INDICII STARII DE DEGRADARE - DRUMURI

Calculul starii tehnice la siteme rutiere flexibile si semirigide

Cu date inregistrate pe teren si cu prelucrarea defectelor pe tipuri, nivel de degradare si cauzalitatea apritiei lor, se poate trece la calculul indicilor de stare conform ghidului S.H.R.P., pentru structuri rutiere flexibile si semirigide.

Indici de degradare:

IDS (Indice de degradare structural) care ia in considerare degradarile structurale ale sistemului rutier (nivel 8.14)

IDs (Indice de degradare de suprafata) care ia in considerare degradarile de suprafaa ale imbracamintii (nivel 1.7)

PCs (Parametru de calitate a suprafetei) ca o combinatie a IDS si IDs si care exprima procentul din suprafata esantionului care nu este afectata de degradari.

Parametrii de calcul:

Tipuri de degradare (A.W)

Probabilitatea de aparitiei a degradarilor (p%)

Coeficienti de pondere aplicati fiecarui tip de degradare (K)

"Puncte deduse" exprimate ca produsul dintre probabilitatea de aparitie, coeficienti de pondere si frecventa de aparitie pentru fiecare tip de degradare (Pd)

Indicele de degradare structural (IDS)

Se determina mai intai suprafata degradarii pe tipuri si coduri:

y - latimea esantionului (stabilita pe teren)

s - suprafata esantionului s = 30 x y m²

s_xy - suprafata urmei rotilor s_xy = 0.76 x 30 = 22.8 m²

Se determina frecventa de aparitie a degradarilor functie de procentul de suprafata afectat (tabel 7)

Tabel 7

Din tabelul 7 se poate observa ca frecventa de apritie a degradarii se determina in functie de gradul ei de severitate.

Se identifica procentul de suprafata afectat cu nivelul degradarii si gradul de severitate pe fiecare cod in parte conform tabelului 8.

Tabel 8

Se atribuie fiecarui tip de degradare un coeficient de ponderare functie de frecventa de aparitie si probabilitatea corespunzatoare (tabel 9)

Calculul punctelor deduse: se determina ca o suma de produse intre parametrii starii tehnice ai drumului, respectiv probabilitatea de aparitie , coeficientul de pondere si frecventa aparitiei fiecarui tip de degradare.

Tabel 9

Calculul indicelui de degradare structural (IDS) se determina ponderal cu relatia:

IDS = 100 - SP_d > 90 % - bun

80 90% - satisfacator

< 80 % - nesatisfacator

In final se stabileste starea tehnica din punct de vedere al degradarii structurale urmand a se stabili solutii de remediere daca este cazul.

Calculul indicelui de degradare de suprafata (IDs)

Se determina suprafata degradarii pe tipuri si coduri:

y - latimea esantionului (stabilita pe teren)

s - suprafata esantionului

s_xy - suprafata urmei rotilor

Se identifica procentul de suprafata afectat cu nivelul degradarii si gradul de severitate alocat fiecaui cod in parte conform tabelului 10.

Tabel 10

Se atribuie fiecarui tip de degradare un coeficient de ponderare functie de frecventa de aparitie si probabilitatea corespunzatoare (tabelul 11)

Tabel 11

Calculul punctelor deduse: se determina ca o suma de produse intre parametrii starii tehnice ai drumului, respectiv, probabilitatea de aparitie , coeficientul de pondere si frecventa aparitiei fiecarui tip de degradare.

Calculul indicelui de degradare la suprafata carosabilului se determina ponderal cu relatia:

IDs = 100 - SP_d > 90 % - bun

80 90% - satisfacator

< 80 % - nesatisfacator

In final se stabileste starea tehnica din punct de vedere al degradarii structurale urmand a se stabili solutii de remediere daca este cazul.

Calculul indicelui global al starii de degradare (PC_s)

Se determina cu relatia:

Valoarea obtinuta se compara cu grila:

PCs > 90 % - bun

80 90% - satisfacator

< 80 % - nesatisfacator

PCs este un parametru al starii drumului ce materializeaza calitatea sistemului rutier la un moment dat. Acest parametru determina nivelul de serviciu efectiv si justifica necesitatea interventiei in cale pentru salvarea capacitatii portante reziduale a straturilor rutiere ce nu au fost afectate de propagarea degradarii.

Criterii de alegere a lucrarilor de intretinere

Ghidul lucrarilor de intretinere din Franta prezinta indicatii metodologice de alegere a lucrarii de remediere in functie de investigatiile pe teren (vizualizate sau inregistrate automat cu DYNATEST-ul) si traficul recenzat pe drumul analizat.

Functie de acesti parametri se determina obiectivul lucrarii de intretinere:

a)     obiectiv    - degradari de suprafata;

b)    obiectiv    - degradari de structura.

a).Alegerea procedeelor de reparare a degradarilor de suprafata.

Tabel 12

Fixarea tehnologiei de remediere a defectelor carosabilului la suprafata, se face in functie de conditiile de utilizare a drumului (grosime si trafic suportat), caracteristici intriseci ale suprafetei (nivel de aderenta, etansietate, zgomot la rulaj) si starea suportului imbracamintii rutiere (tabel 13). In tabelul 13 se prezinta nivelul de performanta din punct de vedere al caracteristicilor intriseci, precum si starea suportului necesar aplicarii stratului asfaltic de remediere.

SCARA DE PERFORMANTA Tabel 13

b). Alegerea procedeelor de reparare a degradarilor de structura

Pentru acest obiectiv al lucrarilor de intretinere se face mai intai o analiza complexa a starii tehnicea drumurilor functie de traficul suportat. Se iau in studiu alcatuirea sistemului rutier, istoricul lucrarilor de intretinere deja aplicate precum si rezerva duratei de serviciu prin masuratori DYNATEST.[16]

In urma prelucrarilor statistice a sectoarelor omogene din punct de vedere al bazinului deflexiunilor inregistrate de DYNATEST, se stabileste deflexiunea critica care se incadreaza in unul din domeniile tabelului 14.

Tabel 14

Se stabilesc in acest mod nivelul de deflexiune in cazul unui sistem rutier cu strat de baza hidrocarbonat.

S-a notat cu:

OS - osii standard;

NW - nivel - NW3 REDUS

- NW2 MEDIU

- NW1 RIDICAT

In functie de aceste valori se determina starea tehnica a drumului cu obiectiv structura conform tabelului 15.

Tabel 15

N - nivel - 3 redus

2 mediu

1 ridicat

FA - faiantaj

FL - fisurat longitudinal

ST - stare de fisurare

ST1 - Fisurare intensa

ST2 - Fisurare medie

ST3 - Fisurare redusa

Dupa cum se observa din studiul tabelului 15 starea de degradare structurala se analizeaza prin intensitatea procesului de fisurare. Se iau in consideratie defectele cu vatamare majora in cazul degradarilor structurale respectiv fisurile longitudinale si procentul de suprafata faiantata.

In momentul in care se identifica starea de degradare structurala se propun solutii de reparare locala sau de consolidare a sistemului rutier (tabel 16,17).

Tabel 16

Tabel 17

Nota:

- Punerea sub urmarire a degradarii anuale

- Alegerea tipului de anrobat pentru obiectivul suprafetei

- Se verifica in particular conditiile de aderenta intre straturi, fisurarea si imbatranirea bitumului.

In cazul sistemelor rutiere cu strat de baza rigid sau semirigid (liant hidrauluic)se utilizeaza acelasi procedeu de identificare a starii de degradare (tabel 18, 19), dupa care se preconizeaza solutii de reparare sau de consolidare (tabel 20,21).

Tabel 18

O.S - osii standard

N - nivel - 3 redus

2 mediu

1 ridicat

1. Determinarea starii de degradare

Tabel 19

OS - osii standard;

NW - nivel - NW3 REDUS FA - faiantaj

- NW2 MEDIU FL - fisurat longitudinal

- NW1 RIDICAT

ST - stare de fisurare

ST1 - Fisurare intensa

ST2 - Fisurare medie

ST3 - Fisurare redusa

Tabel 20

Tabel 21

OBIECTIV SUPRAFATA daca fisurarea este intensa fara degradari

OBIECTIV STRUCTURA daca fisurarea este intensa cu degradari

Punere sub observatie cu relevee anuale

Tratarea fisurilor

Pentru alegerea tipului de anrobat se folosesc indicatiile OBIECTIV SUPRAFATA

Tratament suprafata

Punere sub observatie

Metodologia prezentata este valabila in cazul in care se pot executa masuratori cu DYNATEST-ul. Acest lucru presupune ca sistemul rutier sa aibe o rezerva de capacitate portanta materializata de deflexiunea maxima admisibila. In cazul in care imbracamintea prezinta tasari majore sau fragmentari nu se mai pune problema unor astfel de masuratori intrucat este considerat distrus si trebuie refacut in intregime ( pe intreaga grosime).

Calculul starii tehnice la sisteme rutiere rigide

Cauzele degradarilor

Cauzele care produc degradari ale sistemelor rutiere rigide pot fi grupate in urmatoarele categorii:

Cauze datorate conditiilor de mediu:

variatii de temperatura;

umiditate excesiva;

pamanturi necorespunzatoare pentru patul drumului.

Cauze datorate materialelor folosite pentru alcatuirea structurii:

materiale de slaba de calitate;

materiale cu comportare inadecvata la solicitari.

Cauze datorate executiei:

nerespectarea proceselor tehnologice;

alegerea incorecta a tehnologiei de punere in opera.

Cauze datorate actiunii traficului:

incarcari cu valori foarte mari;

repetarea incarcarilor si fenomenul de oboseala.

Cauze datorate lucrarilor de intretinere:

in perioada de exploatare anumite lucrari de intretinere nu au fost executate la timp;

lucrari de intretinere de slaba calitate;

lipsa drenajului si a scurgerii apelor.

Cauze datorate activitatii de proiectare:

erori de apreciere a criteriilor de dimensionare;

folosirea unor metode de calcul inadecvate;

estimari gresite ale traficului de calcul.

Programul american P.M.S. a facut o evaluare a degradarilor la structurile rutiere rigide dupa cum urmeaza:

TABEL 22

In tabelul 23 se prezinta influenta principalilor factori ce concura la paritia degradarii in structuri rutiere rigide.

Evaluarea degradarilor sistemelor rutiere rigide

Schema de evaluare a starii tehnice la structuri rutiere rigide presupune o analiza detaliata ce contine urmatorii parametrii:

Figura 17

Dupa cum se poate observa, indicatorul comportarii sistemului rutier 'Pavement Condition Index' (P.C.I.) este stabilit in functie de trafic si de caracteristicile fizico-mecanice ale structurii. Indicele P.C.I. este definit de catre U.S. Army Corp of Engeeneers.

Ecuatia generala pentru calculul P.C.I. se exprima sub forma:

in care:

T - traficul echivalent

- tensiuni calculate

a1,b1 - coeficienti de regeresie stabiliti pe baza observatiilor de pe

teren.

TABEL 23

TABEL 24

In tabelul 24 se prezinta rezultate determinate calitativ ce permit programarea lucrarilor de intretinere-reparatii functie de parametrul P.C.I.