Inginerii din Germania au trecut la construcţia podurilor peste autostrăzi cu culee formată din plastic şi pământ, în loc de beton

Germania e recunoscută pentru reţeaua sa enormă de autostrăzi bine construite, care le garantează până în prezent renumitul atribut de lipsă a limitelor de viteză. Totuşi, în ultimele decenii a existat o perioadă de relativă latenţă în mentenanţa lor exemplară, aşa că în ultimii 5-7 ani s-a atestat necesitatea unor lucrări mai profunde şi de anvergură mai mare la reţeaua imensă de autostrăzi, pentru a nu-i permite degradarea. Şi multe din aceste lucrări presupun chiar demolarea şi reconstrucţia unor poduri mari de autostrăzi sau poduri mai mici peste autostrăzi, la inspecţia cărora s-au descoperit structuri slăbite. Ei bine, acum inginerii din Germania au început construcţia podurilor pe autostrăzi printr-o metodă care sună foarte bizar şi contraintuitiv la prima vedere, aceste poduri având culeea formată din plastic şi pământ, în loc de beton.

Foto: Materialul din care e formată culeea

La podurile mai mici, nu foarte înalte, cea mai solicitată parte a structurii lor este culeea, de obicei. Culeea este acea structură verticală masivă amplasată la capătul fiecărui pod, care susţine efectiv zona de îmbinare a secţiunii pod cu rampa de acces la pod. Fiecare pod are două culee, la ambele extremităţi, şi dacă podul e mai lung, există şi piloni intermediat, iar dacă e mai scurt, întreaga structură se poate ţine le aceste culee laterale.

Trebuie să mai spunem că structura superioară de pod nu e montată direct pe culee, mai existând câteva elemente stratificate, precum reazemele şi coronamentul — iar fără a complica prea mult lucrurile cu limbajul de specialitate, vom spune că structura orizontală a podului e susţină acolo la margini de nişte structuri ce se conectează direct cu grinzile, apoi există structuri mai voluminoase care disipă şi distribuie forţele către structura unitară verticală, numită culee, pe care ne-o putem imagine ca un perete imens de beton, gros, care susţine întreaga greutate din zona sa şi de obicei coboară şi niţel în adâncime în pământ.

El bine, până acum uzanţa obişnuită e ca aceste culee să se realizeze din beton armat, eventual precomprimat. Dar orice pod are nevoie de rosturi de dilatare, şi partea cea mai provocatoare a la ultimele îmbinări de la marginile podului, întrucât ele contactează cu părţile de carosabil fix, pe pământ, care nu au acelaşi coeficient de dilatare termică. Pe lângă asta, un pod are întotdeauna mici vibraţii în funcţie de sarcina pe care o suportă, iar aceste rosturi din exterior sunt cele mai solicitate, întrucât atenuează mişcarea cumulată a întregului pod. Asta face ca în timp, unele poduri să fie declarate uzate şi periculoase în primul rând pentru că le cedează structura culeea, în ea apărând micro fisuri sau chiar fisuri mai mari cu beton care se „dilată” efectiv.

Pentru a contracara această problemă cu zona culeei, încă prin anii 1960 inginerii francezi au fost cei care experimentau cu tehnologii ce ar putea înlocui betonul clasic sau l-ar putea îmbunătăţi. La viaducturile mari şi înalte sau la poduri mai complexe se aplică ranforsări laterale de structuri interne sau elemente adiţionale constructive, dar acest soluţii sunt complicate şi scumpe, nu tocmai fezabile pentru podurile mai pici ale unor drumuri regionale ce trec deasupra autostrăzilor

Tot francezii au fost cei care au experimentat cu folosirea pământului tasat în loc de beton, or, pământul are efectiv o rezistenţă excelentă la comprimare, odată ce e tasat, iar folosirea pământului ar fi mult mai ieftină. Doar că pământul are rezistenţă excelentă la comprimare, dar foarte mică la tensionare, şi tendinţa sa de dilatare spre exterior e şi mai pronunţată.

Atunci inginerii s-au gândit că ar putea prinde efectiv acest pământ tasat într-un soi de plase puternic, care să-l împiedice să se dilate spre exterior. Iar dacă toată masa de pământ e menţinută în perimetrul scontat iniţial, rezistenţa ei la comprimare rămâne neschimbată, ba chiar având şi o uşoară flexibilitate, care ar ajuta enorm la poduri.

Exact asta fac acum inginerii germani — aplică mase imense de sol tasat, menţinut integru de geogrile, un soi de plase din plastic. Rolul plasticului nu e să susţină greutatea podului, ci să nu permită pământului tasat să se dilate, sau să se „împrăştie” spre exterior, dacă e să o spunem mai simplu.

Astfel, ei pun etaje succesive de asemenea pământ ranforsat cu grile din plastic, pe care le alternează cu un strat de pământ tasat, fără ranforsare. Această alternare formează zeci de straturi de ambele tipuri, iar în rezultat se obţine un alt timp de culee de pod, crescută din alternarea acestor straturi, în locul folosirii betonului armat.

Efectul obţinut e o rezistenţă la comprimare similară, cu o flexibilitate mai mare pentru rosturile de la final, într-atât de mare, încât teoretic se pot face mai puţine rosturi pe tablierului podului. Culeele construite din asemenea material sunt mult mai ieftine şi mai ecologice, datorită economisirii cantităţilor uriaşe de beton, iar rezistenţa în timp e cel puţin egală, spun inginerii indicând experimentele franceze făcute cu decenii în urmă, care rezistă până în prezent.

Soluţia nu poate fi aplicată la poduri înaltă, acolo unde cuplul forţei de răsturnare devine foarte mare, însă la podurile de înălţime mai mică, mai simple, permite micşorarea semnificativă a costurilor şi accelerarea enormă a lucrărilor.

Germanii erau relativ sceptici până acum faţă de aceste soluţii, dar acum au decis să le aplice la tocmai 5 poduri pe de autostrada A3 şi acestea s-au dovedit a fi ultra eficiente, reconstrucţia fiecărui pod putând fi făcută în doar 3 luni şi necesitând închiderea autostrăzii de sub ele pe durata a doua două week-end-uri. Încă 3 poduri din cele 5 sunt în proces de construcţie acum, dar operatorul german de autostrăzi, Autobahn GmbH, a decis deja că va implementa noul standard de construcţie a culeelor drept o cerinţă obligatorie pentru toate podurile de acest tip de pe autostrăzile germane.

Aşadar, o inovaţie care sună bizar la început, poate chiar ca un regres, dar practica arată că are mai multe avantaje convingătoare, încât aceste avantaje i-au convins până şi pe germani, care ţin cu sfinţenie la autostrăzile or, să adopte această tehnologie ca una obligatorie.