Se pot construi autostrazi mai ieftine? (I)

Ne-am pus aceasta intrebare in contextul in care se afirma tot mai frecvent in presa si chiar in mediile mai apropiate domeniului constructiilor de drumuri ca in Romania autostrazile costa mai scump decat in alte tari.

In cele ce urmeaza vom cauta sa argumentam ca raspunsul la intrebarea din titlu este afirmativ iar argumentele se vor baza mai putin pe considerente aferente costului diverselor elemente componente sau ca­tegorii de lucrari si mai mult pe observatii asupra elementelor constructive ale autostrazilor din tari cu traditie in construirea de autostrazi.

Nu ne-am propus sa consideram ca model normele tehnice dintr-o anumita tara, ci am cautat sa selectam, din mai multe surse, acele specificatii tehnice sau principii de proiectare care pot contribui la reduce­rea costurilor, fara a impieta asupra sigurantei traficului.

Am cautat sa selectam acele caracteristici ale elementelor componente ale autostrazilor pe care le-am considerat ca, aplicate fiind si in tara noastra, pot contribui la o reducere a costului lucrarilor. Ne vom referi, in principal, la elementele constructive ale autostrazilor si la normele tehnice pe baza carora se construiesc autostrazi la noi si la cele care stau la baza construirii acestora in SUA si Canada. Am fost indemnati la aceasta analiza de observatia ca, privind autostrazile de pe continentul american, este frapanta imaginea de simplitate a traseului: doua cai asfaltate, cu sens unic, intr-un teritoriu verde. De regula, nu se vad parapete marginale sau centrale, nu santuri betonate, nu panouri antiorbire etc. Acest aspect este dominant si induce, la prima privire, perceptia unei lucrari simple si ieftine. Exceptiile de la aceasta ima­gine sunt rare si, de regula, se concentreaza in apropierea si in interiorul zonelor urbanizate.

Pentru a ne urmari scopul de a raspunde intrebarii din titlu, in sensul de a semnala anumite solutii tehnice care pot contribui la realizarea unor autostrazi mai ieftine, propunem o analiza comparativa a principalelor norme tehnice romanesti pe baza carora se proiecteaza autostrazi (PD162 referitor la proiectarea auto­strazilor extraurbane), norme care concorda cu cele europene, si a normelor tehnice pe baza carora se proiecteaza autostrazile pe continentul american (HDM – Highway Design Manual).

Doua conceptii diferite

Tehnica de construire a auto­stra­zilor si a drumurilor in general, in Europa si pe continentul american, se fundamenteaza pe conceptii diferite privind securitatea traficului auto si implicit, modalitatea de a construi drumul in favoarea utilizatorului difera.

Astfel:

• conceptia europeana asigura securitatea utilizatorului prin ingradirea cailor de circulatie cu dispozitive care impiedica iesirea in decor a vehiculelor scapate de sub control iar aceasta se realizeaza prin rea­ducerea vehiculului pe calea de rulare, in urma coliziunii cu dispozitivele respective;
• conceptia americana asigura vehiculului scapat de sub control posibilitatea de a reveni pe calea de rulare sau de a se opri in siguranta in afara drumului iar aceasta se rea­lizeaza printr-o modelare speciala a terenului inconjurator si cu evitarea, pe cat posibil, a unei coliziuni.

Ambele conceptii au ca scop desfasurarea traficului in conditii de siguranta si asigura acest deziderat. De aceea consideram ca, la elaborarea unui proiect de autostrada in conditii tehnico – economice cat mai eficiente, trebuie facuta o analiza care sa ia in considerare diverse solutii tehnice posibil de aplicat intr-o anumita zona a drumului, indiferent daca acestea sunt uzuale intr-o parte sau cealalta a oceanului.

Elemente constructive

Traseu si profiluri longitudinale independente

In special in zonele cu relief accidentat – deal sau munte – dar si pe zone cu relief de ses, s-a dovedit ca este mai economic ca fiecare cale sa fie tratata ca un drum cu sens unic. O asemenea abordare favori­zeaza inscrierea mult mai buna la configuratia reliefului.

Mult mai usor si cu lucrari de arta (poduri, ziduri de sprijin, amenajari pe versanti etc.) mai reduse, se inscrie la teren o platforma de drum cu latime de 12 m – 13 m, decat o plat­forma cu latime de aproape 30 m.

In foto 1 se prezinta o zona de munte unde cele doua cai sunt departate la o distanta care variaza in functie de posibilitatile de inscriere la piciorul versantilor care marginesc o vale stancoasa, iar in foto 2 se poate observa ca si in zone cu relief mai putin accidentat, s-a preferat reali­zarea cailor de circulatie la niveluri diferite, pentru o adaptare cat mai buna la inclinarea terenului.

Desigur, se poate pune intreba­rea ce se intampla cu terenul care ramane intre cele doua cai, uneori suprafata respectiva avand latime considerabila, de zeci de metri sau mai mult. Nu e cazul in foto 1 si 2 de mai sus, dar sunt astfel de situatii pe retelele rutiere la care ne referim.

In cadrul proiectelor trebuie facuta o analiza de la caz la caz. De regula, astfel de solutii se practica in zone impadurite, unde accesul pe zona dintre cai nu este necesar cu frecventa mare sau in zone unde este posibil un acces usor in conditii de siguranta. Se mai practica frec­vent astfel de solutii in zone aride, stancoase, cu relief accidentat, unde terenul dintre caile autostrazii nu prezinta un interes special.

O estimare a reducerii costurilor unor sectoare de autostrada tratate in acest fel este dificil de facut, fiind dependenta de relieful pe care se aplica, dar, din observarea unor trasee astfel tratate, putem afirma ca economiile pot fi semnificative.

Consideram ca in cadrul proiec­telor se impune si analizarea unor solutii de acest tip pe anumite sectoare, solutii care pot fi generatoare de economii substantiale.

Pentru a avea totusi o imagine asupra unor potentiale economii, prezentam in tabelul 1 o comparatie a standardelor de cost publicate de CNADNR pentru o autostrada in zona de munte si pentru doua drumuri unidirectionale avand cate doua benzi de circulatie + o banda de stationare de urgenta.

La o cale independenta de autostrada, costul drumului cu doua benzi se majoreaza cu 0,4 milioane euro/km pentru adaugarea benzii de urgenta + 0,1 milioane euro / km pentru 2 randuri de imprejmuire. Costul unei cai independente de autostrada, apreciat pe baza standardelor de cost, este 1,3 + 0,4 + 0,1 = 1,8 milioane euro/km. Pentru doua cai independente costul este 3,6 mili­oane euro/km.

Rezulta ca, prin proiectarea celor doua cai de autostrada ca artere rutiere independente, se poate rea­liza o economie de ordinul a 2,4 mili­oane euro/km.

De retinut ca, prin inscrierea mai fidela la teren a traseului, in cazul a doua platforme cu latime mai redusa decat a unei autostrazi, se reduc si volumele altor categorii de lucrari. Consideram ca, printr-o astfel de tratare, economiile pot fi semnificative.

In normativul PD162 se precizeaza ca „La sectoare de munte cu relief foarte accidentat, in scopul reducerii volumului terasamentelor si lucrarilor de arta, caile unidirectionale pot fi denivelate sau se poate proceda la proiectarea separata a fiecarei cai (Anexa 1 fig.3). Pe aceste sectoare nu exista banda mediana”. Deci si la noi exista cadrul legal pentru a proceda la proiectarea separata a celor doua cai, cu observatia ca aceasta importanta solutie de reducere a costurilor o practicam in cazuri exceptionale „cu relief foarte accidentat” in timp ce in normele HDM este recomandata pentru toate autostrazile, in special cu scopul de a avea o banda mediana cat mai lata.

Sectiunea transversala

Sectiunea transversala tip a unei autostrazi cu doua benzi pe sens, in conformitate cu PD162, presupune existenta urmatoarelor componente:

• 4 benzi de circulatie de cate 3,75 m latime;
• 4 benzi de ghidare de cate 0,25 m – 0,50 m;
• 2 benzi de oprire urgenta de cate 2,50 m;
• 1 banda mediana ingusta de 2,50 m – 3,00 m;
• 2 acostamente de cate 0,50 m;
• 2 randuri de parapete, cu o singura fata la marginile benzii mediane sau 1 rand de parapete, cu 2 fete in centrul benzii mediane;
• 2 randuri de parapete la marginile platformei, amplasate discontinuu in functie de configuratia terenului;
• 1 rand de panouri antiorbire pe intreaga lungime a traseului;
• 2 santuri / rigole, in lungul am­prizei autostrazii, amplasate pe aproape intreaga lungime a traseului si avand sectiunea betonata.

Referitor la sectiunea transversala,  HDM introduce conceptul de zone libere („clear zones”). Zonele libere trebuie sa permita, in conditii ideale, ca un vehicul scapat de sub control sa intalneasca o suprafata plana, fara obstacole, pe care sa poata fi redresat si readus pe partea carosabila sau sa fie oprit.

Definitia „zonei libere” este: „fasie de teren pe care administratorul drumului o poate asigura libera de orice obstacol, de la marginea partii carosabile, pentru siguranta vehiculelor scapate de sub control“.

Din punct de vedere al sigurantei circulatiei, latimea zonei libere este impusa de urmatorii factori: intensitatea traficului, viteza de proiectare, inclinarea terenului adiacent drumului si sinuozitatea traseului. Numai daca nu este posibila asigurarea latimii corespunzatoare a „zonei libere”, se apeleaza la introducerea de bariere (parapete) pentru siguranta traficului.

Schita din figura 1 prezinta o sectiune transversala tip de auto­strada conform HDM.

Mentionam ca lista din tabelul 2, cu numerotarea elementelor componente, se refera si la sectiunea transversala tip pentru strazi, sectiune pe care nu am atasat-o, nefiind subiectul acestei expuneri.

Cateva comentarii asupra sectiunii din figura 1:

• benzile de oprire urgenta au o structura rutiera mai subtire decat partea carosabila si pot fi chiar dintr-un strat consolidat prin stabilizare;
• santurile spre debleu au taluzuri evazate, cu inclinari mici, cu adan­cime si latime la fund de 1,20 m;
• parapetul lateral platformei se monteaza numai in anumite conditii (a se vedea punctul 12 din lista urmatoare), pe care le vom prezenta mai departe;
• parapetul din banda mediana se monteaza numai in anumite conditii, dupa cum se va arata mai departe.

In foto 3 se prezinta imaginea tipica a unei autostrazi pentru continentul american. Dupa cum se vede, aceasta imagine reproduce in teren sectiunea transversala tip din schita de mai sus.

Se observa:

• banda mediana lata, inierbata, fara niciun alt echipament auxiliar, cu exceptia parapetului la marginea din stanga, parapet care a fost amplasat pentru protectia pilei pasajului de pe care s-a facut fotografia;
• un parapet glisiera la marginea platformei din stanga, care are, de asemenea, rolul de a proteja infrastructura pasajului;
• benzi de oprire urgenta, cu structura diferita fata de partea carosabila.

(Va urma) 

Autor:
ing. Stefan Cios

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 112 – martie 2015, pag. 16