Embed Size (px)
Citation preview
Universitatea Transilvania din Braşov Şcoala Doctorală Interdisciplinară
Departamentul de cercetare: Exploatări forestiere, Amenajarea
pădurilor şi Măsurători terestre
Ing. Cristian Alexandru STAN
CERCETĂRI PRIVIND OPORTUNITATEA INTRODUCERII
STABILIZĂRILOR CU EMULSII ENZIMATICE LA EXECUŢIA
DRUMURILOR FORESTIERE
RESEARCH REGARDING THE INTRODUCTION OPPORTUNITY OF
ENZIMATIC EMULSIONS AS STABILIZERS FOR FOREST ROADS
CONSTRUCTION
- REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT -
Conducător ştiinţific
Prof. univ. dr. ing. Valentina CIOBANU
BRASOV, 2012
2
MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII, TINERETULUI ŞI
SPORTULUI UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV
BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR. 29, 500036, TEL. 0040-268-413000, FAX 0040-268-410525
RECTORAT
D-lui (D-nei)
..............................................................................................................
COMPONENŢA Comisiei de doctorat
Numită prin ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov Nr. 5464 din 12.10.2012
PREŞEDINTE: Prof. univ. dr. ing. Gheorghe SPÂRCHEZ
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: Prof. univ. dr. ing. Valentina CIOBANU
Universitatea Transilvania din Braşov REFERENŢI: Conf. univ. dr. ing. Dan ZAROJANU
Universitatea Ştefan cel Mare din Suceava Prof. univ. dr. ing. Vasile BOBOC
Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iaşi Prof. univ. dr. ing. Gheorghe IGNEA
Universitatea Transilvania din Braşov Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 29.11.2012, ora 13:00, sala SI2. Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi în timp util, pe adresa Facultăţii de Silvicultură şi Exploatări Forestiere din Braşov str. Şirul Beethoven, nr. 1, 500123, la numărul de fax: 0268475705 (în atenţia doamnei prof. univ. dr. ing. Valentina CIOBANU) sau pe adresa de e-mail: [email protected]. Totodată vă invităm să luaţi parte la şedinţa publică de susţinere a tezei de doctorat. Vă mulţumim.
3
CUPRINS
Teză / Rezumat
Cuprins ………………………………..………………………………… 3 / 3
Prefaţă / Introducere ………...………………..………………………… 6 / 6
Cap. 1 SCOPUL ŞI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR. METODE
FOLOSITE ÎN CERCETRE ……………………………………………
7 / 7
1.1. Scopul cercetărilor ………………………………………………. 7 / 7
1.2. Obiectivele cercetărilor ………………………………………….. 7 / 7
1.3. Metode folosite în cercetare ……………………………………… 8 / 8
1.4. Activităţile tezei de doctorat ……………………………………. 9 / 9
Cap. 2 STADIUL ACTUAL AL CUNOŞTINŢELOR ÎN DOMENIU …........ 10 / 10
2.1. Drumuri şi reţele de comunicaţie constituite din drumuri ………. 10 / -
2.2. Drumuri forestiere ………………………………………………. 11 / -
2.2.1. Definirea drumurilor forestiere. Transportul forestier şi
dotarea pădurilor cu drumuri …………………………….
11 / -
2.2.2. Politicile de dotare a pădurilor cu drumuri forestiere.
Administrarea, proiectarea, execuţia şi întreţinerea
drumurilor forestiere …………………………………….
13 / -
2.2.3. Prevederi legislative privind proiectarea, execuţia şi
întreţinerea drumurilor forestiere ………………………..
14 / -
2.2.4. Clasificarea drumurilor forestiere ………………………. 14 / -
2.3. Consolidarea şi stabilizarea straturilor rutiere. Agenţi de
stabilizare rutieri ………………………………..………………..
17 / -
2.3.1. Consolidarea şi stabilizarea straturilor rutiere …………... 17 / -
2.3.2. Agenţi de stabilizare rutieri …………………………….. 18 / -
2.3.2.1. Agenţi de stabilizare din categoria agenţilor de
stabilizare tradiţionali …………………………
19 / -
2.3.2.2. Agenţi de stabilizare din categoria agenţilor de
stabilizare netradiţionali ………………………
32 / -
2.3.3. Caracteristicile fizice mecanice şi chimice ale
materialelor folosite în construcţia drumurilor ………….
44 / -
2.3.3.1. Caracteristici fizico – mecanice de bază ……… 44 / -
2.3.3.2. Pământul ca material de construcţie ………….. 49 / -
4
2.4. Particularităţile pământurilor ca materiale de construcţie la
interacţiunea cu agenţi stabilizatori şi mecanismele de stabilizare ….
49 / -
2.5. Aspecte privind utilizarea emulsiilor enzimatice pe plan
internaţional ………………………………………………………...
53 / 10
Cap. 3 LOCUL CERCETĂRILOR. MATERIALE ŞI METODOLOGIA DE
CERCETARE …………………………........................................................
63 / 19
3.1. Locul cercetărilor ……………………………………………………. 63 / 19
3.2. Materiale, metodologie şi aparatură folosită în cercetare ……………. 70 / 23
3.2.1. Materialele, metodologia şi aparatura folosită în studiile de
teren …………………………………………………………
70 / 23
3.2.2 Materialele, metodologia şi aparatura folosită la analizele de
laborator …………………………………………………….
72 / 24
3.2.3. Materiale bibliografice folosite în documentarea privind
comportarea sub trafic a drumurilor studiate ………………..
82 / 33
3.2.4. Metodologii, aparatură şi software folosite în centralizarea,
analiza şi interpretarea datelor ………………………………
85 / 33
Cap. 4 REZULTATELE CERCETĂRILOR ……………………….……………… 86 / 35
4.1. Comportarea sub trafic a drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice 86 / 35
4.2. Tipuri de degradări depistate în anul 2012 pe drumurile stabilizate cu
emulsii enzimatice. Cuantificarea degradărilor înregistrate la
drumurile luate în studiu. ……………………………………………..
92 / 40
4.2.1. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal 47,
judeţul Brăila ………………………………………………..
92 / 40
4.2.2. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal 73A,
judeţul Călăraşi ……………………………………………..
94 / 42
4.2.3. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal 88,
judeţul Galaţi ………………………………………………..
95 / 43
4.2.4. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal 10A,
judeţul Ilfov ………………………………………………….
97 / 45
4.2.5. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal 19,
judeţul Tulcea ……………………………………………….
98 / 45
4.2.6. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal 6, judeţul
Teleorman …………………………………………………...
100 / 47
5
4.3. Rezultate privind analizele de laborator ale eşantioanelor recoltate
de pe drumurile stabilizate cu emulsii enzimatice şi corelaţiile
între starea actuală a drumurilor şi indicii determinaţi în laborator
101 / 48
4.4. Analiza tehnico-economică şi oportunitatea folosirii emulsiilor
enzimatice la stabilizarea straturilor rutiere a drumurilor forestiere
113 / 58
4.4.1. Generalităţi …………………..…………………………. 113 / 58
4.4.2. Costuri şi dozaje pentru lianţi netradiţionali de natură
enzimatică …………………………..…………………..
113 / 59
4.4.3. Costuri totale implicate la stabilizarea straturilor rutiere
cu agenţi de stabilizare de tip enzimatic ……………….
115 / 60
4.4.4. Costuri totale implicate la realizarea straturilor rutiere cu
materiale tradiţionale ………………………………...
117 / 62
4.5. Discuţii de ansamblu privind comportarea sub trafic a drumurilor
stabilizate cu emulsii enzimatice şi indicii tehnico-economici
aferenţi …………………………………………………………….
119 / 64
4.5.1. Comportarea sub trafic a drumurilor stabilizate cu
emulsii enzimatice ………………………………………
119 / 64
4.5.2. Costul drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice …… 124 / 68
Cap. 5 CONCLUZII. RECOMANDĂRI. CONTRIBUŢII PERSONALE ……. 125 / 70
5.1. Concluzii …………………………………………………………. 125 / 70
5.2. Recomandări ……………………………………………………... 132 / 77
5.3. Contribuţii personale …………………………………………….. 133 / 78
BIBLIOGRAFIE ……………………………………………………………………. 135 / 80
Anexe ……………………………………………………………………………….. - / 86
Anexa 1 – Scurt rezumat al tezei în limbile română şi engleză .................................. - / 87
Anexa 2 – Lista lucrărilor publicate ............................................................................ - / 88
Anexa 3a – Curriculum vitae în limba română ………………..……………….......... - / 89
Anexa 3b – Curriculum vitae în limba engleză ..………………………………......... - / 90
6
INTRODUCERE În construcţia drumurilor forestiere, asizele stabilizate se folosesc atunci când lipseşte
materialul local, iar aducerea sa de la distanţe mari este neeconomică.
Una din metodele folosite frecvent la stabilizarea complexelor rutiere se bazează pe
emulsiile enzimatice.
Lucrarea de faţă a urmărit, pe de o parte determinarea modului de comportare a
diferitelor emulsii enzimatice pe drumurile comunale, urmărindu-se comportamentul sub
trafic al acestora, identificarea problemelor şi cauzelor posibile cu care acestea se confruntă,
iar pe de altă parte, studiul oportunităţii tehnico-economice privind introducerea agenţilor
stabilizatori în execuţia drumurilor forestiere.
Teza de doctorat a fost elaborată începând cu data de 1 octombrie 2009, data admiterii
la doctorat, şi încheind cu luna septembrie 2012, când a fost susţinută în cadrul
Departamentului de Exploatări Forestiere, Amenajarea Pădurilor şi Măsurători Terestre, de la
Facultatea de Silvicultură şi Exploatări Forestiere – Braşov.
În tot acest timp am desfăşurat o cercetare intensă sub îndrumarea ştiinţifică
competentă a Doamnei Prof. univ. dr. ing. Valentina CIOBANU, căreia ţin să-i mulţumesc în
mod deosebit.
În acelaşi timp, mulţumesc conducerilor Universităţii Transilvania din Braşov şi
Facultăţii de Silvicultură şi Exploatări Forestiere – Braşov pentru punerea la dispoziţie a
facilităţilor existente elaborării acestei cercetări.
Mulţumesc Domnului Conf. univ. dr. ing. Dan ZAROJANU, Domnului Prof. univ. dr.
ing. Vasile BOBOC şi Domnului Prof. univ. dr. ing. Gheorghe IGNEA pentru amabilitatea de
a fi acceptat invitaţia de a face parte din comisia de analiză a tezei mele de doctorat, în
vederea susţinerii publice.
Cu deosebită plăcere, ţin să mulţumesc pentru observaţiile şi sugestiile constructive
primite din partea cadrelor didactice ale Departamentului de Exploatări Forestiere,
Amenajarea Pădurilor şi Măsurători Terestre. În mod deosebit îmi exprim recunostinţa faţă de
domnul şef lucrări dr. ing. Stelian Alexandru BORZ, pentru sfaturile şi observaţiile pertinente
date pe parcursul redactării tezei de doctorat.
Mulţumesc colectivului Laboratorului de Drumuri Naţionale pentru ajutorul acordat la
efectuarea determinărilor de laborator.
Nu pot să uit şi să nu mulţumesc şi familiei mele, care mi-a fost mereu alături şi m-a
încurajat în toţi aceşti ani.
Autorul
7
CAPITOLUL 1. SCOPUL ŞI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR.
METODE FOLOSITE ÎN CERCETRE
1.1. Scopul cercetărilor
La nivel internaţional se încearcă în mod permanent găsirea unor soluţii ieftine şi
performante pentru infrastructura de transport, în special pentru drumuri. În transportul
forestier, găsirea unor astfel de soluţii este mai mult decât oportună, mai ales în condiţiile ţării
noastre, unde multe dintre masivele forestiere sunt încă inaccesibile. Pe fondul acestei
probleme, dar şi pe fondul apariţiei unor tehnologii noi, se impunea realizarea de studii în
vederea identificării comportării sub trafic a unor drumuri stabilizate prin folosirea de noi
tehnologii (agenţi stabilizatori netradiţionali), cât şi oportunitatea introducerii acestora la
stabilizarea straturilor rutiere specifice drumurilor forestiere.
În acest context, scopul prezentei teze de doctorat a fost acela de a studia comportarea
sub trafic a drumurilor stabilizate cu lianţi de natură enzimatică, de a identifica cauzele
posibile şi problemele cu care acestea se confruntă şi de a studia oportunitatea tehnico-
economică privind introducerea agenţilor stabilizatori în practica drumurilor forestiere.
1.2. Obiectivele cercetărilor
Atingerea scopului tezei de doctorat a implicat, încă de la început, formularea unor
obiective specifice clare, realizabile în timpul alocat pentru cercetare, în condiţiile existenţei
unei infrastructuri de cercetare-investigare pe această direcţie, destul de limitată la nivel
naţional.
Datorită faptului că în literatura de specialitate românească, dar şi internaţională,
există referinţe destul de puţine privind stabilizarea straturilor rutiere cu emulsii enzimatice,
un prim obiectiv al lucrării a fost realizarea unui stadiu actual coerent, date fiind resursele
limitate în acest fel. Noutatea folosirii acestor agenţi stabilizatori la drumurile de la noi din
ţară este reflectată şi prin bibliografia lucrării, care conţine în mod majoritar referinţe străine.
După identificarea unor drumuri care întrunesc condiţiile studiului de faţă, s-a pus
problema căutării de date privind comportarea acestora sub trafic, încă de la realizarea
straturilor rutiere stabilizate. Găsirea acestor referinţe şi utilizarea lor în studiu a constituit cel
de-al doilea obiectiv al tezei de doctorat.
Datele obţinute în acest mod, nu erau suficiente pentru formarea unei imagini de
ansamblu privind comportarea sub trafic şi starea drumurilor stabilizate cu emulsii
8
enzimatice. A fost necesară, în acest sens, cunoaşterea stării actuale a acestor drumuri, pe
baza unei expertize externe, neinfluenţabile, motiv pentru care, al treilea obiectiv al tezei de
doctorat a constat în evaluarea stării actuale a drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice,
pentru a se pune în evidenţă atât starea de ansamblu, cât şi eventualele neconcordanţe cu
resursele utilizate pentru atingerea obiectivului numărul 2.
Constatarea faptului că aceste drumuri sunt în marea lor majoritate necorespunzătoare
traficului, după o perioadă mai mică de 3 ani de exploatare, a condus la formularea celui de-al
patrulea obiectiv al tezei de doctorat, constând în identificarea cauzelor care au condus la
degradarea acestor drumuri. Pentru atingerea acestui obiectiv a fost necesară culegerea de
date din teren şi efectuarea de analize de laborator.
Orice soluţie tehnică trebuie să fie susţinută (fezabilă) din punct de vedere economic,
lucru valabil mai ales în cazul drumurilor forestiere, care trebuie să răspundă unor cerinţe din
ce în ce mai dificile. De aceea, cel de-al cincilea obiectiv al tezei de doctorat a fost realizarea
unei analize tehnico-economice privind oportunitatea introducerii emulsiilor enzimatice în
stabilizarea straturilor rutiere, prin compararea cu soluţiile folosite în prezent şi prin luarea în
considerare a mai multor ipoteze de lucru, acoperitoare pentru tipurile de drumuri forestiere
existente.
1.3. Metode folosite în cercetare
În conformitate cu scopul tezei de doctorat, atingerea tuturor celor cinci obiective a
necesitat recurgerea la diferite abordări metodologice privind cercetările realizate. În acest
sens, s-au folosit diverse metode de cercetare, după cum urmează:
documentarea bibliografică clasică şi documentarea prin folosirea surselor digitale –
s-a utilizat în primul rând pentru întocmirea stadiului actual al cunoştinţelor în
domeniu. În subsidiar, metodele menţionate au condus atât la creionarea metodologiei
de cercetare şi obţinerea unor rezultate, cât şi la analiza şi interpretarea rezultatelor;
observaţia – s-a utilizat preponderent în activităţile de teren, mai ales ldiversea
culegerea de date privind starea actuală a drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice;
experimentul – s-a utilizat în etapa analizelor de laborator, unde probele recoltate din
teren au fost supuse diferitelor teste în vederea identificării unor caracteristici necesare
formulării de rezultate şi concluzii;
analiza – s-a utilizat în cadrul centralizării datelor provenite din toate sursele utilizate
în realizarea tezei de doctorat;
9
modelarea – s-a utilizat sub formă de modelare tehnico-economică privind obţinerea
de grafuri necesare în realizarea de comparaţii între variante de stabilizare care
folosesc emulsii enzimatice şi variante de construcţie – reabilitare care folosesc
materiale tradiţionale;
interpretarea – s-a utilizat în cazul rezultatelor obţinute prin analizele de laborator,
măsurătorile de teren şi studiul tehnico-economic, cu scopul extragerii de concluzii
privind oportunitatea introducerii agenţilor stabilizatori de natură enzimatică în
construcţia drumurilor forestiere.
1.4. Activităţile tezei de doctorat
Teza de doctorat a fost realizată prin efectuarea a trei categorii de activităţi: activităţi
de birou, activităţi de teren şi activităţi de laborator.
Activităţile de birou au constat în documentarea, identificarea de resurse, prelucrarea
datelor de teren şi laborator, precum şi elaborarea tezei.
Activităţile de teren au constat în documentare, observaţie, recoltare de eşantioane şi
efectuare de măsurători topografice.
Activităţile de laborator au constat în analiza probelor recoltate din teren, în vederea
extragerii de rezultate – concluzii privind comportamentul în timp a drumurilor stabilizate cu
emulsii enzimatice.
10
CAPITOLUL 2. STADIUL ACTUAL AL CUNOŞTINŢELOR ÎN
DOMENIU
2.5. Aspecte privind utilizarea emulsiilor enzimatice pe plan internaţional
Venkatasubramanian şi Dhinakaran (2011), pentru a determina proprietăţile
inginereşti şi de rezistenţă ale pământurilor stabilizate cu enzime raportat la cele nestabilizate,
au întreprins studii de laborator pe trei tipuri de pământuri. Toate eşantioanele au fost testate
în ceea ce priveşte granulometria, limitele de consistenţă, densitatea specifică, conţinutul
optim de umiditate şi densitatea maximă uscată, după care au fost supuse testărilor de
rezistenţă cum ar fi CBR (California Bearing Ratio) şi rezistenţa la compresiune pentru
perioade de 2, respectiv 4 săptămâni de la tratare. Distribuţia granulometrică a indicat
eşantionarea unor pământuri argiloase, argile prăfoase şi a unor pământuri nisipoase, având
conţinuturi variabile de argilă, de la 8 la 20%, şi indici de plasticitate cuprinşi între 5 şi 6%. În
cazul primului pământ, rezistenţa la compresiune a variat între 112,82 kN/m2, în cazul
eşantionului netratat, şi până la 554,45 kN/m2, în cazul eşantionului tratat cu emulsie, după 28
de zile de la tratare. Autorii constată faptul că odată cu creşterea dozajului de enzimă, creşte şi
rezistenţa la compresiune, astfel încât după două săptămâni aceasta creşte cu un procentaj de
102...200%, 70...160%, respectiv 58...152% pentru cele trei pământuri, iar după 4 săptămâni,
respectând ordinea, valorile au fost de 330...404%, 246...321%, respectiv 337...400%. Acelaşi
fenomen are loc şi în cazul testului CBR, unde s-au înregistrat creşteri de la 12 la 23%,
15...53% şi 10...35%, cu rate care au ajuns în unele cazuri la 673% în cazul pământurilor
tratate, după 4 săptămâni de la tratare.
Parsons şi Milburn (2003) au condus o serie de teste pentru a evalua performanţa
relativă a patru agenţi stabilizatori, respectiv: ciment, var, cenuşă de termocentrală clasa C şi
un stabilizator enzimatic realizat pe baza produsului PermaZyme, folosit pe baza
recomandărilor producătorului. Aceşti stabilizatori au fost amestecaţi cu şapte tipuri de
pământuri. Pentru aceste tipuri de pământuri s-au întreprins teste de durabilitate după
stabilizare, constând în rezistenţa la îngheţ-dezgheţ, rezistenţa la alternanţa umed-uscat şi
permeabilitate. De asemenea, autorii (Parsons, Milburn, 2003) au condus teste privind
granulometria şi limitele de consistenţă, rezistenţă, atât înainte cât şi după testele de
durabilitate. În timpul testelor la scurgere (filtrare), autorii au monitorizat şi pH-ul, ca
indicator în atingerea rezistenţei de lungă durată, ca şi valori relative ale fermităţii
pământurilor pe o perioadă de 28 de zile. Autorii constată ca stabilizatorul enzimatic nu a dat
performanţele obţinute prin utilizarea celorlalţi agenţi stabilizatori. Agenţii stabilizatori de tip
11
enzimatic (Permazyme) au fost folosiţi pe trei tipuri de pământuri care, în stare naturală, au
prezentat următoarele proprietăţi:
procent de nisip de 12...70% şi procent de particule fine de 30...88%;
indici de plasticitate de 3...16%, cu limite de curgere de 20...35%;
conţinut optim de umiditate de 9,9...19,9%;
rezistenţa la compresiune la conţinutul optim de umiditate de 210...310 kPa;
densitate specifică de 2,68...2,75 g/cm3.
Rezultatele testelor au arătat atât că există o relaţie între umiditate şi fermitate, cât şi
faptul că fermitatea pământurilor creşte în cazul anumitor pământuri. În cazul tuturor
pământurilor studiate, fermitatea a crescut imediat după compactare. Comparativ cu ceilalţi
stabilizatori, eşantioanele tratate cu emulsii enzimatice au prezentat cea mai redusă fermitate
şi rezistenţă în raport cu timpul scurs de la tratare. Rezistenţa la compresiune a pământurilor
tratate cu stabilizator enzimatic a crescut la 28 de zile cu 20 până la 80%, dar a fost cu mult
mai mică decât în cazul stabilizatorilor tradiţionali. Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ a fost
condusă pe 12 cicluri, autorii (Parsons, Milburn, 2003) constatând că toate probele, cu
excepţia uneia tratate cu var, au rezistat. Pierderile de material au variat între 2 şi 41%, cu
precizarea că pământurile tratate cu ciment au avut pierderile cele mai mici (2...7%), iar cele
tratate cu var au prezentat pierderile cele mai mari. Probele stabilizate cu emulsie enzimatică
(2 probe) au avut pierderi de 215, respectiv 15%, performanţe comparabile cu cele realizate
de probele stabilizate cu cenuşă de termocentrală. Rezistenţa la compresiune a fost
determinată şi după ciclurile de îngheţ-dezgheţ. În cazul probelor stabilizate cu emulsii
enzimatice, rezistenţele menţionate au fost mici atât înainte cât şi după testare, dar nu au
prezentat pierderi semnificative de rezistenţă.
Comportarea la cicluri succesive de umiditate - uscăciune (figura 2.8), a pus în
evidenţă faptul că probele tratate cu emulsii enzimatice (Permazyme) nu au supravieţuit
primei faze a testului.
Autorii au supus probele tratate cu emulsie enzimatică la un proces de spălare cu apă
distilată după designul furnizat de McCallister şi Petry (1990). Probele respective au fost
pregătite la umiditate optimă şi lăsate şapte zile înainte de supunerea la test. După 28 de zile
de testare, aceste probe au fost îndepărtate din dispozitivele specifice spălării şi au fost
reexaminate limitele Atterberg şi rezistenţa la compresiune. Autorii (McCallister, Petry,
1990), au constatat că, în cazul probelor tratate cu stabilizatori tradiţionali, rezistenţa la
compresiune s-a micşorat într-o oarecare măsură după testul de spălare. În cazul probelor
tratate cu emulsii enzimatice, rezistenţele pământurilor au fost readuse aproape de rezistenţa
nativă, prezentată înainte de stabilizare.
12
Figura 2.8. Probe de pământ tratate cu Permazyme în urma testului de rezistenţă la cicluri
succesive de umiditate-uscăciune (preluat şi adaptat în română din Parson, Milburn, 2002).
Permeabilitatea fiecărei probe a fost determinat pentru o perioadă de şapte zile, autorii
(McCallister, Petry, 1990) constatând că în cazul probelor tratate cu enzime, aceasta este
practic nulă.
Concluzionând, autorii constată că rezistenţa pământurilor stabilizate cu emulsii
enzimatice este mai mică decât în cazul celor tratate cu lianţi tradiţionali.
Khan şi Sarker (1993) au raportat creşteri ale rezistenţei la compresiune în cazul
adăugării de 5% emulsie enzimatică şi rezultate bune în testele de rezistenţă la îngheţ-
dezgheţ.
Pe de altă parte, Rauch şi colaboratorii (2002), au concluzionat că nu există
îmbunătăţiri consistente, măsurabile, în proprietăţile pământurilor stabilizate cu emulsii
enzimatice mai diluate, bazate pe produsul Permazyme.
Pentru a obţine o stabilizare efectivă (Permazyme, 1998), producătorul recomandă
folosirea produsului în pământuri care conţin aproximativ 20% particule coezive fine. De
asemenea, în conformitate cu aceeaşi sursă, pentru a se obţine rezistenţa la forfecare şi
frecarea internă care conduc la creşterea capacităţii portante, pământurile pot conţine o plajă
amplă de material cu dimensiuni.
Velasquez şi colaboratorii (2006) au testat rezistenţa la forfecare şi modulul de
elasticitate pentru două pământuri tratate cu emulsii enzimatice. Unul dintre acestea prezenta
un indice de plasticitate de 9,4%, în timp ce, celălalt prezenta un indice de plasticitate de
52%. Autorii concluzionează că modulul de elasticitate al probelor tratate a fost, în general,
13
mai mare decât a celor netratate, şi că acesta depinde de mai multe caracteristici ale
pământurilor supuse stabilizării. În ceea ce priveşte rezistenţa la forfecare, aceasta a fost mai
mare în cazul probelor tratate decât în cazul pământurilor native, dar depinde de tipul de
pământ şi produsul folosit.
Rauch şi colaboratorii (2002), prin folosirea a trei stabilizatori lichizi din care unul a
fost un produs enzimatic, au testat atât trei argile de referinţă (caolinit, ilit şi montmorilonit),
cât şi două argile naturale cu plasticitate ridicată. Autorii susţin că produsul enzimatic este
unul dintre stabilizatorii care nu a generat o creştere sau descreştere consistentă a indicelui de
plasticitate. De asemenea, nici performanţele privind rezistenţa la forfecare sau densitatea
materialului nu au fost consistente.
Tingle şi Santoni (2003) au realizat un studiu care a condus la concluzia că, doar
îmbunătăţiri minore au loc în ceea ce priveşte rezistenţa la compresiune în cazul unor argile
cu plasticităţi diverse, de la mici la mari.
Mgaringa (2009) a utilizat în studiile sale doi stabilizatori pe bază de enzime
(Permazyme 11X şi Earthzyme), pe care i-a denumit în studiu EBC1, respectiv EBC2. Pentru
aceştia a determinat proprietăţile fizice şi chimice, care, în ordinea expusă, au fost
următoarele:
pH: 3,85 şi 4,31;
conductivitate: 0,400 şi respectiv 1,016;
turbiditate: 1,57 şi 0,58;
substanţa totală dizolvată: 0,21 şi respectiv 0,51.
Determinând concentraţiile de metale în cei doi agenţi stabilizatori, autorul
(Mgaringa, 2009) obţine rezultatele prezentate în tabelul 2.4. De asemenea, autorul arată atât
faptul că proporţiile de participare a metalelor sunt diferite între cele două produse, cât şi
faptul că, în cei doi agenţi stabilizatori s-au găsit patru anioni anorganici: fluor, clor, nitraţi şi
sulfaţi, pentru care concentraţiile sunt diferite (tabelul 2.5).
Tabelul 2.4.
Concentraţiile în cationi aferente produselor Earthzyme şi Permanzyme 11X
(Mgaringa, 2009)
14
Tabelul 2.5.
Concentraţiile în anioni aferente produselor Earthzyme şi Permanzyme 11X
(Mgaringa, 2009)
Autorul (Mgaringa, 2009) mai precizează faptul că efectele diferitelor produselor
asupra aceluiaşi tip de pământ pot fi diferite datorită faptului că, deşi aparţin aceleiaşi familii
de produse, acestea au compoziţii diferite.
După pregătirea specimenelor, acestea au fost supuse diferitelor teste, printre care
rezistenţa la compresiune (aplicabilă doar stabilizatorilor nontradiţionali), cu modificările de
rigoare necesare, datorate faptului că aceşti stabilizatori au nevoie de mai mult de 7 zile
pentru a-şi dezvolta rezistenţa (Jones, 2007; Visser, 2007). Analizând efectul diferitelor
dozaje asupra proprietăţilor plastice a două pământuri cu indici de plasticitate de 35, respectiv
7, autorul constată că în primul caz rezultatele nu au consistenţă, iar în cel de-al doilea caz,
sunt nesemnificative. Efectuând determinări asupra efectelor de compactare constată că
acestea se situează sub 5% în ceea ce priveşte îmbunătăţirile aduse pământurilor. În ceea ce
priveşte rezistenţa la compresiune, aceasta depinde de tipul de pământ şi tipul de produs.
Astfel, în cazul produsului EBC1 testat pe primul pământ (IP = 35 %), rezultatele au fost bune
comparativ cu cele degajate de produsul EBC2, iar în cazul celui de al doilea pământ
(IP = 7 %) produsele afectează proprietăţile în mod similar.
Lacouture şi Gonzales (1995) au condus un studiu comprehensiv privind TerraZyme
ca produs stabilizator şi eficienţa acestuia pentru straturi stabilizate. Variaţia proprietăţilor a
fost observată doar pentru o perioadă scurtă de timp, şi, ca rezultat în cazul pământurilor
coezive, nu s-au observat modificări majore pe perioade scurte de timp, dar performanţele
acestora s-au îmbunătăţit cu timpul.
În Malaezia, Hitam şi Yusof (1998), au condus studii privind îmbunătăţirea
drumurilor ce deservesc plantaţii pentru producerea uleiului de palmier. Cu această ocazie s-
au tratat 27,2 km de drum într-o regiune care era afectată periodic de ploi abundente.
Secţiunile experimentale au fost monitorizate în ceea ce priveşte eroziunea datorată apelor de
suprafaţă şi încărcărilor de exploatare a drumurilor. După două sezoane musonice, sectoarele
au prezentat condiţii bune în ciuda expunerii la ploi intense, precizându-se că nu au fost
înregistrate degradări care să necesite reparaţii, deducându-se că pământurile stabilizate în
15
acest mod rezistă în diferite condiţii de climat, chiar şi acolo unde perioadele de ploi intense
alternează cu perioadele foarte uscate.
Brazetti şi Murphy (2000) au realizat experimente în Brazilia privind folosirea
TerraZyme ca stabilizator în construcţia de drumuri. Pământurile selectate au fost
reprezentate de argile nisipoase, argile prăfoase, argile plastice şi nonplastice, nisipuri
prăfoase, luturi nisipoase, luturi amestecate cu argile, amestecuri de pământuri cu granule
reciclate din alte straturi de pavare. Probele de teren au fost testate periodic cu penetrometre
(Dinamic Cone Penetrometer). După evaluări s-a concluzionat că stabilizarea cu emulsii
enzimatice reprezintă o modalitate bună din punct de vedere economic şi tehnic pentru
construcţia de drumuri.
Andrew şi colaboratorii (2003) a condus un experiment de mare amploare realizat în
laborator pentru evaluarea tratamentelor enzimatice pentru pământuri de fundare.
Performanţele enzimelor au fost măsurate pe baza testelor statistice privind schimbarea
capacităţii portante (CBR), rezistenţa, modul de elasticitate şi fermitatea pământurilor. Testele
privind portanţa au condus la concluzia că sunt indicatori mai puţin importanţi ai rezistenţei
directe a pământurilor în condiţii de testare.
Isaac şi colaboratorii (2003) au condus un studiu comprehensiv privind emulsiile
enzimatice bazate pe produsul TerraZyme şi efectele de stabilizare ale acestora pe pământuri
lateritice colectate din Kerala. Reacţiile pământurilor la amestecarea cu emulsie au fost
observate şi înregistrate în vederea comparării cu pământuri netratate pentru perioade de 8
săptămâni. S-a constatat că, în cazul tuturor pământurilor considerate, valoarea capacităţii
portante (CBR) a crescut prin tratarea cu TerraZyme, fapt care a probat sustenabilitatea
acestui agent stabilizator în lucrări de stabilizare. Creşterea capacităţii portante a fost de
136...1800 ori mai mare prin comparaţie cu materialul iniţial.
Autorii (Isaac, et al., 2003) constată că agentul stabilizator este folositor în cazul
pământurilor argiloase şi nisipurilor, dar este mai puţin semnificativ în cazul pământurilor
prăfoase.
Manoj şi colaboratorii (2003) au condus un studiu pentru stabilirea modului de
utilizare a produselor enzimatice ca stabilizatori pentru cinci tipuri de pământuri cu conţinut
de argilă variabil, de la foarte redus până la foarte ridicat. Testele de laborator au fost
întreprinse în scopul determinării proprietăţilor inginereşti ale pământurilor şi a
caracteristicilor de rezistenţă, atât pentru pământuri stabilizate, cât şi pentru cele nestabilizate.
În cazul pământurilor stabilizate, s-au obţinut proprietăţi fizice îmbunătăţite, variind într-o
plajă largă, de la foarte mici până la foarte mari. Valorile de îmbunătăţire mai mici pot fi
atribuite compoziţiei chimice a pământurilor, care au prezentat o reactivitate scăzută la
16
emulsiile enzimatice. În cazul pământurilor cu conţinut mare în argilă, efectul de stabilizare a
îmbunătăţit capacitatea portantă şi rezistenţa la compresiune.
Bergmann (2000) a concluzionat că stabilizările cu emulsii enzimatice impun un
anumit conţinut de argilă în agregatele materialului de stabilizat, necesar pentru favorizarea
reacţiilor care conduc la întărirea stratului stabilizat. Autorul consideră că o stabilizare
realizată cu succes poate fi atinsă în condiţii minime, la un conţinut în argilă de 2%, iar
rezultatele cele mai bune se ating la conţinuturi cuprinse între 10 şi 15 %. El precizează că
după perioade de una, două, trei şi patrusprezece săptămâni, capacitatea portantă (CBR) a fost
de 37, 62, 66 şi 100% prin comparaţie cu 28% în cazul materialelor netratate.
Shankar şi colaboratorii (2009) au condus teste de laborator pentru a determina
proprietăţile inginereşti şi caracteristicile de rezistenţă privind pământurile lateritice, tratate şi
netratate cu emulsii enzimatice pe baza produsului TerraZyme. Pământurile lateritice au fost
supuse, în primul rând, testării proprietăţilor inginereşti, iar mai apoi, au fost testate pentru
parametrii de rezistenţă cum ar fi capacitatea portantă (CBR) şi rezistenţa la compresiune,
pentru perioade de 2, 3 şi 4 săptămâni de la realizarea amestecurilor cu emulsie. Autorii au
supus aceste pământuri la teste privind următoarele proprietăţi: densitatea specifică,
compoziţia granulometrică, limitele de consistenţă, compactarea, rezistenţa la compresiune,
capacitatea portantă şi permeabilitatea. În urma testelor realizate pe pământuri netratate,
autorii constată faptul că acestea prezintă următoarele proprietăţi: densitate specifică de
2,45 g/cm3, compoziţia granulometrică 2% argilă, 29% praf, 50%nisip şi 19% pietriş, limita
de curgere 35%, limita plastică 25%, indicele de plasticitate 10%, limita de contragere 16,6%,
coeficientul de neuniformitate de 115,4, rezistenţa la compresiune de 108 kPa (IS Light
Compaction) şi 142 (IS High Compaction), capacitatea portantă de 10...14% la punctul optim
de umiditate, coeficientul de permeabilitate cuprins între 4,78x10-8 şi 2,87x10-8 (la
compactare uşoară şi intensă).
Autorii (Shankar, et al., 2009) au adăugat, după tratare, nisip cu granulaţie mare în
eşantioanele supuse încercărilor, în diferite procente, după care au supus testelor de laborator
aceste amestecuri. Capacitatea portantă a fost determinată după adăugarea unei cantităţi
predefinite de apă, corespunzătoare conţinutului optim de umiditate determinat prin proba
Proctor modificată.
După crearea probelor conţinând diferite procente de nisip de granulaţie mare, autorii
tratează aceste probe cu emulsie enzimatică în diferite variante de dozaj. În acest fel, autorii
creează premisele privind identificarea efectelor diferitelor dozaje asupra stabilizării, în
vederea stabilirii dozajului optim.
17
Producătorul recomanda dozaje între 2,0 şi 3,5% de concentrat la 200 ml de soluţie
aplicată unui m3 de pământ, rezultând valori de 0,0290, 0,0338, 0,0406 şi 0.0500 ml/kg de
pământ.
Dozajele folosite de autori (Shankar, et al., 2009) iau în considerare dozajele
recomandate de producător pentru pământuri lateritice.
Pentru probele dozate cu emulsie, autorii determină atât limitele de curgere şi
plasticitatea, cât şi indicele de plasticitate, după 1, 2, 3 şi 4 săptămâni. Rezultatele sunt
prezentate în tabelul 2.6.
În ceea ce priveşte capacitatea portantă şi rezistenţa la compresiune a pământurilor
tratate prin comparaţie cu cele netratate, autorii constată că (Shankar, et al., 2009):
la pământurile netratate, capacitatea portantă este de 8%, iar la cele tratate variază
între 17 şi 23% pentru primul dozaj, 20 şi 27% la cel de-al doilea dozaj, 23 şi 29% la
cel de-al treilea dozaj şi 25...31% la cel de-al patrulea dozaj. Valorile capacităţii
portante cresc cu perioada scursă după tratare în cazul tuturor dozajelor;
rezistenţa la compresiune este de 142 kPa la pământurile netratate şi de 205...447 kPa
la cele tratate cu primul dozaj, 262...513 kPa la cele tratate cu al doilea dozaj,
330...716 kPa la cele tratate cu al treilea dozaj şi 428...782 kPa la cele tratate cu
ultimul dozaj. Valorile rezistenţei la compresiune cresc cu perioada scursă după tratare
în cazul tuturor dozajelor.
Tabelul 2.6.
Limite de curgere, limite de plasticitate şi indici de plasticitate
pentru eşantioanele testate în cele patru variante de dozaj (Shankar, et al., 2009)
Dozaj Săptămâna nr. ... 1 2 3 4
LC [%] 30.0 29.6 29.2 28.7 1 LP [%] 25.0 25.0 25.0 24.9 IP [%] 5.0 4.6 4.2 3.80
LC [%] 30.0 29.2 28.8 28.5 2 LP [%] 25.0 24.7 24.5 24.3 IP [%] 5.00 4.44 4.3 4.2
LC [%] 29.9 29 28.6 27.9 3 LP [%] 25.0 24.4 24.3 24.0 IP [%] 4.9 4.59 4.3 3.90 LC [%] 29.6 28.8 28.2 27.6 4 LP [%] 25.0 24.3 24.0 24.0 IP [%] 4.60 4.41 4.19 3.67
18
Aceleaşi rezultate sunt obţinute şi pentru testele de permeabilitate, în sensul că,
permeabilitatea pământurilor tratate scade în raport cu tipul dozajului (mai mică la dozaje
mari) şi cu perioada scursă după aplicarea tratamentului. Autorii (Shankar, et al., 2009) obţin
valori cuprinse între 2,87...2,63x10-8 pentru primul dozaj, 2,63...2,39 x10-8 pentru al doilea,
1,91...1,67 x10-8 pentru al treilea şi 1,91...1,67 x10-8 pentru ultimul. În cazul primului, variaţi
semnificative se obţin după primele două săptămâni, în cazul celui de-al doilea după o
săptămână, în cazul celui de-al treilea după trei săptămâni, iar în cazul ultimului, după o
săptămână.
Efectele stabilizatoare depind şi de amestecul pământ în stare naturală cu nisip de
granulaţie mare – dozaj enzimatic. Autorii constată efecte pozitive în ceea ce priveşte
capacitatea portantă în raport cu timpul scurs de la tratare,1 dar şi cu conţinutul în nisip.
Astfel, la tratarea pământurilor naturale fără adaos de nisip de granulaţie mare, efectele
înregistrate în termeni de capacitate portantă sunt mai însemnate. Cu cât conţinutul în nisip de
granulaţie mare este mai ridicat, efectele de stabilizare sunt mai mici. Acestea sunt corelate şi
cu indici de plasticitate mai mari în cazul primelor faţă de cele cu diferite conţinuturi în nisip.
Concluzionând, autorii (Shankar, et al., 2009) precizează că tratarea cu emulsie
enzimatică a pământurilor lateritice a condus la efecte medii privind îmbunătăţirea
proprietăţilor acestora, datorită, probabil, reactivităţii reduse a compoziţiei chimice cu agentul
stabilizator. Dozajele mai mari conduc la efecte stabilizatoare mai bune, iar emulsia nu
îmbunătăţeşte limitele de consistentă. În cazul dozajelor mari, capacitatea portantă creşte cu
300% după patru săptămâni de la tratare, rezistenţa la compresiune cu 450%, iar
permeabilitatea descreşte cu aproape jumătate (42%). De asemenea, autorii constată că
adăugarea de nisip are efecte benefice în cazul pământurilor lateritice, dar nu este benefică
pentru cele stabilizate cu emulsie enzimatică.
19
CAPITOLUL 3. LOCUL CERCETĂRILOR. MATERIALE ŞI
METODOLOGIA DE CERCETARE
3.1. Locul cercetărilor
Folosirea agenţilor de stabilizare netradiţionali, de tipul emulsiilor enzimatice, ca
agenţi stabilizatori în construcţia şi întreţinerea drumurilor, este încă la început în ţara noastră.
La nivel naţional s-au realizat doar dispersat sectoare de drum prin folosirea acestor
stabilizatori. Începând cu anul 2008, s-a implementat proiectul pilot privind ,,realizarea
experimentală in situ a unor sectoare de drum de interes local clasate, prin utilizarea de
materiale şi tehnologii noi agrementate tehnic”, conform Ordinului M.D.L.P.L. nr. 175/2008
şi ca urmare, la nivel naţional, s-au construit (reabilitat) drumuri de interes public prin
folosirea mai multor tipuri de lianţi, o parte dintre acestea fiind realizate prin folosirea de
emulsii enzimatice. Pentru a surprinde cât mai adecvat comportarea sub trafic a acestor
drumuri, în vederea studierii oportunităţii introducerii agenţilor de stabilizare de tipul
enzimelor în construcţia drumurilor forestiere, s-au luat în studiu 5 dintre drumurile incluse în
programul pilot menţionat, drumuri situate în judeţele Brăila, Călăraşi, Ilfov, Galaţi şi Tulcea
(figura 3.1).
Figura 3.1. Judeţele în care s-au identificat drumuri stabilizate cu emulsii enzimatice şi în care
s-a localizat studiul.
Specific acestor drumuri este faptul că sunt situate aproximativ în aceeaşi zonă
climatică, au caracteristici geometrice similare, traficul pe acestea s-a desfăşurat aproximativ
în aceleaşi condiţii, iar la stabilizarea acestora s-au folosit aceleaşi tehnologii de execuţie.
Diferenţele constau în naturi mai variate ale straturilor de stabilizat (granulometrie, indici de
20
plasticitate), fapt pentru care, prin studiul comportării acestora, se pot realiza comparaţii la un
nivel de acoperire satisfăcător.
Ulterior s-a luat în considerare şi drumul comunal 6 din judeţul Teleorman, unde s-au
efectuat aceleaşi tipuri de determinări. În cazul acestui drum nu s-a dispus de un receptor
GPS, motiv pentru care acesta nu este localizat pe hărţile din figurile menţionate.
În judeţul Brăila, atât recoltarea probelor de teren, cât şi efectuarea de observaţii şi
măsurători necesare diferitelor prelucrări ulterioare, s-au realizat în nord-vestul judeţului. În
judeţul Călăraşi, drumul s-a localizat în partea nordică a judeţului, în judeţul Galaţi, drumul
studiat s-a localizat la extremitatea nord-vestică, în judeţul Ilfov drumul s-a localizat în
extremitatea nor-estică, iar în cazul judeţului Tulcea, drumul s-a localizat în partea sud-estică.
Pe drumurile luate în studiu s-au amplasat puncte din care s-au recoltat probe în
vederea constituirii unor probe medii pe drum, necesare pentru efectuarea analizelor de
laborator. Amplasarea acestor puncte este prezentată în cazul fiecărui drum în parte (cu
excepţia drumului din judeţul Teleorman unde nu s-a dispus de un receptor GPS – 5 probe) în
figurile 3.8 – 3.12. Situaţia centralizatoare privind numărul de probe recoltate la nivel de
drum şi în total este prezentată în tabelul 3.1.
Figura 3.8. Situaţia amplasării punctelor de recoltare a probelor pe
Drumul Comunal nr. 47 (judeţul Brăila).
21
Figura 3.9. Situaţia amplasării punctelor de recoltare a probelor pe
Drumul Comunal nr. 73A (judeţul Călăraşi).
Figura 3.10. Situaţia amplasării punctelor de recoltare a probelor
pe Drumul Comunal nr. 88 (judeţul Galaţi).
Figura 3.11. Situaţia amplasării punctelor de recoltare a probelor
pe Drumul Comunal nr. 10A (judeţul Ilfov).
22
Figura 3.12. Situaţia amplasării punctelor de recoltare a probelor
pe Drumul Comunal nr. 19(judeţul Tulcea).
Tabelul 3.1.
Situaţia amplasării eşantioanelor pe drumurile luate în studiu Numele drumului Numărul
probei Hectometraj Observaţii
1 9+57,73 Punct de eşantionare nr. 1 2 5+09,13 Punct de eşantionare nr. 2 3 3+93,40 Punct de eşantionare nr. 3 4 2+77,27 Punct de eşantionare nr. 4 5 2+27,72 Punct de eşantionare nr. 5
DC 47 Brăila
6 1+51,63 Punct de eşantionare nr. 6 TOTAL DC 47 Brăila: 6 1,00 km Total: 6 puncte eşantionate
DC 73A Călăraşi 1 0+71,05 Punct de eşantionare nr. 1 2 0+85,21 Punct de eşantionare nr. 2 3 1+91,08 Punct de eşantionare nr. 3 4 3+15,21 Punct de eşantionare nr. 4 5 4+33,04 Punct de eşantionare nr. 5 6 4+85,07 Punct de eşantionare nr. 6 7 5+06,79 Punct de eşantionare nr. 7 8 6+77,67 Punct de eşantionare nr. 8 9 9+41,69 Punct de eşantionare nr. 9 10 10+00,00 Punct de eşantionare nr. 10
TOTAL DC 73A Călăraşi: 10 1,00 km Total: 10 puncte eşantionate 1 0+32,18 Punct de eşantionare nr. 1 2 1+65,82 Punct de eşantionare nr. 2 3 1+93,60 Punct de eşantionare nr. 3 4 2+41,01 Punct de eşantionare nr. 4 5 4+05,73 Punct de eşantionare nr. 5 6 4+61,34 Punct de eşantionare nr. 6 7 7+16,59 Punct de eşantionare nr. 7 8 7+39,11 Punct de eşantionare nr. 8 9 7+69,03 Punct de eşantionare nr. 9
10 8+86,43 Punct de eşantionare nr. 10
DC 88 Galaţi
11 10+00,00 Punct de eşantionare nr. 11 TOTAL DC 88 Galaţi 11 1,00 km Total: 11 puncte eşantionate
DC 10A Ilfov 1 1+86,02 Punct de eşantionare nr. 1 2 3+05,67 Punct de eşantionare nr. 2 3 5+98,95 Punct de eşantionare nr. 3 4 9+36,45 Punct de eşantionare nr. 4 5 10+00,00 Punct de eşantionare nr. 5
TOTAL DC 10A Ilfov: 5 1,00 km Total: 5 puncte eşantionate DC 19 Tulcea 1 10+00,00 Punct de eşantionare nr. 1
2 6+76,23 Punct de eşantionare nr. 2 3 5+77,59 Punct de eşantionare nr. 3
TOTAL DC 19 Tulcea: 3 1,00 km Total: 3 puncte eşantionate TOTAL DC 6 Teleorman: 5 1,00 km Total: 5 puncte eşantionate
Număr mediu de probe/drum 6,7 Număr mediu de probe/hm de drum 0.7
Număr total de probe 40
23
3.2. Materiale, metodologie şi aparatură folosită în cercetare
3.2.1. Materialele, metodologia şi aparatura folosită în studiile de teren
În investigaţiile de teren s-au folosit mai multe materiale şi aparatură, în raport cu
necesităţile şi tipul de determinări necesare studiului comportării sub trafic a drumurilor
stabilizate cu emulsii enzimatice. Practic, în teren s-au determinat tipurile de degradări şi
amplitudinea acestora raportat la suprafaţa totală a fiecărui drum, şi s-au recoltat probe
distribuite în diferite locaţii (puncte) la nivelul fiecărui drum, pentru a se realiza analize la
laborator.
Natura şi amplitudinea degradărilor s-a determinat prin măsurători directe în teren.
Astfel, pentru fiecare tip de degradare s-au înregistrat principalele dimensiuni prin măsurare
directă. Lungimile s-au determinat prin măsurarea cu ruleta topografică, iar lăţimile şi
adâncimile s-au determinat cu ruleta de buzunar. Toate datele s-au centralizat în fişe de
culegere a datelor de teren. Lăţimea medie a părţii carosabile şi a acostamentelor s-a
determinat prin calcul analitic, după efectuarea mediilor eşantioanelor recoltate la fiecare 100
de metri în teren.
Au existat două abordări în măsurarea degradărilor; cele dezvoltate foarte mult pe
lungime fiind asimilate în calculele analitice cu dreptunghiuri. Au fost şi cazuri în care a fost
necesară asimilarea cu cercuri.
Prin raportarea suprafeţelor diferitelor forme de degradare la suprafaţa totală a părţii
carosabile a drumului, rezultată din produsul lungime-lăţime medie, s-au obţinut procentele
aferente diferitelor forme de degradare. Lungimea drumului a fost verificată prin înregistrări
de puncte preluate cu un receptor GPS.
La nivelul fiecărui drum, s-au prelevat probe din stratul stabilizat (uneori după
îndepărtarea covorului asfaltic), în vederea realizării unor analize de laborator. Probele în
cauză s-au prelevat după săpare pe o adâncime corespunzătoare stratului stabilizat.
Dimensiunile gropilor realizate şi cantitatea de material extrasă s-au stabilit în acord cu
cantităţile de material necesare pentru efectuarea analizelor de laborator. Pentru evitarea
contaminării probelor recoltate, s-a recurs la curăţirea prealabilă a locului de extracţie
folosindu-se o perie, iar bucăţile rezultate din îndepărtarea covorului asfaltic s-au îndepărtat
folosindu-se dălţi, ciocane şi spatule.
În general, gropile rezultate după îndepărtarea materialului constituit ca probă, au avut
laturi (diametre) de 20...25 cm.
Se menţionează faptul că s-a cerut acordul verbal al administratorilor (primării) pentru
recoltarea de probe de pe fiecare drum în parte. Fiecare punct în care s-a staţionat şi s-au
24
prelevat probe a fost marcat (înregistrat cu un receptor GPS), urmând ca ulterior aceste puncte
să servească elaborării schiţelor privind drumurile investigate şi locaţiile de prelevare a
probelor. Pentru drumul comunal 6 din judeţul Teleorman nu s-a dispus de receptor GPS,
motiv pentru care lungimea totală a drumului a fost asimilată cu cea prevăzută în rapoartele
privind controlul şi starea drumurilor desfăşurate conform contractelor în cauză.
Materialele prelevate s-au stocat în pungi care s-au etichetat corespunzător, prin
atribuire de coduri constând din denumirea drumului, judeţ şi numărul probei. Aceleaşi coduri
au fost atribuite fotografiilor realizate pentru fiecare probă şi punctelor înregistrate în
receptorul GPS (cu excepţia DC 6 din judeţul Teleorman).
Toate aceste date au servit prelucrărilor de birou şi laborator, şi obţinerii unor
rezultate parţiale.
3.2.2. Materialele, metodologia şi aparatura folosită în analizele de laborator
Probele recoltate din teren la nivelul fiecărui drum au constituit punctul de plecare în
realizarea unor probe medii pentru determinarea elementelor de interes în cadrul lucrărilor de
laborator. Astfel, pentru fiecare drum în parte, s-au realizat probe medii prin amestecarea
probelor recoltate şi extragerea ulterioară a cantităţilor necesare pentru determinările de
laborator (figura 3.15). Anterior acestui lucru, au fost realizate observaţii de ansamblu asupra
fiecărei probe pentru realizarea de corelaţii între caracteristicile individuale ale acestora şi
comportarea drumului în sectoarele corespunzătoare.
Figura 3.15. Omogenizarea materialului provenit din probele recoltate la nivel de drum în
vederea obţinerii unor probe cu caracteristici medii pentru analiza în laborator.
25
În laborator s-au efectuat atât determinări privind compoziţia granulometrică, limitele
superioară şi inferioară de plasticitate, cât şi încercarea Proctor modificată (ultima pentru
două dintre drumuri).
Pe baza acestor analize, s-au determinat elemente derivate cum ar fi indicele de
plasticitate, tipul de pământ, coeficientul de neuniformitate etc.
Compoziţia granulometrică reprezintă distribuţia procentuală a conţinutului de
particule solide (granulelor) care intră în alcătuirea pământurilor.
Determinarea compoziţiei granulometrice, conform SR EN 933/1/A1/2006 se face în
funcţie de mărimea particulelor (granulelor) care îl compun, prin metoda cernerii sau metoda
sedimentării.
Metoda cernerii se foloseşte pentru particulele cu diametrul mai mare de 0,1 mm, iar
metoda sedimentării pentru particulele cu diametru mai mic decât cel menţionat.
A. Determinarea granulometriei probelor
Materialul uscat şi cântărit se trece printr-o serie de site aşezate în ordinea mărimii
ochiurilor (figura 3.16), începând din partea superioară cu sita care are ochiurile cele mai mari
şi terminând cu un talger aşezat sub sita cu ochiurile cele mai mici.
Figura 3.16. Site folosite determinarea compoziţiei granulometrice
prin aplicarea metodei cernerii.
Cernerea se realizează fie manual timp de 15 minute, fie cu ajutorul unei maşini de
cernut,A timp de 10 minute.
Controlul terminării cernerii se face scuturând fiecare ciur sau sită, deasupra unei
hârtii albe. Se va considera condiţia îndeplinită dacă tot materialul care ar trece prin ciur nu
26
reprezintă mai mult de 1% din fracţiunea de material ciuruit. Ceea ce eventual trece prin
ciururi se adaugă la ciurul următor (Bereziuc, Neagu, 1972).
Fracţiunile de material rămase după cernere pe fiecare sită şi pe talger sunt trecute în
câte o capsulă, pe câte o sticlă de ceas sau pe hârtie şi se determină, prin cântărire, masa
fiecăreia. Dacă suma maselor fracţiunilor de material rămas pe site şi pe talger diferă cu mai
mult de 2% faţă de masa totală iniţială a materialului analizat, determinarea se repetă
(Bereziuc, Neagu, 1972).
În cazul în care se consideră necesară determinarea unor fracţiuni cu diametre mai
mari de 20 mm se va proceda la cernerea cu ciururi având ochiuri mai mari decât 20 mm, sau
prin măsurarea cu şublerul sau şablonul la dimensiuni limită ce se vor stabili în funcţie de
caracteristicile terenului şi de cerinţele speciale ale studiului (Bereziuc, Neagu, 1972)..
Rezultatele determinării compoziţiei granulometrice prin metoda cernerii se înscriu
într-un buletin de analiză specific.
Determinarea compoziţiei granulometrice prin sedimentare – cunoscută şi sub
denumirea de metoda areometrului, a fost elaborată de A. Cassagrande şi constă în
determinarea densităţii relative a suspensiei, la diferite intervale de timp, cu ajutorul unui
areometru, ce permite în cazul pământurilor, citiri de la 0,995...1,030 cu precizia de 0,0002
(Bereziuc, Neagu, 1972).
Materialul pregătit pentru analiză este trecut într-un vas prin sita de 0,1 folosind o
cantitate de maximum 1000 cm³ de apă, obţinându-se în acest fel o suspensie (Bereziuc,
Neagu, 1972).
Dacă reziduul rămas pe sită după spălare şi uscare în etuva la 105˚C depăşeşte 10%
din masa totală a materialului de analizat, determinarea se completează făcând şi
granulometria reziduului prin metoda cernerii (Bereziuc, Neagu, 1972). Determinarea
procentuală a acestui material se va face raportându-se fiecare fracţiune rezultată prin cernere,
la masa totală a materialului analizat.
Suspensia de particule este trecută din vas într-un cilindru de sticlă gradat care se va
umple până la diviziunea care indică 1000cm³ (figura 3.17). Eventuala diferenţă se corectează
prin adăugarea de apa distilată, respectiv prin evaporare. Pentru a împiedica depunerea prin
floculare sau gelificare a particulelor fine de pământ din suspensie, se adaugă 5 cm³ soluţie de
silicat de sodiu. Se astupă gura cilindrului cu podul palmei şi se agită de câteva ori, până se
obţine o repartiţie (iniţială) cât mai uniformă a particulelor în masa suspensiei. Apoi, se
introduce în cilindru un agitator cu disc perforat, iar prin mişcarea acestuia pe verticală se
realizează omogenizarea suspensiei (Bereziuc, Neagu, 1972).
27
După scoaterea agitatorului cu disc perforat, se începe cronometrarea sedimentării,
introducându-se areometrul în suspensie la intervalele de timp predefinite. Citirile pe
areometru se fac la partea superioară a meniscului format, la următoarele intervale de timp de
la începerea determinării: ½,1, 2, 5, 10, 20, 40, 60, 120, 240 minute. În continuare, suspensia
se lasă liniştită minimum 16 ore, când se fac ultimele citiri.
Datele determinării granulometrice prin metoda sedimentării se înscriu într-un buletin
de analiză specific.
Figura 3.17. Efectuarea analizei privind granulometria materialelor recoltate
pentru cele 6 drumuri prin metoda sedimentării.
B. Determinarea plasticităţii probelor
Prin plasticitate se înţelege proprietatea pământurilor coezive (argiloase şi prăfoase),
aflate între anumite limite de umiditate, de a se deforma ireversibil sub acţiunea forţelor
exterioare, fără variaţia volumului şi fără apariţia unor discontinuităţi în masa lor. În
principiu, plasticitatea se caracterizează prin: limita inferioară de plasticitate, limita
superioară de plasticitate, indicele de plasticitate şi indicele de consistentă (Bereziuc, Neagu,
1972).
Limita inferioară de plasticitate sau limita de frământare reprezintă umiditatea care
corespunde trecerii pământului din stare tare (semisolid) în stare plastică (Bereziuc, Neagu,
1972). Se determină conform STAS 1913/1-82, prin metoda cilindrilor de pământ sau prin
metoda mediilor absorbante.
Metoda cilindrilor de pământ constă în determinarea umidităţii minime la care un
pământ poate fi modelat sub formă de cilindri (figura 3.18).
28
Figura 3.18. Metoda cilindrilor de pământ –
aplicată la determinarea limitei inferioare de plasticitate.
Din pământul de încercat se trece prin răzătoare o cantitate de aproximativ 100 g, care
se omogenizează şi apoi se frământă (figura 3.19). În cazul când pământul este prea uscat, se
adaugă apă pentru a putea fi modelat ca o pastă consistentă. Din pământul pregătit astfel se ia
o cantitate care se rulează cu palma pe o placă de sticlă sau de marmură, până se obţine un
cilindru cu diametru de 3...4 mm şi lungimea de 30...50 mm. Dacă la această grosime
suprafaţa cilindrului nu este fisurată, operaţia se repetă, cu aceeaşi pastă, care se rulează până
când, prin pierdere de apă, începe să se fisureze şi se separă în bucăţi. În acest moment se
determină umiditatea cilindrului, umiditate ce reprezintă limita inferioară de plasticitate.
Figura 3.19. Frământarea materialului în vederea obţinerii probei de analizat.
Limita superioară de plasticitate sau limita de curgere este umiditatea care corespunde
trecerii pământului din stare plastică în stare curgătoare. Se determină conform STAS 1913/4
– 86 (Bereziuc, Neagu, 1972).
29
Metoda cu cupa constă în determinarea umidităţii la care o fantă făcută în pasta de
pământ din cupa aparatului Cassagrande (figura 3.23) se închide pe o lungime de 12 mm după
25 de căderi ale cupei de la o înălţime de 10 mm.
Din probele prelevate se ia o cantitate de aproximativ 200 g de pământ care se trece
prin răzătoare, se adaugă apă şi apoi se omogenizează prin amestecare prelungită până se
obţine o pastă plastică moale (figura 3.21). Se umple două treimi din cupa aparatului cu pasta
omogenizată. se nivelează suprafaţa acesteia cu un cuţit şi apoi se trasează, la mijlocul cupei,
cu spatula, o tăietură adâncă, până în fundul cupei (figura 3.23).
Figura 3.21. Pregătire probei pentru analiza privind limita superioară de plasticitate.
Figura 3.23. Efectuarea tăieturii.
Se învârteşte manivela lăsând cupa să cadă pe postamentul aparatului de la o înălţime
constantă de 10 mm (căderea cupei se face la intervale de timp regulate: 120 căderi/minut),
până când fanta se închide pe o lungime de 12 mm. Se nivelează din nou materialul, se
trasează o nouă fantă şi se repetă operaţia de cădere a cupei, continuându-se astfel până când
închiderea fantei se produce la un număr de căderi ale cupei care să nu difere cu mai mult de
± 1 cădere, după care se determină umiditatea pastei de pământ.
30
Încercarea, în modul descris, se repetă pe aceeaşi pastă, diluată succesiv cu mici
adaosuri de apă şi se întocmeşte o diagramă, având în abscisă diferitele valori ale umidităţii,
iar în ordonată numărul de căderi corespunzătoare, care determină închiderea pe 12 mm a
fantei, reprezentate la scară logaritmică.
Limita superioară de plasticitate sau limita de curgere se obţine prin interpolare
grafică pe diagrama respectivă la 25 căderi.
C. Încercarea Proctor.
În principiu, încercarea Proctor urmăreşte să stabilească, pentru un anumit lucru
mecanic specific (convenţional) de compactare, umiditatea optimă [%] pe care trebuie să o
aibă pământul, înainte de a fi compactat, astfel încât acesta să fie adus la starea cea mai
îndesată. Starea de îndesare maximă se defineşte prin greutatea volumică maximă în stare
uscată şi se exprimă în kN/m³ sau în mN/cm³.
În funcţie de valoarea lucrului mecanic specific de compactare, se deosebesc doua
încercări Proctor:
încercarea Proctor normală, în care L = 6 dJ/cm³;
încercarea Proctor modificată, în care L = 27 dJ/cm³.
În conformitate cu STAS 1913/13-83, încercarea Proctor presupune, în principiu,
compactarea cu acelaşi lucru mecanic specific de compactare a unor probe de pământ cu
diferite umidităţi în vederea stabilirii umidităţii optime, corespunzătoare valorii maxime a
greutăţii volumice în stare uscată a pământului compactat. Pentru determinare se utilizează
aparatul Proctor manual (figura 3.24) alcătuit din cilindri cu inele prelungitoare şi plăci de
bază, două plăci de metal de 5 mm grosime, cu diametrul de 149, respectiv 249 mm şi un mai
de compactat format dintr-o greutate cilindrică solidară cu o tijă care culisează în interiorul
unui ghidaj cilindric.
31
Figura 3.24. Aparatul Proctor folosit la determinări.
În locul aparaturii manuale se pot folosi şi aparate automate, cu condiţia respectării
dimensiunilor şi realizării lucrului mecanic specific de compactare. Acestea trebuie să fie
dotate cu dispozitive pentru menţinerea constantă a înălţimii de cădere, iar numărul de lovituri
să fie distribuit uniform pe suprafaţa stratului de pământ.
Cantitatea totală de material necesară încercării se usucă în aer până la o umiditate
scăzută. Uscarea probei se poate face şi în etuvă la o temperatură maximă de 50 ºC.
În cazul materialelor coezive, pentru asigurarea unei umeziri uniforme se recomandă
ca pământul să fie astfel fărâmiţat încât să treacă cu uşurinţă prin ciurul cu diametrul
ochiurilor de 3,15 mm. Se pune cantitatea de apă necesară, măsurată cu ajutorul unui cilindru
gradat, în mod cât mai uniform, sub formă de ploaie, cu ajutorul unui stropitor. Cantitatea
necesară de apă pentru prima încercare la compactare depinde de modul în care s-a făcut
uscarea, astfel că umiditatea pământului de compactat trebuie să fie cu 4...5 procente sub
umiditatea optimă presupusă.
După adăugarea apei, proba se omogenizează prin amestecare manuală, intensă, sau
cu ajutorul unui malaxor cu amestecare forţată. Proba se lasă în repaus într-un recipient închis
circa 15 minute în cazul pământurilor necoezive, 2..3 ore în cazul celor slab coezive sau cu
coeziune mijlocie şi cel puţin 15 ore în cazul pământurilor foarte coezive. După acest interval,
proba se amestecă din nou până la omogenizarea corespunzătoare, după care este supusă
compactării.
Mai întâi se pregăteşte cilindrul metalic, fixându-i placa de bază şi se cântăreşte, iar
apoi se fixează inelul prelungitor. În timpul compactării, aparatul va fi aşezat pe un suport
32
rigid a cărui greutate va fi de cel puţin cinci ori mai mare decât greutatea aparatului umplut cu
material.
Proba de material se introduce în cilindru în straturi cu grosimi aproximativ egale.
Fiecare strat se compactează prin batere, în mod uniform pe suprafaţă, cu maiul Proctor,
greutatea fiind lăsată să cadă liber. Pentru realizarea unei compactări uniforme, loviturile se
vor da pe un cerc periferic, apoi pe altul mai mic, fiecare nouă lovitură trebuind să acopere
⅓....½ din suprafaţa de batere precedentă.
Nivelul superior al ultimului strat, după compactare, trebuie să depăşească marginea
cilindrului cu maximum 5 mm. Se îndepărtează cu atenţie inelul prelungitor, tăindu-se
materialul la nivelul cilindrului, cu ajutorul unui cuţit şi nivelându-se suprafaţa probei cu o
riglă metalică.
Se perie materialul căzut pe placa de bază şi se cântăreşte cilindrul cu material. După
cântărirea probei compactate, se scoate materialul din cilindru.
Pentru determinarea umidităţii medii a materialului se iau trei probe (de pe partea
inferioară, mijlocie şi superioară a cilindrului – figura 3.25). Determinarea umidităţii se face
conform STAS 1913/13-83, luându-se ca valoare de calcul media celor trei determinări.
Figura 3.25. Probe recoltate pentru determinarea umidităţii.
Folosindu-se aparatura, materialele şi procedurile de mai sus, s-au efectuat
determinări pentru probe provenite de la două drumuri diferite, având caracteristici specifice
distincte. Aceste analize s-au realizat pentru a se determina şi compara rezultatele obţinute, cu
rezultate similare din literatura de specialitate, cât şi pentru a se genera cunoaştere
suplimentară privind conţinutul optim de umiditate la compactarea straturilor de stabilizat,
mai ales datorită faptului că emulsiile enzimatice livrate sub formă de concentrat trebuie să fie
diluate înainte de utilizare.
33
3.2.3. Materiale bibliografice folosite în documentarea privind comportarea sub
trafic a drumurilor studiate
În mod obişnuit, studiul privind comportarea sub trafic a drumurilor nu poate genera
rezultate imediate, deoarece factorii care acţionează asupra acestora se manifestă pe perioade
de timp lungi. După cum s-a mai arătat, durata de viaţă a unui drum realizat prin aplicarea de
mecanisme de stabilizare poate fi foarte lungă. În acest context, cunoaşterea istoricului
privind realizarea şi comportarea în timp a unor astfel de construcţii este deosebit de
importantă, mai ales datorită faptului că nu sunt suficiente date disponibile în literatura de
specialitate, care să ateste diferite aspecte legate de aceste probleme.
Pentru a surprinde în cadrul lucrării de faţă şi aceste aspecte, s-a recurs la
întreprinderea de demersuri pentru obţinerea de documentaţie privind istoricul comportării
acestor drumuri. Astfel, s-au obţinut date privind tehnologiile aplicate, tipul de stabilizatori,
anumite elemente ale drumurilor, dar şi rapoarte de încercare referitoare la toate drumurile
incluse în programul pilot derulat conform ordinului M.D.L.P.L. nr. 175/2008. Conform
surselor citate, este vorba de un număr de 39 de tronsoane de drum experimentale amplasate
la nivel naţional, tronsoane pe care s-au efectuat stabilizări prin folosirea de agenţi de
stabilizare netradiţionali. Dintre acestea, un număr de 7 drumuri (tronsoane de drum), au făcut
obiectul stabilizărilor prin folosirea de emulsii enzimatice. Dintre acestea, un număr de 5
drumuri (tronsoane de drum) au făcut obiectul lucrării de faţă.
Rapoartele în cauză folosite pentru documentare şi/sau comparare de date au fost
următoarele:
raport nr. 3263 din 07.11.2011;
raport nr. 3264 din 07.11.2011;
raport nr. 3265 din 07.11.2011;
raport nr. 3266 din 07.11.2011;
raport nr. 3267 din 07.11.2011;
raport nr. 3268 din 07.11.2011.
3.2.4. Metodologii, aparatură şi software folosite în centralizarea, analiza şi
interpretarea datelor
Datele de teren s-au cules, după caz, pe fişe în format analogic sau în receptori de date
digitali. Datele privind natura şi amplitudinea degradărilor înregistrate pe drumurile luate în
studiu s-au cules pe suport de hârtie, după care s-au centralizat într-o bază de date executată în
Microsoft Excel. După centralizarea şi stabilirea relaţiilor de calcul s-au efectuat calculele
privind suprafeţele degradate, folosind acelaşi produs software. Datele privind locaţia
34
punctelor eşantionate au fost culese cu un receptor GPS şi transferate în calculator prin
folosirea programului MapSource (fişier de ajutor) sub formă de fişiere .dxf. Acestea s-au
convertit în proiecţie stereografică utilizând programul Global Mapper
(http://www.globalmapper.com/helpv14/Help_Main.html, accesat în 2012), după care au fost
importate în mediul AutoCAD Civil 3D
(http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/index?siteID=123112&id=18834231#section6, accesat
în 2012). Cu ajutorul acestui program s-au elaborat (pe baza fişierului de puncte şi a datelor
auxiliare din fişele de teren) şi exportat în format imagine schiţele pentru toate drumurile
investigate, inclusiv poziţionarea pe acestea a locaţiilor eşantioanelor din teren.
Programele Global Mapper, asociate cu fişierele de puncte, straturi GIS privind
judeţele şi localităţile României (http://earth.unibuc.ro/, accesat în 2012) şi cu imagini
satelitare EarthCam (http://images.earthkam.ucsd.edu/main.php, accesat în 2012), şi
Microsoft Paint, au fost folosite pentru generarea figurilor privind localizarea studiului.
Programul Microsoft Excel a fost folosit şi pentru centralizarea, analiza şi
interpretarea rezultatele analizelor de laborator. Astfel, curbele granulometrice, diagramele
privind determinarea limitei superioare de plasticitate, tabelele privind granulometria
materialelor, limitele inferioare de plasticitate şi încercarea Proctor, au fost realizate
utilizându-se acest produs informatic.
Pe baza proprietăţilor determinate în acest mod s-au calculat şi alte elemente derivate,
necesare în interpretarea rezultatelor. Bazele de date rezultate (fişiere de calcul, desene şi
schiţe, fotografii, straturi GIS etc.) sunt anexate pe format analogic şi/sau digital prezentei
lucrări.
Modelările tehnico-economice s-au realizat prin folosirea documentaţiilor privind
preţurile de achiziţie a diferitelor materiale necesare pentru construcţia de drumuri, în
variantele cu şi fără stabilizatori. S-au dezvoltat în acest mod modele privind costurile de
achiziţie şi execuţie, în mai multe variante şi prin luarea în considerare a elementelor
geometrice ale drumurilor de executat, dar şi a costurilor cu manopera şi utilaje pentru
execuţia acestora. Pentru toate aceste elemente, modele şi graficele corespunzătoare au fost
realizate folosindu-se Microsoft Excel.
35
CAPITOLUL 4. REZULTATELE CERCETĂRILOR
4.1. Comportarea sub trafic a drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice
Până în prezent s-au folosit o serie de compuşi şi produse pentru stabilizarea
materialelor folosite în execuţia drumurilor. Dintre aceste produse şi compuşi, unele sunt
tradiţionale în sensul că practica le foloseşte de o perioadă considerabilă, furnizând atât
rezultate mai concrete privind investiţiile şi tehnica necesară pentru execuţie, cât şi dat
referitoare la comportarea construcţiei în timp; iar unele sunt denumite generic netradiţionale
(produse mai noi), care se folosesc deocamdată mai restrâns. Din prima categorie fac parte
cimentul, varul, cenuşa de centrală, materialele bituminoase şi combinaţii între stabilizatorii
menţionaţi, iar din a doua categorie fac parte stabilizatori grupaţi în şapte grupe, respectiv:
cloruri, argile, emulsii electrolitice, emulsii enzimatice, emulsii polimerice, lignosulfonaţi,
răşini.
Folosirea lianţilor tradiţionali în operaţii de stabilizare se realizează după luarea în
considerare a unor factori cum ar fi: tipul de pământ de stabilizat, scopul stratului stabilizat,
tipul de îmbunătăţire urmărită prin stabilizare, necesităţile privind rezistenţa şi durabilitatea
stratului stabilizat, costul lucrării şi caracteristicile mediului de lucru.
Ministerul Dezvoltării Rurale şi a Turismului a derulat programul pilot privind
realizarea experimentală ,,in situ” (2008 – 2010) a unor sectoare de drum de interes local, prin
utilizarea de materiale şi tehnologii noi conform Ordinului MDLP nr. 175/2008.
Au fost executate 39 de tronsoane de drum comunale (tabelul 4.1) cu următoarele
caracteristici geometrice: lungimea de 1 km, lăţimea părţii carosabile de 4,5 m (conform
investigaţiilor de teren realizate în 2012, lăţimile medii au fost mai mari sau cel mult egale cu
4,5 m) şi lăţimea acostamentelor de 0,5 m (conform investigaţiilor de teren realizate în 2012,
lăţimile medii au fost de 0,75 m). Aceste tronsoane de drum au fost realizate în 39 de judeţe
prin folosirea a şase tipuri de agenţi stabilizatori netradiţionali. În toate locaţiile au fost
folosite materiale existente in situ (în unele cazuri cu unele adaosuri), după stabilizare
adăugându-se un strat de uzură (asfalt).
Stabilizatorii folosiţi au fost:
ECOBETON, tehnologie bazată pe un agent de stabilizare care foloseşte cenuşă de
termocentrală în proporţie de 30%. Costurile medii au fost de 22 euro/m2, fără TVA.
Au fost realizate 7 tronsoane de drum prin folosirea acestui stabilizator;
36
PERMA ZYME 11X, tehnologie care foloseşte ca agent de stabilizare materialele
existente in situ, cu adaos de emulsie enzimatică, costurile medii fiind de 36,36
euro/m2, fără TVA;
Tabelul 4.1.
Locaţia, tipul de stabilizator şi costurile implicate în stabilizarea drumurilor
din programul pilot derulat de Ministerul Dezvoltării Rurale şi Turismului Denumirea
stabilizatorului Costul mediu de
execuţie (euro/m2)* Judeţul Localitatea
DOLJ Talpaş OLT Dobreţu ARAD Şagu
BIHOR Bunteşti SĂLAJ Crasna
SATU MARE Negreşti
ECOBETON 22,23
VÂLCEA Pesceana BRĂILA Movila Miresei
CĂLĂRAŞI Gurbăneşti GALAŢI Gohor ILFOV Nuci
MEHEDINŢI Dumbrava TELEORMAN Siliştea
PERMA ZYME 11X
36,36
TULCEA Beidaud ARGEŞ Corbi
CARAŞ SEVERIN Slatina Timiş CONSTANŢA Pantelimon
GIURGIU Izvoarele GORJ Baia de Fier
T-RRP
37,35
IALOMIŢA Mărculeşti-Bucu BACĂU Dofteana
BRAŞOV Hoghiz BUZĂU Pănătău
COVASNA Ozun MUREŞ Papiu Ilarian
PRAHOVA Valea Călugărească
BASE STABILIZER
37,49
SIBIU Sălişte BOTOŞANI Răchiţi
DÂMBOVIŢA Pietrari IAŞI Grajduri
NEAMŢ Oniceni VASLUI Voineşti
SBM 10
(SBM 50)
38,09
VRANCEA Boloteşti ALBA Valea Lungă
BISTRIŢA-NĂSĂUD Zagra CLUJ Apahida
HARGHITA Sânsimion HUNEDOARA Vorta MARAMUREŞ Copalnic Mănăştur
şi Cerneşti
RBI GRADE 81
40,01
SUCEAVA Solca * Costul mediu de execuţie cuprinde: costurile totale de execuţie, inclusiv stratul de uzură realizat
din beton asfaltic (cca. 5 cm grosime).
37
T-RRP, tehnologie bazată pe un agent de stabilizare şi folosită pe şase tronsoane de
drum, cu costuri medii de 37,35 euro/m2;
BASE STABILIZER, tehnologie bazată pe un agent de stabilizare şi folosită la şapte
tronsoane de drum, cu costuri medii de 37,49 euro/m2;
SBM 10, tehnologie bazată pe agent de stabilizare folosită la şase tronsoane de
drum;
RBI Grade 81, tehnologie bazată pe agent de stabilizare, folosită la şapte tronsoane
de drum, cu costuri medii de 40,01 euro/m2. Această tehnologie utilizează adaosuri
de materiale minerale în funcţie de cantităţile existente in situ.
În cazul folosirii emulsiilor enzimatice ca agenţi stabilizatori, în tehnologia de lucru
este necesară parcurgerea mai multor operaţii tehnologice (figurile 4.1 – 4.6), după cum
urmează:
scarificarea stratului de stabilizat;
concasarea sau frezarea materialelor în vederea aplicării emulsiei enzimatice;
aplicarea emulsiei enzimatice cu o cisternă dotată cu dispozitive de pulverizare;
amestecarea emulsiei cu materialele din stratul de stabilizat;
compactarea stratului de stabilizat.
Figura 4.1. Operaţia de scarificare.
Figura 4.2. Concasarea sau frezarea materialelor în vederea aplicării emulsiei.
38
Figura 4.3. Aplicarea emulsiei cu cisternă, prin dispersare.
Figura 4.4. Amestecarea emulsiei cu materialele din stratul de stabilizat.
Figura 4.5. Nivelarea şi configurarea stratului.
39
Figura 4.6. Compactarea stratului stabilizat.
Drumurile unde s-au folosit agenţi de stabilizare bazaţi pe enzime, au fost realizate
prin folosirea produsului Perma Zyme 11X. Acesta este un produs pe bază de enzime,
complet natural, fabricat printr-un proces natural de fermentare prin utilizarea zaharurilor. La
amestecarea cu apă, premergătoare compactării, produsul acţionează asupra particulelor fine
ale solului printr-un proces de catalizare şi formare de legături, conducând la un efect de
cimentare. Amestecul cu apă se realizează la proporţia 1:500 litri, după care soluţia obţinută
se amestecă cu pământul, iar construcţia se compactează. Există şi condiţionări în sensul că
stratul de stabilizat trebuie să conţină minimum 15% argilă.
Pentru tronsoanele de drum amplasate în cadrul experimentului realizat de MDRT s-
au făcut controale de către organe specializate (Pa&Co INTERNATIONAL) pentru a se
determina comportarea în timp a structurilor stabilizate. Astfel, pentru drumurile cuprinse în
programul pilot, s-au realizat controale şi determinări privind următoarele caracteristici:
capacitatea portantă, planeitatea, rugozitatea şi starea de degradare. Controalele s-au efectuat
la 6, respectiv 18 luni de la darea în exploatare.
40
Principalele caracteristici ale drumurilor în cauză (identificate premergător stabilizării,
dar şi după controale) sunt redate în tabelul 4.2.
Tabelul 4.2.
Caracteristici ante şi post-stabilizare ale drumurilor experimentale. Compoziţia
granulometrică şi indicele de plasticitate ale terenurilor de fundare
conform studiului PA&CO INTERNATIONAL
Natura terenului de fundare Compoziţia
granulometrică [%]
Drumul Judeţul
argilă praf nisip
Indice de plasticitate
[%]
Capacitatea portantă*
[%]
Planeitatea* [%]
Rugozitatea* [%]
Stare drumului
(examinată vizual)
DC10A Ilfov 14 57 29 12,9 90 75 90 bună DC19 Tulcea 5 68 27 6,6 70 37 45 mediocră DC 47 Brăila 23 50 27 20,2 20 10 10 mediocră DC73A Călăraşi 5 47 48 6,9 43 50 100 mediocră DC88 Galaţi 11 40 47 5,7 62 80 100 bună DC6 Teleorman 41 40 19 32,5 75 75 100 bună
* Procentele reprezintă porţiuni de drum având caracteristici corespunzătoare.
4.2. Tipuri de degradare depistate în anul 2012 pe drumurile stabilizate cu
emulsii enzimatice. Cuantificarea degradărilor. Stadiul de ansamblu în care se
află drumurile în anul 2012
Datele privind diferitele tipuri de degradare, preluate în urma observaţiilor şi
măsurătorilor de teren realizate pe cele cinci drumuri stabilizate cu emulsii enzimatice, s-au
centralizat la nivelul fiecărui tip de drum pentru a reflecta starea actuală a acestora. Starea
tehnică a drumurilor în cauză s-a apreciat, în principal, prin mărimea suprafeţelor afectate de
diferite tipuri de degradări, raportat la mărimea totală a suprafeţei părţii carosabile a
drumurilor. În cazul defecţiunilor manifestate semnificativ în trei dimensiuni, s-a înregistrat şi
adâncimea defecţiunilor respective. Detalii suplimentare privind starea tehnică a drumurilor în
cauză sunt prezentate sub formă de fotografii, la nivel de drum.
4.2.1. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 47, judeţul Brăila
În urma centralizării observaţiilor şi măsurătorilor de teren, s-a constatat faptul că
drumul comunal 47 din judeţul Brăila, prezintă o stare generală bună, reflectată prin prezenţa
stratului asfaltic pe 99% din suprafaţa părţii carosabile (la data investigaţiilor de teren). Se
manifestă însă (tabelul 4.3) anumite forme de degradări generate de influenţa traficului, sub
forma văluririlor şi a gropilor. Văluririle ocupă o suprafaţă de circa 1% din suprafaţa părţii
carosabile, în timp ce, gropile sunt reduse ca proporţie, dar şi ca adâncime medie.
41
Tabelul 4.3.
Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal 47, judeţul Brăila
Suprafaţa totală a părţii
carosabile [m2]
Tipuri de degradări şi amplitudinea acestora raportata la suprafaţa totală a părţii carosabile
Văluriri* Gropi Suprafaţă
[m2] Procentaj din
suprafaţa drumului
[%]
Suprafaţă [m2]
Procentaj din suprafaţa drumului
[%]
Adâncime medie [cm]
5.500 (lăţime medie
platformă = 5,5 m)
60.90 1,1 4.8 - 3 *Drumul prezintă tendinţe de formare a făgaşelor în zonele de contact pneu-drum, fapt evidenţiat
de cedarea stratului de bitum asfaltic.
Prin comparaţie cu datele prezentate de rapoartele de analiză pentru drumurile
stabilizate cu emulsii enzimatice, se constată faptul că, datele respective nu sunt consistente
cu datele obţinute în teren la data investigaţiilor.
Este posibil ca, între timp, partea carosabilă să fi fost reasfaltată, datorită faptului că în
prezent, drumul comunal 47 (figura 4.7) s-a prezentat în stare mult mai bună (similar
drumului comunal 19 din judeţul Tulcea).
Figura 4.7. Drumul comunal nr. 47, Judeţul Brăila – starea generală în luna iunie, 2012.
În punctele eşantionate, agregatele au prezentat o stare pronunţată de încleştare, având
o coeziune foarte bună. Practic, în momentul extragerii probelor de teren din stratul stabilizat,
particulele s-au comportat ca blocuri puternic agregate, punând dificultăţi destul de mari în
extragerea materialului pentru constituirea probelor. Acest lucru a fost surprinzător, mai ales
datorită faptului că particulele constituente au avut dimensiuni foarte reduse. Desigur, au
42
existat şi zone de drum unde particulele au prezentat o stare mai pronunţată de dezagregare, în
special înspre capătul tronsonului stabilizat, la ieşirea spre terenurile agricole. Aici s-a
constatat prezenţa unor particule mai mari, de tipul nisipurilor şi pietrişurilor mici.
Din păcate, nu au fost disponibile date privind tipul de trafic specific acestui drum,
dar se pot extrage anumite elemente privind acest lucru, chiar din utilitatea drumului
respectiv.
Astfel, drumul în cauză serveşte nevoilor obşteşti şi pentru transporturi agricole de
tonaj şi frecvenţă redusă. Se constată faptul că încărcările produse de trafic sunt mici prin
comparaţie cu traficul forestier.
4.2.2. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 73A, judeţul Călăraşi
Comparativ cu drumul comunal nr. 47, pentru care s-au prezentat rezultatele anterior,
s-a constatat faptul că drumul comunal nr. 73A din judeţul Călăraşi (figura 4.8) prezintă o
stare neadecvată traficului, reflectată de compromiterea cvasitotală a îmbrăcăminţii asfaltice
dar şi de starea precară a stratului stabilizat. Se manifestă preponderent (tabelul 4.4) forme de
degradări generate de influenţa traficului, sub forma gropilor (35,5% din suprafaţa drumului)
şi văluriri (17,6% din suprafaţa drumului). În acelaşi timp, gropile depăşesc grosimea iniţială
a stratului asfaltic, pătrunzând frecvent şi în stratul stabilizat (adâncimea medie calculată
pentru acest tip de degradări este de 8 cm).
Tabelul 4.4.
Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 73A, judeţul Călăraşi
Suprafaţa totală a părţii
carosabile [m2]
Tipuri de degradări şi amplitudinea acestora raportata la suprafaţa totală a părţii carosabile
Văluriri* Văluriri* Suprafaţă
[m2] Procentaj
din suprafaţa drumului
[%]
Suprafaţă [m2]
Procentaj din suprafaţa drumului
[%]
Adâncime medie [cm]
4.500 (lăţime medie
platformă = 4,5 m)
792,0 17,6 1596,0 35,5 8
Covorul asfaltic cu rol de închidere-protecţie, lipseşte aproape cu desăvârşire.
Apariţiile insulare ale acestuia, care prezintă o stare destul de bună, se manifestă doar
deasupra podeţelor tubulare, unde, încărcările provenite din trafic au fost preluate mai bine de
structura de rezistenţă a lucrărilor de artă.
43
Figura 4.8. Drumul comunal nr. 73A, Judeţul Călăraşi – starea generală în luna iunie, 2012.
Prin comparaţie cu drumul comunal nr. 47 in judeţul Brăila, în cazul acestui drum, s-a
constatat vizual faptul că particulele din stratul stabilizat prezintă o formă accentuată de
dezagregare. Mai mult, s-a constatat prezenţa majoritară a unor particule din categoria
nisipurilor, în majoritatea punctelor investigate.
Spre deosebire de drumul comunal 47 din judeţul Brăila, pe drumul comunal 73A din
judeţul Călăraşi, traficul are o frecvenţă şi un tonaj mai mare, datorită faptului că acest drum
serveşte, pe lângă nevoile obşteşti, accesului între localităţi – transport de persoane şi mărfuri.
Starea tehnică a acestui drum este puternic afectată, în forma actuală traficul desfăşurându-se
foarte dificil şi cu viteze foarte reduse.
4.2.3. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 88, judeţul Galaţi
În cazul drumului comunal nr. 88 din judeţul Galaţi (figura 4.9), situaţia este şi mai
precară, datorită faptului că apar într-o proporţie însemnată văluriri. Un factor care poate
explica prezenţa acestui tip de degradare pe o pondere însemnată din drum poate fi
reprezentat de faptul că emulsia enzimatică nu a fost amestecată în mod corespunzător
(informaţii de la Primăria localităţii Gohor). Astfel, văluririle, semnalizate chiar de
configuraţia covorului asfaltic (tabelul 4.5), ocupă aproape jumătate din partea carosabilă.
Gropile formate sunt adânci, pătrunzând în stratul stabilizat, şi ocupă aproape 14% din
suprafaţa carosabilă, având adâncimi mari (media a fost de 8 cm).
44
Figura 4.9. Drumul comunal nr. 88, Judeţul Galaţi – starea generală în luna iunie, 2012.
Tabelul 4.5.
Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 88, judeţul Galaţi
Suprafaţa totală a părţii
carosabile [m2]
Tipuri de degradări şi amplitudinea acestora raportată la suprafaţă totală a părţii carosabile
Văluriri Gropi Suprafaţă
[m2] Procentaj din
suprafaţa drumului [%]
Suprafaţă [m2]
Procentaj din suprafaţa
drumului [%]
Adâncime medie [cm]
5.000 (lăţime medie
platformă = 5,0 m)
2496,0 49,9 690,0 13,8 8
În urma observaţiilor din teren, s-a constatat faptul că există o variabilitate foarte mare
în ceea ce priveşte particulele constituente ale stratului stabilizat cu emulsii enzimatice.
Astfel, dacă în prima parte a drumului au existat preponderent particule puternic dezagregate
din categoria nisipurilor şi pietrişurilor, în ultima porţiune a drumului s-a manifestat prezenţa
particulelor din categoria prafurilor. Acest lucru denotă o aplicare incorectă a tehnologiei de
stabilizare, stratul de stabilizat fiind neomogen. În primul caz s-au înregistrat degradări
variate predominând gropile, iar în ultimul caz s-au înregistrat văluriri ca urmare a cedării
stratului stabilizat. Covorul asfaltic a prezentat doar apariţii insulare sub formă neafectată, dar
şi în unele dintre aceste cazuri s-a semnalat prezenţa cedării stratului stabilizat.
Din punct de vedere al traficului, se poate constata faptul că acesta are un tonaj şi
frecvenţă reduse, drumul în cauză servind doar nevoilor agricole şi transportului cu
autovehicule de tonaj redus.
45
4.2.4. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 10A, judeţul Ilfov
Drumul comunal nr. 10A din judeţul Ilfov (figura 4.10) prezintă o stare tehnică
precară. Covorul asfaltic lipseşte ca urmare a degradărilor, iar văluririle şi gropile ocupă 28,6;
respectiv 13,8% din suprafaţa totală a drumului (tabelul 4.6). Gropile au adâncimi medii de 5
cm, pătrunzând în stratul stabilizat. Există tendinţe de formare a făgaşelor, ceea ce conduce la
concluzia că stratul stabilizat a eşuat.
Figura 4.10. Drumul comunal nr. 10A, Judeţul Ilfov – starea generală în luna iunie, 2012.
Tabelul 4.6.
Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 10A, judeţul Ilfov
Suprafaţa totală a părţii
carosabile [m2]
Tipuri de degradări şi amplitudinea acestora raportată la suprafaţă totală a părţii carosabile
Văluriri* Gropi Suprafaţă
[m2] Procentaj din
suprafaţa drumului [%]
Suprafaţă [m2]
Procentaj din suprafaţa
drumului [%]
Adâncime medie [cm]
5.500 (lăţime medie
platformă = 5,5 m)
1575,0 28,6 758,0 13,8 5 *Drumul are tendinţe de formare a făgaşelor generate de acţiunea traficului.
Din punct de vedere al traficului, acest drum este similar cu cel din judeţul Călăraşi,
servind atât nevoilor obşteşti,ât şi transportului de mărfuri şi persoane, traficul având o
frecvenţă mai ridicată.
4.2.5. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal 19, judeţul Tulcea
Drumul comunal nr. 19 din judeţul Tulcea (tabelul 4.7, figura 4.11) prezintă o stare
tehnică foarte bună, reflectată prin prezenţa a unor văluriri minore pe 3% din suprafaţa părţii
carosabile. În studiile de teren nu au fost înregistrate gropi. Starea mai bună a acestui drum
poate fi atât consecinţa realizării (sau refacerii) mai recente a covorului asfaltic, cât şi a unui
46
trafic minor, datorită faptului că acest drum se află într-o zonă cu utilitate strict agricolă
(trafic de frecvenţă şi tonaj reduse). Potrivit informaţiilor furnizate de Primăria localităţii
Beidaud, drumul în cauză a fost supus unei asfaltări în urmă cu 5 luni (la data investigaţiilor),
fapt pus în evidenţă şi de calitatea şi aspectul vizual al covorului asfaltic. Cel mai probabil s-
au efectuat cu această ocazie şi reprofilări ale stratului rutier stabilizat, datorită faptului că în
forma actuală, drumul se prezintă plan, fără tendinţe majore de degradare.
Tabelul 4.7.
Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 19, judeţul Tulcea
Suprafaţa totală a părţii
carosabile [m2]
Tipuri de degradări şi amplitudinea acestora raportată la suprafaţă totală a părţii carosabile
Văluriri Gropi Suprafaţă
[m2] Procentaj din
suprafaţa drumului [%]
Suprafaţă [m2]
Procentaj din suprafaţa
drumului [%]
Adâncime medie [cm]
5.500 (lăţime medie
platformă = 5,5 m)
20,0 3,0 0 - -
În studiile întreprinse în teren, s-a constatat faptul că stratul stabilizat este foarte
omogen sub aspectul particulelor care intră în componenţa sa. Practic, în toate punctele
investigate, materialul recoltat a avut aproximativ aceeaşi componenţă (fapt ce a condus la
reducerea numărului de probe recoltate).
Figura 4.11. Drumul comunal nr. 19, Judeţul Tulcea – starea generală în luna iunie, 2012.
Particular acestui drum a fost faptul că particulele din categoria prafului au
predominat. Acest lucru a fost observat în toate punctele eşantionate, dar şi sub formă de
acumulări la marginile părţii carosabile (figura 4.12). De fapt, particularităţile regiunii în care
este localizat drumul sunt de această natură, fapt constatat şi datorită condiţiilor
47
meteorologice locale (vânt puternic) în perioada determinărilor, care au condus la acumularea
unor depozite importante, atât pe drum, cât şi pe vehiculul avut la dispoziţie în momentul
determinărilor.
Figura 4.12. Drumul comunal nr. 19, Judeţul Tulcea – acumulări de praf la marginea părţii carosabile.
4.2.6. Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 6, judeţul Teleorman
Drumul comunal nr. 6 din judeţul Teleorman (tabelul 4.8, figura 4.13) prezintă o stare
tehnică destul de bună, reflectată prin prezenţa unor văluriri minore pe 27% din suprafaţa
părţii carosabile şi a unor gropi pe o suprafaţă de 3% şi o adâncime medie de 5 cm. În cazul
acestui drum, s-a semnalat prezenţa covorului asfaltic parţial cedat, ca o consecinţă a unui
trafic minor, datorită faptului că acest drum se află într-o zonă cu utilitate multiplă: agricolă,
transport de persoane şi mărfuri etc.
În studiile întreprinse în teren, s-a constatat faptul că stratul stabilizat este foarte
eterogen sub aspectul particulelor care intră în componenţa sa. Practic, în toate punctele
investigate, materialul recoltat a avut aproximativ aceeaşi componenţă (majoritar particule
fine şi în proporţie mai scăzută particule grosiere).
Tabelul 4.8.
Tipuri de degradări înregistrate pe drumul comunal nr. 6, judeţul Teleorman
Suprafaţa totală a părţii
carosabile [m2]
Tipuri de degradări şi amplitudinea acestora raportată la suprafaţă totală a părţii carosabile
Văluriri Gropi Suprafaţă
[m2] Procentaj din
suprafaţa drumului [%]
Suprafaţă [m2]
Procentaj din suprafaţa
drumului [%]
Adâncime medie [cm]
5.500 (lăţime medie
platformă = 5,5 m)
1485,0 27,0 20,0 3,0 5
48
Figura 4.13. Drumul comunal nr. 6, Judeţul Teleorman – starea generală în luna iunie, 2012.
4.3. Rezultate privind analizele de laborator ale eşantioanelor recoltate de pe
drumurile stabilizate cu emulsii enzimatice şi corelaţii între starea actuală a
drumurilor şi indicii determinaţi în laborator
Dintre drumurile stabilizate cu emulsii enzimatice (Perma Zyme 11X), trei au
prezentat o stare bună sau relativ bună la momentul investigaţiilor efectuate în luna iunie
2012. De asemenea, unele dintre rezultatele obţinute cu ocazia investigaţiilor de teren, nu sunt
consistente cu cele obţinute cu ocazia investigaţiilor anterioare (în toate cazurile compoziţia
granulometrică diferă de cea a naturii straturilor stabilizate). S-a pus astfel problema efectuării
unor analize de laborator, independente, privind compoziţia granulometrică şi indicii de
plasticitate a straturilor stabilizate în vederea identificării potenţialelor cauze care au condus
la starea curentă a drumurilor în cauză. S-a recurs la astfel de teste de laborator, tocmai
datorită faptului că reuşita stabilizării straturilor este cel mai frecvent pusă pe seama prezenţei
unui conţinut minim de argilă şi a unui indice de plasticitate care trebuie să îndeplinească
anumite condiţii minime. De asemenea, în unele cazuri este necesară atingerea unei anumite
structuri granulometrice pentru asigurarea succesului în stabilizarea straturilor rutiere.
Desigur, există şi alte caracteristici care ar putea influenţa comportarea sub trafic a
drumurilor în cauză, destul de bine conturate în literatura de specialitate, cum ar fi condiţiile
climatice, tipul şi intensitatea traficului etc.
Pentru efectuarea determinărilor, din probele recoltate în teren, s-au alcătuit probe
medii, la nivelul fiecărui drum investigat. Probele medii au rezultat prin amestecarea şi
omogenizarea materialului recoltat, după care s-au extras probe având masele prevăzute de
standardele în vigoare privind încercările de laborator.
49
Analiza granulometrică s-a efectuat asupra probelor medii prin folosirea celor două
tipuri de analiză: cernere şi sedimentare. Rezultatele privind granulometria probelor, indicii
de plasticitate, coeficienţii de neuniformitate şi tipurile de pământ identificate sunt prezentate
sub formă grafică şi tabelară în cele ce urmează.
A. Drum comunal nr. 19, judeţul Tulcea
Granulometrie – datele rezultate în urma analizelor granulometrice sunt prezentate în
figura 4.15 şi tabelul 4.9.
Figura 4.15. Curba granulometrică pentru proba medie alcătuită pe baza probelor recoltate de
pe Drumul comunal nr. 19, judeţul Tulcea.
Tabelul 4.9.
Rezultate privind analiza granulometrică pentru proba medie
aferentă Drumului comunal nr. 19, judeţul Tulcea
Cantitatea rămasă pe sită Fracţiuni cu diametrul mai
mic decât d, în % din Diametrul
particulelor d (mm) (g) (%) cantitatea totală
16 0 0 100,0 8 58,5 29,25 70,8 4 52,4 26,2 44,6 1 36,4 18,2 26,4
0,500 9,3 4,65 21,7 0,250 12,4 6,2 15,5 0,100 6,8 3,4 12,1 0,063 2,8 1,4 10,7 0,055 2,7 1,35 9,4 0,040 4,3 2,15 7,2 0,029 6,9 3,45 3,8 0,023 6,2 3,1 0,7 0,018 1,3 0,65 0,0 Total 200
50
Indice de plasticitate - Limita superioară de plasticitate – Conform interpolării pe
diagramă la 25 de căderi, wL = 5,3%.
Figura 4.16. Determinarea limitei superioare de plasticitate pentru proba aferentă
Drumului comunal nr. 19, judeţul Tulcea.
Limita inferioară de plasticitate – Probă nepracticabilă, wp = 0%.
Limita inferioară wP (%) Limita superioară wL (%) Indice de plasticitate (Ip) 0,0 5,3 5,3
Coeficient de neuniformitate – Un > 15 (pământ neuniform).
Tip de pământ conform identificării în diagrama ternară – nisip prăfos.
Conţinut în argilă = 0
B. Drumul comunal nr. 47, judeţul Brăila
Granulometrie – datele rezultate în urma analizelor granulometrice sunt prezentate în
figura 4.17 şi tabelul 4.10.
Figura 4.17. Curba granulometrică pentru proba medie alcătuită pe baza probelor recoltate de
pe Drumul comunal nr. 47, judeţul Brăila.
51
Tabelul 4.10.
Rezultate privind analiza granulometrică pentru proba medie
aferentă Drumului comunal nr. 47, judeţul Brăila
Cantitatea rămasă pe sită Fracţiuni cu diametrul mai mic decât d, în %
Diametrul particulelor
d (mm) (g) (%) din cantitatea totală 16 0 0 100 8 45,1 22,55 77,45 4 34,9 17,45 60 1 39 19,5 40,5
0,500 10,5 5,25 35,25 0,250 16,1 8,05 27,2 0,100 24,9 12,45 14,75 0,063 5 2,5 12,25 0,055 4,5 2,25 10 0,040 2,9 1,45 8,55 0,029 5,7 2,85 5,7 0,023 3 1,5 4,2 0,018 3,7 1,85 2,35 0,014 4,7 2,35 0 Total 200
Indice de plasticitate
Limita superioară de plasticitate – Conform interpolării pe diagramă la 25 de căderi,
wL = 4,9%.
Figura 4.18. Determinarea limitei superioare de plasticitate pentru proba aferentă
Drumului comunal nr. 47, judeţul Brăila.
Limita inferioară de plasticitate - Probă nepracticabilă, wp = 0%.
Limita inferioară wP (%) Limita superioară wL (%) Indice de plasticitate (Ip) 0,0 4,9 4,9
52
Coeficient de neuniformitate – Un > 15 (pământ neuniform).
Tip de pământ conform identificării în diagrama ternară – nisip prăfos.
Conţinut în argilă = 0
C. Drumul comunal nr. 88, judeţul Galaţi
Granulometrie – datele rezultate în urma analizelor granulometrice sunt prezentate în
figura 4.19 şi tabelul 4.11.
Figura 4.19. Curba granulometrică pentru proba medie alcătuită pe baza probelor recoltate de
pe Drumul comunal nr. 88, judeţul Galaţi.
Tabelul 4.11.
Rezultate privind analiza granulometrică pentru proba medie
aferentă Drumului comunal nr. 88, judeţul Galaţi
Cantitatea rămasă pe sită Fracţiuni cu diametrul
mai mic decât d, în % din Diametrul
particulelor d (mm) (g) (%) cantitatea totală
16 0 0 100 8 47,3 23,65 76,35 4 38,5 19,25 57,1 1 51,7 25,85 31,25
0,500 15,4 7,7 23,55 0,250 10,6 5,3 18,25 0,100 7,6 3,8 14,45 0,063 6,3 3,15 11,3 0,055 7,2 3,6 7,7 0,040 2,9 1,45 6,25 0,029 4,3 2,15 4,1 0,023 6,3 3,15 0,95 0,018 1,9 0,95 0 0,009 0 0 100 Total 200
53
Indice de plasticitate
Limita superioară de plasticitate – Conform interpolării pe diagramă la 25 de căderi,
wL = 12,3%.
Figura 4.20. Determinarea limitei superioare de plasticitate pentru proba aferentă
Drumului comunal nr. 88, judeţul Galaţi.
Limita inferioară de plasticitate – Probă nepracticabilă, wp = 0%.
Limita inferioară wP (%) Limita superioară wL (%) Indice de plasticitate (Ip) 0,0 12,3 12,3
Coeficient de neuniformitate – Un > 15 (pământ neuniform).
Tip de pământ conform identificării în diagrama ternară – nisip prăfos.
Conţinut în argilă = 0
D. Drumul comunal nr. 73A, judeţul Călăraşi
Granulometrie – datele rezultate în urma analizelor granulometrice sunt prezentate în
figura 4.21 şi tabelul 4.12.
Figura 4.21. Curba granulometrică pentru proba medie alcătuită pe baza probelor recoltate de
pe Drumul comunal nr. 73 A, judeţul Călăraşi.
54
Tabelul 4.12.
Rezultate privind analiza granulometrică pentru proba medie
aferentă Drumului comunal nr. 73A, judeţul Călăraşi
Cantitatea rămasă pe sită Fracţiuni cu diametrul mai mic decât d, în %
Diametrul particulelor
d (mm) (g) (%) din cantitatea totală 16 0 0 100 8 40,1 20,05 79,95 4 36,4 18,2 61,75 1 59,2 29,6 32,15
0,500 15,1 7,55 24,6 0,250 12,9 6,45 18,15 0,100 9,5 4,75 13,4 0,063 5,8 2,9 10,5 0,054 3,2 1,6 8,9 0,048 4,8 2,4 6,5 0,035 5,1 2,55 3,95 0,033 2,7 1,35 2,6 0,025 5,2 2,6 0 Total 200
Indice de plasticitate
Limita superioară de plasticitate – Conform interpolării pe diagramă la 25 de căderi,
wL = 13,5%.
Figura 4.22. Determinarea limitei superioare de plasticitate pentru proba aferentă
Drumului comunal nr. 73A, judeţul Călăraşi.
Limita inferioară de plasticitate – Probă nepracticabilă, wp = 0%.
Limita inferioară wP (%) Limita superioară wL (%) Indice de plasticitate (Ip) 0,0 13,5 13,5
Coeficient de neuniformitate – Un > 15 (pământ neuniform).
55
Tip de pământ conform identificării în diagrama ternară – nisip prăfos.
Conţinut în argilă = 0
E. Drumul comunal nr. 10A, judeţul Ilfov
Granulometrie – datele rezultate în urma analizelor granulometrice sunt prezentate în
figura 4.23 şi tabelul 4.13.
Figura 4.23. Curba granulometrică pentru proba medie alcătuită pe baza probelor recoltate de
pe Drumul comunal nr. 10A, judeţul Ilfov.
Tabelul 4.13.
Rezultate privind analiza granulometrică pentru proba medie
aferentă Drumului comunal nr. 10A, judeţul Ilfov
Cantitatea rămasă pe sită Fracţiuni cu diametrul mai mic decât d, în %
Diametrul particulelor
d (mm) (g) (%) din cantitatea totală 16 0 0 100 8 91,3 45,65 54,35 4 41,8 20,9 33,45 1 29,7 14,85 18,6
0,500 7,8 3,9 14,7 0,250 4,7 2,35 12,35 0,100 1,8 0,9 11,45 0,063 1 0,5 10,95 0,055 7,2 3,6 7,35 0,042 5,4 2,7 4,65 0,031 4,2 2,1 2,55 0,024 2,7 1,35 1,2 0,020 2,4 1,2 0 Total 200
56
Indice de plasticitate - Limita superioară de plasticitate – Conform interpolării pe
diagramă la 25 de căderi, wL = 14,0%.
Figura 4.24. Determinarea limitei superioare de plasticitate pentru proba aferentă
Drumului comunal nr. 10A, judeţul Ilfov.
Limita inferioară de plasticitate – wp = 3,3%.
Limita inferioară wP (%) Limita superioară wL (%) Indice de plasticitate (Ip) 3,3 14,0 10,7
Coeficient de neuniformitate – Un > 15 (pământ neuniform).
Tip de pământ conform identificării în diagrama ternară – nisip prăfos.
Conţinut în argilă = 0
F. Drumul comunal nr. 6, judeţul Teleorman
Granulometrie – datele rezultate în urma analizelor granulometrice sunt prezentate în
figura 4.25 şi tabelul 4.14.
Figura 4.25. Curba granulometrică pentru proba medie alcătuită pe baza probelor recoltate de
pe Drumul comunal nr. 6, judeţul Teleorman.
57
Tabelul 4.14.
Rezultate privind analiza granulometrică pentru proba medie aferentă
Drumului comunal nr. 6, judeţul Teleorman
Cantitatea rămasă pe sită Fracţiuni cu diametrul mai mic decât d, în %
Diametrul particulelor
d (mm) (g) (%) din cantitatea totală 16 0 0 100 8 21 10,5 89,5 4 29,4 14,7 74,8 1 59,8 29,9 44,9
0,500 24,8 12,4 32,5 0,250 19,2 9,6 22,9 0,100 11,5 5,75 17,15 0,063 9 4,5 12,65 0,052 6,8 3,4 9,25 0,48 5,4 2,7 6,55 0,41 4,9 2,45 4,1 0,32 4,2 2,1 2 0,21 4 2 0 Total 200
Indice de plasticitate
Limita superioară de plasticitate – Conform interpolării pe diagramă la 25 de căderi,
wL = 11,6%.
Figura 4.26. Determinare limitei superioare de plasticitate pentru proba aferentă
Drumului comunal nr. 6, judeţul Teleorman.
Limita inferioară de plasticitate – wp= 4,3%.
Limita inferioară wP (%) Limita superioară wL (%) Indice de plasticitate (Ip) 4,3 11,6 7,3
Coeficient de neuniformitate – Un > 15 (pământ neuniform).
Tip de pământ conform identificării în diagrama ternară – nisip prăfos.
Conţinut în argilă = 0
58
Datele rezultate din analizele de laborator (prezentate în graficele şi tabelele
anterioare) se prezintă sub formă centralizată în tabelul 4.15.
Tabelul 4.15.
Centralizarea rezultatelor de laborator privind probele de pe drumurile analizate Compoziţia granulometrică (%) Drumul Judeţul argilă praf nisip + pietriş
Indicele de plasticitate
(%)
Coeficientul de neuniformitate,
Un
Încadrarea pământ
Starea actuală a drumului
DC19 Tulcea - 9,0 91,0 5,3 >15 Nisip prăfos
bună
DC47 Brăila - 9,0 91,0 4,9 >15 Nisip prăfos
bună
DC88 Galaţi - 9,5 90,5 12,3 >15 Nisip prăfos
bună
DC73A Călăraşi - 8,0 92,0 13,5 >15 Nisip prăfos
degradată
DC10A Ilfov - 7,0 93,0 10,7 >15 Nisip prăfos
degradată
DC6 Teleorman - 9,0 91,0 7,3 >15 Nisip prăfos
degradată
În ceea ce priveşte încercarea Proctor, acest tip de analiză de laborator a fost realizat
în conformitate cu prevederile STAS 1913/13-1986 pentru probele provenite de la drumurile
Drumul Comunal 10A Ilfov şi Drumul Comunal 6 Teleorman.
Rezultatele acestor teste se prezintă în cele ce urmează.
Proba 5, Drumul comunal nr. 10A, Judeţul Ilfov
Umiditate,% 9,7 11,9 14,3 Densitate,g/cmc 1,8198 2,1838 2,1231
Proba 6, Drumul comunal nr. 6, Judeţul Teleorman
Umiditate,% 12,7 14,2 16,5 Densitate,g/cmc 1,9745 2,3658 2,0064
4.4. Analiza tehnico-economică şi oportunitatea folosirii emulsiilor enzimatice la
stabilizarea straturilor rutiere a drumurilor forestiere
4.4.1. Generalităţi
În cazul stabilizării straturilor rutiere cu agenţi stabilizatori netradiţionali (enzime,
polimeri etc.), costul agentului de stabilizare prezintă o contribuţie substanţială în costul de
ansamblu al stabilizării.
59
Este importantă cunoaşterea aspectelor privind costurile de stabilizare ale straturilor
rutiere, pentru a se putea face distincţia între soluţiile tehnice de aplicat în diferite situaţii. În
acest caz, pot deveni fezabile soluţiile tradiţionale datorită existenţei materialelor locale. În
zonele de deal, unde materialele locale pot să lipsească, o stabilizare cu agenţi stabilizatori de
natură enzimatică ar putea să devină o soluţie mai bună sub raport tehnico-economic. Din
acest motiv, în cele ce urmează se prezintă date referitoare la costurile de achiziţie a câtorva
agenţi stabilizatori, precum şi evaluări privind costurile pentru diferite grosimi şi lăţimi ale
stratului stabilizat.
S-au realizat evaluări pentru straturi stabilizate cu grosimi cuprinse între 5 şi 25 cm, şi
lăţimi de 3,00, 3,50 respectiv 4,00 m. S-au luat în considerare următorii agenţi stabilizatori de
natură enzimatică: Perma Zyme şi Earth Zyme.
4.4.2. Costuri şi dozaje pentru lianţi netradiţionali de natură enzimatică
Agenţii de stabilizare bazaţi pe emulsii enzimatice sunt în general livraţi în formă
concentrată, iar realizarea dozajelor de lucru se realizează la locul de punere în operă.
În ceea ce priveşte agentul stabilizator Earth Zyme, acesta se livrează în recipiente de
20 l (concentrat) la un preţ de 7000 euro/recipient, ceea ce înseamnă un preţ unitar de 350
euro/litru.
Stabilizatorul Perma Zyme 11 X se livrează în recipiente de 19 litri (concentrat), la un
preţ unitar de 250 euro/ litru.
Dozajele recomandate de firmele furnizoare diferă în raport cu tipul produsului, după
cum urmează:
0,0278 litri/m3 (1 litru la 36 m3) în cazul agentului stabilizator Earth Zyme;
0,0303 litri/m3 (1 litru la 33 m3) în cazul agentului stabilizator Perma Zyme 11X.
Bineînţeles, costurile implicate pentru stabilizarea straturilor rutiere depind de
volumul de material de stabilizat. Pentru formarea unei imagini de ansamblu, s-au efectuat
modelări de cost privind diferite caracteristici ale straturilor rutiere de stabilizat (grosime şi
lăţime). S-au luat în considerare straturi echivalente cu cele ale drumurilor forestiere, iar
rezultatele sunt prezentate în figurile 4.27, respectiv 4.28.
Dacă se analizează figurile 4.27, respectiv 4.28, se constată că pentru o situaţie
specifică a unui strat de stabilizat având o grosime de 20 cm şi o lăţime de 3,50 m; folosirea
agentului stabilizator Earth Zyme implică costuri de 6,81 euro pe metrul liniar de strat
stabilizat, prin comparaţie cu agentul stabilizator Perma Zyme 11X ce implică costuri de 5,30
euro pe metrul liniar de strat stabilizat.
60
Figura 4.27. Costuri pentru agentul stabilizator Earth Zyme.
Figura 4.28. Costuri pentru agentul stabilizator Perma Zyme 11X.
4.4.3. Costuri totale implicate de stabilizarea straturilor rutiere cu agenţi de
stabilizare de tip enzimatic
În cazul stabilizării drumurilor cu agenţi netradiţionali (emulsii enzimatice, polimeri
etc.), se aplică structuri tehnologice specifice de execuţie a lucrărilor de stabilizare. În
general, operaţiile tehnologice nu diferă foarte mult la aplicarea emulsiilor enzimatice faţă de
aplicarea prafurilor anorganice. Atunci când se realizează stabilizări fără adaos de material, se
aplică în general următoarele operaţii tehnologice:
scarificarea stratului de stabilizat, prin folosirea scarificatoarelor specializate sau a
altor maşini adaptate pentru scarificare;
distribuirea emulsiei enzimatice cu cisterne dotate cu pulverizatoare sau a prafurilor
anorganice prin folosirea altor dispozitive;
înglobarea emulsiilor sau a prafurilor enzimatice prin folosirea de malaxoare sau
freze;
61
reprofilarea stratului stabilizat prin folosirea de autogredere sau gredere montate pe
alte maşini de bază;
cilindrarea stratului stabilizat cu rulouri compactoare.
Pentru situaţiile descrise mai sus, s-au calculat costurile de execuţie ale stabilizărilor,
pentru agenţii stabilizatori de natură enzimatică descrişi anterior, prin considerarea ipotezei de
lucru fără adaos de materiale (folosirea materialelor locale). În figurile 4.29, respectiv 4.30, se
prezintă variaţiile costurilor în raport cu grosimea stratului stabilizat pentru două variante de
lăţime a stratului: 3,5 şi 4,0 m.
Costurile prezentate în figurile menţionate s-au determinat în cazul stabilizării cu
agenţi de stabilizare de tip Perma Zyme 11X şi Earth Zyme, fiind redate în lei pe metrul liniar
de strat stabilizat.
În cazul folosirii materialelor de adaos, costurile pot să crească semnificativ, în raport
cu distanţa de transport, pentru materialele necesare, şi cantităţile de material necesare.
Prin comparaţie, realizarea straturilor rutiere de tip clasic pot să fie mai scumpe sau
mai ieftine, în raport cu tipul de materiale şi cantităţile folosite, dar şi cu distanţele de
transport între sursele/resursele de material (cariere, balastiere) şi locul de punere în operă.
Pentru elucidarea acestor aspecte, s-au realizat calcule tehnico-economice şi, în cele ce
urmează, se prezintă date privind costurile implicate de sistemele rutiere de tip clasic (piatră
spartă poligranulară şi fundaţie de balast) în funcţie de tipul de sistem rutier adoptat şi distanţa
de transport a materialelor necesare. Rezultatele sunt prezentate în subcapitolul 4.4.4.
Figura 4.29. Costuri pe metru liniar de strat stabilizat în cazul folosirii liantului Perma Zyme
11X, fără adaos de materiale, pentru lăţimi ale stratului de 3,00 respectiv 4,00 m.
62
Figura 4.30. Costuri pe metru liniar de strat stabilizat în cazul folosirii liantului Earth Zyme,
fără adaos de materiale, pentru lăţimi ale stratului de 3,00 respectiv 4,00 m.
4.4.4. Costuri totale implicate de realizarea straturilor rutiere cu materiale
tradiţionale
În mod curent, sistemele rutiere realizate pe drumurile forestiere secundare se
compun, după caz, din îmbrăcămintea din piatră spartă poligranulară (cazul unui substrat
stâncos, pe terenuri stâncoase şi stabile), îmbrăcăminte din piatră spartă poligranulară şi
fundaţie de balast (cazul terenurilor intermediare) sau îmbrăcăminte din piatră spartă
poligranulară, fundaţie de balast şi strat de nisip pentru anticontaminare (în cazul terenurilor
argiloase).
Costurile de realizare a acestor sisteme rutiere depind de aceste caracteristici, fiind
mai mari sau mai mici, în raport cu adoptarea suplimentară a unor straturi în sistemul rutier.
În ceea ce urmează se prezintă costurile privind realizarea acestor sisteme, pentru mai
multe ipoteze:
I1 – reabilitarea unui drum existent, cu scarificare şi împietruire, pe grosimi cuprinse
între 0.10 şi 0,35 m, după cilindrare (inclusiv fundaţie din balast cu grosimea de 15 cm şi
acostamente din balast) – figura 4.31.
Figura 4.31. Costurile de execuţie ale sistemelor rutiere,
la diferite categorii de drumuri forestiere.
63
Caracteristicile profilelor transversale tip pentru drumurile forestiere magistrale,
principale şi secundare (care au fost luate în studiu privind costurile de reabilitare sau
construcţie) se redau în figurile 4.32 – 4.34.
Figura 4.32. Caracteristicile profilului transversal tip pentru drumurile forestiere magistrale.
Figura 4.33. Caracteristicile profilului transversal tip pentru drumurile forestiere principale.
Figura 4.34. Caracteristicile profilului transversal tip pentru drumurile forestiere secundare.
I2 – suprastructură drum nou, balast pe grosimi de 0,10 – 0,35 m după cilindrare –
figura 4.35.
64
Figura 4.35. Costurile suprastructurii realizate dintr-un strat de balast cilindrat,
pentru drumurile forestiere secundare, şi diferite grosimi ale stratului.
4.5. Discuţii de ansamblu privind comportarea sub trafic a drumurilor
stabilizate cu emulsii enzimatice şi indicii tehnico-economici
4.5.1. Comportarea sub trafic a drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice
După recoltarea şi centralizarea datelor de teren cu privire la starea actuală a
drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice, se constată faptul că după o perioadă de patru
ani de la realizarea straturilor stabilizate, jumătate dintre drumurile investigate prezintă o stare
tehnică precară. Mai mult, această stare a fost generată de condiţii de trafic mult mai uşoare
decât cele de pe drumurile forestiere. Din punct de vedere climatic, drumurile supuse
experimentării sunt favorizate prin comparaţie cu majoritatea drumurilor forestiere de la nivel
naţional, în sensul că primele sunt expuse perioadelor mai îndelungate la uscăciune, iar
variaţiile de umiditate diurne şi anuale prezintă amplitudini mai mici.
Dintre drumurile supuse investigaţiilor, drumul comunal 19 din Judeţul Tulcea a fost
asfaltat recent, motiv pentru care eventualii indici luaţi în considerare nu au o relevanţă
covârşitoare.
Două dintre drumurile analizate după o perioadă de patru ani de la stabilizarea
straturilor cu agenţi de stabilizare de natură enzimatică, prezintă o stare relativ bună. Este
vorba de drumul comunal nr. 47 din judeţul Brăila şi de drumul comunal nr. 6 din judeţul
Teleorman. Aceste drumuri îşi păstrează, într-o proporţie destul de mare, covorul asfaltic
prevăzut ca strat de acoperire. Motivul acestui tip de comportare (drumurile respective au
condiţii similare atât în ceea ce priveşte natura şi intensitatea traficului, cât şi condiţiile
climatice) poate să fie reprezentat de conţinutul iniţial substanţial de argilă al stratului de
65
stabilizat: 23% (DC 47, Judeţul Brăila), respectiv 41% (DC 6, Judeţul Teleorman), cunoscut
(şi întărit prin studiile de faţă) fiind faptul că emulsiile enzimatice generează efect pe o
varietate mare de pământuri, în condiţiile în care aceste pământuri prezintă o cantitate minimă
de argilă (obişnuit mai mult de 10%) şi o plasticitate caracterizată de un indice mai mare de
8%. Se cunoaşte şi faptul că emulsiile enzimatice lucrează bine pe pământuri cu conţinut de
argilă între 12 şi 24% (chiar 25…30% în cazul unor produse) şi cu indici de plasticitate între
8 şi 35%, fapt certificat şi prin studiul de faţă în cazul celor două drumuri.
Existenţa unui conţinut iniţial minim de argilă nu este suficientă pentru generarea de
efecte stabilizatoare de lungă durată, fapt dovedit de drumurile comunale investigate în
judeţele Ilfov şi Galaţi (conţinut iniţial de 14%, respectiv 11%). De asemenea, indicele de
plasticitate iniţial de 12,9%, cum este cazul drumului comunal nr. 10A din judeţul Ilfov, nu a
fost suficient pentru a genera efecte de stabilizare de lungă durată. În ceea ce privsc indicii de
plasticitate iniţiali ai drumurilor din Galaţi şi Călăraşi, se pare că aceştia nu au fost suficienţi
pentru a genera efectele scontate.
Se poate constata faptul că, în conformitate cu datele furnizate de rapoartele privind
comportarea sub trafic la 6, respectiv 18 luni de la stabilizare, drumurile care au avut o
compoziţie granulometrică iniţială echilibrată a stratului de stabilizat (Brăila şi Teleorman),
au starea tehnică cea mai bună după patru ani de la realizarea lucrărilor de stabilizare. Prin
urmare, nu este suficientă existenţa unei anumite cantităţi iniţiale de argilă pentru ca lucrările
de stabilizare să dea rezultate. Ca rezultat, uneori este necesară completarea cu materiale de
adaos, ceea ce implică costuri suplimentare privind achiziţia şi transportul acestora, mai ales
în condiţiile unor drumuri forestiere.
În cazul tuturor probelor analizate se constată faptul că granulometria materialelor
stabilizate se redistribuie pe categorii de particule după aplicarea agentului de stabilizare de
natură enzimatică (tabelul 4.16).
Tabelul 4.16.
Centralizarea rezultatelor de laborator privind probele de pe drumurile analizate
Natura stratului înainte de stabilizare Natura stratului la 4 ani de la stabilizare Compoziţia granulometrică
(%) Compoziţia
granulometrică (%)
Drumul Judeţul
Argilă praf nisip+pietriş
Indicele de plasticitate
(%) argilă praf nisip+pietriş
Indicele de plasticitate
(%) DC10A6 Ilfov 14 57 29 12,9 - 7,0 93,0 10,7
DC19 Tulcea 5 68 27 6,6 - 9,0 91,0 5,3 DC 47 Brăila 23 50 27 20,2 - 9,0 91,0 4,9 DC73A Călăraşi 5 47 48 6,9 - 8,0 92,0 13,5 DC88 Galaţi 11 40 47 5,7 - 9,5 90,5 12,3 DC6 Teleorman 41 40 19 32,5 - 9,0 91,0 7,3
66
Deosebit de interesantă apare lipsa completă a particulelor din fracţiunea argilelor în
probele analizate post-stabilizare, dar şi migraţia procentuală a unor particule din categoria
prafului, în categoria nisipului. Bineînţeles, acest lucru poate fi privit ca rezultatul unei
eşantionări mai active a materialului de analiză pentru laborator, în cazul studiilor realizate în
lucrarea de faţă. Totuşi, absenţa argilei în compoziţia granulometrică a materialelor stabilizate
poate fi explicată prin legăturile create între particule de către agentul de stabilizare
enzimatică, legătură care, prin comasarea particulelor mai mici, a condus la redistribuirea
granulometrică. Acelaşi lucru poate fi valabil şi în cazul particulelor din categoria prafurilor
care, prin cimentare, au căpătat dimensiuni şi astfel făcându-se trecerea în alte categorii.
Frapant este faptul că aceste conglomerate microscopice nu s-au dezagregat în urma testelor
realizate în vederea stabilirii compoziţiei granulometrice, deşi acestea posedă mecanisme
destul de puternice care ar fi putut genera dezagregarea. Aspectele menţionate pot fi puse în
evidenţă de corelaţiile care există între conţinutul iniţial în particule de argilă şi conţinutul la
patru ani de la stabilizare în particule din categoria prafului. În mod similar, dacă se grupează
particulele din categoria prafului şi nisipului înainte de stabilizare, se constată că sumele
procentuale respective sunt corelate cu distribuţiile procentuale ale particulelor din categoria
nisipului (şi pietriş), specifice investigaţiilor realizate la patru ani după stabilizare. Aceste
lucruri necesită investigaţii suplimentare de natură chimică şi microscopic pentru a se
identifica, mai precis, mecanismele specifice de coagulare a particulelor aflate sub acţiunea
agenţilor stabilizatori de natură enzimatică.
În ceea ce priveşte indicii de plasticitate, se constată faptul că, aproape în toate
cazurile, aceştia au scăzut considerabil ca urmare a acţiunii agentului stabilizator de natură
enzimatică. Astfel, indicii de plasticitate au scăzut cu 1,3% (DC 19, judeţul Tulcea) până la
20,2 %(DC 6, judeţul Teleorman). Aceste rezultate sunt consistente cu cele emise de alţi
autori care au constatat descreşteri importante pentru indicii de plasticitate ai pământurilor
tratate cu emulsii enzimatice (Shankar, et al., 2009). Scăderi importante se constată în cazul
straturilor care au avut un conţinut iniţial mare de argilă (drumurile comunale din judeţele
Brăila şi Teleorman). S-au constatat şi două cazuri în care indicii de plasticitate au crescut,
respectiv drumurile comunale din Călăraşi şi Galaţi. Caracteristic acestor drumuri este faptul
că au prezentat un conţinut iniţial mare în particule din categoria nisipurilor (47, respectiv
48%). Cel puţin din punct de vedere logic, mecanismul care a condus la creşterea indicilor de
plasticitate poate fi privit din perspectiva coagulării particulelor fine în jurul celor de
dimensiuni apropiate, fără realizarea de legături care să cuprindă şi particulele mai mari. În
acest mod, argila care era iniţial disponibilă pentru agregarea particulelor mai mari, a fost
atrasă în legături cu particule mai mici, conducând în acest mod la fenomenul menţionat. Şi
67
din acest punct de vedere, asigurarea unor compoziţii granulometrice echilibrate este în
măsură să conducă la proprietăţi mai bune ale straturilor stabilizate.
În condiţii ideale, referitoare la granulometria materialelor de stabilizat şi la indicii de
plasticitate, reuşita stabilizării mai depinde şi de conţinutul de umiditate pe care un material
pământos trebuie să îl prezinte pentru a avea calităţi superioare la compactare. În cazul
adaosului de agenţi stabilizatori pe bază de emulsii enzimatice, este cunoscut faptul că
soluţiile respective implică o cantitate însemnată de apă. Ca rezultat, cunoaşterea
caracteristicilor de compactare este crucială pentru aceste lucruri. Obişnuit, emulsiile
enzimatice se obţin după diluare cu apă. Sub acest aspect, cantitatea de apă de utilizat trebuie
să fie o constantă, rezultată din alte analize de laborator. Dar umiditatea efectivă a unui
material de stabilizat poate fi mai mare sau mai mică la un anumit moment dat. Starea de
îndesare a materialului depinde şi de umiditate. În acest mod, conţinutul optim la compactare
trebuie să ia în considerare eventualul adaos de apă şi să se întreprindă corecturile de rigoare
înainte de amestec (evaporare sau adăugare de apă) astfel încât, odată cu înglobarea emulsiei,
să rezulte conţinutul de apă necesar optim. Pentru a identifica eventualele diferenţe între
pământuri având compoziţie granulometrică diferită, deci comportare diferită la stabilizare şi
post – stabilizare, s-au efectuat determinări prin analiza Proctor pentru două drumuri având
compoziţii granulometrice ante şi post stabilizare diferite. Astfel s-a constatat că rezultatele
obţinute post-stabilizare sunt corelate cu cele prescrise de literatura de specialitate (Bereziuc,
et al., 1981) pentru categoriile de pământ nisip prăfos, cum de altfel sunt încadrate toate
probele analizate. Acest fapt are implicaţii deosebite în eventualitatea refacerii stratului de
stabilizat, deoarece există două alternative: fie se merge cu granulometria existentă la
momentul stabilizării, iar conţinutul în umiditate va trebui corectat faţă de cel stabilit la
momentul iniţial (caz în care s-ar putea să nu se obţină rezultatele scontate datorită reducerii
cantităţilor de particule de argilă blocate prin reacţii anterioare, mecanism care ar trebui să fie
studiat pe viitor) prin reducerea cantităţii de apă, fie se corectează granulometria materialului
prin adaos de argilă, fapt care ar conduce la reeşalonarea determinărilor de laborator, în acord
cu noua compoziţie granulometrică. Fireşte, lucrurile menţionate sunt doar ipoteze care pleacă
de la faptul că o parte din argilă este blocată de reacţii de stabilizare, conducând la formarea
de agregate cu dimensiuni mai mari, care se menţin sub această formă chiar sub influenţa a
varii mecanisme.
Trebuie menţionat şi faptul că modalităţile de eşantionare a probelor de teren,
premergătoare aplicării de emulsii enzimatice, sunt cruciale pentru reuşita stabilizării
straturilor. Astfel, în mai multe cazuri analizate, compoziţiile granulometrice ale probelor
(analiză vizuală) au variat semnificativ în cadrul aceluiaşi tronson de drum. În aceste situaţii,
68
compunerea unor probe cu caracteristici medii este esenţială în realizarea unor dozaje
corespunzătoare de emulsie enzimatică. În aceeaşi manieră, pregătirea stratului de stabilizat
trebuie să fie cât mai uniformă, pentru a contracara variaţiile granulometrice. Un caz
particular, în acest sens, a fost reprezentat de către Drumul Comunal 88 din judeţul Galaţi,
care prezenta, la momentul verificărilor efectuate în teren, o variaţie extraordinară din punct
de vedere a materialelor recoltate în diferite puncte. Acelaşi lucru s-a întâmplat, la o scară mai
mică în cazul Drumului Comunal 73A din Judeţul Călăraşi. Ca o constatare, cele două
drumuri au prezentat unele dintre cele mai degradate stări tehnice.
În ceea ce priveşte comportarea de ansamblu a drumurilor luate în studiu, se constată
cu uşurinţă faptul că, deşi nu au fost supuse unui trafic greu şi sunt localizate în zone
favorizante din punct de vedere climatic, ele suferă (în mare parte) în ceea ce priveşte starea
tehnică actuală. În cazul drumurilor forestiere, realizarea unor granulometrii adecvate poate să
fie dificilă sub raport tehnic şi economic, anumite materiale putând fi localizate la distanţe
mari faţă de locul de punere în operă. Prin comparare, folosirea materialelor locale poate să
ofere anumite soluţii mai bune sub raportul comportării în timp. De asemenea, fluxul
principal de literatură de specialitate, recomandă folosirea stabilizatorilor de tip enzimatic
pentru condiţii de trafic scăzut ca tonaj. Totuşi, singurul mod de a testa un anumit lucru este
acela de a realiza experimente în condiţii concrete. Poate în zonele de deal, unde materialele
pietroase sunt deficitare sau localizate la distanţe mari, folosirea unor astfel de agenţi
stabilizatori s-ar putea dovedi mai fezabilă sub raport tehnico-economic.
4.5.2. Costul drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice
Se cunoaşte faptul că, în orice activitate, componenta de cost este hotărâtoare.
Tocmai din acest motiv s-a ţinut să se realizeze şi un studiu de achiziţie şi punere în operă a
agenţilor stabilizatori, prin comparaţie cu tehnologiile tradiţionale folosite în construcţia de
drumuri. Diagramele realizate şi prezentate în paragrafele legate de analiza tehnico-
economică sunt valabile pentru costurile medii pentru materiale, utilaje şi manoperă la nivelul
anului 2011. Informaţiile prezentate în paragrafele menţionate pot să ofere o imagine de
ansamblu privind costurile implicate de diferite tehnologii folosite în construcţia sau
reabilitarea drumurilor forestiere, oferind premisele pentru alegerea soluţiilor tehnice de
aplicat la un anumit moment dat. Costurile privind materialele, utilajele şi manopera au fost
preluate de la producătorii direcţi sau ca medii la nivel naţional.
Dacă se iau în comparaţie costurile implicate de folosirea diferitelor tehnologii pentru
realizarea unui metru liniar de drum, se constată faptul că investiţiile sunt destul de variate.
69
Spre exemplu, folosirea de materiale locale costă în jur de 50 lei, folosirea de emulsie Perma
Zyme 11X ar conduce la costuri de circa 130 lei, iar aducerea de materiale de carieră ar
conduce la costuri de circa 150 lei. Acest lucru conduce la ideea că, pentru orice situaţie,
trebuie cântărite foarte bine variantele posibile. Astfel, folosirea de materiale de carieră în
combinaţie cu fundaţii solide de balast pot să conducă la costuri mai ridicate, dar la
durabilităţi ridicate prin comparaţie cu stabilizatorii netradiţionali, care, deşi ar prezenta
costuri iniţiale mai mici, presupun intervenţii mai dese privind reconfigurări, adaosuri de
emulsie, adaosuri de materiale pentru refacerea compoziţiei granulometrice. Un lucru este
însă cert: emulsiile enzimatice prezintă un raport bun al costurilor de transport datorită formei
concentrate sub care se livrează, concretizat el însuşi în efecte ecologice benefice, ca şi
efectele nepoluante privind punerea în operă şi întreţinerea straturilor. Pe de altă parte,
necesitatea aducerii la locul de punere în operă a unor materiale de adaos, ca şi intervenţiile
repetate pentru menţinerea calităţilor straturilor stabilizate şi, probabil, neadecvarea la traficul
forestier, nu le fac deocamdată fezabile pentru construcţia sau reabilitarea drumurilor
forestiere. Se impun totuşi studii privind comportarea sub trafiv a drumurilor forestiere
realizate cu astfel de agenţi stabilizatori, înainte de extragerea unor concluzii finale, mai ales
datorită faptului că, în prezent, nu există astfel de experimente generatoare de rezultate.
Probabil studii viitoare ar putea să elucideze aceste aspecte, mai ales în cazul zonelor
forestiere de deal şi câmpie, unde se întrunesc condiţii propice pentru astfel de teste.
70
CAPITOLUL 5. CONCLUZII. RECOMANDĂRI. CONTRIBUŢII
PERSONALE
5.1. Concluzii
Găsirea de soluţii viabile şi fezabile pentru construcţia şi/sau reabilitarea drumurilor
forestiere din România preocupă de multă vreme specialiştii din domeniu, pe fondul unei
accesibilităţi şi a unei desimi a reţelei de drumuri mici, dar şi pe fondul existenţei unei
porţiuni însemnate din reţeaua de drumuri forestiere care, actualmente nu este practicabilă.
Investiţiile asociate cu construcţia şi/sau reabilitarea drumurilor forestiere sunt destul
de importante, astfel că găsirea unor soluţii mai ieftine va intra mereu în vizorul preocupărilor
din domeniu.
Recurgerea la folosirea de agenţi de stabilizare netradiţionali este încă la începuturi,
atât la nivel mondial, cât şi pe plan naţional. Perspectiva folosirii acestora la drumurile
forestiere nu trebuie tratată cu suspiciune, şi, măcar la nivel de experiment, ar trebui studiată
această posibilitate mai amănunţit.
Legat de contextul prezentat anterior, dar şi prin luarea în considerare a studiilor şi
analizelor realizate, ale căror rezultate au fost prezentate în cadrul acestei lucrări, se pot
extrage anumite concluzii vizând anumite direcţii, după cum urmează:
A. Referitor la folosirea agenţilor stabilizatori de natură enzimatică la stabilizarea
straturilor rutiere aferente drumurilor:
agenţii stabilizatori de natură enzimatică (enzime, emulsii enzimatice) sunt folosiţi la
nivel mondial pentru drumuri care sunt caracterizate de trafic redus ca frecvenţă şi
intensitate;
în ultima perioadă, acest tip de agenţi de stabilizare a cunoscut o dezvoltare
remarcabilă, în momentul de faţă existând pe piaţă o seamă de produse: Bio Cat 300-1,
EMC SQUARED, Earth Zyme, Perma-Zyme 11X, Terrazyme, UBIX No. 0010;
aplicaţiile principale în care se foloseşte acest tip de agenţi stabilizatori sunt:
suprimarea prafului şi stabilizarea pământului;
compoziţia şi mecanismul exact de stabilizare este practic un secret în cazul multor
agenţi de stabilizare enzimatici, acesta fiind proprietatea companiilor producătoare. Ca
urmare, gruparea acestor agenţi stabilizatori după caracteristici (proprietăţi) bine
delimitate este greu de realizat sau se realizează cu precizie mai mică;
71
emulsiile enzimatice conţin enzime (molecule de proteine) care intră în reacţie cu
moleculele pământului, formând o legătură cimentată, care stabilizează structura
solului şi reduce afinitatea acestuia în ceea ce priveşte apa;
conform literaturii de specialitate şi prospectelor oferite de producători, emulsiile
enzimatice generează efect pe o varietate mare de pământuri, în condiţiile în care
aceste pământuri prezintă o cantitate minimă de argilă (obişnuit mai mult de 10%) şi o
plasticitate caracterizată de un indice mai mare de 8%. Emulsiile enzimatice lucrează
bine pe pământuri cu un conţinut de 12 – 24% (chiar 25…30% în cazul unor produse)
şi cu indici de plasticitate între 8 şi 35%. De asemenea, emulsiile enzimatice lucrează
cel mai bine atunci când conţinutul în umiditate al materialului de stabilizat este cu
2…3% sub conţinutul optim de umiditate necesar compactării. În conformitate cu
studiul de faţă, prezenţa unei cantităţi minime de argilă nu este suficientă, reuşita fiind
mai degrabă asociată şi cu o repartiţie granulometrică echilibrată;
performanţele şi aplicabilitatea emulsiilor enzimatice pot să varieze ca rezultat al
constituţiei diferitelor tipuri de produse. De asemenea, anumite produse pot să sufere
modificări în compoziţie (reformulare), iar cazurile studiate pot să nu mai fie
concludente la un anumit moment dat. În acest sens, este necesară testarea specifică de
laborator a anumitor produse şi verificarea performanţelor atunci când se recurge la
selectarea unui produs;
stabilizarea straturilor rutiere cu acest tip de agent de stabilizare este aplicabilă în orice
regiuni climatice, fără restricţii privind orografia terenului. Suprafeţele rezultate prin
stabilizarea cu emulsii enzimatice pot deveni alunecoase când sunt umede, mai ales în
cazul pământurilor cu conţinut ridicat de argilă (conţinut mai mare de 20…30%). În
aceste condiţii, pot fi necesare lucrări minore de reconfigurare a drumului stabilizat,
mai ales după ploi de intensitate mare;
emulsiile enzimatice prezintă o aplicare mai restrânsă în comparaţie cu celelalte tipuri
de agenţi stabilizatori, motiv pentru care, acumularea de experienţă în stabilizarea cu
astfel de agenţi este restrânsă, mai ales în condiţiile ţării noastre;
emulsiile enzimatice sunt procurate, în mod obişnuit, în stare lichidă concentrată. Sunt
necesare anumite cantităţi de apă pentru diluarea concentratului enzimatic după
livrarea acestuia la locul de lucru;
echipamentul necesar pentru punerea în operă este compus, în mod obişnuit, din
autocisternă cu dispozitive de pulverizare, echipament de profilare şi scarificare,
echipament de frezare şi echipament de compactare;
72
realizarea soluţiei diluate constă din amestecarea concentratului enzimatic cu apă. Cele
mai obişnuite rapoarte de diluare sunt cuprinse între 1:100 şi 1:500 (litri de concentrat
pe litri de apă);
procesul de aplicare poate fi diferit în raport cu natura produsului: emulsiile enzimatice
pot fi aplicate prin metoda pulverizării sau prin metoda amestecului. Adâncimile
recomandate pentru amestec depind de scopul stabilizării. Astfel, pentru suprimarea
prafului se practică adâncimi de 25…50 mm, iar pentru stabilizarea pământurilor
adâncimi de 100…200 mm;
conţinutul în umiditate al pământului înainte de tratare cu emulsie trebuie să fie sub
optimul pentru compactare, astfel încât conţinutul de umiditate optim pentru
compactare să fie atins abia după aplicarea emulsiei (se ia în considerare adaosul de
apă provenit din emulsie). Aplicarea emulsiei enzimatice se realizează frecvent în
etape multiple, prin treceri succesive, pentru a se realiza un amestec bun. După
amestecarea materialului cu emulsia, se recurge la configurarea suprafeţei, urmată de
compactare;
realizarea stabilizărilor cu astfel de emulsii implică anumite restricţii în construcţie: nu
se aplică emulsii enzimatice dacă se preconizează ploi în 24 ore sau dacă temperatura
este sub 4…16°C (în funcţie de produsul aplicat). Productivitatea şantierului în
lucrările de stabilizare variază între 2.000 … 5.000 m2/oră. Drumul aflat în lucru se
închide pe perioada lucrului, dar poate fi deschis traficului uşor după terminarea
construcţiei. Materialul stabilizat se lasă două-trei zile necirculat de traficul normal;
durata de viaţă a straturilor tratate variază în funcţie de caracteristicile traficului şi
condiţiile climatice. În mod normal, aceasta este de 5…7 ani în cazul aplicaţiilor de
stabilizare, cu unele excepţii pentru anumite suprafeţe care pot fi în serviciu pentru 12
sau mai mulţi ani. Durata de viaţă şi performanţele cele mai bune sunt realizate în
condiţiile aplicării dozajelor optime, a utilizării tehnologiilor adecvate de construcţie şi
asigurării unei mentenanţe adecvate;
calitatea stratului de rulare depinde de agregatele tratate, deteriorându-se în timpul
duratei de viaţă. Emulsiile enzimatice nu îmbunătăţesc calitatea condiţiilor de rulare,
dar rata de degradare a acestora este mai mică decât în cazul suprafeţelor netratate.
Calitatea rulării se îmbunătăţeşte prin reducerea pierderilor de particule şi spălare,
emulsiile enzimatice putând reduce pierderea de particule prin spălare cu până la 50%.
Necesităţile de întreţinere includ reconfigurări periodice, obişnuit anual, dar şi după
ploi intense. În cazul aplicaţiilor de stabilizare, pot fi necesare pulverizări suplimentare
pentru extinderea duratei de viaţă;
73
enzimele sunt materiale naturale care, la rândul lor, sunt fabricate din materiale
naturale sau obţinute din bioproduse rezultate din procesarea specifică industriei
alimentare sau a altor industrii. Prezintă avantajul unui raport bun în transport prin
faptul că sunt livrate sub formă concentrată. Deversările sau alunecările de material
tratat în apele adiacente pot să aibă efecte negative asupra florei, faunei şi calităţii
apelor. Pământurile tratate cu emulsii enzimatice sunt impermeabile, reducând
procesele erozionale ale suprafeţei drumului. Pe termen lung, tratarea pământurilor cu
astfel de emulsii nu afectează calitatea apei, flora şi fauna, sau calitatea altor factori de
mediu. Materialele tratate pot fi refolosite în aceeaşi manieră ca şi cele netratate.
Diluate la dozele prescrise, emulsiile enzimatice sunt biodegradabile, nontoxice,
nepericuloase, necorozive şi, în general, protejează mediul;
din punct de vedere estetic, pământurile tratate prezintă o aparenţă mai închisă decât
materialul netratat.
B. Referitor la comportarea sub trafic a drumurilor luate în studiu, stabilizate cu
agenţi de natură enzimatică:
la controalele efectuate periodic, drumurile luate în studiu au prezentat diferite
comportări sub trafic. Din punct de vedere climatic, condiţiile în care sunt situate
aceste tronsoane experimentale nu sunt foarte diferite, iar comportarea lor poate fi
pusă pe seama altor factori de influenţă;
conţinutul iniţial în particule din fracţiunea argilei, deşi era în concordanţă cu
prevederile specifice reuşitelor prezentate de literatura de specialitate, s-a dovedit a fi
insuficient în cazul unor drumuri studiate. Acest lucru denotă faptul că un conţinut
minim de argilă de 10% nu este întotdeauna suficient pentru a genera efecte
stabilizatoare de durată;
similar altor studii întreprinse, s-a constatat faptul că agenţii stabilizatori de tipul
emulsiilor enzimatice au efecte asupra indicelui de plasticitate, în sensul micşorării
acestuia după anumite perioade de la punerea în operă. Cu cât conţinutul iniţial în
argilă, specific unui anumit pământ de stabilizat, a fost mai mare, cu atât indicele de
plasticitate a suferit modificări mai mari după patru ani de la punerea în operă. Este, în
special, cazul drumurilor unde conţinutul iniţial în argilă a depăşit 20%. Punerea în
evidenţă a relaţiilor între conţinutul în argilă şi efectele stabilizatoare poate să
constituie o preocupare interesantă pentru perspectivă, prin efectuarea unor analize
suplimentare de laborator, pe diferite tipuri de pământuri;
74
starea tehnică a drumurilor studiate la nivelul anului 2012 a arătat faptul că cel mai
bine se comportă cele care au prezentat un conţinut iniţial de argilă mai mare, dar în
condiţiile unei repartiţii relativ echilibrate a particulelor din cele trei fracţiuni: argilă,
praf şi nisip;
omogenitatea straturilor iniţiale (din punct de vedere granulometric) reprezintă un
imperativ în atingerea reuşitei stabilizării. S-a constatat vizual şi prin măsurători faptul
că, pe lângă alţi factori, eterogenitatea granulometrică a stratului stabilizat are, ca şi
consecinţă, compromiterea procesului în ansamblu, fapt dovedit de drumurile studiate
în judeţele Călăraşi şi Galaţi. Ca măsură generală, în cazul stabilizărilor de acest gen,
este necesară, pe lângă omogenizarea stratului, şi recoltarea unor probe de laborator
din mai multe puncte. Ideal ar fi ca stabilirea dozajelor, dar şi a eventualelor materiale
de adaos, să fie făcută pe probe medii constituite din pământuri prelevate din mai
multe puncte cu acoperire statistică;
nu s-a putut pune în evidenţă faptul că prezenţa majoritară a particulelor fine în
ansamblu (predominanţa celor din categoria prafului) este în măsură să asigure efecte
de lungă durată, tocmai datorită faptului că drumul care prezenta astfel de
caracteristici (Judeţul Tulcea) a fost asfaltat recent şi, probabil şi reconfigurat;
un fapt remarcabil, descoperit prin analizele de laborator şi în premieră la nivel
internaţional, este faptul că, după realizarea mecanismului de stabilizare, distribuţia
granulometrică a straturilor stabilizate se reeşalonează înspre categorii de particule mai
mari. Acest lucru a fost pus în evidenţă în lucrarea de faţă prin constatarea faptului că,
în nici un caz nu s-au mai înregistrat particule din categoria argilelor, chiar în situaţia
în care acestea reprezentau iniţial mai mult de 40% din compoziţie. Probabil, datorită
mecanismelor de stabilizare, particulele foarte fine, din categoria argilelor, formează
structuri mai mari, care, căpătând mase mai mari, sunt antrenate mai repede în testele
de analiză granulometrică prin sedimentare. Frapant este faptul că legăturile se
păstrează chiar şi atunci când probele sunt pregătite pentru analiză, unoscut fiind
0faptul că acestea se supun unor mecanisme ce urmăresc decoagularea particulelor
(carbonat de litiu, silicat de sodiu, uscare, adăugare de apă). Aceste lucruri oferă
indicaţii preţioase asupra capacităţii de cimentare a stabilizatorilor de tip enzimatic, iar
cercetări ulterioare ar putea pune în evidenţă şi alte aspecte interesante. De asemenea,
punerea în evidenţă a acestui aspect are implicaţii practice majore, deoarece dacă se
doreşte la un moment dat refacerea unui strat care a fost deja tratat cu emulsie
enzimatică, aplicarea acestei soluţii s-ar putea să nu mai dea rezultatele iniţiale, tocmai
datorită faptului că nu mai există la acel moment particule fine de argilă care să intre
75
în reacţie cu emulsia, iar schimbul cationic nu mai poate avea loc, ori se va desfăşura
cu o viteză redusă;
indicii de plasticitate nu prezintă întotdeauna acelaşi trend, în sensul că, nu scad
întotdeauna. Acest lucru s-a constatat în cazul a două dintre drumurile investigate
(judeţele Galaţi şi Călăraşi). O posibilă explicaţie este cea legată de conţinutul iniţial
în argilă destul de scăzut (5-11%) şi prezenţa unor cantităţi importante de material din
categoria nisipurilor (aproape jumătate din distribuţia granulometrică), fapt ce a
condus la creşterea indicelui de plasticitate, dovedită prin testele de laborator. Şi acest
lucru are implicaţii majore în folosirea acestui tip de agent stabilizator, mai ales din
perspectiva unei distribuţii echilibrate a particulelor. Creşterea intervalului de
umiditate în care pământurile se află în stare plastică, după tratarea cu astfel de agenţi
stabilizatori, indică eşecul acestor agenţi stabilizatori. Astfel de situaţii trebuie
cântărite cu atenţie, deoarece calităţile unui strat pot fi mai bune înainte decât după
tratare. O explicaţie posibilă a acestui lucru poate fi faptul că, odată aplicată emulsia
enzimatică, particulele foarte fine migrează prin mecanismele descrise în capitolul 2 şi
conduc la alcătuirea unor formaţiuni mai mari care, în prezenţa unor cantităţi mari de
particule din categoria nisipului, nu mai dau efectul scontat, ci chiar conduc la
înrăutăţirea condiţiilor. Nu este, însă, exclusă o explicaţie de natură chimică, în sensul
că trebuie să existe o compatibilitate ionică între agregate de diferite dimensiuni
pentru ca efectul catalizator să aibă loc;
legat de conţinutul optim în umiditate, se constată faptul că, odată cu migrarea
particulelor fine spre categorii dimensionale superioare, conţinutul optim de umiditate
se modifică, în sensul descreşterii acestuia. Implicaţiile practice sunt legate de natura
unei organizări corespunzătoare, prin faptul că este necesară realizarea unor noi
analize de laborator în cazul în care se preconizează revenirea cu agenţi de stabilizare
de natură enzimatică, sau se recurge la alte dozaje de apă, dacă se preconizează
aplicarea altor tehnologii.
C. Referitor la aspectele tehnico-economice privind stabilizarea straturilor rutiere
cu agenţi de natură enzimatică:
agenţii de stabilizare de natură enzimatică sunt relativ noi pe piaţa românească, motiv
pentru care, similar altor tehnologii din domenii diferite, costurile de achiziţie sunt
mai mari. Acest lucru nu ar trebui să excludă chiar de la început folosirea acestui tip
de agenţi stabilizatori, ci ar trebui să conducă la analize tehnico-economice
particularizate fiecărei situaţii;
76
un atu important în folosirea emulsiilor enzimatice este legat de eficienţa transportului
acestora, tocmai datorită faptului că sunt livrate sub formă concentrată;
există şi dezavantaje, în sensul că pe şantier trebuie să existe resurse disponibile de
apă, lipsa acestora putând să pună probleme identice de transport ca şi în cazul
materialelor tradiţionale. Nu este de exclus nici faptul că reuşita stabilizării poate să
depindă de folosirea unor materiale de adaos, iar intervenţiile de mentenanţă pot să fie
mai dese decât în cazul altor tehnologii tradiţionale;
fără studii tehnico-economice particularizate pentru diferite situaţii şi fără studiul
prealabil al comportării acestor agenţi la drumuri forestiere, unde traficul diferă
semnificativ, nu pot fi extrase concluzii pertinente în acest sens.
D. Referitor la oportunitatea introducerii agenţilor stabilizatori de natură
enzimatică la stabilizarea drumurilor forestiere de la noi din ţară:
în mod curent, tehnologiile bazate pe stabilizarea straturilor rutiere cu emulsii
enzimatice sunt la început de drum la nivel naţional, fiind experimentate doar câteva
tronsoane, amplasate, să recunoaştem, în condiţii climatice şi de trafic favorabile;
momentan, sub raportul costurilor, introducerea acestor tehnologii în regiunile
montane poate să constituie o greşeală, mai ales datorită faptului că în astfel de
regiuni pot să existe alte alternative bazate pe materiale locale;
în zonele de deal şi câmpie, în condiţiile unor studii şi experimente bine puse la punct,
astfel de soluţii ar putea să devină o alternativă pe viitor, tocmai datorită lipsei unor
materiale specifice construcţiei de drumuri. Acest lucru va rămâne să fie dovedit;
nu trebuie uitat faptul că tehnologiile noi au la început costuri mai ridicate şi, cu
timpul, acestea au trenduri descendente importante. Scăderea costurilor de achiziţie al
stabilizatorilor de natură enzimatică ar putea conduce la soluţii fezabile pe viitor în
folosirea unor astfel de tehnologii;
în mod curent, se pune un accent tot mai important pe protecţia mediului ambiant.
Când se vor putea cuantifica mai precis costurile reale ale utilizării diferitelor
tehnologii folosite în construcţii, nu ar fi surprinzătoare constatarea că agenţii
stabilizatori de natură enzimatică vin la costuri mult mai mici, chiar dacă costul de
achiziţie al acestora este mult mai mare. În acest sens, se pot aduce argumente legate
de emisiile generate de transportul materialelor.
77
5.2. Recomandări
Recomandările care pot fi formulate se bazează atât pe rezultatele apărute în literatura
de specialitate, cât şi pe rezultatele generate de studiul de faţă.
Legat de compoziţia granulometrică a straturilor ce urmează a fi stabilizate, se pot
face următoarele recomandări:
eşantionarea probelor de laborator, necesare stabilirii compoziţiei granulometrice,
trebuie să ţină seama de mecanismele implicate în procesul de stabilizare aferent
stabilizatorilor de natură enzimatică. Poate constituirea unor probe medii provenite
din puncte de prelevare cu acoperire statistică este în măsură să ofere soluţii
ulterioare de stabilizare mai bune. Acelaşi lucru este valabil şi în cazul stabilirii
conţinutului optim de umiditate în vederea compactării materialelor de stabilizat;
asigurarea unui conţinut minim de argilă în compoziţia granulometrică reprezintă un
imperativ legat de asigurarea succesului procesului de stabilizare. Conţinuturile mici
de argilă conduc la eşec (cel puţin în cazul stabilizatorului Perma Zyme 11X);
asigurarea unei compoziţii granulometrice relativ echilibrată conduce la realizarea
unor soluţii mai durabile. În acest sens, dacă stratul iniţial nu prezintă o astfel de
situaţie, trebuie să se recurgă fie la asigurarea materialelor de adaos, fie la
omogenizarea celor existente. Ideal ar fi ca probele necesare testelor de laborator să
se preleveze după o omogenizare a stratului de stabilizat. Acest lucru nu este
întotdeauna posibil datorită faptului că implică costuri suplimentare;
în conformitate cu rezultatele studiului de faţă, trebuie evitate situaţiile în care, pe
lângă un conţinut foarte mic în argilă, predomină conţinuturile în particule grosiere,
din categoria nisipului. Aceste situaţii conduc la ineficienţa stabilizării şi chiar la o
agravare a situaţiei iniţiale;
componenta investiţională joacă un rol important în toate activităţile umane. Înainte
de a se recurge la o soluţie de construire sau reabilitare, chiar bazată pe folosirea de
agenţi stabilizatori netradiţionali, trebuie cântărite toate aspectele ce generează
sistemul, într-o abordare holistică. Acest lucru devine general valabil odată cu
descoperirea faptului că anumite tehnologii au costuri reale mult mai mari decât cele
care se cunoşteau la un anumit moment dat.
78
5.3. Contribuţii personale
În urma cercetărilor efectuate în cadrul lucrărilor de teren, laborator şi birou, se pot
desprinde câteva contribuţii aduse cunoaşterii în acest domeniu. Astfel, se pot menţiona
următoarele:
întocmirea unui stadiu actual al cunoştinţelor actualizat în ceea ce priveşte folosirea
agenţilor de stabilizare şi mecanismele prin care aceştia acţionează în lucrările de
construcţie şi/sau reabilitare, pe baza unui studiu comprehensiv al literaturii de
specialitate autohtone şi internaţionale, cu accent pregnant pe tipologia şi
mecanismele de stabilizare a agenţilor stabilizatori netradiţionali, în special a
emulsiilor enzimatice, care, până în prezent nu au fost tratate pe larg în literatura
legată de drumurile forestiere;
realizarea, în premieră pentru România, a unui studiu privind comportarea sub trafic
a drumurilor stabilizate cu emulsii enzimatice şi explicarea stării tehnice a acestora
pe baza analizelor de laborator post-stabilizare, prin indicatori specifici legaţi de
compoziţia granulometrică, plasticitate şi indici derivaţi din acestea;
punerea în evidenţă a unui aspect interesant legat de mecanismele de stabilizare ale
enzimelor, şi anume migraţia particulelor înspre categorii dimensionale superioare
prin coagulare ca efect a emulsiei enzimatice;
punerea în evidenţă a faptului că argila are un rol decisiv în asigurarea stabilizării,
iar absenţa acesteia sau prezenţa în cantităţi mici nu produce efecte stabilizatoare de
durată, nici în cazul drumurilor studiate din România;
punerea în evidenţă a faptului că pe lângă un conţinut minim de argilă este necesară
prezenţa unei compoziţii granulometrice relativ echilibrate, fapt dovedit prin starea
tehnică a unor astfel de drumuri;
punerea în evidenţă a faptului că, dominanţa particulelor grosiere asociată cu
conţinuturi mici în argilă conduce la eşecul stabilizării, ba chiar mai mult, poate
înrăutăţi calitatea anumitor indicatori importanţi;
punerea în evidenţă a faptului că eventualele lucrări de stabilizare ulterioare unora
similare, trebuie regândite din punct de vedere tehnic, datorită faptului că unele
condiţii iniţiale pot să nu mai fie întrunite: compoziţie granulometrică, conţinut
optim de umiditate;
evaluarea din punct de vedere economic a soluţiilor de stabilizare cu emulsii
enzimatice, prin compararea acestora cu soluţiile tradiţionale folosite în construcţia
şi reabilitarea drumurilor forestiere;
79
întocmirea unei metodologii proprii şi originale legată de evaluarea stării tehnice a
drumurilor studiate şi de prelevarea probelor de teren în vederea realizării analizelor
de laborator;
formularea unor recomandări cu aplicabilitate practică privind utilizarea
tehnologiilor de construcţie şi reabilitare a drumurilor bazate pe rezultatele
cercetărilor într-un domeniu relativ nou pentru practica românească: necesitatea
evaluării atente a materialelor de stabilizat, necesitatea omogenizării
corespunzătoare a acestora înainte de aplicarea emulsiei enzimatice, necesitatea
reevaluării acestora în cazul reaplicării de emulsii enzimatice, atât prin prisma
compoziţiei granulometrice, cât şi a conţinutului optim de umiditate generat de
reeşalonarea particulelor în categorii dimensionale superioare (cazul folosirii altor
tehnologii, diferite de cele bazate pe emulsii enzimatice).
80
BIBIOGRAFIE
1. ALEXANDRU, V., CIOBANU, V., BEREZIUC, R., 2010: Research regarding the
use of geosynthetics to consolidate the forest road’s roadway. Bulletin of the
Transilvania University of Brasov, Series II, vol. III (52), pp. 1 – 4.
2. ALEXANDRU, V., 2001. Construcţia şi repararea drumurilor forestiere. Braşov,
Editura Infomarket,
3. ALEXANDRU, V., 2000: Construcţia şi întreţinerea drumurilor forestiere. Editura
Infomaket, Braşov.
4. BEREZIUC, R., ALEXANDRU, V., CIOBANU, V., IGNEA, Gh., 2008: Elemente
pentru fundamentarea normativului de proiectare pentru drumuri forestiere. Editura
Universităţii Transilvania din Braşov, 393 p.
5. BEREZIUC, R., ALEXANDRU, V., CIOBANU, V., IGNEA, G., ABRUDAN, I.V.,
DERCZENI, R., 2006. Ghid pentru proiectarea, construcţia şi Intreţinerea drumurilor
forestiere. Editura Universităţii Transilvania din Braşov, 296 p.
6. BEREZIUC, R., ALEXANDRU, V., OLTEANU, N., POP, I., 1989. Drumuri
forestiere. Editura Tehnică, Bucureşti, 328 p.
7. BEREZIUC, R., NEAGU, V., POPOVICIU, V., POPOVICI, C., LOGA, M., 1981:
Îndrumătorul lucrărilor de laborator pentru şantierele de construcţii forestiere.
Editura Ceres, Bucureşti, 246 p.
8. BEREZIUC, R., 1981. Drumuri forestiere. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti,
334 p.
9. BEREZIUC, R., NEAGU, V., 1972: Îndrumarul lucrărilor de laborator la drumurile
forestiere. Reprografia Universitaţii din Braşov, 163 p.
10. BERGESON, K.L., BROCKA, S.G., 1996: Bentonite Treatment for Fugitive Dust
Control. Proceedings of the 1996 Semisesquicentennial Transportation Conference,
Ames, IA.
11. BERGMANN, R., 2000: Soil Stabilizers on Universally Accessible Trails. Technical
Report 0023-1202-SDTDC, San Dimas, Ca: U.S. Department of Agriculture, Forest
Service, San Dimas Technology and Development Center, p. 10.
12. BIRST, S., HOUGH, J., 1999: Chemical Additive Usage on Unpaved Roads in
Mountain Plains States, UGPTI Department Publication No. 130, Upper Great Plains
Transportation Institute, North Dakota State University, 119 p.
13. BOLANDER, P., YAMADA, A., 1999: Dust Palliative Selection and Application
Guide. San Dimas Technology and Development Center. USDA Forest Service, 23 p.
81
14. BRANDON, L.T., BROWN, J.J., DANIELS, W.L., DEFAZIO, T.L., FILZ, G.M.,
MITCHELL, J.K., 2004: Rapid Stabilization/Polymerization of Wet Clay Soils;
Literature Review. Department of Civil and Environmental Engineering Virginia
Polytechnic Institute and State University Blacksburg, VA 24060-0105 AFRL-RX-
TY-TP-2009-4601.
15. BRAZETTI, R., MURPHY, S.R., 2000: General Usage of Bio-Enzyme Stabilizers in
Road Construction in Brazil. 32nd Annual Meeting on Paving Brazil, October 2000.
16. CIUBOTARU, A., 1995: Exploatarea pădurilor. Editura Lux Libris, Braşov, 298 p.
17. DAS, B.J., A2J02 – Commettee on Chemical and Mechanical Stabilization.
Transportation in the New Millenium.
18. GHEORGHE, M., 2010. Materiale de construcţie – vol. I. Editura Conspress,
Bucureşti, 382 p.
19. HIDOŞ, C., ISAC, P., 1971: Studiul muncii. Vol I: Probleme generale. Editura
Tehnică, Bucureşti, 86 p.
20. HITAM, A., YUSOF, A., 1998: Soil Stabilizers for Plantation Road. National
Seminar on Mechanisation in Oil Palm Plantation, 30 June 1998, Selangor, Malaysia.
21. ISAAC, K.P., VEERARAGAVAN B., 2003: Soil Stabilization Using Bio-Enzyme for
Rural Roads. Presented at the IRC Seminar “Integrated Development of Rural An
Arterial Road Networks for Socio- Economic Development”, New Delhi 5-6
December 2003.
22. JOHNES, D., 2007: Development of Performance-Based Tests for Non-Traditional
Road Additives. Transport Research Record 1989. Low Volume Roads, National
Research Council, Washington D. C., p. 142.
23. KESTLER, M.A., 2009: Stabilization Selection Guide for Aggregate and Native-
Surfaced Low-Volume Roads, U.S. Department of Agriculture, Forest Service,
National Technology and Development Program, 148pLittle, D., 1987. Fundamentals
of the Stabilization of Soils with Lime. Bulletin No. 332, National Lime Association,
Arlington, VA, 21 p.
24. KHAN L.I., SARKER, M., 1993: Enzyme Enhanced Stabilization of Soil and Fly Ash.
Fly Ash for Soil Improvement. ASCE GSP 36, New York, 1993, pp. 43 – 58.
25. KRUCH, J., 1975: Geotehnică. Editura Universităţii din Braşov, 217 p.
26. LACUOTURE, A., GONZALEZ, H., 1995: Usage of Organic Enzymes for the
Stabilization of Natural Base Soils and Sub-bases in Bagota. Pontificia Universidad
Jevariana, Faculty of Engineering.
82
27. LITTLE, D., NAIR, S., 2009: Recommended Practice for Stabilization of Subgrade
Soils and Base Materials, NCHRP, 57 p.
28. LITTLE, D., 1999: Evaluation of Structural Properties of Lime Stabilized Soils and
Aggregates, Volume 1: Summary of Findings, National Lime Association, 97 p.
29. LUNSFORD, L.G.D., MAHONEY, J., 2001: Dust Control on Low-Volume Roads: A
Review of Techniques and Chemicals Used, Report No. FHWA-LT-01-002, Federal
Highway Administration, Washington D.C., 58 p.
30. MANOJ, S., SUNIL, B., SIKDAR, P.K., 2003: Bio-Enzyme for Stabilization of Soil in
Road Construction a Cost Effective Approach. Presented at the IRC Seminar
“Integrated Development of Rural and Arterial Road Networks for Socio-Economic
Development”, New Delhi, 5-6 December 2003.
31. MCCALLISTER, L.D., PETRY, T.M., 1990: Property Changes in Lime-Treated
Expansive Clays under Continuous Leaching. Report No. GL-90-17. Final Report to
Department of Army, U.S. Army Corps of Engineers, Washington D.C..
32. MGANGIRA, M.B., 2009: Evaluation of the Effects of Enzyme-Based Liquid
Chemical Stabilizers on Subgrade Soils. Proceedings of the 28th Southern African
Transport Conference (SATC 2009), Pretoria.
33. OLTEANU, N., 2008: Drumuri forestiere. Vol. I: Proiectarea drumurilor forestiere.
Reţele de drumuri forestiere. Editura Universităţii Transilvania din Braşov, 339 p.
34. OLTEANU, N., 2003: Reţele de drumuri forestiere. Editura Universităţii Transilvania
din Braşov, 152 p.
35. OPREA, I., 2008: Tehnologia exploatării lemnului. Editura Universităţii Transilvania
din Braşov, 273p.
36. OPREA, I., SBERA, I., 2004: Tehnologia exploatării lemnului. Editura Tridona,
Olteniţa, 369 p.
37. PARSONS, R.L., MILBURN, J.P., 2003: Engineering Behaviour of Stabilized Soils.
TRB 2003 Annual Meeting. CDROM.
38. RAUCH, A.F., HARMON, J.S., KATZ, L.E., LILJESTRAND, H.M., 2002: Measured
effects of liquid soil stabilizers on engineering properties of clay. In Transportation
Research Record 1787, TRB, National Research Council. Washington D.C. 2002,
pp. 33 – 41.
39. SĂCEANU, S.C., ALEXANDRU, V., 2012: Determinations regarding deflexion
values generated by road timber transportation. Bulletin of the Transilvania
University of Brasov Series II, vol. 5 (54), no. 1.
83
40. SCHOLEN, D.E., 1992: Non-Standard Stabilizers. FHWA-FLP-92-011, U.S.
Department of Transportation, Washington D.C., 113 p.
41. SHANKAR, A.U.R., RAI, H.K., MITHANTHAYA, R., 2009: Bio-Enzyme Stabilized
Lateritic Soil as a Highway Material, Journal of the Indian Roads Congress, pp. 143 –
151.
42. TINGLE, J.S., SANTONI, R.I., 2003: Stabilization of Clay Soils with Non-Traditional
Aditives, Transport Research Record 1819. National Research Council, Washington
D.C., 2, 72 p.
43. TOLLESON, A.R., SHATNAWI, M.F., HARMAN, N.E., MAHADAVIAN, E. 2003:
An Evaluation of Strength Change on Sub-grade Soils Stabilized with an Enzyme
Catalyst Solution Using CBR and SSG Comparisons. Geomatrics, Inc. Columbia, Sc
29210, USA, July 2003.
44. VELASQUEZ, R., MARATEANU, M.O., HOZASKI, R., CLYNE, T., 2006:
Preliminary Laboratory Investigation of Enzyme Solutions as a Soil Stabilizer. Final
Report, Minnesota Department of Transportation.
45. VENKATASUBRAMANIAN, C., DHINAKARAN, G., 2011: Effect of Bio-
Enzymatic Soil Stabilization on Unconfined Compressive Strength and California
Bearing Ratio. Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 6, Issue 5, pp. 295 –
298.
46. VISSER, A.T., 2007: Procedure for Evaluating Stabilization of Road Materials with
Non-Traditional Stabilizers. Transport Research Record 1989. Low Volume Roads.
National Research Council, Washington D. C., 21 p.
47. ***, 2011a: Raport nr. 3263 din 07.11.2011 – Raport tehnic pentru urmărirea
comportării în exploatare a sectoarelor experimentale din cadrul contractului nr.
422/28.10.2009.
48. ***, 2011b: Raport nr. 3264 din 07.11.2011 – Raport tehnic pentru urmărirea
comportării în exploatare a sectoarelor experimentale din cadrul contractului nr.
423/28.10.2009.
49. ***, 2011c: Raport nr. 3265 din 07.11.2011 – Raport tehnic pentru urmărirea
comportării în exploatare a sectoarelor experimentale din cadrul contractului nr.
424/28.10.2009.
50. ***, 2011d: Raport nr. 3266 din 07.11.2011 – Raport tehnic pentru urmărirea
comportării în exploatare a sectoarelor experimentale din cadrul contractului nr.
425/28.10.2009.
84
51. ***, 2011e: Raport nr. 3267 din 07.11.2011 – Raport tehnic pentru urmărirea
comportării în exploatare a sectoarelor experimentale din cadrul contractului nr.
426/28.10.2009.
52. ***, 2011f: Raport nr. 3268 din 07.11.2011 – Raport tehnic pentru urmărirea
comportării în exploatare a sectoarelor experimentale din cadrul contractului nr.
427/28.10.2009.
53. ***, 2011g: PD-003-11. Normativ privind proiectarea drumurilor forestiere,
Ministerul Mediului şi Pădurilor, Bucureşti, Septembrie 2011.
54. ***, 2006: SR.EN 933/1/A1/2006 - Analiza granulometrică prin cernere.
55. ***, 2004a: Dezvoltarea reţelei de drumuri forestiere în fondul forestier administrat
de Regia Naţională a Pădurilor – RNP ROMSILVA (vol I). Grant ICAS 60, Beneficiar
RNP ROMSILVA.
56. ***, 2004b: National Lime Association. Lime-Treated Soil Construction Manual:
Lime Stabilization & Lime Modification. Bulletin 326, National Lime Association,
Arlington, VA, 41 p.
57. ***, 2003: Properties and Uses of Cement-Modified Soil. IS 411.02, Portland Cement
Association, 12 pp.
58. ***, 1999: Dust Palliative Selection and Application Guide. USDA Forest Service,
San Dimas Technology and Development Center, 23 p.
59. ***, 1998: Perma-Zyme 11X. The Charbon Group, LLC Products Division,
Huntington Beach, CA, Version: No. 5450, June 1998.
60. ***, STAS 10101/0-75 actiuni.
61. ***, STAS 1913/1-82 - Limita inferioară de plasticitate.
62. ***, STAS 1913/4 – 86 - Limita superioară de plasticitate.
63. ***, STAS 1913/13-83 – Încercarea Proctor.
64. ***, STAS 1913/13-83 – Determinarea umidităţii optime.
65. ***, ISO 565- Site de testare din sarma de metal.
66. *** - Microsoft Excel – online user guide.
67. *** - MapSource – fişier de ajutor.
68. http://2.imimg.com/data2/WL/WT/MY-3941391/mud-construction.pdf accesat în 11.
03. 2012.
69. http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/index?siteID=123112&id=18834231#section6.
70. http://www.globalmapper.com/helpv14/Help_Main.html
71. http://china.cat.com/cda/files/
72. www.dexonline.ro
85
73. http://earth.unibuc.ro/
74. http://images.earthkam.ucsd.edu/main.php
86
ANEXE
87
ANEXA 1 – Rezumat
REZUMAT În construcţia drumurilor forestiere, asizele stabilizate se folosesc atunci când lipseşte materialul local,
iar aducerea sa de la distanţe mari este neeconomică. În mod curent se folosesc diverşi agenţi de stabilizare, o parte dintre aceştia prezentând o tradiţie mai vastă în stabilizarea drumurilor (agenţi de stabilizare tradiţionali), iar alţii prezentând un caracter relativ nou în practica stabilizării complexelor rutiere (agenţi de stabilizare netradiţionali).
Unul dintre agenţii stabilizatori netradiţionali folosiţi la complexele rutiere este reprezentat de către emulsiile enzimatice, agent de stabilizare care a fost introdus relativ recent în practica din ţara noastră.
Prin lucrarea de faţă s-a urmărit determinarea modului de comportare a drumurilor comunale stabilizate cu emulsii enzimatice prin urmărirea comportamentului sub trafic al acestora ca şi identificarea problemelor şi cauzelor posibile cu care acestea se confruntă, în vederea conturării posibilităţilor de extindere a acestui tip de agenţi stabilizatori la drumurile forestiere.
S-au efectuat, în acest fel, o serie de cercetări legate de comportamentul în ultimii trei ani a drumurilor luate în studiu, starea actuală a drumurilor considerate, evaluată prin lucrări de teren privind natura şi amplitudinea degradărilor, ca şi experimente de laborator privind modificările granulometrice şi a limitelor de plasticitate pentru a se pune în evidenţă modul de comportare a complexelor stabilizate cu astfel de lianţi.
Folosirea agenţilor de stabilizare de natură enzimatică, ca şi în cazul altor tipuri de agenţi de stabilizare, implică costuri, motiv pentru care una dintre preocupările aferente prezentei teze de doctorat a constat în studiul tehnico-economic privind introducerea agenţilor stabilizatori şi în executia drumurilor forestiere.
În urma cercetărilor întreprinse, s-a constatat faptul că acest tip de agent stabilizator poate să ofere rezultate destul de bune doar în condiţii predeterminate din punct de vedere al compoziţiei granulometrice ca şi a altor parametri specifici complexelor rutiere, putând să reprezinte o soluţie în cazul zonelor de deal şi câmpie din ţara noastră, unde materialele locale de tip pietros lipsesc iar aducerea lor de la distanţe mari devine neeconomică.
ABSTRACT In forest roads construction, the stabilized layers are used when the local construction material misses,
and its transportation from long distances is not economically feasible. Currently, different stabilizing agents are used, some of them presenting a longer tradition in road stabilization applications (traditional stabilizers), and others presenting a relative new character in road complexes stabilization practice (non-traditional stabilizers).
One of the non-traditional stabilizing agents used for road complexes stabilization applications is represented by enzymatic emulsions, which were introduced in our country relatively recently.
In the current work, there was studied the communal roads behavior (roads which were stabilized by using enzymatic emulsions) by investigating their response to traffic conditions, as well as the identification of problems and possible causes which affect the mentioned roads, in order to evaluate the possibilities of extending the application of these agents to forest roads.
This way, there were effectuated a series of researches regarding the last three years behavior of the studied roads, the current state of the studied roads which was evaluated by considering the nature and the amplitude of degradations, as well as laboratory experiments regarding the granulometric and plasticity limits modifications, in order to highlight the behavior of stabilized road complexes.
Utilization of enzymatic stabilizers, like the case of other stabilization agents, involves costs, reason for which one of the preoccupations of the current thesis consisted in technical and economic study regarding the introduction of stabilizing agents in forest roads construction.
Following the realized research, there was observed the fact that this stabilizing agent can offer quite good results in certain predetermined conditions regarding granulometric composition and other specific parameters of the road complexes, and it could represent a solution in case of hill and plain zones from our country, where the local rocky materials are missing ant their transportation from long distances becomes non-economic.
88
ANEXA 2 – Lista lucrărilor publicate
A. Lucrări BDI
1. Using Enyimate Emulsions to Reinforce Roads Layers
Autori – Cristian Alexandru Stan, V. Ciobanu
În: BULLETIN OF THE TRANSILVANIA UNIVERSITY OF BRAŞOV SERIES II: FORESTRY •
WOOD INDUSTRY • AGRICULTURAL FOOD ENGINEERING • VOL. 4 (53) NO. 1 – 2012
2. Maximum Loading Heights for Heavy Vehicles Used in Timber Transportation
Autori – Antoniade C, Slincu C, Stan C, Ciobanu V, Stefan V În: BULLETIN OF THE TRANSILVANIA UNIVERSITY OF BRAŞOV SERIES II: FORESTRY •
WOOD INDUSTRY • AGRICULTURAL FOOD ENGINEERING • VOL. 4 (53) NO. 1 – 2012
3. Enzymatic Emulsions – Are There Opportunities For Their Introduction To Forest
Roads?
Autori – Cristian Alexandru Stan, Stelian Alexandru Borz, V. Ciobanu
În: PROCEEDINGS OF THE BIENNIAL INTERNATIONAL SYMPOSIUM FOREST AND
SUSTAINABLE DEVELOPMENT
4. Geo-Synthetics Utilization On Forest Roads
Autori - O. Brânzea, V. Alexandru, C. Antoniade-Roman, C.Stan, V.
Ciobanu În: BULLETIN OF THE TRANSILVANIA UNIVERSITY OF BRAŞOV SERIES II: FORESTRY •
WOOD INDUSTRY • AGRICULTURAL FOOD ENGINEERING • VOL. 4 (53) NO. 2 – 2012
89
ANEXA 3a – Curriculum Vitae (limba română)
Date personale
Nume: STAN
Prenume: Cristian Alexandru
Adresă: Ploiesti, Str. Mihai Bravu, bl 26B, ap 7
Data şi locul naşterii: 03.09.1985, Ploiesti, Prahova
.
Cetăţenie: Română
Stare civilă: Necăsătorit
Telefon: 0722261562
E-mail: [email protected]
Educaţie 2009 →
Doctorand
Universitatea "Transilvania" Brașov, Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere
2004 - 2009
Inginer silvic diplomat
Universitatea "Transilvania" Brașov, Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere
Publicaţii
A. Lucrări publicate în reviste indexate în baze de date internaţionale: 4 (Enzymatic Emulsion- sustinuta si
prezentata ca poster)
B. Lucrări publicate în proceeding-urile conferinţelor internaţionale: 1 (Enzymatic Emulsion)
C. Lucrări prezentate la simpozioane şi conferinţe internaţionale: 1 (Enzymatic Emulsion- Poster
Conferinta Forest and Sustenable Development)
90
ANEXA 3b – Curriculum Vitae (limba engleză) Personal data
Name: STAN
First name: Cristian Alexandru
Address: Ploiesti, Str. Mihai Bravu, bl 26B, ap 7
Date and place of birth: 03.09.1985, Ploiesti, Prahova
.
Nationality: Romanian
Marital status: unmarried
Phone: 0722261562
E-mail: [email protected]
Education 2009 →
PhD
Faculty of Silviculture and Forest Engineering, Transilvania University of Brasov
2004 - 2009
Diploma of Forest Engineer (5 years)
Faculty of Silviculture and Forest Engineering, Transilvania University of Brasov
Publications
A. Papers published in BDI journals: 4 (Enzymatic Emulsion- sustained and prezented as poster)
B. Papers published in proceedings of international conferences: 1 (Enzymatic Emulsion)
C. Papers presented at international conferences and symposia: 1 (Enzimatic Emulsion- Poster
Conferinta Forest and Sustenable Development)
