00 GMIV 03 Strumenti e test.ppt [modalità compatibilità] · 3 La costruzione di una nuova pista,...

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Strumenti e tecniche di rilievoStrumenti e tecniche di rilievoRilievo delle deformazioniRilievo degli spostamentiRilievo delle sollecitazioniRili d ll’ idi à

Università degli Studi di CagliariUniversità degli Studi di CagliariGESTIONEGESTIONE E E MANUTENZIONEMANUTENZIONE DELLEDELLE INFRASTRUTTUREINFRASTRUTTURE VIARIEVIARIEProf.ing. Mauro Prof.ing. Mauro ConiConi ((http://web.tiscali.it/mauroconi/)http://web.tiscali.it/mauroconi/)

Rilievo dell’umiditàRilievo delle temperatureRilievo degli spessoriValutazione delle caratteristiche meccanicheValutazione delle densitàDeterminazione della granulometria e contenuto di legante

C o s t r u z i o n e I n n o v a t i v a d e l l e Pi s t e


I t a l i a n S m a r t R u n w a y P r o j e c tPrototipo di pavimentazione aeroportuale strumentata

La nuova pista di volo dell’aeroporto di Cagliari–Elmas, dal progetto ambientale alla costruzione

UNIVERSITA’ DI CAGLIARIDipartimento Ingegneria del TerritorioSOGAER

Italian civil aviation authorityItalian civil aviation authority

Ente Nazionale per l’aviazione civileEnte Nazionale per l’aviazione civile

M.Coni, S.Portas

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Immaginate di poter guardare dentro una pista di volo durante un atterraggio ….

Centinaia di tonnellate a 200 km/h impattano la pista, in un istante, su pochi cm2, senza che il più piccolo inerte si stacchi, mettendo così a rischio i reattori che potrebbero aspirarlo,

aereo dopo aereo, anno dopo anno …


Questo è il compito delle moderne pavimentazioni delle piste di volo …

garantire superfici meccanicamente stabili, durature, compatibili con l’ambiente e capaci di prestazioni strutturali e funzionali estreme

per ottimizzare i costi e aumentare la sicurezza.

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La costruzione di una nuova pista, quale quella dell’aeroporto di Cagliari-Elmas, richiede la soluzione di problematiche ambientali e l’uso di tecniche innovative che vanno ben oltre i tradizionali criteri progettuali


•Sito Interesse Comunitario

•Gestione delle materie

•Riuso degli inerti della

vecchia pavimentazione

• Indagini preliminariIndagini preliminari

• RESA

• STRIP

•SmartRunway

Il contesto ambientale


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Le condizioni della pista


Le condizioni delle stripLe condizioni delle strip


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Il Dynatest 8000. La parte principale dell’H.W.D. è ilDynatest 8002 H.W.D. Esso consiste in unrimorchio del peso di 850 Kg. max che trasportauna massa variabile da 50 a 300 Kg. e che viene


gtrainato da un’autovettura che contiene leapparecchiature di alimentazione e di registrazione.Dopo aver posizionato l’apparecchiatura sul puntodi prova, la massa battente viene lasciata cadereda un’altezza che può variare da 2 a 40 ccm,producendo una sollecitazione che, diagrammata inun piano forza-tempo, risulta molto simile ad unasemisinusoide.

Il picco della forza esercitata sulla sovrastruttura può variare da 700 a 25.000 Kg. nel caso di FallingWeight di tipo pesante, livello di forza rappresentativo degli attuali carichi per ruota degli aeromobili piùdiffusi. La caratteristica della serie di molle è scelta in modo da produrre un impulso della durata di 28ms, equivalente a circa 34 Hz; infatti numerose misure su alcune sovrastrutture hanno dimostrato chequesto tempo corrisponde alla durata dell’impulso prodotto dal traffico pesante, con velocità di circa 70Km/h. La piastra di carico normalmente impiegata è rivestita in gomma, per distribuire l’impulso delcarico uniformemente sulla superficie del diametro di 30 cm.Le deflessioni sono misurate per mezzo di trasduttori accelero metrici (geofoni).

La deflessione nel centro dell’area di carico è unafunzione delle proprietà e delle dimensioni dellasovrastruttura. Poiché le pavimentazioni possono averebacini di deflessione diversi nel centro dell’area di carico,


in aggiunta a tale deflessione deve essere misurata ladeflessione in altri punti (di) del bacino; infatti l’H.W.D.8002 misura la deflessione in 7 punti. Successivamente èpossibile determinare i moduli di una pavimentazioneschematizzata come un multistrato elastico di spessoresemi-infinito.Le misure sono normalmente eseguite con la frequenza di50-100 o 200 metridi corsia. Si possono eseguire oltre 200-250 misure dibacini di deflessione in un giornobacini di deflessione in un giorno.Il computer registra in tempo reale le deflessioni provocatedal carico. Successivamente, con un processo dielaborazione più complesso, si determinano i moduli deidiversi strati della struttura.

Normalmente viene impiegato un modello di struttura a tre strati, in cui lo strato superiore rappresental’insieme degli strati in conglomerato bituminoso; quello intermedio la fondazione (misto granulare ostabilizzato a cemento),quello sottostante il sottofondo. Durante le prove vengono eseguite misure ditemperatura nei diversi strati e dell’aria, allo scopo di valutare i moduli in condizioni standard di temperatura.

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Una delle tecniche più utilizzate negli ultimianni per lo studio del sottosuolo conmetodologie indirette consiste nell’inviareall’interno del mezzo investigato un segnale


all interno del mezzo investigato un segnale(onda) elettromagnetico. Tale segnale, nel suocammino, subisce una serie di trasformazionicausate da fenomeni di riflessione, rifrazione,diffrazione ed assorbimento dipendenti dallecaratteristiche dei mezzi attraversati e dallaloro geometria. Il segnale che torna insuperficie viene in seguito captato daun’antenna ricevente, amplificato, convertitopin formato digitale, registrato, ed infineanalizzato, permettendo di acquisireinformazioni sulle caratteristiche dellaporzione di terreno attraversato.Tale tecnica viene denominata georadar (oGround Probing radar, o Ground PenetratingRadar). Una tale onda viene emessa ericevuta utilizzando un dipolo (antenna).

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Il segnale elettromagnetico viene riflesso verso la superficie quando incontra una variazione delle proprietà elettromagnetiche (conducibilità, costante dielettrica, permittività magnetica) del mezzo in cui si propaga. Questa variazione è dovuta o ad un cambiamento di


Questa variazione è dovuta o ad un cambiamento di materiali, o alla presenza di oggetti interrati, oppure ad un cambiamento delle condizioni di umidità del mezzo indagato. La profondità dell’oggetto individuato è definita dal tempo che ha impiegato il segnale ad andare dal trasmettitore, essere riflesso dall’oggetto e arrivare al ricevitore (tempo di andata e ritorno).Trascinando il gruppo Trasmettitore – Ricevitore lungo un profilo di cui si vuole ottenere la sezione, e registrando un certo numero di onde riflesse ad una precisa distanza, è

Indagine georadar ad alta frequenza su una trave in cemento armato per l’individuazione dei ferri di armatura.

certo numero di onde riflesse ad una precisa distanza, è possibile ottenere dei radargrammi, che rappresentano una sezione ad alta risoluzione della porzione di terreno indagato. Tali sezioni, per poter essere lette correttamente, devono essere ripulite di tutti i rumori (NOISE) casuali e sistematici che possono essere presenti, ed in seguito interpretate.


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bi

c b

bp

'1

'11

L’attrezzatura impiegata è di tipo pneumatico e consente la ripetuta applicazione di carichi impulsivi di forma controllata a campioni cilindrici nella configurazione di trazione indiretta. Le prove di trazione indiretta a carico impulsivo


Le prove di trazione indiretta a carico impulsivo ripetuto vengono eseguite su campioni cilindrici aventi diametro D e altezza t. Questi vengono sollecitati con carichi che seguono una legge di variazione con il tempo caratterizzata da un tempo di picco (rise time) rt, pari al tempo necessario per raggiungere il massimo carico verticale P (Figura 1).Durante la prova viene misurata, mediante una coppia di trasduttori lineari posti sul piano orizzontale in corrispondenza del baricentro del campione di prova, la deformazione totale orizzontale

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Le scelte fondamentali del progetto:

t i t d ll fi i l i t i ( i i ll’i i


• mantenimento della configurazione planimetrica (rinuncia all’impiego simultaneo delle 2 piste)

• Conferma della tipologia flessibile della pavimentazione

• riuso di tutti materiali della pista

- reimpiego del fresato per i cb della base

- reimpiego del fresato per la sistemazione delle stripreimpiego del fresato per la sistemazione delle strip

- stabilizzazione dei sottofondi a calce-cemento

- reimpiego dei calcestruzzi per la produzione di inerti fondazione

• Realizzazione della RESA, nella laguna di Santa Gilla

• Garantire il traffico civile e militare durante i lavori

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L.Ticca, A.GraziettiUniversità degli Studi di CagliariUniversità degli Studi di CagliariGESTIONEGESTIONE E E MANUTENZIONEMANUTENZIONE DELLEDELLE INFRASTRUTTUREINFRASTRUTTURE VIARIEVIARIEProf.ing. Mauro Prof.ing. Mauro ConiConi ((http://web.tiscali.it/mauroconi/)http://web.tiscali.it/mauroconi/)

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L’alluvione del mese di ottobre 2008.

L.Ticca, A.GraziettiUniversità degli Studi di CagliariUniversità degli Studi di CagliariGESTIONEGESTIONE E E MANUTENZIONEMANUTENZIONE DELLEDELLE INFRASTRUTTUREINFRASTRUTTURE VIARIEVIARIEProf.ing. Mauro Prof.ing. Mauro ConiConi ((http://web.tiscali.it/mauroconi/)http://web.tiscali.it/mauroconi/)

Lunghezza di 2.803 m - Larghezza di 60 m (comprese banchine laterali)

La pavimentazione di tipo flessibile spessore 75 /85 cm, elevato fattore PCN 102F/A/X/T

Costo finale 23M di Euro

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Italian SmartRunway Project rappresenta il primo esempio in ambito internazionale di pista di tipo flessibilestrumentata. Il progetto nasce dalla collaborazione tra l’Università di Cagliari (prof.M.Coni, ing. S.Potas),l’Università dell’Illinois (prof. I. Al-Qadi, prof. S. Lahouar). e la SOGAER (ing. A. Grazietti, ing. M.Rodriguez)


l Università dell Illinois (prof. I. Al Qadi, prof. S. Lahouar). e la SOGAER (ing. A. Grazietti, ing. M.Rodriguez)

UNIVERSITA’ DI CAGLIARIDipartimento Ingegneria del Territorio SOGAER

L’importanza scientifica in ambito internazionale e l’utilità del Italian SmartRunway Projectè testimoniata dai progetti in corso da parte della FAA (Federal American Aviation) e daparte del TRB (Trasportation Research Board, consiglio delle ricerche americano) al quale,lo scorso 15 gennaio a Washington, è stata presentata la Italian SmartRunway.

Risulta ora di grande rilevanza tecnica e scientifica internazionale sviluppare tutte leRisulta ora di grande rilevanza tecnica e scientifica internazionale sviluppare tutte lepotenziali ricadute ingegneristiche del progetto, come hanno messo bene in evidenza imassimi esperti mondiali di pavimentazioni stradali e aeroportuali, durante lapresentazione dell’ Italian SmartRunway Project alla comunità scientifica internazionaledurante un meeting a Cagliari dal 13 al 16 ottobre 2008.

The test section on the Cagliari airport is an extremely important one because it is the only one in the world, as far as I know, that allows the response of an airport pavement to be measured under real air traffic conditions.prof. A.Molenaar - Delft University

The smart runway in Sardinia can be considered as an outstanding example and contribution to the technical and scientific community of asphalt pavement engineers. Prof. A. M. Partl - E.N.P.A.

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• la registrazione nel tempo dell'evoluzione dei parametrimeccanici e la definizione di soglie di attenzione ed allarme;

• la definizione di modelli per migliorare i metodi di calcolo e la

La SmartRunway permetterà


• la definizione di modelli per migliorare i metodi di calcolo e lamanutenzione degli interventi;

• la valutazione delle tecniche costruttive, definire miglioripratiche realizzative e capitolati.

• lo studio del comportamento dei materiali in scala reale sottodifferenti condizioni climatiche, temperatura ed umidità;

• di individuare situazioni di crisi;• lo studio dei carichi agenti sulla sovrastruttura della pista:• migliorare i modelli di simulazione della risposta strutturale;• fornire indicazioni progettuali all’industria aeronauticap g

GranulometriaGranulometria


•quartatura•essicatura•setacci, crivelli•vibrovaglio•passante, trattenuto

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m.c centrale m.c. in situ m.g. non legato C.B. Base C.B. Binder C.B. Usuramin max min max min max min max min max min maxmin max min max min max min max min max min max

0,075 5 10 2 10 2 10 4 8 4 8 6 100,18 6 14 4 15 4 14 5 15 8 150,4 8 18 7 22 7 22 6 20 7 25 11 20

2 18 30 15 40 15 40 18 38 20 45 25 385 28 40 25 50 25 55 25 50 30 60 40 55

10 40 55 35 67 35 67 35 60 50 80 70 9015 53 70 46 76 45 70 65 100 90 10025 72 90 60 87 60 87 70 95 100 10030 80 100 67 92 10040 100 100 75 100 75 10071 100 100 100


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Limiti di Limiti di AtterbergAtterberg ((LLLL, LP, LR), LP, LR)


Indice di Plasticità

IP=LL-LP

Plasticità

Sensibilità all’acqua

Deformazioni plastiche

Variazioni di volume

Indice di gruppo Indice di gruppo Ig = 0,2 a + 0,005 a c + 0,01 b d

Classifica HRB

a=P200-35 c=LL-40

b=P200-15 d=IP-10


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