Prof. Prof. IngIng. Maurizio BOCCI . Maurizio BOCCI –– Pavimentazioni stradali flessibili e semirigide
DICEA Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e ArchitetturaUniversità Politecnica delle Marche – Facoltà di IngegneriaMantova 17 aprile 2015
Prof. Ing .Maurizio Bocci Università Politecnica delle Marche (Ancona)
Mantova 17 aprile 2015
PAVIMENTAZIONI STRADALI PAVIMENTAZIONI STRADALI FLESSIBILI E SEMIRIGIDEFLESSIBILI E SEMIRIGIDE
dimensionamento, materiali, tecniche costruttive, dimensionamento, materiali, tecniche costruttive, prove di caratterizzazione e di controlloprove di caratterizzazione e di controllo
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Pavimentazione o sovrastrutturaparte del corpo stradale costituita da un insieme di strati sovrapposti, di materiali e spessori diversi aventi funzione di sopportare le azioni indotte dal traffico e di trasmetterle e distribuirle, opportunamente attenuate, al terreno di appoggio (sottofondo) o ad altre strutture (es. opere d’arte), nonché di garantire agli utenti condizioni di sicurezza e confort di marcia (superficie di rotolamento regolare e poco deformabile)
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Tipologie delle pavimentazioni stradali
materiali materiali TIPOTIPO
SOLO SOLO conglomerato bituminoso conglomerato bituminoso FLESSIBILE FLESSIBILE
Misto cementato + Misto cementato + conglomerato bituminoso conglomerato bituminoso
SEMIRIGIDASEMIRIGIDA
Lastra di calcestruzzo + Lastra di calcestruzzo + manto di usura manto di usura RIGIDA RIGIDA
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Stratigrafia di una pavimentazione stradale semirigida
TAPPETO DI USURA
STRATO DI COLLEGAMENTO
STRATO DI BASE
STRATO DI BASE(misto cementato)
FONDAZIONE(misto granulare stabilizzato)
SOTTOFONDO
m
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Pavimentazione stradale
strato strato funzione funzione materiali materiali
conglomerato bituminoso conglomerato bituminoso trattamenti sup. a freddotrattamenti sup. a freddomanto di usura manto di usura RegolaritRegolaritàà e e
aderanzaaderanza
collegamento collegamento binderbinder conglomerato bituminosoconglomerato bituminoso
StrutturaleStrutturaleripartizione dei carichiripartizione dei carichi
conglomerato bituminosoconglomerato bituminosomisto cementatomisto cementatobase base
misto granularemisto granulareterre stabilizzateterre stabilizzate
fondazione fondazione Trasmissione dei Trasmissione dei carichi al sottofondocarichi al sottofondo
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La funzione strutturale delle pavimentazioniCapacità di distribuzione dei carichi sul sottofondoResistenza alle sollecitazioni indotte dai carichiResistenza alle sollecitazioni ambientali (durabilità)
Sovrastruttura
Sottofondo
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IlIl progetto di una pavimentazione stradaleprogetto di una pavimentazione stradalenon differisce in sostanza da quello di una non differisce in sostanza da quello di una qualsiasi altra qualsiasi altra struttura di ingegneria civilestruttura di ingegneria civile
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La funzione strutturale delle pavimentazioniIl dimensionamento si effettua scegliendo
– Spessori adeguati•Totale•Dei singoli strati
– Caratteristiche meccaniche dei materiali•Resistenza alle sollecitazioni veicolari•Durabilità
Le variabili di progetto sono – Caratteristiche del sottofondo– Caratteristiche dei materiali– Carichi veicolari– Sollecitazioni ambientali
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La funzione strutturale delle pavimentazioni• Carenze nella funzione strutturale si manifestano attraverso
ammaloramenti:– Ormaiamento: accumulo di deformazione (verticale) permanente:
• Sul sottofondo• Negli strati legati a bitume (scorrimento viscoso)
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La funzione strutturale delle pavimentazioni• Carenze nella funzione strutturale si manifestano attraverso
ammaloramenti:– Fatica: fessurazione “a ragnatela” prodotte da sollecitazioni
orizzontali di trazione:• Hanno origine alla base degli strati legati• Si propagano in superficie
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La funzione strutturale delle pavimentazioni• gli ammaloramenti:
– si accumulano nel tempo • con il ripetersi delle sollecitazioni (traffico)• Portano ad un degrado della “qualità” della strada
– portano gradualmente al termine della vita utile
“qualità”
Tempo (traffico)
VITA UTILE
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Metodi di dimensionamento• Metodi EMPIRICI
– osservazione di pavimentazioni in servizio– sperimentazioni in vera grandezza (strade sperimentali)
• CBR• AASHO — AASHTO
• Metodi RAZIONALI– Basati sulla modellazione analitica della pavimentazione e del
comportamento meccanico dei materiali• Multistrato (elastico lineare, non lineare, viscoelastico..)• Elementi finiti (viscoelastico, viscoplastico...)
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METODI EMPIRICIMETODI EMPIRICI
•• portanza del sottofondo portanza del sottofondo -- CBRCBR•• tipologia di materiali della sovrastrutturatipologia di materiali della sovrastruttura•• previsione del traffico previsione del traffico -- TGMTGM
INPUT:INPUT:
METODOMETODOC.B.RC.B.R..
California California BearingBearing RatioRatio
METODOMETODOA.A.S.H.OA.A.S.H.O..
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METODO METODO C.B.RC.B.R..
5)10/log5075(100
+++
=I
NPS
S = spessore totale della sovrastruttura in cmS = spessore totale della sovrastruttura in cmP = carico su ruota singola in t (carico pesante P = 6 t)P = carico su ruota singola in t (carico pesante P = 6 t)N = TGM di autocarri con tara > 1500 KgN = TGM di autocarri con tara > 1500 KgI I = indice CBR del sottofondo= indice CBR del sottofondo
ESEMPIO:ESEMPIO:
P = 6 tonP = 6 tonN = 5000 v/gN = 5000 v/gI I = 6%= 6%
SStt=56cm=56cm SS11
SS22
CBR = 6%CBR = 6%sottofsottof
CBR = 70%CBR = 70%
CBR = 20%CBR = 20%
SS33 = = binder+usurabinder+usura = 10 cm= 10 cmSS11 : S: S22 = 70 : 20= 70 : 20SStt -- SS33 = S= S11 + S+ S22
SS11≅≅ 36 cm36 cm SS22≅≅ 10 cm10 cm
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METODO A.A.S.H.O.METODO A.A.S.H.O.
IISS = indice di spessore= indice di spessore (spessore equivalente)(spessore equivalente)
44332211 sasasasaIs +++=
aaii = coeff. di equivalenza dei materiali impiegati= coeff. di equivalenza dei materiali impiegatissii = spessore degli strati della sovrastruttura in cm= spessore degli strati della sovrastruttura in cm
DATI DI INPUT:DATI DI INPUT:
N = numero totale di passaggi di assi standard da 10 tN = numero totale di passaggi di assi standard da 10 tipotizzati per lipotizzati per l’’intera durata della pavimentazioneintera durata della pavimentazioneposta pari a 20 anniposta pari a 20 anni
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Is
N*10666
CBRCBR
6%6%10,310,3
IISS teoricoteorico = 10,3 cm= 10,3 cmGEF=2,5 per GEF=2,5 per autostradeautostrade e e stradestrade princprinc..GEF=2,0 per GEF=2,0 per stradestrade secondariesecondarie
GEF=2
GEF=2
GEF=2,5GEF=2,5
SS44=40 cm=40 cm aa44 = 0,11= 0,11
sottofsottof
SS33=10 cm=10 cm aa33 = 0,30= 0,30SS22=7 cm=7 cm aa22 = 0,40= 0,40SS11=3 cm=3 cm aa11 = 0,44= 0,44
IISS progettoprogetto = 11,5 cm > 10,3= 11,5 cm > 10,3
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METODO A.A.S.H.O.METODO A.A.S.H.O.COEFFICENTI DI SPESSORE
– Misto granulare 0,11– Misto granulare frantumato 0,13 – 0,14– Macadam 0,12– Misto bitumato 0,20 – 0,22– CB Base 0,25 – 0,30– Misto cementato 0,25 – 0,30– Misto legato con scorie 0,22 – 0,30– Terra stabilizzata con cemento 0,20– Pozzolana e calce 0,18– CB Binder 0,36 – 0,40– CB Usura normale 0,40 – 0,44– CB Usura grenue 0,44 – 0,46
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METODI RAZIONALIMETODI RAZIONALI
DATI DATI DIDI IMPUTIMPUT
STRUTTURASTRUTTURA MATERIALIMATERIALI TEMPERAT.TEMPERAT. TRAFFICOTRAFFICO
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STRUTTURA E MATERIALISTRUTTURA E MATERIALI
USURAUSURABINDER BINDER Possono essere considerati Possono essere considerati
come un unico stratocome un unico stratoBASEBASE
FONDAZIONE FONDAZIONE
SOTTOFONDOSOTTOFONDO
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LA TEMPERATURALA TEMPERATURA
•• si suddivide lsi suddivide l’’anno in periodi (ad esempio: mesi)anno in periodi (ad esempio: mesi)•• si determinano le T medie del periodo dellsi determinano le T medie del periodo dell’’ariaaria•• si determinano dei macro periodi caratterizzati da T si determinano dei macro periodi caratterizzati da T ≅≅ cost.cost.•• si trasformano le T medie dellsi trasformano le T medie dell’’aria in T medie della pavimentazionearia in T medie della pavimentazione
MESE Tmedia [°C] dell'aria
PERIODO STAGIONALETmedia stagionale [°C]
dell'ariaTmedia stagionale [°C] della pavimentazione
marzo 5,9aprile 9,8maggio 13,7giugno 18,1luglio 20,7agosto 20,2settembre 17,2ottobre 12,2novembre 7,4dicembre 2,9gennaio 1,1febbraio 2,2
14,8
26,3
17,7
5,8INVERNO
9,8
19,7
12,3
2,1
PRIMAVERA
ESTATE
AUTUNNO
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IL TRAFFICOIL TRAFFICO
•• nel progetto della sovrastruttura si considerano i carichi relatnel progetto della sovrastruttura si considerano i carichi relativi ai ivi ai veicoliveicolipesantipesanti (autocarri e autobus): carichi su ruota(autocarri e autobus): carichi su ruota singola superiori a 1t.singola superiori a 1t.
•• si considera il traffico su una sola corsia di marcia:si considera il traffico su una sola corsia di marcia:2 corsie: 50% del totale2 corsie: 50% del totale 4 corsie: 40% del totale4 corsie: 40% del totale
•• si determina il volume di traffico annuosi determina il volume di traffico annuo
PROBLEMI:PROBLEMI:
I I carichicarichi trasmessi dai veicoli pesanti trasmessi dai veicoli pesanti sono diversisono diversi::
a)a) per modo di applicazione (assi singoli o tandem, diversa velocitper modo di applicazione (assi singoli o tandem, diversa velocitàà))
b)b) per entitper entitàà (diversit(diversitàà degli assi degli assi -- carico in tonnellate)carico in tonnellate)
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una distribuzione di traffico qualsiasi può essere ricondottauna distribuzione di traffico qualsiasi può essere ricondottaad una ad una EQUIVALENTEEQUIVALENTE composta da soli composta da soli assi standardassi standard di di riferimentoriferimento
per semplificare il calcolo, si considera il passaggio di unper semplificare il calcolo, si considera il passaggio di ununico tipo di asseunico tipo di asse attraverso lattraverso l’’introduzione di introduzione di coefficienti di coefficienti di equivalenzaequivalenza fra lfra l’’asse tipico e uno qualsiasi.asse tipico e uno qualsiasi.
asse di riferimentoasse di riferimento
ASSE STANDARD DA 8,2 tASSE STANDARD DA 8,2 t
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La pavimentazione viene schematizzata come unLa pavimentazione viene schematizzata come unsistema multistrato elasticosistema multistrato elastico
La risoluzione del multistrato elastico èpossibile tramite programmi di calcolo come il BISAR, MOEBIUS, mePADS ecc.
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USURA SUSURA S44 , E(T) , , E(T) , ννBYNDER SBYNDER S33 , E(T) , , E(T) , νν
BASE SBASE S22 , E(T) , , E(T) , νν
FONDAZIONE SFONDAZIONE S44 , E , , E , νν
SOTTOFONDO E , SOTTOFONDO E , νν
E = EvE = Ev22 [[MpaMpa]]
E = 10*CBR [E = 10*CBR [MpaMpa]]
E = 2*Md [E = 2*Md [MpaMpa]]MdMd = 5*CBR [= 5*CBR [MpaMpa]]
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CALCOLO SOLLECITAZIONI E DEFORMAZIONICALCOLO SOLLECITAZIONI E DEFORMAZIONI
VERIFICHEVERIFICHE
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USURAUSURAVERIFICHE A FATICAVERIFICHE A FATICABINDERBINDER
BASEBASEVERIFICHE A FATICA ALLA BASE VERIFICHE A FATICA ALLA BASE DEGLI STRATI LEGATI A BITUMEDEGLI STRATI LEGATI A BITUME
FONDAZIONEFONDAZIONE VERIFICHE A FATICA SUGLIVERIFICHE A FATICA SUGLISTRATI LEGATI A CEMENTOSTRATI LEGATI A CEMENTO
VERIFICHE A FATICA SUGLIVERIFICHE A FATICA SUGLISTRATI NON LEGATISTRATI NON LEGATISOTTOFONDOSOTTOFONDO
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Pavimentazione di progetto
Spes. Modulo elastico [MPa] Coef. Poisson
[cm] Inverno Primavera Estate Autunno Inverno Primavera Estate Autunno
Usura drenante 5 1579 528 278 1069 0.30 0.35 0.40 0.35
Binder + Base trad. 18 9820 2563 931 6397 0.30 0.35 0.40 0.35
Misto stabilizzato 27 230 0.35
Sottofondo inf. 90 0.40
Strato
0.40120inf.Sottofondo stabilizzato
a calce
0.30Ph1 1200 - Ph2 30030Materiale
stabilizzatoa cemento
0.350.400.350.3063979312563982015Binder + Base trad.
0.350.400.350.30106927852815795Usura drenante
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VERIFICHE A FATICAVERIFICHE A FATICA
StratoCicli di carico a rottura
StratoCicli di carico a rottura
Binder + Base tradizionale 1.21E+07 Binder + Base
tradizionale 1.71E+07
Misto stabilizzato 6.10E+12
Materiale stabilizzato a
cemento5.48E+12
Sottofondo 7.23E+08Sottofondo
stabilizzato a calce
5.04E+09
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CALCOLO DELLA VITA UTILE DELLA PAVIMENTAZIONECALCOLO DELLA VITA UTILE DELLA PAVIMENTAZIONE
DURATA A FATICA DURATA A FATICA -------------------------------------------------------- NNtottot
NN°° passaggi assi standard in 1 anno passaggi assi standard in 1 anno -------------- nn
nN VITA UTILE tot=
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CATALOGO TEDESCO DELLE PAVIMENTAZIONI FLESSIBILICATALOGO TEDESCO DELLE PAVIMENTAZIONI FLESSIBILI
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CATALOGO ITALIANO DELLE PAVIMENTAZIONI STRADALICATALOGO ITALIANO DELLE PAVIMENTAZIONI STRADALIC.N.R.C.N.R.
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IL CATALOGO DELLE IL CATALOGO DELLE PAVIMENTAZIONI PAVIMENTAZIONI
DELLA PROVINCIA DELLA PROVINCIA AUTONOMA DI BOLZANOAUTONOMA DI BOLZANO
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L’elasticità del bitume modificato
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Polimeri impiegati nella modifica dei bitumi
TermoplasticiTermoplasticielastomericielastomerici
SBS (copolimero SBS (copolimero stirenestirene--butadienebutadiene--stirenestirene))SIS (copolimero SIS (copolimero stirenestirene--isopreneisoprene--stirenestirene))SB (stireneSB (stirene--butadiene)butadiene)
TermoplasticiTermoplasticiplastomericiplastomerici
EVA (copolimero etileneEVA (copolimero etilene--vinilacetato)vinilacetato)EMA (copolimero EMA (copolimero etileneetilene--metilacrilatometilacrilato))EBA (copolimero EBA (copolimero etileneetilene--butilacrilatobutilacrilato))
TermoindurentiTermoindurenti resine epossidicheresine epossidiche
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Effetti della modifica del bitume
1. MAGGIORE ADESIONE E COESIONE1. MAGGIORE ADESIONE E COESIONE2. MAGGIORE ELASTICITA2. MAGGIORE ELASTICITA’’
minori deformazioni permanenti
3. MAGGIORE FLESSIBILITA3. MAGGIORE FLESSIBILITA’’miglioramento del comportamento a fatica
4. MAGGIORE RESISTENZA ALLE 4. MAGGIORE RESISTENZA ALLE FESSURAZIONI TERMICHEFESSURAZIONI TERMICHE
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Bitume tradizionale e modificato:Caratteristiche a confronto
Bitumeparametro Normativa unità di
misuraTal quale 50/70
Tal quale80/100
ModificatoHard
ModificatoSoft
Penetrazione a 25°C EN1426, CNR24/71 dmm 50-70 70-100 50-70 50/70Punto di rammollimento EN1427, CNR35/73 °C 46-54 43-51 ≥ 65 ≥ 60Punto di rottura (Fraass) CNR43 /74 °C ≤ - 8 ≤ - 10 ≤ - 15 ≤ - 12Solubilità in Tricloroetilene CNR48/75 % ≥ 99 ≥ 99Viscosità dinamica a 160°C PrEN 13072-2 Pa•s ≥ 0,15 ≥ 0,10 ≥ 0,4 ≥ 0,25Ritorno elastico a 25 °C EN 13398 % ≥ 75% ≥ 50%Stabilità allo stoccaggio 3gg a180°C - Variazione del puntodi Rammollimento
EN 13399 °C ≤ 0,5 ≤ 0,5
Valori dopo RTFOT EN12607-1Volatilità CNR54/77 % ≤ 0,5 ≤ 0,8 ≤ 0,8 ≤ 0,8Penetrazione residua a 25°C EN1426, CNR24/71 % ≥ 50 ≥ 46 ≥ 60 ≥ 60Incremento del punto diRammollimento
EN1427, CNR35/73 °C ≤ 11 ≤ 11 ≤ 5 ≤ 5
70/100
Prof. Ing. Maurizio BOCCI Prof. Ing. Maurizio BOCCI –– Pavimentazioni stradali flessibili e semirigide
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ALL’IMPIANTO DI PRODUZIONE DEI C.B. INDUSTRIALE
DOPO SETTE ORE
La modifica del bitume
Prof. Ing. Maurizio BOCCI Prof. Ing. Maurizio BOCCI –– Pavimentazioni stradali flessibili e semirigide
DICEA Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e ArchitetturaUniversità Politecnica delle Marche – Facoltà di IngegneriaMantova 17 aprile 2015
Le reti di rinforzoLe reti di rinforzoReti metalliche
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Tipologie di rinforzoTipologie di rinforzoGeogriglie fibre di vetro
12,5×12,5 mm 30,5×30,5 mm
polipropilene poliestere
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Tipologie di rinforzoTipologie di rinforzoMembrane
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Funzioni delle reti di rinforzoFunzioni delle reti di rinforzo(strati legati)(strati legati)
Riduzione della fessurazione da fatica
Riduzione dell’ormaiamento
Contenimento delle fessurazioni riflesse
Giunti tra vecchia e nuova pavimentazione
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Funzioni del rinforzoFunzioni del rinforzo
Rinforzo (strati legati): Fessurazione da Fatica
Strati legati
Strati non legati
Sottofondo
Posizionate dove le tensioni/deformazioni di trazione sono massime;
Limitazione della propagazione delle fessure.
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Funzioni del rinforzoFunzioni del rinforzoRinforzo (strati legati): Ormaiamento
Posizionamento dove le deformazioni sono più ampie;
Incremento di circa 3 volte della vita utile;
Richiede geogriglie rigide.
Carico delle ruote
Pavimentazione esistente
GRIGLIA
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Fessurazione di RiflessioneFessurazione di RiflessionePropagazione delle fessurazioni della vecchia pavimentazione attraverso il nuovo strato superficiale
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Funzioni del rinforzoFunzioni del rinforzo
Fessura non estesa fino in superficie
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Posa in opera delle reti di rinforzo (fissaggio)Posa in opera delle reti di rinforzo (fissaggio)
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Rifacimento parziale della pavimentazioneRifacimento parziale della pavimentazione
Rete di rinforzo
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∆u
In condizioni di saturazione il passaggio dei carichi veicolari causa il movimento di acqua a pressione elevata e ciò provoca:
- Riduzione della portanza negli strati di fondazione- Rimozione del bitume e sgranamento del c.b.- Pumping
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Membrane con reti di rinforzoMembrane con reti di rinforzo
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Conglomerati tiepidiConglomerati tiepidiIl raggiungimento di elevate temperature comporta:
• Grandi consumi energetici
• Emissioni inquinanti
• Rischi per la salute dei lavoratori
• Indurimento (invecchiamento) del bitume
HMA (155°C) WMA (110°C)
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Conglomerati tiepidiConglomerati tiepidiDefinizioneCon il termine “Warm Mix Asphalt “ vengono indicati i conglomerati bituminosi ottenuti da processi in cui le temperature risultano di decinedi gradi inferiori a quelle tipiche delle tecniche per la produzione di conglomerati a caldo, al fine di ridurre i consumi energetici e la produzione di fumi e sostanze inquinanti.Al tempo stesso questi nuovi conglomerati dovranno garantire prestazioni identiche a quelle dei tradizionali conglomerati a caldo.
WMA HMA
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Conglomerati tiepidiConglomerati tiepidi
La temperatura nel processo di produzioneNella produzione e stesa delle pavimentazioni in conglomerato
bituminoso la temperatura gioca un ruolo fondamentale
Aggregatinell’essiccatore
Aggregatinell’essiccatore
200°C 130-140°C
Stesa StesaCONGLOMERATI TRADIZIONALI A
CALDO
CONGLOMERATI TIEPIDI
130-160°C 80-110°C
Abbassamento delle temperature di produzione grazie ai conglomerati tiepidi
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Conglomerati tiepidiConglomerati tiepidiVantaggi
diminuzione del consumo d'energia
riduzione delle emissioni dei gas inquinanti
diminuzione dei fumi e delle polveri durante i processi di produzione e posa in opera
minore invecchiamento del legante
riduzione dei tempi di attesa per l’apertura al trafficoestensione del periodo lavorativo anche nelle stagioni meno caldecopertura di maggiori distanze di trasporto del materiale dagli impianti di produzione
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Conglomerati tiepidiConglomerati tiepidi
Additivazione con paraffineLe paraffine sono sostanze organiche solubili nel bitume
Esse esplicano la loro azione attraverso il meccanismo reversibile del cambiamento di stato fisico (fusione-cristallizzazione)
Alle temperature superiori a quella di fusione riducono la viscosità del legante
Al di sotto della temperatura di fusione, conferiscono rigiditàal conglomerato
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Conglomerati tiepidiConglomerati tiepidi
Viscosità in funzione della temperatura di un bitume tal quale e di un bitume additivato con paraffina
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Temperatura alla compattazione 117 °CProvincia di Bolzano - SS 242 Val Gardena - Passo Sella
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PFU composti da gomma sintetica (SBR) e gomma naturale (NR)
Conglomerati Conglomerati con polverino di gommacon polverino di gomma
Triturazione e separazione di metallo, tele ed impurità
POLVERINO PER ASFALTI < 2mm
Granulazione e vagliatura della gomma
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Conglomerati con polverino di gommaConglomerati con polverino di gomma
VantaggiVantaggi
Maggiore Durabilità e Minore ManutenzioneDiminuisce la Propagazione delle FessureMaggiore Flessibilità - Riduzione SpessoriBuona Performance ad alte e basse T°CIduzione del rumore di rotolamentoRiciclaggio PFU
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Conglomerati con polverino di gommaConglomerati con polverino di gomma
metodo wetmetodo dry
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OpenOpen--gradedgraded““drenantedrenante”” fonoassorbente fonoassorbente
00--10 mm
GapGap--gradedgraded rugoso e rugoso e strutturale 0strutturale 0--12 mm12 mm
10 mm
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Rumore: sorgente veicoloRumore: sorgente veicoloUn veicolo in moto ha 3 principali sorgenti di rumore
distinte:
Motore e scappamento
Rotolamento
Aerodinamica
Funzione della velocità
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Rumore da rotolamentoRumore da rotolamentoL’interazione del pneumatico con la pavimentazione genera due diversi sorgenti di rumore:
Rumore da vibrazione• Il pneumatico viene sollecitato dal profilo della superficie
stradale e si generano fenomeni vibratori che incidono prevalentemente a frequenze inferiori a 1000 Hz e contribuiscono per circa il 60% dei rumore complessivo
Rumore aerodinamico• Attorno al pneumatico e in prossimità della pavimentazione
si generano delle compressioni e decompressioni di aria dovute al moto, sorgente di rumore a frequenze medio-alte
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Meccanismi di vibrazione
Deformazione della carcassaImpatto e deformazionedei tasselli del battistrada
La dimensione del pneumatico(impronta di contatto) influenzail livello complessivo.Il disegno del battistrada influenza lo spettro di emissione.
Rumore da rotolamentoRumore da rotolamento
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Meccanismi aerodinamici
TurbolenzaRisonanza Air pumpingMicro-risonanze nella cavitàdel battistrada
Il volume del triedro tra pneumatico e pavimentazionegenera un effetto di amplificazione del rumore(effetto corno)
Rumore da rotolamentoRumore da rotolamento
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Misura del rumore di rotolamentoMisura del rumore di rotolamentoMetodo CPXMetodo CPX
Basato sulla configurazione proposta da LCPCFabienne Anfosso-Lédée , SURF 2004, June 6-10th, 2004, Toronto, Canada
Due microfoni in prossimità del punto di contattoUn encoder per la registrazione di velocità e posizione
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Metodo CPXvia Torpignattara – Grafico
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Metodo CPXvia Torpignattara – Valori
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Metodo CPXvia Prenestina - Grafico
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Metodo CPXvia Prenestina - Valori
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PARAMETRI PIUPARAMETRI PIU’’ IMPORTANTI NELLA IMPORTANTI NELLA VERIFICA DI UN CONGLOMERATO VERIFICA DI UN CONGLOMERATO
BITUMINOSOBITUMINOSO
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PRESTAZIONI RICHIESTE AD UN PRESTAZIONI RICHIESTE AD UN CONGLOMERATO BITUMINOSOCONGLOMERATO BITUMINOSO
•• Resistenza alle sollecitazioni Resistenza alle sollecitazioni cicliche (fatica)cicliche (fatica)
•• Basso accumulo di deformazioni Basso accumulo di deformazioni permanenti (permanenti (ormaiamentoormaiamento))
•• DurabilitDurabilitàà
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PARAMETRI CHE INCIDONO SULLE PARAMETRI CHE INCIDONO SULLE PRESTAZIONI DI UN PRESTAZIONI DI UN
CONGLOMERATO BITUMINOSOCONGLOMERATO BITUMINOSO
•• Caratteristiche degli aggregatiCaratteristiche degli aggregati
•• qualitqualitàà e quantite quantitàà del bitumedel bitume
•• VUOTI RESIDUIVUOTI RESIDUI
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PerchPerchéé i vuoti residui sono il i vuoti residui sono il parametro piparametro piùù importante?importante?
Vuoti elevati riducono fortemente le caratteristiche Vuoti elevati riducono fortemente le caratteristiche meccaniche: resistenza a compressione e a trazione, meccaniche: resistenza a compressione e a trazione, comportamento a fatica.comportamento a fatica.
Vuoti elevati espongono il conglomerato bituminoso Vuoti elevati espongono il conglomerato bituminoso allall’’azione aggressiva degli agenti atmosferici: aria, azione aggressiva degli agenti atmosferici: aria, acqua, radiazioni ultraviolette, con conseguente acqua, radiazioni ultraviolette, con conseguente riduzione della durabilitriduzione della durabilitàà (sgranamenti) e della (sgranamenti) e della resistenza a fatica (fragilitresistenza a fatica (fragilitàà).).
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Cosa determina la percentuale dei vuoti in Cosa determina la percentuale dei vuoti in uno strato di conglomerato bituminoso?uno strato di conglomerato bituminoso?
CARATTERISTICHE DEGLI AGGREGATICARATTERISTICHE DEGLI AGGREGATIGRANULOMETRIA (compreso il filler)GRANULOMETRIA (compreso il filler)TIPO E QUANTITATIPO E QUANTITA’’ DI LEGANTEDI LEGANTETEMPERATURA ALLA STESA (ambiente e miscela)TEMPERATURA ALLA STESA (ambiente e miscela)VELOCITAVELOCITA’’ DI AVANZAMENTO DELLA FINITRICEDI AVANZAMENTO DELLA FINITRICERULLATURA RULLATURA
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Caratteristiche degli AGGREGATICaratteristiche degli AGGREGATI
Coefficiente di formaCoefficiente di forma
RugositRugositàà superficialesuperficiale
Assortimento granulometricoAssortimento granulometrico
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Tipo e quantitTipo e quantitàà di legantedi leganteLa viscositLa viscositàà del bitume (del bitume (èè funzione della temperatura) funzione della temperatura) incide sulla compattazione e quindi sulla percentuale incide sulla compattazione e quindi sulla percentuale dei vuoti residuidei vuoti residui
I vuoti aumentano al diminuire della quantitI vuoti aumentano al diminuire della quantitàà di di bitumebitume
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Temperatura alla stesaTemperatura alla stesaTemperatura della miscela (confezione e trasporto)Temperatura della miscela (confezione e trasporto)
Condizioni meteo (pioggia, vento, aria fredda)Condizioni meteo (pioggia, vento, aria fredda)Temperatura del piano di posaTemperatura del piano di posa
T = 150 T = 150 °°CCT = 5 T = 5 °°CC
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Temperatura alla stesa molto bassaTemperatura alla stesa molto bassaCon le temperature molto basse o in caso di pioggia Con le temperature molto basse o in caso di pioggia non si dovrebbe stendere il conglomerato bituminoso, non si dovrebbe stendere il conglomerato bituminoso, in particolare strati sottili (tappeto)in particolare strati sottili (tappeto)
Dovendo necessariamente procedere alla stesa si Dovendo necessariamente procedere alla stesa si dovrebbero utilizzare bitumi a pidovrebbero utilizzare bitumi a piùù bassa viscositbassa viscositàà e/o e/o utilizzare additivi che riducono la viscositutilizzare additivi che riducono la viscositàà del bitume del bitume (zeoliti, cere paraffiniche)(zeoliti, cere paraffiniche)
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Compattazione del CONGLOMERATOCompattazione del CONGLOMERATO
Non dipende solo dal rulloNon dipende solo dal rulloVelocitVelocitàà di avanzamento della finitricedi avanzamento della finitriceMano dMano d’’attaccoattaccoGiunto longitudinaleGiunto longitudinale
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Controlli sul CONGLOMERATOControlli sul CONGLOMERATO
Prove di accettazione dei materiali
Prove di controllo in corso d’opera
Prove di controllo dopo la fine dei lavori
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Prove di accettazione dei materiali e modalità di prelievo
•• Attestato di conformitAttestato di conformitàà CECE•• La DL può richiedere ulteriori controlli (altre La DL può richiedere ulteriori controlli (altre
prove o ripetizione delle prove) prima prove o ripetizione delle prove) prima delldell’’inizio dei lavoriinizio dei lavori
MODALITAMODALITA’’ DI PRELIEVODI PRELIEVOCampioni forniti dallCampioni forniti dall’’ImpresaImpresaPrelievo dai siti di produzione e/o stoccaggioPrelievo dai siti di produzione e/o stoccaggio
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Prove di controllo in corso d’opera
Scopo 1Scopo 1: correzione della miscela o delle : correzione della miscela o delle lavorazionilavorazioni
TEMPESTIVITATEMPESTIVITA’’: : èè importante fare prelievi nei primissimi giorni di importante fare prelievi nei primissimi giorni di lavoro ed avere rapidamente i risultati.lavoro ed avere rapidamente i risultati.Campo prove per i lavori piCampo prove per i lavori piùù importantiimportanti
Scopo 2Scopo 2: Accettazione della fornitura e delle : Accettazione della fornitura e delle lavorazionilavorazioniRAPPRESENTATIVITARAPPRESENTATIVITA’’: : èè importante fare prelievi omogeneamente importante fare prelievi omogeneamente e casualmente distribuiti su tutta la superficie di interventoe casualmente distribuiti su tutta la superficie di intervento
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Modalità di prelievo
Dal camion o dalla vibrofinitrice Prelevare Prelevare diversi campioni e solo diversi campioni e solo in parte inviare al in parte inviare al laboratoriolaboratorio
MISCELA SFUSA MISCELA SFUSA
Dalla pavimentazioneGruppi di 4 + gruppi di 2 Gruppi di 4 + gruppi di 2 per fascia di stesa in 3 per fascia di stesa in 3 posizioni diverse posizioni diverse dxdx ––centro centro -- sxsx
CAROTE CAROTE
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Controlli sul CONGLOMERATOControlli sul CONGLOMERATOIl controllo della qualità del conglomerato bituminoso e della sua posa in opera deve essere effettuato mediante prove di laboratorio sui materiali costituenti, sulla miscela, sulle carote estratte dalla pavimentazione e con prove in situ. Ogni prelievo deve essere costituito da due campioni; un campione viene utilizzato per i controlli, l’altro resta a disposizione per eventuali accertamenti e/o verifiche tecniche successive.Sui materiali costituenti devono essere verificate le caratteristiche di accettabilità.Sulla miscela vengono determinate: la percentuale di bitume, la granulometria degli aggregati, la quantità di attivante d’adesione e vengono effettuate prove Marshall per la determinazione di stabilità e rigidezza (UNI EN 12697-34). Inoltre sui provini compattati con il metodo Marshall sono determinati la massa volumica di riferimento DM (UNI EN 12697-9), la percentuale dei vuoti residui (UNI EN 12697-8), la perdita di Stabilità dopo 15 giorni di immersione in acqua (CNR n. 121/87) e la resistenza alla trazione indiretta (Prova Brasiliana – CNR 134/91.Dopo la stesa la Direzione Lavori preleverà delle carote per il controllo delle caratteristiche del conglomerato e la verifica degli spessori.Sulle carote vengono determinati: la percentuale di bitume, la granulometria degli aggregati, la quantità di attivante d’adesione, la massa volumica, la percentuale dei vuoti residui.
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Controllo degli spessori – prelievo di carote
Lo spessore dello strato verrà determinato, per ogni tratto omogeneo di stesa, facendo la media delle misure (quattro per ogni carota) rilevate dalle carote estratte dalla pavimentazione, assumendo per i valori con spessore in eccesso di oltre il 5%, rispetto a quello di progetto, valori corrispondenti allo spessore di progetto moltiplicato per 1,05. dell’Impresa, salvo il danno per il mancato esercizio dell’infrastruttura.
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Controllo degli spessori, penalità e conguagliamenti
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Penalità per carenza nella quantità di bitumePer carenze nella quantità di bitume riscontrata verrà applicata, per tutto il tratto omogeneo, una detrazione percentuale al prezzo di elenco del binder pari a:
% di detrazione = 25 b2
dove b è il valore dello scostamento della percentuale di bitume (arrotondata allo 0,1%) dal valore previsto nello studio della miscela, oltre la tolleranza dello 0,3%; in assenza dello studio della miscela si farà riferimento al valore medio dell’intervallo indicato nella tabella A.5 (ultima riga)
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Penalità per eccesso di vuoti residui
Per valori dei vuoti, determinati sulle carote, superiori al 7% verrà applicata, per tutto il tratto omogeneo, una detrazione percentuale al prezzo di elenco del binder pari a:
% di detrazione = 2v + v2
dove v è la media degli scostamenti (eccedenze) dei valori ottenuti dalle carote rispetto al valore limite del 7%. Per i tratti stradali con pendenza superiore al 6% il valore limite (accettabile senza detrazione) per la percentuale dei vuoti residui (sulle carote) èinnalzato all’8%.Valori dei vuoti superiori al 12% comporteranno la rimozione dello strato e la successiva ricostruzione a spese dell’Impresa, salvo il danno per il mancato esercizio dell’infrastruttura.
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Questions - ?
?????
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Grazie per lGrazie per l’’attenzioneattenzione
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