23 - Riciclaggio a Freddo

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Corso di Costruzioni di Strade, Ferrovie, Aeroporti Alessandro Marradi UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA FACOLTÀ DI INGEGNERIA Corso di Laurea Specialistica in INGEGNERIA IDRAULICA, TRASPORTI E TERRITORIO  A.A. 2013 - 2014 La progettazione di interventi di riciclaggio a freddo 

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Corso di

Costruzioni di Strade, Ferrovie, Aeroporti

Alessandro Marradi

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA FACOLTÀ DI INGEGNERIA 

Corso di Laurea Specialistica in

INGEGNERIA IDRAULICA, TRASPORTI E TERRITORIO

 A.A. 2013

-

2014

La progettazione di interventi di riciclaggio a freddo 

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LA DIFFUSIONE DELLA TECNICA DEL RICICLAGGIO A FREDDO

Le

 ragioni

 che

 giustificano

l’impiego

 della

 tecnologia

 del

 riciclaggio

 afreddo per la riqualificazione strutturale delle

  pavimentazionistradali

 sono

 numerose

:

-

 ECONOMICHE

CNR

 B

.

U

.

 n

.

 125

Progetto

:

è

la

migliore

soluzione

tecnico/economicarealizzabile

con

le

risorse

disponibili 

:

dato

infatti 

il 

limite

di 

spesasostenibile

occorre

analizzare

e

ricercare

quale

livello

massimo

di 

 funzionalità

si 

 può

ottenere

.

 Alessandro Marradi – Università di Pisa _______________________________________________________________________________________________ 

-

 TECNICHE

-

 AMBIENTALI

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Riciclaggio (sviluppo in Italia agli inizi degli anni ’70)

Riciclaggio a caldo

Riciclaggio a freddo

In sito

In sito

In impianto

In impianto

LE TECNICHE DI RICICLAGGIO

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LE TECNICHE DI RICICLAGGIO

Leganti bituminosi

Emulsioni bituminose Bitume schiumato

Tecniche che consentono di ridurre la viscosità del legantebituminoso al fine di renderne efficace la miscelazione con

gli inerti a temperatura ambiente

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LE TECNICHE DI RICICLAGGIO

Leganti bituminosi

Emulsioni bituminose

Bitume schiumato

EMULSIONI

 BITUMINOSE

:

  Si

  classificano

  infunzione della velocità di rottura,

  dellacomposizione

 chimica

dell’emulsionante

 e

 in

funzione

 delle

 caratteristiche

 del

 bitume

 dipartenza

 (tal

 quale

 o

 modificato,

 con

  latticeo

 elastomeri)

.

BITUME

 SCHIUMATO

:

 Si

 classifica

 in

 funzionedelle caratteristiche

  schiumogene dellegante

 (rapporto

 di

 espansione

 e

 tempo

 disemivita

)

.

  Bitumi

  per

  schiumatura ad alteprestazioni

 schiumogene

.

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Le prove di valutazione delle proprietà schiumogene del legante vengono utilizzate per

determinare l’andamento del rapporto di espansione ER ed il tempo di semivita τ1/2 infunzione del quantitativo di acqua di schiumatura. Il valore ottimo di acqua dischiumatura è quello con il quale si ottiene:

ER ≥ 20

τ1/2 ≥ 25 s

Bitume schiumato – Proprietà schiumogene del legante 170°C

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Bitume schiumato – Proprietà schiumogene del legante 170°C

La caratteristiche schiumogene di un legante possono anche essere identificate

mediante un indice sintetico, funzione del tempo di dimezzamento e del rapporto diespansione, che prende il nome di Foam Index.

Kim Jonathan Jenkins «Mix design consideration for cold and half-warm bituminous mixes with emphasis on foamed 

bitumen”  PhD Thesis, University of Stellenbosh 2000.

In valore di FI corrispondente a un rapporto diespansione di 20 volte ed a un tempo di semivita di 20secondi è pari a Fimin=450.

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Bitume schiumato – Proprietà schiumogene del legante 170°C

Bitumi ad alte prestazioni schiumogene

FI maggiore di 2000

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Leganti idraulici

Cemento

EMULSIONI BITUMINOSE: Il cemento funziona da catalizzatore di processofavorendo la rottura dell’emulsione. Nelle emulsioni sovrastabilizzate ( a lentissima

rottura)   permette   di   regolare   la   rottura dell’emulsione   in modo   che   avvengaseguito della compattazione

BITUME SCHIUMATO: Il cemento favorisce la dispersione delle particelle di bitumeall’interno   della miscela,   rendendo più resistenti i punti di saldatura tra gliaggregati.

Sia per le miscele prodotte con emulsione che con bitume schiumato il cementopermette di raggiungere in tempi brevi sufficienti livelli di rigidezza necessari perpoter   riaprire   al   traffico l’infrastruttura. La quantità di   cemento   deve   esserelimitata a valori minimi per evitare fessurazione da ritiro ed eccessivo irrigidimentodella miscela.

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Leganti idraulici

Calce

Nel riciclaggio in sito ha la funzione di stabilizzare le eventuali particelle fini chepossono  aver   inquinato   il  materiale  da  trattare  (stabilizzazione a  calce  dei   finiplastici).  Nel   riciclaggio  in  impianto l’aggiunta  di  calce  viva   permette di  ridurrel’umidità degli aggregati in modo rapido (gestione dell’acqua).

Research program «Lime in Cold Recycling»

University of Pisa, Parma, Nottingham, Stellenbosh.

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Figline Val d’Arno (FI) – Trial Section

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IL COMPORTAMENTO DELLE PAVIMENTAZIONI STRADALI

CONTENENTI STRATI RICICLATI A FREDDO

L’impiego   sempre   più   ampio   di   queste   tecnologie   è   dovuto   allasempre maggiore diffusione di macchinari specifici per trattamentidi riciclaggio in sito ed in impianto

Necessità di comprendere il comportamento delle miscele riciclate alfine di poter prevedere il comportamento strutturale   di

pavimentazioni contenenti strati riciclati

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FATTORI CHE IINFLUENZANO IL COMPORTAMENTO MECCANICODELLE MISCELE RICICLATE A FREDDO

Lo sviluppo di modelli che descrivano sia il comportamentomeccanico sia le prestazioni di strati riciclati a freddo è complicato dadiversi fattori:

- diversità degli aggregati impiegati per la formazione delle miscele(tipo di aggregati, composizione granulometrica, caratteristiche frazione fine);

- presenza o assenza di cemento (o altro “filler attivo”), quantità;

- basso/alto contenuto di legante bituminoso (< 2.5%  -  >3.5%);

- temperatura degli aggregati al momento del riciclaggio;

- tipo di bitume e temperatura di impiego;

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MODELLI PRESTAZIONALI PER MISCELE RICICLATE

Ognuno di questi fattori è in grado di influenzare in modo marcato leprestazioni delle miscele riciclate che, pertanto, risultano contenutein un range piuttosto ampio

LO SVILUPPO DI UN MODELLO PRESTAZIONALE UNIVOCO DAAPPLICARE   A   TUTTE   LE   MISCELE   È   UN   OBIETTIVO   AMBIZIOSO   E,

PROBABILMENTE, NON REALISTICO   (K.J.  Jenkins,  International Journal of Pavement Engineering, 2007)

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METODI DI DIMENSIONAMENTO DELLE PAVIMENTAZIONI

METODI EMPIRICI METODI RAZIONALI

AASHTO, CBR, ASPHALT

INSTITUTE, ROAD NOTE 29,ecc. Basati   essenzialmentesu esperienze.

Predimensionamento,evitano errori grossolani.

Basati su modelli matematici di

analisi strutturale,   lapavimentazione   vieneschematizzata con   unmultistrato elastico o   visco-elastico, sottofondo a lineare onon lineare.Si   possono utilizzare i datirelativi   alle   caratteristiche   deimateriali, al clima ed alla reale

configurazione dei carichi.

CATALOGHI

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METODI DI DIMENSIONAMENTO DELLE PAVIMENTAZIONI

METODI EMPIRICI

si   basano sull’osservazione   delle   risposte   ai   carichi   da   traffico   dipavimentazioni esistenti, anche di tronchi   sperimentaliappositamente realizzati. Nel metodo AASHTO, lo Structural

Number SN   (o Indice di  Spessore   IS)   tiene  conto della   resistenza

strutturale delle pavimentazioni.

Esprime   uno   spessore   equivalente   della   sovrastruttura,   funzionedegli spessori si   dei vari strati, della resistenza dei   materiali

impiegati (attraverso i   coefficienti  strutturali ai )  e,  per gli  strati   inmateriali non legati, della loro   sensibilità all’acqua   (mediante   icoefficienti di drenaggio mi ), in modo che pavimentazioni conuguale  valore   di  SN  siano  caratterizzate   da  risposte  ai  carichi   datraffico simili tra loro.

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METODI DI DIMENSIONAMENTO DELLE PAVIMENTAZIONI

METODI EMPIRICI

Valori dei coefficienti strutturali ai  (fonte AIPCR):

- Per materiali riciclati a freddo con emulsione

Range da 0.17 a 0.41   -   valore medio 0.29

- Per materiali riciclati a freddo con bitume schiumato

Range da 0.20 a 0.42   -   valore medio 0.31

Utilizzando un valore di 0.30, rispetto al valore di 0.40comunemente   utilizzando   per   i   conglomerati   a   caldo,   si   ha   unariduzione del 30%.

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METODI DI DIMENSIONAMENTO DELLE PAVIMENTAZIONI

Un catalogo delle sovrastrutture comprende varie tipologie dipavimentazioni, diverse per numero e spessore degli strati e

caratteristiche dei  materiali.  Ognuna delle soluzioni proposte puòessere utilizzata con riferimento a determinati valori di portanza del

sottofondo e classi di traffico.

Rappresentano un’alternativa all’analisi   rigorosa del problemaprogettuale da affrontare seguendo il metodo razionale, praticabilequando le informazioni disponibili siano limitate   e si rendacomunque necessario un dimensionamento preliminare.

CATALOGHI

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METODI DI

DIMENSIONAMENTO

DELLE PAVIMENTAZIONI

CATALOGHI

Informazioni minime necessarie

- Tipo di infrastruttura

- Livello di traffico previsto

- Portanza del sottofondo- Tipologia di pavimentazione

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SGC FI.PI.LI

Traffico in 20 anni = 25,000,000 veicoli commerciali

Sottofondo = 90 MPa

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SGC FI.PI.LI

Traffico in 20 anni = 25,000,000 veicoli commerciali

Sottofondo = 90 MPa

RISANAMENTI PROFONDI

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 Alessandro Marradi – Università di Pisa _______________________________________________________________________________________________ Soluzione RPA1 Soluzione RPA2 Soluzione RPA3

Soluzione RPB1 Soluzione RPB2 Soluzione RPB3

trattamento del sottofondo

50 50

35

Schiumato 20 cm

40 40

45 45

CB di base hard 14 cm

CB di base freddo con

emulsione 20 cm

20 20

25 25

Misto cementato 20 cm

30 30

35

5

USURA DRENANTE 4 cm

CB di binder soft 6 cm CB di binder soft 7 cm CB di binder soft 6 cm10 10

CB di base hard 13 cm

15 15

SoluzioneRPB

10milionidiassida12t

TGM=28.000

USURA DRENANTE 4 cm5

USURA DRENANTE 4 cm

Schiumato 20 cm

45

50 50

trattamento del sottofondo

55 55

Schiumato 25 cmMisto cementato 25 cm

30 30

35 35

Schiumato 25 cm

40 40

45

CB di base hard 14 cm

CB di base freddo con

emulsione 20 cm

20 20

25 25

10 10

CB di base hard 14 cm

15 15

RISANAMENTI PROFONDI

SoluzioneRPA

18milionidiassida12t

TGM=50.000

USURA DRENANTE 4 cm5

USURA DRENANTE 4 cm5

USURA DRENANTE 4 cm

CB di binder soft 5 cmCB di binder soft 7 cm CB di binder soft 6 cm

GESTIONE DELLE

PAVIMENTAZIONI STRADALI

LINEE GUIDA DI PROGETTO E

NORME TECNICHEPRESTAZIONALI

La lavorazione dello schiumato

 permette di   riciclare in sito

vecchie   fondazioni (misti 

cementati ammalorati, misti 

stabilizzati  da  “potenziare”  (in

manutenzione) o per   “creare” 

la fondazione con  materiale in

sito o con materiale di  apporto

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La   progettazione  di  una  pavimentazione  non  si   discosta,  nelle   sue

linee generali, da quella che è l’impostazione di qualsiasi altra operadi ingegneria civile:

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METODO RAZIONALE

- pre-dimensionamento, numero e spessore degli strati,caratteristiche dei materiali da impiegare per ciascuno di essi;

- analisi dello stato di tensione e deformazione indotto dal traffico diprogetto;

- verifica che tensioni e deformazioni rientrino nei limiti stabiliti,

ovvero che non diano luogo a situazioni critiche, tali cioè dainficiare l’integrità strutturale della pavimentazione;

- se la verifica di cui sopra non è soddisfatta si effettua un nuovodimensionamento della pavimentazione aumentando gli spessori

degli strati e/o variando le caratteristiche dei materiali.

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In generale, l’efficienza   strutturale di una pavimentazione

flessibile   deve   essere   verificata con riferimento   a due   tipi difenomeni:

- le fessurazioni per fatica degli strati bituminosi superficiali, (allequali va aggiunto il cracking termico nel caso in cui lapavimentazione debba essere realizzata in climi molto freddi osoggetti a forti escursioni termiche); il calcolo della fatica va

inteso come danno accumulato durante la vita utile (verifica cheesso non produca fessurazioni eccessive)

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Ciò comporta la necessità di disporre di criteri con i quali stabilirequando la vita utile di uno strato in conglomerato bituminoso sia

da   ritenere   esaurita,   ovvero   in   corrispondenza   di   quale   livellofessurativo è identificata la rottura di uno strato legato a bitume

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- le ormaie, ovvero le deformazioni permanenti subite dalsottofondo per effetto dei carichi; con il calcolo della profondità

delle ormaie si verifica che al termine della vita utile non ci sianoalterazioni della regolarità dello strato superficiale.

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TRAFFICO

TERRENO

CLIMA

DIMENSIONI

ASSUNTE

MATERIALI

STRATI

RIPETIZIONE

DEI CARICHI

CONFIGURAZIONE

GEOMETRICA

CARICHI AGENTI

DETERMINAZIONE

DI s  t  e

CARICHI AGENTI

VERIFICA

A FATICA

VERIFICA

ORMAIE

ACCETTAZIONE

RIFIUTO

VERIFICA

AL GELO

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CARATTERISTICHE MECCANICHE DELLO STRATO RICICLATO

Nel caso di materiali “nuovi” il progettista ha la possibilità di:- scegliere il tipo dei materiali componenti;

- effettuare il mix design  delle miscele;

- calibrare il contenuto di legante in modo da ottenere le

caratteristiche meccaniche richieste dalle Norme e dai Capitolati .

Con la tecnica del riciclaggio in sito le caratteristiche dei materiali

presenti in   sito   determineranno   in   larga parte   le   caratteristichemeccaniche che potranno essere raggiunte una volta effettuata  la

stabilizzazione.

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Al d M di U i ità di Pi

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CARATTERISTICHE MECCANICHE DELLO STRATO RICICLATO

→   le operazioni di  mix design delle miscele potranno fornire solovalori  delle   caratteristiche  meccaniche   da   considerare indicativi   e

variabili in un range piuttosto ampio.

Inoltre

A   causa delle caratteristiche evolutive delle miscele   riciclate   a

freddo utilizzate nelle pavimentazioni stradali (nel tempo e sotto le

azioni dei carichi del traffico) i valori dei parametri che descrivono il

comportamento meccanico, determinati in laboratorio dopo un

processo  di  maturazione   standardizzato,   sono   caratterizzati   da   un

certo livello di arbitrarietà.

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Con  le tecniche di  riciclaggio  in  impianto  i  problemi connessi  alla

variabilità dei materiali, e quindi delle loro prestazioni, viene

parzialmente superato (possibilità di selezione il materiale da

riciclare   prevedendo l’eventuale   aggiunta di aggregati vergini diintegrazione) sebbene permanga una certa arbitrarietà nel

descrivere   il   comportamento   nel   tempo   nelle   miscele   riciclate   a

freddo.

Al d M di U i ità di Pi

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CARATTERISTICHE MECCANICHE DELLO STRATO RICICLATO

Le differenze nei valori di resistenza previsti in diversi Paesi sono daimputare principalmente a:- il tipo di materiale che viene riciclato (strati di nero, fondazioni,..)- l’obiettivo della stabilizzazione (fondazione, sottobase, base)anche in relazione al tipo di strada e dal traffico di progetto.

Le principali caratteristiche meccaniche analizzate sono:- la resistenza a trazione indiretta o a compressione semplice

sia prima che dopo immersione in acqua per valutare le proprietà

di durabilità delle miscele;- il modulo di rigidezza, come indice della deformabilità dellemiscele.

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Non vengono di solito condotte prove per la determinazione della

resistenza a fatica.

Alessandro Marradi Università di Pisa

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CARATTERISTICHE MECCANICHE DELLO STRATO RICICLATO

Le più recenti ricerche hanno messo in evidenza come le prove ditrazione indiretta e quelle di compressione non siano i tipi di proveideali per la caratterizzazione dei materiali riciclati a freddo.

Prove triassiali cicliche si sono rivelate più affidabili per caratterizzare

le prestazioni di queste miscele.

SOTTOFONDO

RICICLATO

CONGLOMERATO BIT

s1

s2 s3

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Alessandro Marradi Università di Pisa

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1° Livello Granulometria miscela

Umidità di costipamento

Contenuto di legante

Filler attivo (tipo e quantità)

2° Livello

Resistenza e Sensibilità all’acqua

s1

s2 s

2=s

3

Proprietà di taglio, Modulo resiliente

Selezione finale miscela

Performance correlatein modo più affidabile

alle miscele

CARATTERISTICHE MECCANICHE DELLO STRATO RICICLATO

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PRESCRIZIONI DI PREQUALIFICA

IL CAPITOLATO PRESTAZIONALE ANAS 2008

Alessandro Marradi – Università di Pisa

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Nelle miscele  il   legame delle particelle solide differisce da quello

proprio delle  miscele  a  caldo:  di  conseguenza  la dipendenza delmodulo dalla temperatura e dalla frequenza di applicazione dei

carichi  non sarà  la  stessa di  un  conglomerato bituminoso di  paricomposizione volumetrica

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Variazione del modulo con la temperatura

Alessandro Marradi – Università di Pisa

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Influence of temperature and

traffic velocity (frequency) on

permanent deformation

behaviour (Francken 2002)

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Alessandro Marradi – Università di Pisa

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Correzione dei valori di modulo in base alla temperatura dello strato

Valori di α ricavata mediante specifica sperimentazione presso l’Università di Pisa

Alessandro Marradi – Università di Pisa

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Analisi dello Spettro di Traffico

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Alessandro Marradi – Università di Pisa

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Effetti dello Spettro di Traffico

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Andamento tensioni xx alla base dello strato in bitume schiumato

Inverno - Hsch = 250 mm

-2.00E-01

-1.50E-01

-1.00E-01

-5.00E-02

0.00E+00

5.00E-02

-2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

Distanza centro ruota [mm]

Tensioni

xx

[MPa]

Gg10

Gg11

Gg12

Gg13

Gg8

Gg9

Gp2

Sg4

Sg5

Sg6

Sm8

Sm9

Sp1

Andamento tensioni xx alla base dello strato in bitume schiumatoEstate - Hsch = 250 mm

-2.50E-01

-2.00E-01

-1.50E-01

-1.00E-01

-5.00E-02

0.00E+00

5.00E-02

-2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

Distanza centro ruota [mm]

Tensioni

xx[

MPa]

Gg10

Gg11

Gg12

Gg13

Gg8Gg9

Gp2

Sg4

Sg5

Sg6

Sm8

Sm9

Sp1

Da un punto di vista progettuale la variazione del modulo con la temperatura comporta una

sensibile variazione dello stato tenso-deformativo della pavimentazione.

 Alessandro Marradi – Università di Pisa  

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LA PROGETTAZIONE DELLE PAVIMENTAZIONI CONTENTENTI

STRATI RICICLATI A FREDDO

ASPETTI GEOMETRICI

ANAS (2008)Hmin = 12 cm - Hmax = 25 cm

È possibile per spessori superiori a 20 cm dividere la lavorazione indue strati.

WIRTGENH

max = 30 cm

C.B.

SCH

Sottofondo

Hmax

Hmin

_______________________________________________________________________________________________

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LA PROGETTAZIONE DELLE PAVIMENTAZIONI CONTENTENTI

STRATI RICICLATI A FREDDO

ASPETTI MECCANICI

Modulo elasticoEsch ???

Coefficiente di Poissonmsch ???

_______________________________________________________________________________________________

Sottofondo - Es  - ms

Conglomerato bituminosoEcb  - mcb

Strato riciclato con schiuma di

bitume e cemento - Esch  - msch

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Dai   rilievi   in   cantiere   è  emerso   che   la   rigidezza   di   uno  stratostabilizzato con bitume cambia durante la sua vita utile.

Aumento a breve termineMaturazione   del   legante,   diminuzione   del   contenuto d’acqua,

costipamento per effetto dei carichi da traffico.

Riduzione del moduloL’entità   di   tale   riduzione   dipende   dalla qualità e   dal   tipo   dimateriale, dalla quantità di bitume e cemento nella miscela, dalla

configurazione della pavimentazione, dalla   portanza delsottofondo, dall’efficacia degli interventi di drenaggio.

Raggiungimento della fase “stabile”

_______________________________________________________________________________________________

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Nella modellazione per il calcolo razionale della pavimentazione èpertanto necessario fare riferimento a due schemi diversi

 – Fase 1:   Fase di assestamento. Lo strato è soggetto adammaloramento per fatica: si  verifica una  fessurazione associataalla ripetizione dinamica del carico che porta ad una diminuzionedella rigidezza.

 – Fase 2:   Stato   stabile. Si   usa generalmente   il   termine “stato

granulare equivalente” che tuttavia può risultare fuorviante poichéi livelli della rigidezza ridotta sono ancora di gran lunga superiorialla rigidezza del materiale non trattato.

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I modelli che generalmente vengono utilizzati per determinarel’ammaloramento di uno strato riciclato a freddo sono:

- riduzione della rigidezza;

- deformazione permanente.

La fase identificata dalla riduzione della rigidezza viene definita dalnumero di ripetizioni di carico per la quale il valore del moduloresiliente iniziale si riduce al valore rappresentativo della rigidezzadi uno strato granulare equivalente.

Nella seconda fase il materiale non è necessariamente in unaconfigurazione non legata o fessurata e la valutazione del “danno”

avviene determinando l’accumulo di deformazione permanente

nello strato riciclato a freddo.

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Una maggiore quantità di cemento determina un incremento della

resistenza a taglio→ aumenta la resistenza alla deformazione permanente.

L’aumento del contenuto di bitume riduce la resistenza a taglio ed ilmodulo resiliente→ si riduce la resistenza alla deformazione permanente.→   aumenta della flessibilità del materiale che determina un

significativo aumento della prima fase della vita utile dellapavimentazione (riduzione del modulo).

È fondamentale che il contenuto di cemento sia ottimizzato perassicurare sia adeguata flessibilità sia adeguata resistenza alladeformazione permanente.

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Time, temp

dependent

“Linear -elastic”

6%

4%

   C  e  m  e  n   t

Flexible stiffness

Stress

dependent

Bituminous binder 

Tipi di miscele con bitume schiumato (K. Jenkins, Asphalt Academy)

Permanent

deformation

Less economical

mixes

HMA

High

strength

CEMENTED

Low

strength

Cemented-type

Brittle)

COLD MIX

Viscous-type(flexible)

Granular-type

(stress dependent)

   R   i  g   i   d  s   t   i   f   f  n  e

  s  s

Flexible stiffness

UNBOUNDCrushed

stone/ gravel

brittle

cracking

fatigue

   R  e  s

   i  s   t  a  n  c  e   t  o  p  e  r  m .

   d  e   f .

Towards a mechanistic structural design procedure for emulsion

-

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Towards a mechanistic structural design procedure for emulsion-

treated base layers (J. Liebenberg, A. Visser)

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Moduli elastici caratteristici della Fase 1

Wirtgen

Milton (UK)Valore   minimo   da prove   dinamiche   in configurazione   di trazioneindiretta (ITSM – Indirect Tensile Stiffness Modulus) 2000 MPa

Leek (Australia)Variazione deivalori dei modulicon la profondità

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Moduli elastici caratteristici della Fase 2

Moduli elastici caratteristici della Fase 1 (continua)

Autostrade per l’Italia

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Moduli elastici caratteristici della Fase 1

AIPCR Pavement Recycling

Towards a mechanistic structural design procedure for emulsion-

treated base layers (J. Liebenberg, A. Visser)

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Resistenza a fatica (Fase 1)

Marcatamente dipendente dalle caratteristiche della miscela

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Aspetti progettuali

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10

100

1000

1,000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 100,000,000

   I  n   i   t   i  a   l   d  e   f  o  r  m  a   t   i  o  n   (      μ      ε        )

Number of cycles

Giannini Camomilla Autostrade TEEM Asphalt Institute TEEM Emulsione Jordaan

Emulsione Santucci Emulsione SAMPRDM Emulsione Pretoria HVS, tipo B

Schiumato Austroads Emulsione Pretoria HVS, dati

Aspetti progettuali

Le leggi di fatica presenti in letteratura forniscono valori

di durabilità sensibilmente diversi.

GIUDIZIO INGENGERISTICO!!!

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Conclusioni (1/2)

•Supportare le scelte progettuali con un sufficiente numero diprove sperimentali, soprattutto nel caso di interventi diriqualificazione strutturale di strade esistenti (FWD per conoscerela portanza dei sottofondi, GPR per conoscere gli spessori, DCP….);

•Limitare l’uso dei metodi empirici e dei cataloghi alla sola fase

preliminare di pre-dimensionamento;

•Utilizzare il metodo razionale adottando modelli in grado didescrivere le differenze stagionali dei moduli del conglomeratobituminoso (temperature) e del sottofondo (umidità), ad esempioEstate, Autunno/Primavera, Inverno;

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Conclusioni (2/2)

•Schematizzare lo strato riciclato a freddo in due fasi, attribuendoglidiverse caratteristiche meccaniche per ciascuna fase;

•Effettuare un controllo rigoroso dei livelli tensionali (massimatensione di trazione alla base dello strato riciclato) e dideformazione (massima deformazione di trazione) al fine di evitareprematuri passaggi dalla Fase 1 alla Fase 2;

•Supportare tali controlli con un adeguato numero di prove dicaratterizzazione di 1° Livello (ITS, UCS) delle miscele stabilizzate e,quando l’entità delle lavorazioni lo renda possibile, effettuare

prove di 2° Livello (resistenza a fatica, triassiali cicliche).

E i li ti i

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Esempi applicativi

Traffico di progetto 4,000,000 veicoli commerciali in 20 anni

Temperatura media annuale della pavimentazione 22°C

E i li ti i

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Esempi applicativi

Caratteristiche meccaniche degli strati

E i li ti i

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Esempi applicativi

Verifiche di durabilità

E i li ti i

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Esempi applicativi

Traffico di progetto 10,000,000 passaggi del

transtrainer gommatoPAVIMENTAZIONE DI

PROGETTO

E i li ti i

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Esempi applicativi

Esempi applicativi

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Esempi applicativi

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