitate;

evaluarea stării tehnice a drumurilor;

controlul calității execuției lucrărilor pentru drumuri noi, modernizate sau reabilitate;

dimensionarea grosimii straturilor de ranforsare din materiale bituminoase pentru sisteme rutiere suple și mixte;

determinarea parametrilor suport pentru întocmirea expertizelor tehnice.

Figura 2. 3. Echipamentul PRIMA 100 LWD

Deflectometrul PRIMA 100 LWD se folosește la efectuarea măsurătorilor de deformabilitate în vederea determinării deflexiunilor dinamice, dar și a modulului de elasticitate dinamică (E) pentru pământuri, balast, nisipuri compacte, în următoarele scopuri:

determinarea indirectă a gradului de compactare;

evaluarea calității execuției straturilor suport;

determinarea parametrilor suport pentru întocmirea expertizelor tehnice.

Figura 2. 4. Analizor de profil longitudinal APL 72

Analizorul de profil longitudinal APL 72 se utilizează pentru determinarea planeității la toate categoriile de drumuri pentru verificarea acesteia în următoarele scopuri:

recepția drumurilor noi sau reabilitate precum și a ranforsărilor și a covoarelor;

controlul calității execuției lucrărilor la nivelul straturilor de bază, de legătură și de rulare;

evaluarea stării tehnice a drumurilor.

Figura 2. 5. Echipamentul Hawkeye 2000

Echipamentul Hawkeye 2000 se folosește pentru evaluarea planeității (IRI) și rugozității (înățimea petei) la toate categoriile de drumuri cu îmbrăcăminți din beton sau bituminoase, în vederea verificării acestora într-o serie de scopuri:

recepția drumurilor reabilitate, modernizate sau noi;

controlul calității asupra execuției lucrărilor la nivelul suprafeței de rulare;

evaluarea stării tehnice a drumurilor.

Figura 2. 6. Echipamentul Roughometer

Echipamentul Roughometer se utilizează pentru evaluarea planeității (IRI) la toate categoriile de drumuri cu îmbrăcăminți din beton de ciment sau bituminoase, în vederea verificării acestora pentru scopurile următoare:

recepția drumurilor noi, modernizate sau reabilitate;

controlul calității execuției lucrărilor la nivelul suprafeței de rulare;

evaluarea stării tehnice a drumurilor;

determinarea parametrilor suport pentru întocmirea expertizelor tehnice.

Figura 2. 7. Echipamentul Hawkeye 1000

Echipamentul Hawkeye 1000 se utilizează pentru evaluarea planeității (IRI) și rugozității (înălțimea petei) la toate categoriile de drumuri cu îmbrăcăminți bituminoase sau din beton de ciment, pentru a putea fi verificate în scopurile următoare:

recepția drumurilor noi, modernizate sau reabilitate;

controlul calității execuției lucrărilor la nivelul suprafeței de rulare;

evaluarea stării tehnice a drumurilor;

determinarea parametrilor suport pentru întocmirea expertizelor tehnice.

Figura 2. 8. Echipamentul Griptester

Echipamentul Griptester se folosește pentru evaluarea rugozității (coeficientul de frecare µGT) la toate categoriile de drumuri cu îmbrăcăminți bituminoase sau din beton de ciment pentru verificarea acestora în următoarele scopuri:

recepția drumurilor noi, modernizate sau reabilitate;

controlul calității execuției lucrărilor la nivelul suprafeței de rulare;

evaluarea stării tehnice a drumurilor;

determinarea parametrilor suport pentru întocmirea expertizelor tehnice.

Figura 2. 9. Echipamentul MLY 10000

Echipamentul MLY 10000 se utilizează pentru evaluarea capacității portante (deflexiune) la toate categoriile de drumuri în următoarele scopuri:

recepția drumurilor reabilitate, modernizate, și a celor noi;

evaluarea stării tehnice a drumurilor;

controlul calității execuției lucrărilor pentru drumuri noi, modernizate sau reabilitate;

dimensionarea grosimii straturilor de ranforsare din materiale bituminoase pentru sisteme rutiere suple și mixte;

determinarea parametrilor suport pentru întocmirea expertizelor tehnice.

Figura 2. 10. Echipamentul DEGY

Echipamentul DEGY se folosește pentru evaluarea stării de degradare a îmbrăcăminții rutiere (IG) pentru drumuri cu structuri rutiere suple și semirigide în următoarele scopuri:

evaluarea stării tehnice a drumurilor;

recepția drumurilor noi, modernizate sau reabilitate;

determinarea parametrilor suport pentru întocmirea expertizelor tehnice.

CAPITOLUL III. PROCEDURI DE INVESTIGARE ÎN TEREN A STĂRII TEHNICE LA UN DRUM DIN ROMÂNIA

3.1. Determinarea caracteristicilor structurii rutiere

Pentru a se determina caracteristicile structurii rutiere este necesară parcurgerea a trei etape. În prima etapă se determină starea tehnică a carosabilului la nivelul realizat, folosind prevederile normativelor în vigoare. După interpretarea indicilor de stare tehnică se trece la cea de-a doua etapă, de investigare în sondaj deschis practicat în structura rutieră. Cea de-a treia etapă este dedicată prelucrării tuturor datelor în vederea întocmirii Raportului de Expertiză Tehnică.

Etapa 1

Prima etapă, cea de evaluare a stării tehnice, presupune efectuarea a două faze. Faza 1, intitulată „Investigarea vizuală a stării tehnice”, care presupune o vizită de cunoaștere a situației din teren, cu înregistrarea eventualelor defecte de suprafață apărute după execuția structurii rutiere și prelevarea de imagini fotografice relevante. Apoi se trece la Faza 2, intitulată „Evaluarea stării tehnice”, care se realizează prin măsurători realizate vizual pe tronsoane identificate conform normativelor în vigoare ca și sectoare omogene, completate și cu echipamente specifice. Prin aceste măsurători efective realizate în teren, se interpretează calitatea suprafeței carosabile prin intermediul rugozității și uniformității căii, conform reglementărilor tehnice în vigoare, precum și măsurători de capacitate portantă, în vederea stabilirii conformității portanței realizate cu cea prevăzută în Proiectul Tehnic de Execuție la drumuri aflate în construcție, sau cu traficul prognozat la drumurile aflate în exploatare. În acest fel, se culeg datele din teren pentru elaborarea unui Raport de Expertiză Tehnică în specialitatea drumuri.

Etapa 2

Cea de-a doua etapă presupune realizarea unui sondaj deschis în structura rutieră, pentru identificarea grosimii straturilor rutiere, precum și a caracteristicilor specifice stratului rutier, care sunt identificate cu echipamente capabile de măsurare în spații înguste. În timpul decopertării strat cu strat din structura rutieră, se prelevează și materiale pentru testarea calitativă în laborator și se obține o bancă de date foto, care demonstrează situația identificată în teren, la momentul solicitării expertizării.

Etapa 3

Cea de-a treia etapă este reprezentată de prelucrarea tuturor datelor culese din teren, a datelor prelucrate la măsurătorile din teren cu echipamente specifice, precum și a datelor transmise prin buletinele de analize de laborator, în vederea întocmirii efective a Raportului de Expertiză Tehnică specialitatea drumuri.

În ceea ce privește tipul structurii rutiere, diferențierea se realizează în funcție de modul de alcătuire:

structuri rutiere suple, cu îmbrăcăminte bituminoasă, în componența căreia nu intră nici un strat care conține lianți hidraulici sau puzzolanici;

structuri rutiere mixte, cu îmbrăcăminte bituminoasă și cu cel puțin un strat din agregate naturale stabilizate cu lianți hidraulici sau puzzolanici;

structuri rutiere rigide cu îmbrăcăminte din beton de ciment sau macadam cimentat.

În cazul în care nu se dispune de documentații tehnice, modul de alcătuire al structurilor rutiere se determină pe baza forajelor executate astfel:

minim 2 foraje/km, pe urma roților, pentru drumurile cu lățimea părții carosabile de maxim 7 m, alternativ, pe ambele benzi de circulație;

pentru drumuri cu lățime mai mare de 7 m, numărul forajelor va crește proporțional, în funcție de lățimea drumului, acestea fiind repartizate pe întreaga secțiune transversală a drumului.

În continuare sunt prezentate măsurătorile efectuate în sondaj deschis de structura rutieră: decaparea strat cu strat din sistemul rutier, identificarea grosimii straturilor existente și prelevarea de probe pentru laborator.

Figura 3. 1. Sistem decapat strat cu strat

Figura 3. 2. Aspectul de argilă prăfoasă, brun deschis gălbuie cu intercalații neomogene

Figura 3. 3. Măsurarea straturilor de argilă

3.1.1. Măsurarea parametrilor tehnici

În ceea ce privește măsurarea parametrilor tehnici ai drumurilor, aceasta se efectuează în următoarele etape:

etapa inițială de măsurare;

etape curente de măsurare.

Etapa inițială de măsurare corespunde:

primei etape de măsurare pentru drumuri existente, după reabilitarea/ranforsarea acestora;

primei etape de măsurare a unor drumuri în exploatare, dacă este cazul.

În continuare se prezintă în imagini sugestive, pașii de lucru efectuați la cercetarea structurii rutiere în sondaj deschis.

Figura 3. 4. Pregătirea utilajului de lucru

Figura 3. 5. Tăierea și măsurarea îmbrăcăminții – Etapa 1

Figura 3. 6. Tăierea și măsurarea îmbrăcăminții – Etapa 2

Figura 3. 7. Tăierea și măsurarea îmbrăcăminții – Etapa 3

Figura 3. 8. Prelevarea de mostră din îmbrăcăminte

Potrivit CD 155 Revizie 2015, se recomandă analizarea caracteristicilor existente ale drumului analizat. Prin urmare, rezultatele obținute în cadrul etapei inițiale vor constitui valori de referință pe baza cărora urmează să se aprecieze evoluția ulterioară a stării tehnice a drumurilor. Etapele curente de măsurare se stabilesc în funcție de clasa tehnică a drumurilor și de tipul structurii rutiere, conform Tabelului 3.1.

Tabelul 3. 1. Stabilirea etapelor curente de măsurare

În etapele curente de măsurare se vor analiza:

aceleași benzi de circulație care au fost evaluate în etapa inițială, pentru completarea bazei de date PMS;

benzile de circulație cele mai degradate, în cazul altor tipuri de lucrări (expertize, dimensionarea structurilor rutiere în cadrul proiectelor de reabilitare etc.).

În cazul rețelei de drumuri în exploatare care urmează a fi introdusă în programul PMS, se recomandă ca banda de circulație măsurată să fie cea caracterizată prin starea de degradare cea mai accentuată.

Tabelul 3. 2. Stabilirea perioadelor de măsurare a parametrilor tehnici

3.1.2. Determinarea planeității longitudinale

Planeitatea longitudinală a suprafeței drumului este un indicator de performanță care influențează nivelul de confort al drumului și care se exprimă prin indicele IRI (International Roughness Index). Metodologia de măsurare, precum și cea de determinare a parametrului tehnic: IRI sunt specifice normelor proprii de utilizare a echipamentelor care respectă reglementările europene, inclusiv cele din țara noastră.

În privința uniformității longitudinale, măsurările se vor efectua pe drumuri cu structură rutieră suplă, mixtă și rigidă, pe întreaga lungime, indiferent de clasa tehnică a acestora, astfel:

pentru drumuri existente: pe o bandă, cea mai degradată, în cazul drumurilor cu două benzi de circulație și pe două benzi, cele mai degradate, în cazul drumurilor cu 3 sau 4 benzi de circulație;

pentru completarea bazei de date PMS, pe aceleași benzi de circulație care au fost evaluate în etapa inițială;

pentru drumuri noi: pe toate benzile de circulație, indiferent de lățimea drumului, cu respectarea normativului indicativ AND 605.

Figura 3. 9. Măsurarea uniformității longitudinale

3.1.3. Determinarea planeității transversale

Planeitatea transversală a suprafeței drumurilor este un indicator de performanță care influențează nivelul de confort și nivelul de siguranță al drumului și care se exprimă prin adâncimea făgașului af. În cazul utilizării aparatelor statice, înainte de începerea determinărilor se stabilesc secțiunile transversale de măsurare a acestui parametru. Secțiunile transversale vor fi amplasate în lungul fiecărui tronson omogen de drum, la distanțe aproximativ egale, astfel:

dacă lungimea tronsonului omogen este mai mică de 1 km: 3 secțiuni transversale;

dacă lungimea tronsonului omogen este cuprinsă între 1 – 5 km: 5 secțiuni transversale;

dacă lungimea tronsonului omogen este mai mare de 5 km: 1 secțiune transversală/km.

Pentru drumurile de clasă tehnică I…V cu îmbrăcăminte rigidă, precum și pentru drumurile de clasă tehnică IV și V cu îmbrăcăminte bituminoasă nu se determină planeitatea transversală. Adâncimea făgașului af se calculează, în cazul utilizării echipamentelor performante, cu înregistrare continuă, cu ajutorul programelor proprii de calcul și se exprimă în mm. În cazul utilizării echipamentelor statice, af se determină conform SR EN 13036-7.

Figura 3. 10. Exemplu suprafață de rulare cu făgașe

3.1.4. Determinarea rugozității

Rugozitatea suprafeței îmbrăcăminții rutiere este un indicator de performanță care influențează nivelul de confort, de siguranță și de mediu și care se exprimă prin adâncimea medie a macrotexturii (metoda volumetrică), prin coeficientul de frecare (metoda profilometrică) sau prin aderența suprafeței (încercarea cu pendulul SRT).

Tabelul 3. 3. Aparat de măsurare a rugozității suprafeței de rulare

Metodologiile de măsurare precum și metodologiile de determinare ale parametrilor: adâncimea medie a macrotexturii, coeficientul de frânare, precum și aderența suprafeței sunt specifice instrucțiunilor proprii de utilizare a echipamentelor care respectă reglementările europene, inclusiv cele din țara noastră.

Tabelul 3. 4. Metode uzuale pentru determinarea rugozității la viteze mari

Tabelul 3. 5. Metode uzuale pentru determinarea rugozității la viteze mici

În cazul utilizării aparatelor statice, înainte de începerea determinărilor se stabilesc sectoarele de măsurare astfel:

Dacă lungimea tronsonului omogen de drum este mai mică de 1 km: se aleg 3 sectoare reprezentative, iar în cadrul fiecărui sector vor fi măsurate 3 secțiuni transversale, poziționate la 5-10 m între ele;

Dacă lungimea tronsonului omogen este cuprinsă între 1-5 km: se aleg 5 sectoare reprezentative, iar în cadrul fiecărui sector vor fi măsurate 3 secțiuni transversale, poziționate la 5-10 m între ele;

Dacă lungimea tronsonului omogen este mai mare de 5 km se aleg 1 sector reprezentativ/km, iar în cadrul fiecărui sector vor fi măsurate 3 secțiuni transversale, poziționate la 5-10 m între ele.

Ținând cont de productivitatea scăzută a echipamentelor statice pentru determinarea rugozității suprafețelor de rulare, se recomandă folosirea acestora doar pentru drumuri a căror lungime nu depășește 10 km.

Parametrii tehnici: adâncimea medie a macrotexturii (MTD), coeficientul de frecare (µGT) și aderența suprafeței (PTV) se exprimă în funcție de echipamentele de măsură în: mm, respectiv adimensional.

În foaia de calcul vor fi introduse rezultatele măsurărilor cu pendulul SRT, deoarece pentru acest dispozitiv cu productivitate redusă, comisia tehnică europeană nu a dezvoltat funcții de transfer. Aceste valori pot fi însă folosite în foaia de calcul, după convertirea lor în valori µGT, utilizând următoarea relație prezentată în instrucțiunile tehnice indicativul AND 606:

SRT = (µGT + 0,13) / 0,01

3.1.5. Determinarea capacității portante

Capacitatea portantă este un indicator de performanță care influențează nivelul de stare structurală a complexelor și se exprimă prin raportul dintre durata de viață, Dv și durata de exploatare (perioada de perspectivă), Pp.

În cazul structurilor rutiere nou executate suple și mixte, capacitatea portantă se exprimă prin: raportul Dv/Pp, prin deflexiunea caracteristică dc20 și prin valoarea coeficientului de variație, Cv. Capacitatea portantă se determină utilizând:

echipamente dinamice, de tipul deflectometrelor cu sarcină dinamică, în conformitate cu instrucțiunile proprii, dacă respectă reglementările europene, inclusiv cele din țara noastră;

echipamente statice, de tipul deflectometrelor cu pârghie Benkelman, în conformitate cu „Instrucțiunile tehnice departamentale pentru determinarea prin deflectografie și deflectometrie a capacității portante a drumurilor cu structuri rutiere suple”, indicativ CD31.

Figura 3. 11. Deflectometrul PRIMA 100 LWD și deflectometrul PRI 2100 FWD

Măsurările de deformabilitate cu deflectometrele cu sarcină dinamică se utilizează pentru determinarea capacității portante pe drumurile publice de clasă tehnică I…IV, pe toate tipurile de structuri rutiere: suple, mixte și rigide în felul următor:

pe întreaga lungime a tronsonului omogen de drum, pe firul de măsurare situat la distanțe de 0,75-1,00 m de marginea părții carosabile, în puncte de măsurare situate la distanțe de maxim 200 m;

în cazul drumurilor existente, cu 2 benzi de circulație, măsurările se fac pe o bandă de circulație, iar în cazul drumurilor cu 3 benzi, măsurările se fac pe banda suplimentară și pe una dintre benzile curente. Pentru drumurile cu 4 benzi, măsurările se efectuează pe o bandă marginală și una centrală. Alegerea benzilor de măsurare se va face ținând cont de:

– starea de degradare a drumului, recomandându-se să fie măsurate benzile de ciculație cele mai degradate;

– tipul profilului transversal; în cazul drumurilor situate în profil transversal mixt, se recomandă ca banda de circulație măsurată să fie pe partea de debleu;

pentru completarea bazei de date PMS, pe aceleași benzi de circulație care au fost evaluate în etapa inițială;

în cazul drumurilor noi, indiferent de numărul benzilor de circulație, măsurările de deformabilitate se vor face pe toate benzile, la distanțe de maxim 200 m, pe urma roții.

Măsurările de deformabilitate cu deflectometrul cu pârghie tip Benkelman se utilizează pentru determinarea capacității portante a drumurilor naționale secundare, a drumurilor județene și comunale și se efectuează pe sectoare omogene, ținând cont de următoarele: lungimea unui sector de măsurare pe o structură rutieră existentă va fi stabilită după cum urmează, dar nu va depăși 500 m.

Valorile de deformabilitate înregistrate în teren cu deflectomerul cu pârghie Benkelman vor fi utilizate în scopul determinării duratelor de viață reziduală, conform normativului indicativ CD 31. Valorile Dv/Pp se înregistrează pe fiecare sector omogen, împreună cu datele de identificare ale drumului în Foaia de calcul anexată: Dvminim /Pp, respectiv Dvmediu /Pp.

3.1.6. Determinarea stării de degradare

Starea de degradare a suprafeței de rulare a drumului este un indicator de performanță semicombinat, deoarece cuprinde mai multe tipuri de degradări care influențează nivelul de confort, nivelul de siguranță și nivelul structural al drumului. Se exprimă prin:

parametrul tehnic: FISURARE, P_F;

parametrul tehnic: DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ, P_DS.

Figura 3. 12. Degradări ale suprafeței carosabile

Metoda de evaluare a stării de degradare este cuprinsă în normativele indicativ AND 540, pentru structuri rutiere cu îmbrăcăminți bituminoase și indicativ NP 085, pentru structurile cu îmbrăcăminți din beton de ciment.

Gruparea defecțiunilor sub denumirile: FISURARE și DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ a fost determinată de influența diferită a fiecărei grupe asupra nivelurilor de: confort, de siguranță și de stare structurală ale drumurilor.

Tabelul 3. 6. Gruparea defecțiunilor în cazul structurilor rutiere suple și mixte

Determinarea parametrilor tehnici: FISURARE și DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ se face prin luarea în considerare a tipurilor de degradări vizualizate în teren, a nivelului de severitate. Cercetările efectuate în cadrul Laboratorului de Drumuri CFDP-UTCB, au pus în evidență proceduri de lucru de determinare a impermeabilității suprafeței de rulare a drumului, ca imagine a gradului de fisurare.

Figura 3. 13. Determinarea impermeabilității suprafeței de rulare

Figura 3. 14. Identificarea gradului de fisurare Gf

Figura 3. 15. Exemple din teren pentru identificarea gradului de fisurare – pasul 1 și 2

Figura 3. 16. Exemple din teren pentru identificarea gradului de fisurare – pasul 3 și 4

unde:

= coeficient de permeabilitate la suprafața nefisurată;

= coeficient de permeabilitate pentru suprafața fisurată (crăpată).

Gradul de fisurare (gF) se determină pe suprafața analizată ca raport între suprafața efectivă afectată de fisuri și suprafața totală analizată (0.8 × 0.8 mp). Gradul de severitate (gs) al fisurii se determină conform Normativ AND 540 pe cele trei etape.

Tabelul 3. 7. Etapele de determinare a gradului de severitate

Figura 3. 17. Prelevare carotă din îmbrăcăminte; măsurarea fisurii; mostre de carote din teren

Prin calibrarea în laborator se poate anticipa calitatea suprafeței de rulare în raport cu indicele de impermeabilitate efectiv al suprafeței fisurate.

IF ≤ 0.2 – suprafață nefisurată – impermeabilitate foarte bună

0.2 ˂IF ≤ 7.0 – suprafață fisurată – impermeabilitate acceptabilă

IF ˃ 7.0 – suprafață crăpată – impermeabilitate rea

În funcție de acești indici se pot programa lucrări de întreținere aferentă:

pentru impermeabilitate foarte bună – se ține sub observație;

pentru impermeabilitate acceptabilă – se colmatează fisuri și badijonează;

pentru impermeabilitate rea – se execută covoare ultrasubțiri pentru etanșarea suprafeței.

Figura 3. 18. Aparatură de scanare și prelucrare imagistică

Prin scanarea suprafeței și prin prelucrarea imagistică se poate determina în final indicele de fisurare a suprafeței analizate, dar și informații colaterale legate de planeitatea și rugozitatea ei.

Figura 3. 19. Scanarea și interpretarea suprafeței fisurate

CAPITOLUL IV. DETERMINAREA INDICILOR DE PERFORMANȚĂ INDIVIDUALI ȘI COMBINAȚI

4.1. Determinarea indicilor de performanță individuali

Indicele de performanță individual, I, reprezintă o valoare cuprinsă între 0 și 5, care este atribuită fiecărui indicator de performanță al drumului (planeitate, rugozitate, stare de degradare și capacitate portantă).

Tabelul 4. 1. Gruparea indicilor de performanță individuali

Gruparea indicilor de performanță individuali, I, în scopul obținerii indicilor de performanță combinați, IPC, se face în funcție de clasa tehnică a drumurilor analizate. Vor fi implicați în analize următorii indici individuali: IPC_C, IPC_S și IPC_P.

În ceea ce privește determinarea stării tehnice a drumurilor moderne și a lucrărilor de întreținere și reparații, calificativul stării tehnice a drumurilor este stabilit în funcție de indicele IPG pentru structurile rutiere cu îmbrăcăminte rutieră bituminoasă, respectiv din beton de ciment. Calificativul stării mixte poate fi în funcție de IPG: foarte bună, bună, mediocră, rea și foarte rea.

În cazul drumurilor evaluate în etapele curente de măsurare, calificativul stării tehnice constituie un indicator asupra strategiei de întreținere sau de ranforsare. În cazul drumurilor nou construite sau modernizate și în cazul drumurilor recent ranforsate, calificativul stării tehnice constituie un mijloc de control al calității lucrărilor executate.

După cum se poate vedea în Tabelul numărul 4.2., există o serie de măsuri generale de intervenție preconizate pentru drumurile cu îmbrăcăminte bituminoasă, respectiv din beton de ciment, care sunt evaluate în cadrul etapelor curente, în funcție de:

valoarea indicelui de performanță general, IPG, și de calificativul stării tehnice dedus din acesta;

tipul nivelului de intervenție cel mai redus al structurilor rutiere (confortul, siguranța sau portanța), determinat de valoarea cea mai mare a indicatorului IPC în formula de calcul a indicelui IPG;

clasa tehnică a drumurilor, determinată conform reglementărilor tehnice în vigoare.

Tabelul 4. 2. Stabilirea calificativului de stare tehnică a structurilor rutiere suple și mixte

Calculul indicilor de performanță individuali

În cadrul acțiunii COST 354 au fost analizați următorii indicatori de performanță individuali:

planeitatea longitudinală și transversală;

rugozitatea;

capacitatea portantă;

starea de degradare.

Parametrii tehnici propuși pentru clasificarea acestora sunt:

Indicele internațional de planeitate, IRI și adâncimea făgașului, af;

Adâncimea medie a macrotexturii și coeficientul de frecare;

Raportul între durata de viață reziduală și perioada de perspectivă, Dv/Pp;

Parametrii: FISURARE și DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ.

Prin intermediul următoarelor funcții de transfer, fiecărui indicator de performanță i se asociază un număr, denumit indice de performanță, cuprins între 0 și 5, care indică:

0 – stare „foarte bună”;

5 – stare „foarte rea”.

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță planeitate longitudinală:

I_PL = Max[0;Min(5;0.816 × IRI)]

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță planeitate transversală:

I_PT = Max[0;Min(5;- 0.0015× af2 + 0.229 × af)]

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță rugozitate, metoda volumetrică, MTD, pentru drumuri de categoria I, II și III:

I_R – MTD_I_II_III = Max[0;Min(5;6.6 – 5.3 × MTD)]

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță rugozitate, metoda volumetrică, MTD, pentru drumuri de categoria IV și V:

I_R – MTD_IV_V = Max[0;Min(5;7 – 6.9 × MTD)]

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță rugozitate, exprimată prin coeficientul de frecare µGT, pentru viteza de măsurare 60km/h:

I_R_ µGT = Max[0;Min(5;- 17.6 × µGT + 11.205)]

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță capacitate portantă:

I_CP = Max[0;Min(5;5 × Dv / Pp)]

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță FISURARE pentru drumuri de categoria I, II și III:

I_F_I_II_III = Max[0;Min(5;0.16 × P_F)]

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță FISURARE pentru drumuri de categoria IV și V:

I_F_IV_V = Max[0;Min(5;0.1333 × P_F)]

Funcție de transfer pentru indicatorul de performanță DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ, pentru toate categoriile de drumuri:

I_DS = Max[0;Min(5;0.1333 × P_DS)]

4.2. Determinarea indicilor de performanță combinați

Indicele de performanță combinat, IPC reprezintă o valoare cuprinsă între 0 și 5, care caracterizează nivelul de confort, nivelul de siguranță și nivelul stării strucurale al structurilor rutiere.

În cadrul acțiunii COST 354, indicii de performanță individuali, I, au fost grupați în scopul stabilirii indicilor de performanță combinați, IPC, în fapt valori care au rolul de a furniza informații privind starea de funcționalitate a structurilor rutiere. Au fost evaluați:

Indicele de performanță combinat de confort, IPC_C;

Indicele de performanță combinat de siguranță, IPC_S;

Indicele de performanță combinat structural, IPC_P;

Indicele de performanță combinat de mediu, IPC_M;

Studiile privind influența structurilor rutiere asupra mediului înconjurător nu au fost suficiente pentru ca membrii comisiei tehnice europene să obțină un punct de vedere cert privind ultimul indice, motiv pentru care studiile vor continua.

Calculul indicilor de performanță combinați

La stabilirea rezultatului final al IPC s-a ținut cont de faptul că valoarea acestuia este determinată prin pondere de valorile indicilor individuali care-l influențează. S-a constatat că rezultatul final al IPC este puternic influențat de valoarea maximă a I ponderat, motiv pentru care, pentru aplicarea practică a procedurii de combinare s-au realizat două scenarii, respectiv:

Scenariul 1 consideră valoarea maximă a indicelui individual de performanță ponderat p1 și media celorlalți indici ponderați prin pi influențați de un factor de influență P.

IPCi = min [5; I1 + · ] unde:

Ii – indice de performanță individual; Ii – indice de performanță individual ponderat prin ponderea pi (I1 = p1 × I1 ; I2 = p2 × I2, etc.). Condiția impusă: I1 ≥ I2 ≥ I3 ≥ … ≥ In.

Scenariul 2 consideră doar primele cele mai mari valori ponderate ale indicilor I, influențată de factorul P. Toate celelalte valori I3 … In care sunt mai mici decât a doua cea mai mare valoare ponderată a indicelui I nu sunt luate în considerare.

IPCi = min [ 5; I1 + · I2 ]

Condiții introduse în foaia de calcul, conform recomandărilor europene: s-a ales scenariul 1, care ține cont de valorile tuturor indicilor 1; s-a ales P = 10% (factorul de influență P ar trebui să fie între 10 și 20%). Rezultă, conform algoritmului de calcul, valori cuprinse între 0 și 5 pentru cei 3 IPC. Valorile au următoarea semnificație: 0 – stare foarte bună: 5 – stare foarte rea.

4.3. Calculul indicelui de performanță general

Un indice general este o combinație matematică a indicilor individuali și/sau combinați care descriu starea structurii rutiere referitor la diferite aspecte cum ar fi: siguranța, confortul, starea strucurală și mediul înconjurător. Indicele general oferă o primă impresie asupra stării generale a drumurilor analizate, individual sau la nivel de rețea și indică sectoarele necorespunzătoare. Folosind aceste informații se poate obține o strategie generală de întreținere. În consecință, indicatorul general este un instrument util pentru administratori, pentru a evalua starea generală a rețelei și pentru a evalua strategiile generale viitoare și fondurile necesare. Combinarea Indicilor de Performanță Combinați într-un Indice de Performanță General se face, ca și în cazul precedent, utilizând unul dintre cele două scenarii:

Scenariul 1: consideră valoarea maximă a indicelui IPC ponderat prin p1 și media celorlalți indici ponderați prin pi și influențați de un factor de influență P.

IPG = min [5; I1 + · ] unde:

IPCi – indice de performanță combinat; IPCi – indice de performanță combinat ponderat prin ponderea pi (IPC1 = p1 × IPC1 etc.). Condiția impusă: IPC1 ≥ IPC2 ≥ IPC3 ≥ … ≥ IPCn.

Scenariul 2: consideră doar primele cele mai mari valori ponderate ale IPC, influențată de factorul P. Toate celelalte valori IPC3 … IPCn care sunt mai mici decât a doua cea mai mare valoare ponderată a IPC nu sunt luate în considerare.

IPG = min [ 5; I1 + · IPC2 ]

Condiții introduse în foaia de calcul, conform recomandărilor europene: s-a ales scenariul 1, care ține cont de valorile tuturor indicilor IPC; P = 10% (factorul de influență P ar trebui să fie între 10 și 20%.

CAPITOLUL 5. STUDIU DE CAZ PRIVIND ANALIZA STĂRII TEHNICE LA UN DRUM CU STRUCTURĂ RUTIERĂ FLEXIBILĂ

5.1. Calculul parametrului tehnic Dv/Pp pentru evaluarea capacității portante

Durata de viață reziduală a unei structuri rutiere, Dv, reprezintă numărul de ani în care structura existentă, neranforsată, poate prelua sarcinile din traficul de perspectivă, până la debutul fenomenului de degradare, conform criteriilor de dimensionare descrise în normativele specifice fiecărui tip de structură rutieră. Pe el circulând și vehicule grele, acestea solicită drumul, după cum se poate observa în Figura numărul 5.1.

Figura 5. 1. Exemple de trafic de vehicule grele

După cum se poate observa în Figura numărul 5.2., în cazul încărcării unui drum cu vehicule grele, solicitarea straturilor nelegate cu lianți din structura rutieră, dar și a patului căii, suportă stări de efort-deformații importante, care presupun utilizarea unor materiale rutiere capabile să preia aceste solicitări.

Figura 5. 2. Încărcarea prin osie simplă și dublă pe straturile rutiere

În Figura numărul 5.3. se prezintă sugestiv care este legătura între solicitarea autovehiculului (agresivitate) și răspunsul structurii rutiere (vătămarea ei).

Figura 5. 3. Răspunsul structurii rutiere la solicitarea autovehiculului

Figura 5. 4. Stabilirea în teren a volumului de trafic

Etapele de calcul în determinarea parametrului tehnic Dv/Pp:

Stabilirea volumului de trafic de calcul, Nc, conform AND 584;

Stabilirea perioadei de perspectivă, Pp, pentru drumul analizat, conform cerințelor administratorului sau conform normativelor de dimensionare ale structurilor rutiere AND 550 și PD 177;

Stabilirea indicatorului ni astfel: ni = Nc/Pp

Determinarea tipului de structură rutieră și a modului de alcătuire al acesteia;

Aplicarea criteriilor de dimensionare, conform normativelor specifice fiecărui tip de structură rutieră (suplă, mixtă sau rigidă, ranforsare sau structură nouă), în scopul determinării indicatorului Ni, ținând cont de următoarele:

– drumurile de clasă tehnică I, II, III vor fi obligatoriu evaluate folosind echipamente performante de măsurare, iar cele de clasă tehnică IV și V pot fi evaluate fie utilizând echipamente dinamice, fie statice, de tipul deflectometrului cu pârghie Benkelman;

– softurile care interpretează măsurările efectuate cu echipamente cu sarcină dinamică vor fi armonizate la condițiile țării noastre (presupune transformarea deflexiunii și a modulilor de elasticitate dinamici ai mixturilor asfaltice la temperatura de referință de 20°C, precum și includerea criteriilor de dimensionare a structurilor rutiere cuprinse în normativele de dimensionare din țara noastră;

– valorile de calcul ale duratelor de viață reziduală care se introduc în foile de calcul sunt: pentru structuri rutiere cu îmbrăcăminte bituminoasă: valori medii sau minime pe sectoare omogene, în funcție de clasa tehnică a sectorului de drum și de perioada efectuării măsurărilor, conform Tabelelor 5.1. și 5.2.

Tabelul 5. 1. Perioada măsurării: condiții defavorabile

Potrivit Tabelului numărul 5.1. valorile de calcul ale duratelor de viață reziduală care sunt introduse în foile de calcul, sunt raportate la perioada de măsurare primăvara, după dezgheț sau cel mult 15 zile după perioada ploilor de primăvară și toamna, după minim 15 zile de la debutul ploilor de toamnă. Aceste două perioade de măsurare sunt considerate condiții defavorabile.

În ceea ce privește Tabelul numărul 5.2., valorile de calcul ale duratelor de viață reziduală care sunt introduse în foile de calcul, sunt raportate la alte perioade decât cele defavorabile.

Tabelul 5. 2. Perioada măsurării: alte perioade decât cele caracterizate prin condiții defavorabile

5.2. Interpretarea datelor de capacitate portantă

Pentru a interpreta datele de capacitate portantă au fost realizate investigații de capacitate portantă, realizate cu deflectometrul cu sarcină dinamică FWD PRIMAX 2500, după cum se poate observa în Figura numărul 5.5.

Figura 5. 5. Investigații cu deflectometrul cu sarcină dinamică PRIMAX 2500

Sarcina dinamică utilizată a fost de 69kN, iar durata de încărcare a avut valori de la 24 până la 26ms. Temperatura de măsurare a avut valori cuprinse în intervalul 20°C până la 24°C, care se încadrează în domeniul de măsurare impus de producătorul echipamentului FWD PRIMAX 2500.

Pentru analiza și interpretarea datelor s-au folosit prevederile următoarelor normative: „Instrucțiuni tehnice departamentale pentru determinarea prin deflectografie și deflectometrie a capacității portante a drumurilor cu sisteme rutiere suple și semirigide ind. CD 31-2002”; „Instrucțiuni tehnice privind determinarea stării tehnice a drumurilor moderne, ind. CD 155-2001”; „Manual de utilizare a deflectometrului cu sarcina dinamică PRIMAX 2500 – versiunea tractată, 7-250, Grontmij CarlBro Pavement Consultants”. În ceea ce privește deflexiunea caracteristică, interpretarea rezultatelor măsurătorilor se efectuează în conformitate cu „Instrucțiunile tehnice privind determinarea stării tehnice a drumurilor moderne, ind. CD 155-2001”. În acest scop, prin prelucrarea statistică a deflexiunilor măsurate s-au obținut indicatorii:

deflexiunea medie normală, dM;

abaterea medie pătratică normală, S20;

deflexiunea caracteristică, dc = dM + tɑ × S20, unde tɑ este un coeficient care depinde de probabilitatea apariției unor valori ale deflexiunii mai mari decât deflexiunea caracteristică, de numărul de valori ale deflexiunii (n) și de clasa tehnică a drumului;

coeficientul care se stabilește conform CD 31.

Corecțiile de forță se fac prin raportarea forței de măsurare la osia standard de 115kN/2. Corecția de temperatură se face în conformitate cu CD 31, art. 93, formula (7). Calificativul capacității portante s-a stabilit în conformitate cu normativul CD 155-2001, în funcție de clasa de trafic și valoarea deflexiunii caracteristice.

Tabelul 5. 3. Calificativul capacității portante conform CD 155-2001

Deflexiunea caracteristică pe sectorul de drum investigat, s-a calculat cu ajutorul deflexiunilor dinamice înregistrate de deflectometrul cu sarcină dinamică (FWD), în geofonul central „D1”, corectate astfel încât deflexiunea caracteristică să corespundă forței de 57,5 kN (semiosia standard) și temperatura.

Tabelul 5. 4. Deflexiunea caracteristică pe sectorul de drum investigat

Deflexiunea corectată se referă la corecțiile de forță și de temperatură explicate în rândurile anterioare. În Tabelul numărul 5.5. și 5.6. sunt prezentate atât valorile înregistrate/corectate ale deflexiunilor pentru fiecare punct investigat cât și calificativul capacității portante în funcție de clasa de trafic considerată.

Tabelul 5. 5. Valorile înregistrare/corectate pentru fiecare punct investigat – Banda 1

Tabelul 5. 6. Valorile înregistrare/corectate pentru fiecare punct investigat – Banda 2

Abrevierile calificativului sunt: Fb = foarte bună; B = bună; M = mediocră; R = rea. În urma efectuării măsurătorilor pe sectoarele considerate se constată că în ceea ce privește capacitatea portantă, banda 1 și banda 2 se prezintă cu un calificativ de la foarte rău la rău, frecvența cea mai mare o reprezintă calificativul „mediocru”, ceea ce atestă o eterogenitate structurală. Evaluarea stării tehnice a structurii rutiere existente, se poate face prin aplicarea prevederilor Normativ ind. 155 Reactualizare 2015, după cum urmează. Este necesar să se țină cont de faptul că durata de viață reziduală trebuie neapărat să fie asociată cu criteriul de dimensionare adoptat. Adoptarea mai multor criterii de dimensionare presupune evaluarea mai multor durate de viață reziduală. Pentru calculul parametrului Dv/Pp se va reține întotdeauna valoarea Dv cea mai mică obținută după aplicarea criteriilor. Pentru structurile rutiere care conțin în alcătuire beton de ciment (ca strat de rulare sau ca strat de bază), calculul indicatorului N se va face conform normativului indicativ NP 111, capitolul 6, secțiunea 2. Pentru structurile rutiere măsurate cu deflectometrul cu pârghie Benkelman, pentru determinarea indicatorului N se vor folosi următoarele corelații:

Dacă Nc > 1 m.o.s.: d = 480 – 127 log Nr  și d = 462 – 107 log Nz; unde:

d – valoarea caracteristică a deflexiunii, în µm conform ind. CD 31. Se va reține valoarea N cea mai mică.

Dacă Nc < 1 m.o.s.: d = 579 – 128 log Nr și d = 565 – 111 log Nz; unde:

d – valoarea caracteristică a deflexiunii, în µm conform ind, CD 31. Se va reține valoarea N cea mai mică.

În cazul studiului de caz analizat, pentru traficul de perspectivă declarat de Nc = 1,23 m.o.s. >1, rezultă dr = 480 – 127 × log 1,23 = 468.57 mdef și dz = 462 – 107 log 1,23 = 452.37.

Figura 5. 6. Evaluarea vizuală a stării de degradare a drumului analizat

Figura 5. 7. Faianțare cu grad de severitate ridicat

Figura 5. 8. Fisuri și crăpături longitudinale

Figura 5. 9. Cedări structurale

Figura 5. 10. Pelade și gropi

Evaluarea stării tehnice a structurilor rutiere existente, se poate face prin aplicarea prevederilor Normativ ind. 155 Reactualizare 2015, după cum urmează:

Parametrul tehnic, DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ, P_DS, pentru îmbrăcămințile bituminoase, P_DS_A:

unde:

0.7 − coeficientul ce indică ponderea tipului de degradare;

Sexudi − suprafața afectată de exudare, al cărui nivel nivel de gravitate este NG;

Sciupi − suprafața afectată de ciupituri, al cărui nivel de gravitate este NG;

Spbi − suprafața plombată, al cărui nivel de gravitate este NG;

Spldi − suprafața afectată de pelade, al cărui nivel de gravitate este NG;

Sgri − suprafața afectată de gropi, al cărui nivel de gravitate este NG;

Sti − suprafața afectată de tasări, cedări locale de structură, al cărui nivel de gravitate este

NG;

NG − nivelul de gravitate al defecțiunii (poate fi: 1,2 sau 1,5, în funcție de severitatea

degradării: nivel SCĂZUT, MEDIU respectiv RIDICAT);

Stotal − suprafața de referință.

Pentru studiul de caz, în urma calculului efectuat a rezultat valoarea parametrului degradărilor apărute la suprafața carosabilului:

P_DS_A = 15630 mp / 7,5 m x 5000 m x 100= 41,7%; ceea ce semnifică o stare tehnică rea.

unde:

0.7 − coeficientul ce indică ponderea tipului de degradare;

Sexudi − suprafața afectată de exudare, al cărui nivel nivel de gravitate este NG;

Sgri − suprafața afectată de gropi, al cărui nivel de gravitate este NG;

Sti − suprafața afectată de tasări, cedări locale de structură, al cărui nivel de gravitate este

NG;

NG − nivelul de gravitate al defecțiunii (poate fi: 1,2 sau 1,5, în funcție de severitatea

degradării: nivel SCĂZUT, MEDIU respectiv RIDICAT);

Stotal − suprafața de referință.

5.3. Măsurători în teren cu dispozitive specifice și echipamente complexe

În cadrul acestui subcapitol sunt prezentate rezultatele măsurătorilor în teren, care au fost realizate cu echipamente specifice și complexe, în vederea prelevării de carote la nivelul straturilor asfaltice. S-a avut de asemenea în vedere determinarea fisurilor longitudinale, această investigație fiind critică pentru selectarea și dimensionarea soluțiilor de reabilitare.

Figura 5. 11. Prezentarea echipamentelor complexe

Într-o primă fază, potrivit Figurii 5.12. s-au făcut prelevări de carote la nivelul straturilor rutiere asfaltice existente, pentru identificarea grosimii straturilor bituminoase, cât și pentru determinarea adâncimii fisurilor crăpăturilor longitudinale, care reprezintă cedări ale straturilor fundației.

Figura 5. 12. Prelevarea și măsurarea probelor

În următoarea fază s-a avut în vedere analiza cedărilor îmbrăcăminții, după cum se poate observa în Figura 5.13., întrucât cedările existente, cauzate în principal de încărcările din trafic, oferă informații și date esențiale privind efectul traficului de perspectivă asupra structurilor rutiere.

Figura 5. 13. Prelevarea și măsurarea probelor

În figura numărul 5.14. se observă că fisurarea straturilor asfaltice este o fisurare reflectivă, propagată de la nivelul stratului superior de fundație.

Figura 5. 14. Interpretarea tipului de fisurare

În figura numărul 5.15. se pot observa etapele de pregătire a carotelor pentru a putea fi mai târziu analizate și interpretate în laborator.

Figura 5. 15. Pregătirea carotelor pentru interpretarea în laborator

5.4. Calculul parametrilor tehnici pentru evaluarea stării de degradare

Evaluarea stării tehnice a structurii rutiere existente, se poate realiza prin aplicarea prevederilor Normativ ind. 155 Reactualizare 2015, mai exact prin calculul parametrilor tehnici pentru determinarea stării de degradare. Pentru a putea fi determinați parametrii tehnici P_F și P_DS, pentru structurile cu îmbrăcăminți bituminoase se folosește următoarea formulă matematică. Parametrul tehnic FISURARE, P_F – pentru îmbrăcămințile bituminoase P_F_A:

unde:

0,9 și 0,75 – coeficienți ce indică ponderea tipului de degradare;

0,5 – suprafața afectată de fisuri;

Sfaii – suprafața afectată de faianțare de tip i, al cărui nivel de gravitate este NG;

Lfisi – lungimea fisurării de tip i, al cărui nivel de gravitate este NG;

NG – nivelul de gravitate al defecțiunii (poate fi: 1,2 sau 1,5, în funcție de severitatea degradării: nivel SCĂZUT, MEDIU, respectiv RIDICAT);

Stotal – suprafața de referință.

În situația studiului de caz, a rezultat la analiza parametrului de fisurare: P_F_A = 1080 mp / 7,5 m × 5000 m × 100 = 27,7%, ceea ce se încadrează la suprafață cu grad de severitate ridicat la fisurare. Pentru a evalua starea de degradare, în cadrul intervenției în teren s-a avut în vedere realizarea sondajelor deschise de structură rutieră, conform cu Figura 5.16 și 5.17.

Figura 5. 16. Prelevarea carotei din teren și interpretarea în laborator

Figura 5. 17. Decaparea straturilor asfaltice cu înregistrarea grosimilor aferente

Figura 5. 18. Prelevarea de probe pentru laborator în vederea identificării materialelor utilizate

Figura 5. 19. Realizarea de săpături

5.5. Soluții combinate de evaluare a caracteristicilor portante

Următoarea etapă în cadrul investigației în teren a constat în folosirea unor soluții combinate de evaluare a caracteristicilor portante la straturi de fundație și teren de fundație. Prin urmare, au fost executate măsurători de capacitate portantă a patului structurii rutiere cu ajutorul plăcii dinamice manuale, conform cu Figura 5.20 și 5.21.

Figura 5. 20. Pregătirea plăcii dinamice

Figura 5. 21. Măsurarea capacității portante cu placa dinamică

Următorul pas a constat în verificarea caracteristicilor de capacitate portantă la patul căii prin utilizarea procedurii de penetrometrie dinamică în zona carotei de structură rutieră, după cum este ilustrat de la Figura numărul 5.22 la Figura numărul 5.25.

Figura 5. 22. Penetometru dinamic

Figura 5. 23. Operațiunea de penetrometrie dinamică – Etapa 1

Figura 5. 24. Operațiunea de penetrometrie dinamică – Etapa 2

Figura 5. 25. Operațiunea de penetrometrie dinamică – Etapa 3

Următorul pas a constat în prelevarea de material din patul structurii rutiere, în vederea efectuării testelor de calitate în laborator, după cum este ilustrat în rândurile următoare, începând cu Figura numărul 5.26 până la Figura numărul 5.28.

Figura 5. 26. Patul structurii rutiere

Figura 5. 27. Prelevarea de material din patul structurii rutiere

Figura 5. 28. Cântărirea materialului din patul structurii rutiere

Ulterior prelevării probelor în teren, se realizează și completarea unui tabel cu proprietățile probelor: granulometria de sedimentare, umiditatea, limitele de plasticitate, după cum se poate observa în Tabelul numărul 5.7.

Tabelul 5. 7. Analiza probelor de material

5.6. Prelucrarea și interpretarea datelor din teren

În continuare este realizată prelucrarea datelor din teren și interpretarea datelor rezultate din măsurători cu echipamente de specialitate și din buletinele de analize de laborator.

Figura 5. 29. Prelucrarea probelor în laborator

Tabelul 5. 8. Categoriile și tipurile de pământuri clasificate conform SR EN 14688-2:2005

Figura 5. 30. Granulozitate conform nomogramei Casagrande

Figura 5. 31. Proba prelevată și curba granulometrică

Tabelul 5. 9. Date curba granulometrică

Tabelul 5. 10. Centralizator strat bază asfaltic

Tabelul 5. 11. Centralizator extracție strat bază asfaltic

5.7. Etape pentru calculul indicilor de performanță

Evaluarea stării tehnice a structurii rutiere existente se poate realiza prin punerea în aplicare a prevederilor normativulul ind. 155 Reactualizare 2015, pe baza foii de calcul care însoțește normativul existând următoarele etape de calcul a indicelui de performanță.

Pasul 1 – Starea reală a structurii rutiere

Datele de intrare care au fost culese prin intermediul investigației în teren, prin evaluări specifice, sunt prezentate în rândurile următoare, în Tabelul numărul 5.12., vizualizarea stării de degradare fiind efectuată pe întreaga lățime a drumului, de 7,5 m.

Tabelul 5. 12. Starea reală a structurii rutiere

Pasul 2 – Calculul indicilor de performanță individuali

Pentru calculul indicilor de performanță individuali, în primul rând se introduc datele de identificare ale sectorului omogen de drum. Mai apoi se introduc defecțiunile vizualizate în teren, ținând cont de nivelul de gravitate al fiecărui tip de defecțiune iar concomitent, programul calculează parametrii semi-combinați FISURARE (P_F_A și DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ (P_DS_A și P_DS_A).

Pentru P_F_A = 10380 mp / 7,5 m × 5000 m ×100 = 27,7%

Pentru P_DS_A = 15630 mp / 7,5 m × 5000 m × 100 = 41,7%

Tabelul 5. 13. Calculul indicilor de performanță individuali

Pasul 3 – Calculul indicilor de performanță precombinați

Se vor calcula următorii indici: FISURARE și DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ, corespunzători parametrilor tehnici P_F și P_DS. Datele de intrare pentru calculul parametrului P_F sunt prezentate în Tabelul numărul 5.14.

Tabelul 5. 14. Date de intrare pentru parametrul Fisurare

Din calculul efectuat pe baza datelor de intrare pentru indicele FISURARE, a rezultat parametrul tehnic P_F_A = 27,7%.

În ceea ce privește datele de intrare pentru calculul parametrului tehnic P_DS, acestea sunt prezentate în rândurile următoare în Tabelul numărul 5.15.

Tabelul 5. 15. Date de intrare pentru parametrul Defecte de suprafață

Din calculul efectuat pe baza datelor de intrare pentru indicele DEFECTE DE SUPRAFAȚĂ, a rezultat parametrul tehnic P_DS_A = 41,7%

Pasul 4 – Calculul indicilor de performanță combinați

În continuare vor fi calculați cei trei indici de performanță combinați, folosind scenariul 1, care ia în considerare valoarea maximă a celui mai mare indice de performanță individual și procent din media celorlalți indici, astfel:

Indicele de confort

Se utilizează următorii indici de performanță individuali, cu exemplul normativ:

– planeitatea longitudinală: I_PL = 2,45

– defecte de suprafață: I_DS = 1,50

– planeitate transversală: I_PT = 2,63

– macrotextură: I_R_MTD = 3,95

– fisurare: I_F = 2,16

Valoarea indicilor de performanță individuali și ponderile transformate corespunzătoare sunt prezentate în Tabelul numărul 5.16 și Tabelul numărul 5.17.

Tabelul 5. 16. Ponderi pentru calculul indicelui de confort

Tabelul 5. 17. Ponderi pentru calculul indicelui de confort – exemplu normativ

Indicele de performanță combinat pentru confort IPC_C este calculat cu formula:

IPC_C = min [5; I1 + · ]

Exemplu normativ:

IPC_C = min[5;I1 + · ]= min[5;2,45 + · 1.64 = 2,61

unde: valoarea factorului de influență P este de 10%.

Indicele de siguranță

Se utilizează următorii indici de performanță individuali, cu exemplul normativ:

– macrotextură: I_R_MTD = 3,95

– planeitate transversală: I_PT = 2,63

– microtextură: I_R_µGT = 3,81

– defecte de suprafață selectate: I_DS_A = 0,73

Valoarea indicilor de performanță individuali și ponderile corespunzătoare sunt prezentate în Tabelul numărul 5.18 și Tabelul numărul 5.19.

Tabelul 5. 18. Ponderi pentru calculul indicelui de siguranță

Tabelul 5. 19. Ponderi pentru calculul indicelui de siguranță – exemplu normativ

Indicele de performanță combinat pentru siguranță este calculat cu formula:

IPC_S = min [5; I1 + · ]= 4,03

Exemplu normativ:

IPC_S = min[5;I1 + · ]=min[5;3,81 + · 1.707 = 3,98

unde: valoarea factorului de influență P este de 10%.

Indicele de stare structurală

Se utilizează următorii indici de performanță individuali, cu exemplul normativ:

– capacitate portantă: I_CP = 3,67

– fisurare: I_F = 2,16

– planeitate transversală: I_PT = 2,63

– fisuri longitudinale: I_PL = 2,45

Valoarea indicilor de performanță individuali și ponderile corespunzătoare sunt prezentate în Tabelul numărul 5.20 și Tabelul numărul 5.21.

Tabelul 5. 20. Ponderi pentru calculul indicelui structural

Tabelul 5. 21. Ponderi pentru calculul indicelui structural – exemplu normativ

Indicele de performanță combinat pentru starea structurală este calculat cu formula:

IPC_P = min [5; I1 + · ]= 3,83

Exemplu normativ:

IPC_P = min[5;I1 + · ]=min[5;3,67 + · 1.66] = 3,83

unde: valoarea factorului de influență P este de 10%.

Pasul 5 – Calculul indicelui de performanță general

Indicele de performanță general (IPG) se calculează din indicii de performanță combinați calculați în pașii anteriori, cu exempu normativ:

– indice de siguranță: IPC_S = 3,98

– indice de confort: IPC_C = 2,61

– indice structural: IPC_P = 3,83

Valoarea indicilor de performanță individuali și ponderile transformate corespunzătoare sunt prezentate în Tabelul numărul 5.22.

Tabelul 5. 22. Ponderi pentru calculul indicelui de performanță general

Indicele de performanță general este calculat cu formula:

IPG = min [5; I1 + · ]= 3,9

Exemplu normativ:

IPG = min[5;I1 + · ]=min[5;3,98 + · 2,16] = 4,2

unde: valoarea factorului de influență P este de 10%.

Utilizând Foaia de calcul, determinarea indicilor de performanță este simplă, rolul utilizatorului fiind redus la a stabilii parametrii tehnici ai sectorului de drum supus analizei.

CAPITOLUL VI. CONCLUZII, CONTRIBUȚII PERSONALE ȘI DIRECȚII VIITOARE DE CERCETARE

Drumurile rutiere au capacitatea de a unii interesele naționale cu cele internaționale, simbolizând criteriul esențial de armonizare a normativelor naționale cu cele internaționale. Ca și parte esențială a sistemului de transport, drumurile reprezintă artere principale, care sunt destinate nu doar reducerii distanțelor dintre anumite regiuni, ci și reducerii impactului ambiental al sistemului de transport.

În același timp, drumurile sunt acele elemente de infrastructură care constituie un sprijin tehnologic, sunt vectori ai civilizației și atribute ale dezvoltării economice, care creează condițiile necesare pentru progresul social al populației unei țări.

Teritoriul țării noastre constituie spațiul necesar procesului de dezvoltare sustenabilă, iar gestionarea stării drumurilor este o activitate obligatorie, continuă și de perspectivă, care trebuie desfășurată în interesul populației care folosește drumurile rutiere, în conformitate cu normativele în vigoare, cu cerințele societății dar și cu cele ale integrării în spațiul comunitar. Aceasta activitate obligatorie revine administratorilor de drumuri.

O evaluare cât mai coerentă a stării tehnice a drumurilor, precum și punerea în aplicare a unor soluții eficiente de întreținere și reabilitare, pot să contribuie la creșterea competitivității economice, facilitând integrarea României în economia europeană și internațională.

În urma analizării normativelor cu privire la starea tehnică a drumurilor, a rapoartelor și a studiilor existente în literatura de specialitate, se constată că țara noastră, deși a făcut progrese în direcția reabilitării drumurilor, se găsește în continuare în urma tuturor țărilor din Uniunea Europeană. În România există încă un nivel redus de evaluare a defectelor de suprafață, de gestionare a stării tehnice și de stabilire a periodicității lucrărilor de intervenție și reabilitare ale rețelei rutiere naționale. Cu toate acestea, potrivit normativului CD 155 Revizuire 2015, se încearcă o modalitate mult mai eficientă și rapidă de calcul a stării de degradare ale unor drumuri.

În urma analizei efectuate se desprind următoarele concluzii.

Concluzii

au fost elaborate normative și strategii naționale, dar măsurile propuse au fost până în prezent implementate cu dificultate, o mare parte dintre acestea parțial sau deloc.

…(de exemplu o concluzie despre cum e sistemul de management al stării drumurilor în alte țări europene, că e eficient la ei, că nu e, că e bun cel din SUA etc. – Capitolul I)

… (de exemplu o concluzie despre reglementările tehnice din România, ce prevăd normativele în vigoare, dacă sunt explicite, coerente, dacă ajută etc. – Capitolul II

…. (Capitolul III, că în ceea ce privește procedurile de investigare în teren a stării tehnice la un drum, au fost parcurse 3 Etape, și s-a concluzionat că….)

…. (Capitolul IV – asta o scriu eu – Alături de indicii de performanți individuali și combinați, indicele general a oferit o primă impresie asupra stării generale a drumurilor analizate, fiind un instrument util pentru administratori, pentru a evalua starea generală a rețelei și pentru a evalua strategiile generale viitoare și fondurile necesare.

…. (Capitolul V….. Aici trebuie să fie mai multe propoziții, pentru că sunt mai multe subcapitole, despre ce ați făcut, cum ați făcut, și ce a rezultat din studiul de caz.

(aici aș începe să introduc tabelele dvs. din Draft cu explicațiile aferente – vă reamintesc că în Draft, sub fiecare tabel mai avem de completat: In functie de IRI= masurat pentru Studiul de Caz, ne incadram la–––––)

Propuneri și recomandări:

decizia de a întreține, repara, reabilita sau reconstrui un drum nu este întotdeauna ușoară pentru că poate cuprinde nu numai costurile, ci și preferințele utilizatorilor, nevoile și preferințele populației, dezvoltarea economică și în general calitatea vieții. Acești factori sunt în mod inerent dificil de cuantificat și prin urmare este nevoie de de un sistem eficient de management al stării drumurilor, precum și de o evaluare completă a stării tehnice a drumurilor, pentru ca rezultatele obținute să sprijine administratorii de drumuri în luarea deciziilor optime și nu să îi constrângă.

identificarea acțiunilor și a măsurilor care s-ar putea concentra pe drumurile rutiere moderne cu îmbrăcăminți bituminoase și îmbrăcăminți din beton de ciment, care prezintă cele mai mari riscuri de siguranță, și care în România se confruntă cu cele mai reduse activități de întreținere. (nu știu dacă e adevărată afirmația)

se recomandă ca procedurile de evaluare a stării tehnice a drumurilor prezentate în această lucrare să fie utilizate ca un instrument în procesul de luare a deciziilor, sau cel puțin ca un ghid orientativ, administratorii drumurilor putând motifica procedurile pentru a se potrivi nevoilor, practicilor, fondurilor alocate și a priorităților fiecărei regiuni sau tip de infrastructură rutieră.

………

Contribuția lucrării:

s-a analizat și sintetizat situația evaluării stării tehnice a drumurilor din România comparativ cu mai multe țări din Europa și câteva state din SUA.

au fost studiate o serie de caracteristici ale drumurilor publice moderne, cu îmbrăcăminți bituminoase și cu îmbrăcăminți din beton de ciment, care în literatura de specialitate autohtonă au fost mai puțin luate în seamă, și au fost evidențiate problemele pe care le pot produse diferitele etape ale stării de degradare.

a fost realizată o investigație completă în teren, care a cuprins: investigații de capacitate portantă, evaluarea vizuală a stării de degradare a drumului analizat, măsurarea cu dispozitive specifice și echipamente complexe, prelevarea de probe și interpretarea acestora în laborator.

s-a determinat starea tehnică a unui drum public modern utilizând indicatori de performanță, care au caracterizat starea structurii rutiere din punct de vedere al nivelului de confort, al siguranței și al stării structurale.

s-a determinat starea tehnică pentru un drum existent, în scopul stabilirii lucrărilor de întreținere periodică și a lucrărilor de reparații curente, aceste lucrări fiind menite să aducă starea tehnică actuală la nivelul care este cerut de evoluția traficului.

Direcții viitoare de cercetare:

continuarea studiilor de evaluare a stării tehnice a drumurilor în colaborare cu administratorii drumurilor.

utilizarea echipamentelor complexe în activitatea de evaluare a stării drumurilor.

cercetări cu o abordare mai diferită a evaluării stării tehnice a drumurilor care să reflecte realitățile din teren.

evaluarea datelor cuprinse în normativele au evidențiat câteva probleme de bază care ar putea fi abordate prin cercetări suplimentare sau care ar putea conduce la o revizuire a normativelor într-un viitor apropiat. (nu știu dacă e adevărată afirmația, plec de la premisa că majoritatea legilor, normelor, normativelor din România nu sunt coerent elaborate și mai pot fi îmbunătățite și revizuite)

BIBLIOGRAFIE

– LA FINAL TREBUIE LĂSATE 2 PAGINI ALBE

ANEXE

Anexa 1. Formular de evaluare a stării tehnice a drumurilor folosit de orașele Buckley, Burlington, Langley, Prosser și Steilacoom

Anexa 2. Topul drumurilor și străzilor cu îmbrăcăminte rutieră suplă conform manualului PASER

Anexa 3. Formular utilizat la determinarea coeficientului PCI în Honolulu, statul Hawaii