Lezione 12 - Applicazioni stradali di emulsioni bituminose … · emulsionare leganti più duri...

1Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose

Applicazioni stradali diApplicazioni stradali diApplicazioni stradali di Applicazioni stradali di emulsioni bituminoseemulsioni bituminose


I di ti Indice argomenti

1 Emulsioni Bituminose1. Emulsioni Bituminose2. Trattamenti superficiali di irruvidimento3 Trattamenti superficiali di depolverizzazione3. Trattamenti superficiali di depolverizzazione4. Microtappeti a freddo5 M i di tt5. Mani di attacco


E l i i Bit iEmulsioni Bituminose


E l i i Bit i Emulsioni Bituminose

Composizione

Legante + Acqua + Agente Emulsionante (tensioattivo) L’ t l f di d tL’acqua rappresenta la fase disperdente.Il legante rappresenta la fase dispersa sotto forma di goccioline; in passato si preferiva utilizzare bitumi ad elevata penetrazione (160/220 dmm), allo stato attuale si riesce ad emulsionare leganti più duri anche modificati con polimeriemulsionare leganti più duri anche modificati con polimeri. Gli agenti emulsionanti (tensioattivi) favoriscono la dispersione del bitume in acqua controllandone la velocità di rottura; conferiscono inoltre la polarità superficiale alle goccioline di legante permettendo di produrre emulsioni anioniche e cationiche.g g p p

CH3(CH2)n COO- (Na+) CH3(CH2)n NH3+ (Cl-)

Emulsionanti Anionici

R –

Emulsionanti Cationici

R +

Emulsionanti Anionici Emulsionanti Cationici



Classificazione

1. Carica Superficiale: Anioniche (-) e Cationiche (+)Le emulsioni bituminose cationiche sono più difficili da produrre ma DECISAMENTE PIÙLe emulsioni bituminose cationiche sono più difficili da produrre ma DECISAMENTE PIÙ AFFIDABILI rispetto alle emulsioni anioniche.

In ambito CEN solo le emulsioni cationiche sono oggetto di normazione!!

2 P t l di Bit R id 50 55 60 65 69 %2. Percentuale di Bitume Residuo: 50 – 55 – 60 – 65 – 69 %Conoscere la quantità di bitume residuo presente nelle emulsioni bituminose consente di applicare i dosaggi corretti nelle lavorazioni stradali. La fluidità dell’emulsione varia, a parità di ti l i di bit l i d l t t ditipologia di bitume, al variare del contenuto di acqua.



Classificazione 3. Velocità di RotturaLa velocità di rottura si associa al tempo richiesto affinché il bitume si separi dall’acqua. Essa si sviluppa in 3 fasi distinte:si sviluppa in 3 fasi distinte:1. DECANTAZIONE (sedimentazione delle goccioline di bitume);2. FLOCCULAZIONE (avvicinamento delle goccioline sedimentate);3 COAGULAZIONE (fusione delle goccioline flocculate e formazione di una fase continua)3. COAGULAZIONE (fusione delle goccioline flocculate e formazione di una fase continua).Al termine della rottura avviene una ulteriore fase:4. PRESA (avviene a contatto con gli aggregati e prevede la completa eliminazione

dell’acqua residua dalla fase continua coagulata)dell acqua residua dalla fase continua coagulata).La velocità di rottura dipende da numerosi fattori:1. Condizioni climatiche (umidità relativa e temperatura);2 T t l i

NON esiste una 2. Temperatura emulsione;3. Proprietà aggregati (natura chimica, pulizia, ecc.);- Tipo di applicazione e modalita esecutive.

velocità di rottura in valore assoluto

Convenzionalmente si distinguono E.B. a rottura SOVRASTABILIZZATA (LL), LENTA (L), MEDIA (M), RAPIDA (R), SUPER RAPIDA (RR),



Classificazione 4. Tipo di bitume residuo: tradizionale o modificatoIl bitume tradizionale impiegato per la produzione di E.B. è classificabile, secondo le specifiche tecniche contenute nella norma UNI EN 12591 in diverse gradazioni in funzionespecifiche tecniche contenute nella norma UNI EN 12591, in diverse gradazioni in funzione della prova di penetrazione.Se il legante residuo consiste in un bitume modificato l’emulsione viene detta MODIFICATA. Si distinguono due tipologie di emulsioni modificate:g p g

emulsioni modificate monofase:emulsioni modificate monofase: caratterizzate da un’unica fase dispersa di goccioline di bitume modificato; In questo caso l’ l i i i ti d bitl’emulsione si ricava a partire da un bitume modificato elastomerizzato (polimeri SBS, SB) oppure plastomerizzato (polimeri EVA).

emulsioni modificate emulsioni modificate bifase:bifase: caratterizzate da una fase dispersa costituita da due tipi di goccioline costituite rispettivamente da bitumee da lattice di gomma naturale o sintetico.e da lattice di gomma naturale o sintetico.


E l i i Bit i

Denominazione

Emulsioni Bituminose

In passato è stata impiegata la seguente denominazione sulla base della precedente classificazione:ECR 65 Emulsione bituminosa Cationica a rottura Rapida al 65% di bitume residuoECR 65 Emulsione bituminosa Cationica a rottura Rapida al 65% di bitume residuoECR 65 M idem ma con bitume residuo Modificato.

Nuova denominazione E B Cationiche: Norma UNI EN 13308 (2005)Nuova denominazione E.B. Cationiche: Norma UNI EN 13308 (2005)Parametri considerati:C emulsione bituminosa CationicaContenuto di legante residuo (es. 65)Contenuto di legante residuo (es. 65)B Bitume stradaleP se sono presenti Polimeri (emulsioni modificate)F se è presente più del 2% di FlussanteI di di tt d 1 (+ l ) 7 (+ l t ) i It li 2 idIndice di rottura da 1 (+ veloce) a 7 (+ lenta); es. in Italia 2 = super rapida

Esempi:C 69 B2 emulsione bituminosa Cationica al 69% di Bitume residuo, classe di rottura 2,C 65 BPF 6 emulsione bituminosa Cationica al 65% di Bitume residuo con Polimeri,

con più del 2% di Flussante, classe di rottura 6


E l i i Bit i

Norma UNI EN 13075-1 (2004)

Emulsioni Bituminose

( )



Caratterizzazione E.B. Cationiche: Norma UNI EN 13308 (2005)( )A P P L I C A Z I O N I S T R A D A L I

Prove sull’emulsione

Prove sulProve sul bitume residuo


Di tti i P d tti d C t i (CPD) Direttiva sui Prodotti da Costruzione (CPD)

Obiettivi Rimuovere le barriere tecniche per consentire il commercio in Europa; Assicurare che i prodotti da costruzione possano essere immessi sul mercato purché

soddisfino i REQUISITI ESSENZIALI (proprietà meccaniche, sicurezza, igiene e salute, (p p , , g ,ambiente, risparmio energetico), richiesti dagli interventi in cui se ne prevede l’impiego.

Mandato M124: Prodotti da Costruzione StradaliIl mandato intende definire le caratteristiche prestazionali e la durabilità dei prodotti da costruzione stradali necessari per l’ottenimento dei requisiti essenziali. Le categorie dei prodotti coinvolti sono:

Bit i t d li difi ti Bitumi stradali modificati e non; Bitumi flussati e “cut-back”; Emulsioni bituminose cationiche; Miscele bituminose; Trattamenti superficiali di irruvidimento e Microtappeti a freddo.Trattamenti superficiali di irruvidimento e Microtappeti a freddo.

Potranno essere immessi sul mercato solo con marchiatura CE!!


A li i i t d li d ll l i i bit i Applicazioni stradali delle emulsioni bituminose

Impieghi nella Manutenzione Stradale

Difetti superficialiDistorsioniDistorsioniFessurazioniRappezzi

Indice di dissesto delle pavimentazioni: Pavement Condition Index PCIPavement Condition Index PCI


A li i i t d li d ll l i i bit i

Impieghi nella Manutenzione Stradale

Applicazioni stradali delle emulsioni bituminose

100

70

Manutenzione preventiva

50

CI

Ricoprimenti sottili

25

PC

Ricoprimenti strutturali

25

EtàRicostruzione

PCI e Priorità di InterventoEtà


Mi t ti F dd T tt ti S fi i li Microtappeti a Freddo e Trattamenti SuperficialiTrattamenti Superficiali di Irruvidimento

T tt ti S fi i li di I idi tTrattamenti Superficiali di Irruvidimento


Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento

Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali

APPLICAZIONE DI UNA MANO DI EMULSIONE BITUMINOSA SOPRA UNA PAVIMENTAZIONE ESISTENTE CON SUCCESSIVA STESA E RULLATURA DI UNA GRANIGLIA MONOGRANULARE ( t t )

APPLICAZIONE DI UNA MANO DI EMULSIONE BITUMINOSA SOPRA UNA PAVIMENTAZIONE ESISTENTE CON SUCCESSIVA STESA E RULLATURA DI UNA GRANIGLIA MONOGRANULARE ( t t )UNA GRANIGLIA MONOGRANULARE (monostrato) UNA GRANIGLIA MONOGRANULARE (monostrato)

graniglia monogranulare emulsione bituminosaemulsione bituminosa

pavimentazione esistente

Esistono DIVERSE TECNICHE che prevedono la ripetizione di tale operazione dando luogo ad interventi definiti doppio strato oppure triplo strato.Altre varianti sono rappresentate da applicazioni “sandwich” monostratoAltre varianti sono rappresentate da applicazioni sandwich , monostratodoppia granigliatura, ecc..




Esempi di diverse tecniche per trattamenti superficiali di irruvidimentotrattamenti superficiali di irruvidimento (Chip Seals o Surface Dressings)




Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei Trasportip pNORME TECNICHE DI TIPO PRESTAZIONALE

PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO

7.1 Trattamenti superficiali di irruvidimento a freddoI trattamenti superficiali di irruvidimento a freddo sono interventi finalizzati al miglioramento dell’aderenza e dell’impermeabilità della superficie stradale.miglioramento dell aderenza e dell impermeabilità della superficie stradale. Schematicamente si realizzano mediante l’applicazione di una emulsione bituminosa seguita dalla stesa di aggregati lapidei di ricoprimento, secondo dosaggi prestabiliti.A seconda che tale procedimento si ripeta una ovvero due volte si parlerà rispettivamente di trattamenti superficiali di irruvidimento monostrato oppure bistrato.




Principali funzioni nelle applicazioni stradali:

miglioramento dell'aderenza incremento indiretto della capacita' portante prevenzione dello sviluppo di dissesti riduzione impatto ambientale pavimentazione

MINERALE = (micro) IMPERMEABILIZZAZIONE

GEOMETRIA = (macro)




Norme UNI EN emesse:

UNI EN 12271 3:2002UNI EN 12271-3:2002 Trattamenti superficiali - Specifiche - Dosaggio e accuratezza della stesa del legante e della graniglia UNI EN 12272-1:2003UNI EN 12272 1:2003Trattamenti superficiali - Metodi di prova - Dosaggio e uniformità della stesa di leganti e granigliaUNI EN 12272-2:2006Trattamenti superficiali - Metodi di prova - Valutazione visiva dei difettiUNI EN 12272-3:2003Trattamenti superficiali - Metodi di prova - Determinazione dell'aderenza dell'aggregato al l t di t t d di i t Vi lit

Attività Normative di Riferimento:

legante mediante metodo di prova con piastra Vialit

CEN/TC 227 WG 2 “Surface dressing and slurry surfacing”





ALD SALDS

ALD S S

S > 0.7 ALDtrasudamento

S

S < 0.5 ALDrischio di espulsione

S

S = 0.7 ALDricoprimento ottimale trasudamentorischio di espulsione ricoprimento ottimale

Assortimento degli Aggregati Assortimento degli Aggregati MONOGRANULARITÀMONOGRANULARITÀ




Dimensioni degli Aggregati

Aggregati di dimensioni maggiori sono menoAggregati di dimensioni maggiori sono menosensibili agli errori di dosaggio del legante!




Influenza della FORMAdegli aggregati

COEFFICIENTE DI APPIATTIMENTOCOEFFICIENTE DI APPIATTIMENTO

Ein cui:

E: spessore (apertura di un vaglio a barre)

G LDEF : GRANULO PIATTO G/E > 1 56

G: larghezza (apertura maglia setaccio)

L: lunghezza (diametro max sfera circoscritta)

Dosaggio dei materiali (emulsione e graniglia)Dosaggio dei materiali (emulsione e graniglia)

DEF.: GRANULO PIATTO G/E > 1.56




Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei TrasportiNORME TECNICHE DI TIPO PRESTAZIONALE

Tabella 7.1.2classificazione

CNRclasse “d/D”

( )% trattenuto

“D”% passante

“d”% passante

0 5% passante

0 05

7.1.1 - MATERIALI COSTITUENTI E LORO QUALIFICAZIONE


CNR (mm) “D” “d” 0.5 mm 0.05 mmpietrischetto 12/16pietrischetto 8/12

graniglia 6/10 10 (°) 10 (°) 0.5 0.05graniglia 4/6graniglia 2/4 (*)

Le dimensioni d,D sono riferite alle aperture di setacci a maglie quadre

QUALIFICAZIONEGli aggregati devono essere puliti, esenti da parti fini (< 1 mm) o da materiali estranei. Sono costituiti da pietrischetti e graniglie ottenuti dalla frantumazione di rocce lapidee, raggruppabili in classi d/D la cui granulometria deve rientrare e d e s o d, so o e te a e ape tu e d setacc a ag e quad e

(°) la somma della frazioni % maggiore di “D” e minore di “d” deve comunque essere inferiori al 15% (*) classe utilizzata in ambito urbano

Tabella 7.1.3Traffico nei due sensi (veicoli/giorno)

Caratteristiche normativa di basso medio elevato

classi d/D la cui granulometria deve rientrare nei limiti indicati in Tabella 7.1.2.

Le caratteristiche fisiche, geometriche e meccaniche devono essere tali da garantire elevata resistenza all'urto e all'abrasione oltre Caratteristiche

Aggregati lapideinormativa diriferimento

basso(< 1500)

medio(15003000)

elevato(> 3000)

Los Angeles UNI EN 1097-2 25 20 18CLA UNI EN 1097-8 42 44 45

Affinità aggregato-bitume UNI EN 12697-1 Resistenza cicli gelo-disgelo UNI EN 1367-1 1 1 1Coeffiente di appiattimento UNI EN 933-3 20 20 15

elevata resistenza all urto e all abrasione, oltre che evitare l'insorgere prematuro di indesiderati fenomeni di levigatura sotto l'azione dei pneumatici. In Tabella 7.1.3 sono indicate le specifiche richieste suddivise in funzione del

l di t ffi Coeffiente di appiattimento UNI EN 933 3 20 20 15volume di traffico.




G1

ALD1

GRANIGLIA LEGANTE

G2 = G1

ALD

ALD1 > ALD2

ALD2

1 2

dosaggi al m2 graniglia e legante

F(ALD) [Mc Leod]

Spessore medio del trattamento (ALD) = f(coeff. di appiattimento)Spessore medio del trattamento (ALD) = f(coeff. di appiattimento)Spessore medio del trattamento (ALD) = f(coeff. di appiattimento)Spessore medio del trattamento (ALD) = f(coeff. di appiattimento)





PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTOPER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTOI dosaggi di graniglia e di emulsione bituminosa per unità di superficie variano in funzione del tipo di trattamentoda realizzare e delle classi granulometriche degli aggregati, secondo i valori orientativi riportati in Tabella7.1.4.

Tabella 7.1.4Tipo di trattamento Aggregati ECR 69

classe “d/D” dosaggio (litri/m2) Dosaggio (Kg/m2)monostrato 4/6 6.0 7.0 1.30

monogranigliatura 6/10 8 0 10 0 1 50

C 69 BP 3C 69 BP 3monogranigliatura 6/10 8.0 10.0 1.50

bistrato I° strato: 6/10 8.0 9.0 1.40doppia granigliatura II° strato: 2/4 5.0 6.0 1.10

I° strato: 8/12 9.0 10.0 1.50II° strato: 4/6 6.0 7.0 1.40

I quantitativi indicati in Tabella 7 1 4 potranno essere variati dalla Direzione Lavori senza che l’Impresa possaI quantitativi indicati in Tabella 7.1.4 potranno essere variati dalla Direzione Lavori, senza che l’Impresa possaavanzare richieste di maggiori compensi, in funzione dello spessore medio dello strato consideratodesunto dalle caratteristiche di appiattimento degli aggregati impiegati.Tale dosaggio deve inoltre tenere conto del volume di traffico previsto (± 15% con incrementi al diminuire delnumero di veicoli), del clima (± 10% con aumenti per le zone più fredde) e delle caratteristiche superficiali dellapavimentazione esistente; in particolare per superfici lisce ricche di bitume potrà essere prevista una riduzione dip ; p p p p pdetto dosaggio che potrà invece essere aumentato nel caso di superfici rugose, povere di bitume edeventualmente parzialmente porose.




Fasi Esecutive per diverse tecniche per t tt ti fi i litrattamenti superficiali di irruvidimento (Chip Seals o Surface Dressings)Dressings)

1. Calibrazione delle attrezzature2. Preparazione superficie pavimentazione2. Preparazione superficie pavimentazione3. Applicazione dell’emulsione bituminosa4. Applicazione della graniglia5. Rullatura6 t i t6. stagionatura7. Rimozione (spazzolatura) particelle sciolte




Applicazione emulsione Applicazione graniglia

Rullatura





PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO7.1.2 – Attrezzature di cantiereIn alternativa alla cisterna spruzzatrice e allo spandigraniglia, é raccomandato l'utilizzo di


apposite macchine polivalenti in grado di effettuare simultaneamente la stesa dell'emulsione bituminosa e della graniglia favorendo un migliore rivestimento dei granuli da parte del legante.




Applicazione su strade appartenenti alla viabilità secondaria




Indagini sperimentali sui trattamenti superficialiIndagini sperimentali sui trattamenti superficiali

COMPARATORE PERSPOSTAM ORIZZONTALI

BRACCIO SNODATO PER IL TRASFERIMENTODEL CARICO ORIZZONTALE

CARICOVERTICALE

PISTONE DIAVANZAMENTO

TRATTAMENTO SUPERFICIALEProva ASTRAProva ASTRA

SPOSTAM. ORIZZONTALI

SCATOLAMOBILE

AVANZAMENTOMOTORE

CONFIGURAZIONE INIZIALE DI PROVA

verifica prestazionale del binomio aggregato-legante (SDI) importanza dei fattori ambientali (stagionatura) conferma sperimentale della formulazione teorica (Mc Leod)




Emulsione Cationica - Inerte Calcareo

30,00

Emusione Modificata - Inerte Calcareo

30,00

10,00

20,00

SDI

10,00

20,00

SDI

0,0030 40 50 60 70 80 90

%ricoprimento

0,0030 40 50 60 70 80 90

%ricoprimento

Emulsione Cationica - Inerte Basaltico Emulsione Modificata - Inerte Basaltico

10 00

20,00

30,00

SDI

10 00

20,00

30,00

SDI

0,00

10,00

30 40 50 60 70 80 90

%ricoprimento

0,00

10,00

30 40 50 60 70 80 90

%ricoprimento

Risultati prova ASTRA sui trattamenti superficialiRisultati prova ASTRA sui trattamenti superficiali




MIGLIORAMENTO DELL'ADERENZA

VantaggiVantaggi MIGLIORAMENTO DELL ADERENZA IMPERMEABILIZZAZIONE DEL MANTO STRADALE CONSERVAZIONE DEL PROFILO STRADALE ASSENZA DI FUMI ED ESALAZIONI MINOR SFRUTTAMENTO ESTRATTIVO VELOCITA' DI ESECUZIONE E DI RIAPERTURA AL TRAFFICO VELOCITA DI ESECUZIONE E DI RIAPERTURA AL TRAFFICO

Cause principali di dissestoCause principali di dissesto POSA IN OPERA NON CORRETTA (stesa graniglia e legante non omogenea) FATTORI AMBIENTALI (temperatura, umidità) MATERIALI IMPIEGATI (rottura emulsione tipo di legante affinità bitume MATERIALI IMPIEGATI (rottura emulsione, tipo di legante, affinità bitume-

aggregati)




Lo sviluppo delle norme europee armonizzate volge attualmente al Commento alle norme europee:Commento alle norme europee:

Lo sviluppo delle norme europee armonizzate volge attualmente al termine;

La norma sui trattamenti superficiali di irruvidimento prEN 12271 è in corso di preparazione: dovrebbe essere approvata dagli Stati membri entro il 2006. La sua applicazione dovrebbe avvenire a partire dal 2008partire dal 2008.

All’entrata in vigore definitiva delle nuove norme sarà possibile immettere sul mercato europeo un nuovo prodotto solo previa p p pmarchiatura CE.

L’appaltatore sarà quindi responsabile del progetto e dell’applicazione del prodotto


Mi t ti F dd T tt ti S fi i li Microtappeti a Freddo e Trattamenti SuperficialiTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione

T tt ti S fi i li di D l i iTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione


Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione


Requisiti Ambientali Tipici di Strade RuraliRequisiti Ambientali Tipici di Strade Rurali




Strade “Bianche”:Strade “Bianche”:Principali EsigenzePrincipali Esigenze

Eliminazione di Polvere e Fango Miglioramento Aderenza Regolarizzazione Piano Viabile (buche) Regolarizzazione Piano Viabile (buche)




Aderenza e Regolarità:Aderenza e Regolarità: adeguate alle caratteristiche del tracciatoadeguate alle caratteristiche del tracciatoRidotta larghezza della sede stradale Curve di piccolo raggio, alte pendenze

3÷5 m

Basse Velocità di PercorrenzaBasse Velocità di Percorrenza




Vantaggi nel caso di strade rurali:Vantaggi nel caso di strade rurali: COSTI: COSTI:

- di costruzione rispetto ad uno strato di c.b.- di manutenzione rispetto a strade bianche

IMPATTO AMBIENTALE:- assenza di emissioni inquinanti- ridotto sfruttamento estrattivo

ADERENZA E REGOLARITÀTECNICA AFFIDABILE SE USATA CORRETTAMENTE

- limitato impatto estetico

TECNICA AFFIDABILE SE USATA CORRETTAMENTE(uso specifico dei prodotti in relazione al tipo e alle condizioni di intervento)

PRESTAZIONI MIGLIORI DI SOLUZIONI IN C.B. ALTERNATIVE




Sovrastrutture di Strade RuraliSovrastrutture di Strade RuraliSezione Tipo Pre-InterventoSezione Tipo Pre-InterventoSezione Tipo Pre-InterventoSezione Tipo Pre-Intervento

Terreno vegetale

Fondazione es istenteRilevatoRilevato

Budget LimitatiBudget Limitati Fondazione = RisagomaturaFondazione = RisagomaturaSVILUPPO DI CEDIMENTI ANCHE ASVILUPPO DI CEDIMENTI ANCHE A CAUSA DI POTENZIALI INCREMENTI DEL TRAFFICO




EFFETTI dei cedimenti sulleEFFETTI dei cedimenti sulleDEPOLVERIZZAZIONI:DEPOLVERIZZAZIONI:

DISTORSIONI (ondulazioni, depressioni ecc.)

Regolarità compatibile con VRegolarità compatibile con V(funzionalità accettabile)(funzionalità accettabile)

EFFETTI dei cedimenti sui EFFETTI dei cedimenti sui MONOSTRATI di C.B. tradizionale:MONOSTRATI di C.B. tradizionale:

DISINTEGRAZIONI(sfondamenti, buche, sgranamenti, ecc.)

FESSURAZIONI

Necessità Interventi (funzionalità)Necessità Interventi (funzionalità)




Criteri di Progetto e Controllo Criteri di Progetto e Controllo dei Trattamenti di Depolverizzazionedei Trattamenti di Depolverizzazione

graniglia 44--66emulsione terza mano

graniglia 88 1212graniglia 88--1212

graniglia 1212--1818

emulsione seconda mano

graniglia 1212--1818

IMPREGNAZIONEIMPREGNAZIONEemulsione prima mano

Misto GranulareStabilizzato

ABBINAMENTO TRA L’IMPREGNAZIONE DI UN MISTO GRANULAREL’IMPREGNAZIONE DI UN MISTO GRANULARE E LA REALIZZAZIONE DI UN TRATTAMENTO SUPERFICIALE MULTISTRATOTRATTAMENTO SUPERFICIALE MULTISTRATO




Formazione di uno strato di transizione a rigidezza intermedia per::IMPREGNAZIONE (prima mano di emulsione bituminosa)IMPREGNAZIONE (prima mano di emulsione bituminosa)

g p DIFFONDERE LO STATO DI TENSIONE PREVENIRE FESSURAZIONI PER SFONDAMENTO ANCORARE LA SOVRASTRUTTURA LEGATA ALLO STRATO GRANULARE

% bitume(Rigidezza)

Mi t G l Mi t G lMisto Granulare Misto Granulare




Quando una Impregnazione non è efficace?Quando una Impregnazione non è efficace?Quando una Impregnazione non è efficace?Quando una Impregnazione non è efficace?

Profondità di Impregnazione Profondità di Impregnazione troppo BASSAtroppo BASSA

Profondità di Impregnazione Profondità di Impregnazione troppo ELEVATAtroppo ELEVATA

strato legato strato legato

strato granulare strato granulare

Esiste una Profondità di Impregnazione OttimaleEsiste una Profondità di Impregnazione Ottimale




Profondità di ImpregnazioneProfondità di Impregnazione (Bordeaux '97)(Bordeaux '97)Profondità di ImpregnazioneProfondità di Impregnazione (Bordeaux '97)(Bordeaux '97)

a parità di altri fattori Himpr.dipende da:dipende da granulometria contenuto d'acqua

Himpr.

energia di compattazione

IL VALORE OTTIMALE DEVE ASSICURARE IN FUNZIONE DEL DOSAGGIO DIIL VALORE OTTIMALE DEVE ASSICURARE IN FUNZIONE DEL DOSAGGIO DIIL VALORE OTTIMALE DEVE ASSICURARE IN FUNZIONE DEL DOSAGGIO DI IL VALORE OTTIMALE DEVE ASSICURARE IN FUNZIONE DEL DOSAGGIO DI EMULSIONE IL RAGGIUNGIMENTO DI UNA EMULSIONE IL RAGGIUNGIMENTO DI UNA % DI BITUME PARI AL 2,5 %% DI BITUME PARI AL 2,5 %

d i di if i 2 5 3 K / 2 (H i 3 ) dosaggio di riferimento 2.5 - 3 Kg/m2 (Hopt. circa 3 cm) contenuto d'acqua indicativo 3 - 4 %





PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO7.3 – TRATTAMENTI SUPERFICIALI DI DEPOLVERIZZAZIONE A FREDDOI trattamenti superficiali di depolverizzazione a freddo vengono realizzati su pavimentazioni in

i t l l t tt i ti h di t d b l di t ffi

ER A I OLA I S E IALI D A AL O

misto granulare non legato caratteristiche di strade a basso volume di traffico. Essi hanno lo scopo di migliorare la regolarità, l'aderenza e l'impermeabilità superficiale e normalmente sono realizzati in alternativa ai manti di usura tradizionali in conglomerato bituminosobituminoso.Il trattamento prevede l'impregnazione della pavimentazione esistente seguita da due applicazioni di emulsione bituminosa saturata con graniglia. Il risultato finale realizza un manto intimamente legato alla superficie trattata con caratteristiche Il risultato finale realizza un manto intimamente legato alla superficie trattata, con caratteristiche di plasticità tali da seguire senza danno eventuali assestamenti del sottofondo.





PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTOPer la realizzazione dei trattamenti superficiali di depolverizzazione a freddo i dosaggiorientativi di graniglia e di emulsione bituminosa per unità di superficie sono riportati in Tabella7.3.5.


Tabella 7.3.5Tipo di trattamento Aggregati emulsione

classe “d/D” dosaggio (litri/m2) dosaggio (Kg/m2)I° strato granigliatura 12/18 14.0 15.0

(impregnazione) prima mano 3.00 (ECM 55) C 55 B 5C 55 B 5(impregnazione) prima mano 3.00 (ECM 55)granigliatura 12/18 9.0 10.0

II° strato seconda mano 1.50 (ECR 65)granigliatura 8/12 9.0 10.0

III° strato terza mano 1.50 (ECR 65)granigliatura 4/8 6.0 7.0

C 55 B 5C 55 B 5

C 65 B 3C 65 B 3

Per la formazione del II° e III° strato, i quantitativi indicati in Tabella 7.3.5 potranno essere variatidalla Direzione Lavori, senza che l’Impresa possa avanzare richieste di maggiori compensi, infunzione dello spessore medio dello strato considerato desunto dalle caratteristiche diappiattimento degli aggregati impiegati. Tale dosaggio deve inoltre tenere conto del volume ditraffico previsto (± 15% con incrementi al diminuire del numero di veicoli) del clima (± 10% contraffico previsto (± 15% con incrementi al diminuire del numero di veicoli), del clima (± 10% conaumenti per le zone più fredde).Ai fini dell’accettazione dei materiali, prima dell’inizio dei lavori, l’Impresa è tenuta a predisporre laqualificazione del trattamento superficiale tramite certificazione attestante i requisiti indicati.





PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO7.3.2 – Attrezzature di cantiereIn alternativa alla cisterna spruzzatrice e allo spandigraniglia, é raccomandato l'utilizzo di apposite macchine polivalenti in grado di effettuare simultaneamente la stesa dell'emulsione


apposite macchine polivalenti in grado di effettuare simultaneamente la stesa dell emulsione bituminosa e della graniglia favorendo un migliore rivestimento dei granuli da parte del legante.




Applicazione su strade rurali a basso volume di traffico …




… e non solo!!


Mi t ti F dd T tt ti S fi i li Microtappeti a Freddo e Trattamenti SuperficialiMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)

Mi t ti F dd (Sl S f i )Microtappeti a Freddo (Slurry Surfacing)


Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)




I microtappeti a freddo (slurry seals) sono interventi finalizzati al miglioramentodell’aderenza e dell’impermeabilità superficiali di pavimentazioni flessibilidell aderenza e dell impermeabilità superficiali di pavimentazioni flessibili.Essi consistono nella stesa in strati sottili di malte bituminose, ottenutemiscelando aggregati lapidei di qualità con emulsioni bituminose elastomerizzateed idonei additivi, con eventuale aggiunta di acqua e di fibre.

miglioramento dell'aderenzaPrincipali funzioni nelle applicazioni stradali:

gg q

miglioramento dell aderenza incremento indiretto della capacita' portante prevenzione dello sviluppo di dissesti

id i i tt bi t l i t i riduzione impatto ambientale pavimentazione




Diversamente dai trattamenti superficialiDiversamente dai trattamenti superficiali, i microtappeti a freddo si utilizzano sulla viabilità ordinaria, anche in ambito urbanoanche in ambito urbano, e su strade ad elevato

l di t ffi di ti t t d lti t t d lvolume di traffico di tipo autostradaletipo autostradale.

Applicazione in ambito urbano Applicazione in ambito autostradale




Aggregati lapideiMateriali impiegati:

Emulsione bituminosa Cemento Additivi (attivanti di adesione, fibre)( , ) Acqua

SchemaApplicativo




Diversa tonalità della miscela durante e dopo la stesa




UNI EN 12274-1:2002 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Campionamento per l'estrazione di leganteUNI EN 12274 2 2003 T tt ti fi i li lt f dd M t di di

Norme UNI EN emesse:

UNI EN 12274-2:2003 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Determinazione del contenuto di legante residuoUNI EN 12274-3:2003 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova ConsistenzaConsistenzaUNI EN 12274-4:2003 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Determinazione della coesione della miscelaUNI EN 12274-5:2004 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova D t i i d ll'Determinazione dell'usuraUNI EN 12274-6:2003 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Tasso di applicazioneUNI EN 12274-7:2005 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di provaUNI EN 12274 7:2005 Trattamenti superficiali con malte a freddo Metodi di prova Prova di abrasione per agitazioneUNI EN 12274-8:2006 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Valutazione visiva dei difetti

CEN/TC 227 WG 2 “Surface dressing and slurry surfacing”






PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTOAGGREGATO GROSSO

Parametro Metodo di prova Valoririchiesti

CategoriaUNI EN 13043

PER CAPITOLATI SPECIALI D APPALTOAggregato Aggregato

GrossoGrossoResistenza alla frammentazione (Los Angeles) UNI EN 1097-2 = 20% LA20

Percentuale di particelle frantumate UNI EN 933-5 100% C100/0Passante allo 0.063 UNI EN 933-1 = 1% f1

Resistenza al gelo e disgelo UNI EN 1367-1 = 1% F1Affinità aggregato bitume UNI EN 12697-11 = 1% -Coefficiente di appiattimento UNI EN 933-3 = 15% FL15

Valore di levigabilità UNI EN 1097-8 = 45% PSV45

Tabella 7.2.5SPESSORE 3 mm 6 mm 9 mm

GranulometriaPassante al crivello 15 mm - - 100

MisceleMiscele

Passante al crivello 10 mm 100 100 85 100Passante al crivello 5 mm 85 100 55 85 55 75Passante al setaccio 2 mm 58 83 30 55 30 55Passante al setaccio 0.40 mm 22 36 14 28 14 28Passante al setaccio 0.18 mm 11 22 8 19 8 19Passante al setaccio 0.075 mm 6 10 5 10 4 10

MisceleDosaggio della malta (Kg/m2) 6 10 8 14 13 20Dmax aggregati (mm) 5 6 7 9 10 12Bitume residuo (% peso aggregati) 7 10 6 8 5 7.5




Prestazioni in opera:• Skid resistance;

Aspetti critici:• Attrezzature specifiche;

• Impermeabilizzazione;• Impatto ambientale.

• Scelta e dosaggio dei materiali;• Dissesti prematuri.

Necessità di Metodi di ecess tà d etod dProva Prestazionali




Indagini sperimentali sui microtappeti a freddoIndagini sperimentali sui microtappeti a freddoA Sh T ti R h d A l i (ASTRA)A Sh T ti R h d A l i (ASTRA)Ancona Shear Testing Research and Analysis (ASTRA)Ancona Shear Testing Research and Analysis (ASTRA) programprogram: Centro Interuniversitario sperimentale di Ricerca Stradale (CIRS); avviato in 1993;

ARTICUL ATED ELEMENT FOR THETRANSFER OF THE HORIZONTAL LOAD"T"

SLURRY SUR FACING

mani d’attacco, trattamenti superficiali, rinforzi sottili aderenti.

HOR IZONTAL DISPLACEMENTTRANSDUCER

TRANSFER OF THE HORIZONTAL LOAD TVERTICALL OAD "P"

MOVINGPISTON

MOTORLOAD CELL

RUBBERSLIDER

MOVABLELODGING

LOAD CELL




Indagini sperimentali sui microtappeti a freddoIndagini sperimentali sui microtappeti a freddo

Applicazione miscela Camera ClimaticaSupporto in c.b.

100

l

finalinitial

PPP

SSIno sgranamento SSI = 0

totale sgranamento SSI = 48initialPtotale sgranamento SSI 48




Indagini sperimentali sui microtappeti a freddoIndagini sperimentali sui microtappeti a freddo80

50

60

70

80[%

]

22,8217 23

30

40

50

mea

n SS

I

6,7713,18

17,23

0

10

20m

2 kg/cm2 2 kg/cm2 10 kg/cm2 10 kg/cm2 2 kg/cm5 passes

2 kg/cm10 passes

10 kg/cm5 passes

10 kg/cm10 passes

• valori inferiori a 24 (= 50% sgranamento);Miscela idonea:Miscela idonea:(Salonicco 2002)(Salonicco 2002) • buona ripetibilità (maturazione e temperatura ottimali).(Salonicco 2002)(Salonicco 2002)




80

Indagini sperimentali sui microtappeti a freddoIndagini sperimentali sui microtappeti a freddo

50,58

59,8654,18

50

60

70

[%]

28,46

20

30

40

50

mea

n SS

I

0

10

20

2 kg/cm2 2 kg/cm2 10 kg/cm2 10 kg/cm2

Miscela non idonea:Miscela non idonea:(Salonicco 2002)(Salonicco 2002)

• elevata variabilità dei risultati;

5 passes 10 passes 5 passes 10 passes

(Salonicco 2002)(Salonicco 2002) • valori di SSI non realistici (> 48, effetti di bordo);




A h i i t ti f dd l il d ll

Commento alle norme europee:Commento alle norme europee:

Anche per i microtappeti a freddo lo sviluppo delle norme europee armonizzate volge attualmente al termine;

La norma sui microtappeti a freddo prEN 12273 è in corso di La norma sui microtappeti a freddo prEN 12273 è in corso di preparazione: dovrebbe essere approvata dagli Stati membri entro il 2007. La sua applicazione dovrebbe avvenire a partire dal 2008.

All’entrata in vigore definitiva delle nuove norme sarà possibile immettere sul mercato europeo un nuovo prodotto solo previa m rchi tur CEmarchiatura CE.

Anche in questo caso l’appaltatore sarà quindi responsabile del progetto e dell’applicazione del prodottoprogetto e dell applicazione del prodotto


Mi t ti F dd T tt ti S fi i li Microtappeti a Freddo e Trattamenti SuperficialiConclusioni

1902: 1902: prima applicazione di bitumi in ambito prima applicazione di bitumi in ambito stradale come trattamento “antipolvere”stradale come trattamento “antipolvere”

Lezione 12 - Applicazioni stradali di emulsioni bituminose … · emulsionare leganti più duri...

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