Progettazione Stradale
Strade & Autostrade
Autostrada del Brennero SpA ha in progetto di realizzare
la terza corsia nel tratto Verona-Modena della A22
STUDI
PRELIMINARI
PER LA COSTRUZIONE DELLA TERZA CORSIA
Alberto Bucchi*
Carlo Costa**
Valeria Vignali***
Figura 1
Essendo attualmente presente
uno spartitraffico largo 11 m,
sistemato a verde con una barriera di sicurezza metallica
centrale, si è ravvisata l’opportunità di realizzare l’ampliamento in questa fascia
senza ricorrere a espropri.
Il progetto
Si rileva che, in corrispondenza dello
spartitraffico, è presente una zona a sezione triangolare rovesciata costituita
da terre di varia natura provenienti dal
tombamento dell’interspazio fra le scarpate delle due carreggiate (Figura 2).
La sezione di progetto prevede di mantenere la stessa larghezza di piattaforma, pari a 33,00 m, organizzata con tre
corsie di 3,75 m per senso di marcia e
uno spartitraffico di 2,50 m (Figura 3).
Figura 2 - Una sezione dello stato di fatto
2
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Progettazione Stradale
Figura 3 - Una sezione della prima ipotesi progettuale
Gli obiettivi e i requisiti del progetto
Come risulta dal progetto, sullo spartitraffico esistente viene a gravare il materiale necessario per raggiungere in armonia le quote con le
carreggiate esistenti, la sovrastruttura e i carichi mobili.
Quindi il progetto dovrà soddisfare i seguenti requisiti:
garantire la portanza in relazione al traffico ipotizzato ottimizzando
gli aspetti funzionali di aderenza e comfort di moto al fine di assicurare la sicurezza della circolazione e il rispetto ambientale;
i cedimenti differiti del terreno conseguenti all’aumento dei carichi permanenti e ai carichi mobili dovranno essere contenuti e compatibili
con la conservazione del profilo trasversale della sezione stradale;
i moduli resilienti della nuova sovrastruttura dovranno essere dello stesso ordine di grandezza di quelli misurati nelle corsie esistenti
al fine di uniformare il comportamento della nuova e della vecchia
sovrastruttura;
gli spessori della nuova sovrastruttura e in particolare degli strati
in conglomerato bituminoso dovranno essere simili o preferibilmente coincidere con quelli della sovrastruttura esistente per facilitare gli interventi di manutenzione;
i cantieri durante l’esecuzione dei lavori dovranno essere organizzati in modo da apportare il minore disturbo possibile alla mobilità
dell’autostrada.
Le indagini geognostiche
Al fine di conoscere le caratteristiche sia dei terreni superficiali, in funzione di un possibile trattamento di stabilizzazione, sia dei terreni
profondi - e quindi poter calcolare i probabili cedimenti differiti - sono
state effettuate indagini geognostiche costituite da sondaggi, prove
penetrometriche statiche e di laboratorio.
I sondaggi sono stati effettuati al fine di conoscere la natura dei terreni e di prelevare campioni per prove di laboratorio. Spinti fino alla profondità di 25/30 m, essi hanno rilevato generalmente la presenza di materiali sabbiosi fini e limosi in alcuni casi anche con
ghiaia. In superficie, in due sondaggi sono stati trovati materiali argillo-limosi con indice plastico rispettivamente 5,00 e 16,70. In conclusione, tutti i materiali sono risultati classificati A1-a, A2-4, A3 all’infuori dei due citati campioni superficiali che sono risultati A4. Per
quantificare la resistenza meccanica dei terreni e per avere altri elementi di caratterizzazione sono state fatte prove penetrometriche
statiche. In Figura 4 è riportato l’inviluppo dei diagrammi di resistenze alla punta “qc”. Si rileva una notevole eterogeneità di resistenze con la profondità sia di ogni prova sia fra le varie prove.
Con i campioni prelevati nei sondaggi è stata effettuata una notevole indagine di laboratorio. Essa è consistita in analisi granulometriche e limiti di consistenza al fine di conoscere la natura e classificare i terreni, pro-
Figura 4 - L’inviluppo dei diagrammi penetrometrici
ve di taglio diretto e triassiali drenate e non drenate per valutare la resistenza al taglio per le verifiche di stabilità, prove edometriche per calcolare la compressibilità e quindi i cedimenti.
I limiti di consistenza hanno indicato limiti liquidi compresi fra 3 e 20 e
indici plastici generalmente nulli; le analisi granulometriche hanno evidenziato passanti al setaccio UNI 0,075 quasi sempre inferiori al 35% per
cui la classifica è stata principalmente A1-a, A2-4, A3.
Le prove di taglio hanno dato risultati di angolo di attrito in condizioni drenate compresi fra 18 e 34 gradi e coesioni non drenate
comprese fra 10 e 29 kN/m2. Le prove edometriche hanno rilevato
materiali che al 70% sono sovraconsolidati e i rimanenti sono leggermente sottoconsolidati (OCR 0,80-0,90).
Le indagini deflettometriche con HWD
Le proprietà strutturali della sovrastruttura esistente sono state analizzate attraverso una campagna di prove HWD (Heavy Falling Weight
Deflectometer) utilizzando un’apparecchiatura Dynatest 8000 che produce un impulso equivalente a circa 34 Hz simile a quello impresso
dai veicoli pesanti alla velocità di percorrenza in autostrada. Si è indagata la corsia di marcia Nord con misure mediamente ogni 250 m
e la corsia di sorpasso Sud con misure ogni 500 m. Nel complesso sono stati rilevati circa 480 punti.
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Progettazione Stradale
Valore
Limiti di
rilevato
soglia (MPa)
E1 - CB a 20°C
MPa
5.038
> 4.500
Corsia di
E2 - fondazione *
MPa
833
> 300
marcia
E3 - sottofondo
MPa
186
> 80
E1 - CB a 20°C
MPa
4.217
> 4.500
Corsia di
E2 - fondazione
MPa
1.703
> 300
sorpasso
E3 - sottofondo
MPa
251
> 80
Tabella 1 - I moduli di deformazioni ottenuti con prove HWD
(*) In presenza di misto cementato il valore di soglia vale 4.000 MPa
(2.000 se invecchiato)
U.M.
La pavimentazione è stata schematizzata con un modello a tre strati:
il primo strato superficiale in conglomerato bituminoso, il secondo di
fondazione in misto granulare e il terzo composto dal terreno di sottofondo. Si sono ottenuti i moduli E1, E2, E3 riportati in Tabella 1.
Si nota che i valori rilevati sono generalmente superiori a quelli di soglia all’infuori, anche se di poco, del modulo del conglomerato bituminoso della corsia di sorpasso. Questa indagine è servita non solo
per fare un check-up delle sovrastrutture attuali, ma anche per uniformare alle esistenti le sovrastrutture della terza corsia.
Le indagini sulla mobilità
Si è indagato sulla serie storica dei dati di traffico rilevati da “Autostrada del Brennero”. E’ risultato mediamente un TGM di 40.000 veicoli al giorno con il 30% di veicoli pesanti. Si è assunta una vita utile
di dieci anni, intendendo per vita utile l’arco temporale nel quale non
sono necessarie manutenzioni di tipo straordinario. Facendo i calcoli
di equivalenza fra il peso dei vari assi, è risultato un numero di assi
equivalenti da 12 t pari a 12,5 milioni in dieci anni.
La stabilizzazione del sottofondo
In base ai risultati ottenuti nell’indagine geognostica, le terre risultano da un punto di vista fisico generalmente idonee all’impiego stradale e alla costituzione dei sottofondi e quindi, in linea di principio, non
sarebbe necessario alcun intervento di stabilizzazione salvo alcuni casi particolari. Tuttavia le caratteristiche meccaniche, essendo anche
funzione dell’addensamento, non risultano pienamente compatibili con
i requisiti richiesti. Infine si deve anche considerare l’eterogeneità delle situazioni.
Quindi la stabilizzazione dei terreni di sottofondo è stata ritenuta necessaria specificatamente per i seguenti motivi:
i moduli del terreno ottenuti con le prove penetrometriche non sono confrontabili con quelli ricavati dalle prove deflettometriche;
i materiali superficiali sono molto diversi nei vari sondaggi e si riscontrano anche materiali argillo-limosi;
anche in presenza di materiali intrinsecamente idonei la tecnica
stradale ricorre alla stabilizzazione per uniformare le situazioni e
per incrementare la vita utile della sovrastruttura.
Le metodologie di stabilizzazione
Sono state analizzate tutte le metodologie di stabilizzazione più in uso
al fine di individuare quelle più idonee:
stabilizzazione con leganti idraulici (calce e/o cemento): tale metodologia appare estremamente promettente in relazione alle caratteristiche del terreno. Si tratta di una metodologia molto collaudata e, generalmente, con risultati apprezzabili [2-5];
stabilizzazione con leganti idraulici e polimeri idrosolubili [6]: la metodologia si diversifica dalla precedente per la presenza di un additivo polimerico idrosolubile (nanoterra) la cui funzione è quella di
migliorare le reazioni dei leganti idraulici. I risultati sono eccellenti (Figura 5);
Il calcolo dei cedimenti
La valutazione dei cedimenti viene effettuata al fine di verificare se essi siano compatibili con la conservazione del profilo trasversale della
sezione stradale. I carichi sono quelli risultanti dai riporti per arrivare
in quota, dalla sovrastruttura e dai carichi mobili. I cedimenti sono stati calcolati con due metodi. Il primo utilizza un programma di calcolo
che ipotizza una distribuzione delle tensioni nel terreno “alla Boussinesque” e considera come parametri meccanici del terreno quelli deducibili dalle prove penetrometriche. Questo metodo, conosciuto come “metodo α - qc”, calcola le caratteristiche di deformabilità mediante le correlazioni di Mitchell e Gardner (1975) [1].
Il secondo metodo si avvale dei risultati delle prove edometriche di laboratorio.
I cedimenti sono stati calcolati in asse della terza corsia, al contatto
fra la nuova corsia e quella esistente, e in asse della corsia di sorpasso esistente. In tabella 2 sono riportati i risultati dei calcoli in cm. Si
nota che i cedimenti sono modesti e, essendo il terreno prevalentemente incoerente, essi si verificheranno nella maggior parte durante
l’esecuzione dei lavori.
Asse nuova corsia
Filo nuova corsia
α - qc
Edom
α - qc
Edom
CPT03
0,98
1,35
0,34
0,42
CPT04
0,77
1,03
0,22
0,26
CPT05
0,48
0,48
0,14
0,14
CPT07
1,54
1,21
0,59
0,43
CPT09
1,14
0,94
0,39
0,32
Tabella 2 - I cedimenti calcolati
4
Asse vecchia corsia
α - qc
Edom
0,11
0,10
0,08
0,08
0,13
0,13
0,28
0,17
0,31
0,16
Figura 5 - La stabilizzazione con leganti idraulici e polimeri idrosolubili
stabilizzazione con Light Tamping: consiste in una supercompattazione degli strati superficiali e mediamente profondi per
mezzo degli urti e delle vibrazioni prodotte dall’impatto di una
massa lasciata cadere ripetutamente sul terreno (Figura 6). Considerato che il terreno da stabilizzare ha profondità di 2,50-3 m
si prevede una massa battente di 10 t che cade da una altezza
di 8-10 m. La compattazione avviene attraverso più fasi nelle
quali l’interasse fra i punti di impatto, realizzati a maglia regolare, varia progressivamente. Le onde d’urto e le elevatissime tensioni indotte dalla caduta della massa battente portano alla riduzione dei vuoti del terreno, talora con sua parziale liquefazione, e la creazione di percorsi preferenziali di drenaggio attraverso i quali l’acqua dei pori può essere dissipata, come accade
in particolare in presenza di sabbia fine e limo. Chiaramente la
riduzione della percentuale dei vuoti porta a un aumento della
capacità portante del terreno;
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Progettazione Stradale
Figura 6 - Il Light Tamping
stabilizzazione di massa: si tratta di una metodologia che consente di movimentare e miscelare omogeneamente il terreno per
la profondità di alcuni metri mediante apposite apparecchiature
di concezione svedese [7]. L’unità miscelatrice viene applicata all’escavatore al posto della benna ed è dotata di una testa mossa
da un motore idraulico che viene alimentato direttamente dal sistema idraulico dell’escavatore (Figure 7A e 7B). La testa dell’apparecchiatura diventa un’unità mobile di miscelazione la cui
efficacia è dovuta a un sistema elicoidale montato sul tamburo
orizzontale posto all’estremità del braccio che, ruotando, miscela omogeneamente il materiale con i leganti iniettati alla base.
Completa il treno di intervento l’alimentatore del legante che inietta a una pressione di 8-10 bar. Tutte le operazioni sono control-
late da una unità di acquisizione e registrazione dati con particolare rilievo della pressione di iniezione, della portata del legante
e delle caratteristiche del terreno attraverso l’energia richiesta
per il funzionamento delle macchine;
non si sono considerati aprioristicamente, in quanto non ritenuti
idonei, sistemi di stabilizzazione e consolidamento dei terreni costituiti da “jet-grouting” e “pali in ghiaia”.
Dalle analisi effettuate in merito alle attese tecniche, alla specificità
dell’intervento ed alla convenienza economica è scaturito quanto
segue:
la stabilizzazione Light Tamping è stata scartata per il timore che
le vibrazioni trasmesse dalla massa battente potessero danneggiare le strutture esistenti;
la stabilizzazione di massa non è stata ritenuta idonea in quanto i
terreni non richiedono una stabilizzazione tanto potente e per motivi economici.
Quindi si sono considerate le stabilizzazioni con leganti idraulici (calce e/o cemento) e con leganti idraulici e polimeri idrosolubili. Si sono
individuate le seguenti fasi di lavorazione:
lo scotico e l’allontanamento del terreno superficiale contenente
sostanze organiche per la profondità di 50 cm;
lo sbancamento per una profondità di circa 50 cm e lo stoccaggio
provvisorio del terreno nell’area di cantiere;
il trattamento binario in sito mediante macchina stabilizzatrice con
il 3% di calce e, successivamente, con il 3% di cemento oppure
con cemento e polimeri idrosolubili nanotecnologici;
il riporto del terreno in stoccaggio provvisorio nell’area di cantiere
e la stabilizzazione binaria in sito con le modalità di cui al punto
precedente;
al fine di completare i lavori, si procede alla stesa di un geotessile
con funzioni anticontaminanti e alla costruzione della sovrastruttura.
Chiaramente, le percentuali di legante considerate al momento sono
puramente indicative. Esse dovranno essere quantizzate con prove di
laboratorio mirate in funzione delle reali caratteristiche del terreno.
Figure 7A e 7B - La stabilizzazione di massa [7]
STRADE & AUTOSTRADE 3-2009
5
Progettazione Stradale
Il campo prove
Il campo prove è stato effettuato per verificare le considerazioni e le scelte indicate in precedenza. Il campo prove è stato costruito fra il km 251
e il km 250 in carreggiata Nord fra le stazioni autostradali di Mantova
Nord e Nogarole Rocca in corrispondenza dello spartitraffico (Figura 8).
Figura 8 - Il campo prove è ubicato nel tronco 1
Si sono fatti due interventi, sviluppati ognuno per una lunghezza di circa 25 m. Essi sono stati così caratterizzati (Figure 9A e 9B):
zona Nord: trattamento con il 3% di calce spenta ed il 3% di cemento;
zona Sud: trattamento con l’8% di cemento e con l’1% di polimeri.
Le percentuali di legante della zona Nord sono state determinate
sulla base di esperienze fatte su materiali simili, mentre per la zona Sud si sono seguite le indicazioni fornite dalla Ditta che fornisce
i polimeri.
Le prove sono state effettuate fra il 9 e il 22 Ottobre 2007 utilizzando
mezzi idonei forniti da una ditta specializzata.
Si sono seguiti i seguenti passi:
09.10.2007: scortico e sbancamento per circa 50 cm e trattamento del terreno in sito per la profondità di circa 50 cm con il 3% di
calce nella zona Nord e l’8% di cemento nella zona Sud;
10.10.2007: trattamento del terreno in sito per la profondità di circa 50 cm con il 3% di cemento nella zona Nord e l’1% di polimeri
idrosolubili nanotecnologici nella zona Sud;
15.10.2007: prove di portanza effettuate dal laboratorio Distart dell’Università di Bologna sul terreno in sito stabilizzato;
18.10.2007: riporto del terreno sbancato e stoccato in cantiere e
trattamento con il 3% di calce nella zona Nord e l’8% di cemento
nella zona Sud, in entrambi i casi per uno spessore di 50 cm;
19.10.2007: trattamento col 3% di cemento nella zona Nord e con
l’1% di polimeri idrosolubili nanotecnologici nella zona Sud;
22.10.2007: prove di portanza effettuate dal laboratorio Distart dell’Università di Bologna.
Le prove di portanza sono consistite in:
prove statiche PLT secondo la Norma CNR n° 146/92;
prove dinamiche LFWD [8-13]: si tratta di una apparecchiatura di
recente utilizzazione che, mediante la caduta di una massa su una
piastra, permette di determinare in modo speditivo la risposta dinamica del terreno (Figure 10A e B);
prove CBR in sito secondo la Norma CNR-UNI 10009;
prove di densità secondo la Norma CNR n° 69.
Si nota che le prove sono state fatte dopo appena tre-cinque giorni dai
trattamenti di stabilizzazione e quindi si può verosimilmente supporre che nel tempo i risultati possano migliorare ulteriormente.
Per ogni zona sono state fatte 12 rilevazioni ordinate su due allineamenti longitudinali distanti fra loro 1,50 m con sei prove per allineamento a interasse di 3 m. Si riportano i valori medi dei moduli di deformazione delle prove effettuate sui 12 punti di rilevamento:
Figure 9A e 9B - Il campo prova 1: il trattamento calce/cemento e un particolare della stratigrafia
6
STRADE & AUTOSTRADE 3-2009
Progettazione Stradale
Figure 10A e 10B - L’esecuzione della prova di carico con LFWD
i moduli riscontrati sui materiali stabilizzati a
cemento e a polimeri sono molto superiori a
quelli rilevati sui materiali stabilizzati a calce
e cemento. Questo può essere imputato all’elevata quantità di cemento imposta dalla ditta fornitrice del polimero;
i moduli riscontrati sui materiali stabilizzati a
calce e cemento sono ottimi a conferma della correttezza della scelta;
i moduli riscontrati nel campo prove sono risultati dello stesso ordine di grandezza di quelli misurati nelle corsie esistenti con le prove
deflettometriche con HWD;
chiaramente, sulla fase di un’indagine geognostica superficiale più puntuale, si dovranno ulteriormente fare apposite prove di laboratorio per dosare più precisamente le percentuali di calce e cemento anche al fine di
contenere i costi.
prove del giorno 15.10.2007 effettuate sul terreno stabilizzato in
Le sovrastrutture stradali
sito con il 3% di calce e il 3% di cemento in zona Nord:
E’ stata condotta un’analisi parametrica al fine di definire le varie ti prove statiche PLT: 154,70 MPa;
pologie delle sovrastrutture stradali in relazione ai moduli del sot prove dinamiche LFWD: 81,90 MPa;
tofondo. Si sono studiate le sovrastrutture riportate in Tabella 3 per i
rapporto PLT/LFWD: 1,68;
seguenti intervalli di valori del modulo del sottofondo: 80-100, 110 prove del giorno 15.10.2007 effettuate sul terreno stabilizzato in
140, 150-170, 180-200 MPa.
sito con il 8% di cemento e 1% di polimero in zona Sud:
I calcoli delle sovrastrutture sono stati effettuati utilizzando il metodo
prove statiche PLT: 221,0 MPa;
razionale o degli strati, nell’ipotesi che gli strati abbiano dimensione
prove dinamiche LFWD: 108,60 MPa;
illimitata nel piano orizzontale e spessore uniforme e finito ad ecce rapporto PLT/LFWD: 2,03;
zione del sottofondo che ha spessore illimitato, e che, nell’ambito di
prove del giorno 22.10.2007 effettuate sul terreno riportato e staogni strato, il materiale sia omogeneo ed isotropo e perfettamente elabilizzato con il 3% di calce e il 3% di cemento in zona Nord:
stico e quindi sia caratterizzato dalle costanti “E” (modulo di Young) e
prove statiche PLT: 120,40 MPa;
ν (coefficiente di Poisson) [14-15].
prove dinamiche LFWD: 67,40 MPa;
Per quanto riguarda i dati di traffico si è fatto riferimento all’asse con
rapporto PLT/LFWD: 1,79;
ruote gemellate da 120 kN con pressione di gonfiaggio di 0,75 MPa,
prove del giorno 22.10.2007 effettuate sul terreno riportato e staconsiderando, nell’arco della vita utile di dieci anni, una ripetizione di
bilizzato con l’8% di cemento e l’1% di polimero in zona Sud:
assi equivalenti pari a 12,5 milioni. Con il calcolo si sono determinati
prove statiche PLT: 263,70 MPa;
Mod. sottof.
Spessore
Moduli
prove dinamiche LFWD: 120,10 MPa;
Tipologia
Strati
range
(MPa)
(cm)
(MPa)
rapporto PLT/LFWD: 2,19.
5+7
Usura
+
binder
4.600
Considerati i rapporti PLT/LFWD riscontrati e
18
Base
alto
modulo
10.000
comparati con quelli risultanti da ricerche speSovrastruttura I
80÷100
Semirigida
14
Misto cementato
1.200
cifiche, si può affermare che le prove dinami20
Fondazione
800
che LFWD confermano i risultati delle prove staSottofondo
80÷100
tiche PLT.
5+7
Usura + binder
4.600
Si osserva quanto segue:
18
Base
alto
modulo
10.000
i moduli riscontrati in zona Nord sul mateSovrastruttura II
110÷140
Semirigida
12
Misto cementato
1.200
riale stabilizzato in sito a calce e cemento e
20
Fondazione
800
quelli del materiale di riporto stabilizzato alSottofondo
110÷140
lo stesso modo sono molto simili anche se i
5+7
Usura + binder
4.600
secondi sono leggermente inferiori ai primi.
18
Base
alto
modulo
10.000
Questo può derivare da una carenza di comSovrastruttura III
150÷170
Flessibile
35÷38
Fondazione
800
pattazione associata a più brevi tempi di maSottofondo
150÷170
turazione;
5+7
Usura + binder
4.600
i moduli riscontrati in zona Sud sul materia16
Base
alto
modulo
10.000
le stabilizzato in sito a cemento e polimeri e
Sovrastruttura IV
180÷200
Flessibile
35÷38
Fondazione
800
quelli del materiale di riporto stabilizzato alSottofondo
180÷200
lo stesso modo sono simili e i secondi sono
Tabella 3 - I valori del modulo del sottofondo
superiori ai primi;
STRADE & AUTOSTRADE 3-2009
7
Progettazione Stradale
Figura 11 - I punti di valutazione delle tensioni e delle deformazioni
i valori tensionali e deformativi nei punti indicati in Figura 11. Le verifiche a fatica sono state condotte come segue:
conglomerati bituminosi: calcolo delle deformazioni massime in direzione orizzontale alla base degli strati e determinazione, mediante
la legge di Verstraeten, del numero di passaggi che portano a rottura il materiale;
misto cementato: calcolo del valore tensionale massimo e confronto
con la tensione ammissibile per 12,5x10,6 passaggi dell’asse equivalente da 120 kN;
sottofondo: calcolo delle tensioni in sommità e confronto con la tensione ammissibile secondo Dormon - valutazione della deformazione
verticale specifica e confronto con relazioni sperimentali conclamate.
Dalle analisi tenso-deformative risulta che le sovrastrutture proposte
consentono di soddisfare tutti i requisiti fissati e di garantire una vita
utile teorica maggiore di dieci anni per quanto riguarda gli strati bituminosi e il misto cementato, e molto maggiore di dieci anni per gli strati non legati. E’ infine opportuno prevedere l’inserimento al di sotto dello strato in misto stabilizzato di uno strato geotessile non tessuto con
funzione anticontaminante e di separazione.
Conclusioni
Le indagini fino ad ora effettuate sui terreni di sedime della costruzione della terza corsia dell’Autostrada del Brennero nel tratto fra Verona e Modena hanno permesso di focalizzare le problematiche di progetto, di individuare le tecniche di stabilizzazione e di indicare, di massima, le tipologie delle sovrastrutture. Chiaramente in un secondo momento di affinamento, si dovrà procedere all’individuazione di tronchi
omogenei, sufficientemente lunghi, nei quali le caratteristiche dei terreni rimangono sostanzialmente invariate. Si dovranno quindi riprogettare le sovrastrutture più idonee valutando un’ampia casistica di
soluzioni al fine di individuare la più economica e quella che più si
adatta alle esigenze di cantiere.
I nuovi approcci progettuali alle sovrastrutture di trasporto impongono
l’utilizzo di metodologie di laboratorio basate sulla caratterizzazione dinamica dei materiali. I materiali, legati o meno, sempre più spesso contenenti materiali di riciclo, debbono pertanto essere caratterizzati in tal
senso. Le metodologie di caratterizzazione dinamica dei materiali sono
oggi basate principalmente “sulla prestazione” del materiale in opera.
Non più quindi lo studio prescrittivo delle miscele, ma un’indagine specifica volta a determinare il reale comportamento in esercizio.
In particolare, per quanto riguarda i conglomerati bituminosi, le prove
non distruttive per la determinazione del Modulo di Rigidezza Dinamica a trazione indiretta (su cilindro) o a flessione (su travetto) sono alla base dei moderni metodi di progettazione empirico-meccanicistica,
8
così come le Prove di Fatica, condotte nelle medesime configurazioni,
descrivono il comportamento del conglomerato sotto carichi ripetuti
per studiarne le caratteristiche di resistenza alle fessurazioni (innesco
e propagazione) alle diverse temperature e frequenze di traffico. Le
forme di degrado dei manti superficiali legate alla formazione di ormaie sono invece investigate tramite prove dinamiche di resistenza
alle deformazioni permanenti (creep) condotte a temperature elevate
e stress termici. Tra gli studi di ricerca più innovativi si pone la valutazione delle proprietà di autoriparazione dei conglomerati bituminosi, proprietà che apporta un significativo contributo alla vita utile delle miscele in opera. Infatti, quando il conglomerato non viene sollecitato, le proprietà viscoelastiche del legante bituminoso sono in grado
di ricomporre le microlesioni innescatesi, recuperando parte della resistenza meccanica persa.
* Professore a contratto presso il DISTART Università
di Bologna
** Ingegnere Direttore Tecnico dell’Autostrada del
Brennero
*** Assegnista di Ricerca presso il DISTART
dell’Università di Bologna
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STRADE & AUTOSTRADE 3-2009