Materiali e tecnologie per il ripristino stradale 8 luglio 2009

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1 IEEE Giornata di studio su: Tecniche impiantistiche e tecnologie ottiche per l accesso di nuova generazione Materiali e tecnologie per il ripristino stradale 8 luglio 2009 Maurizio Crispino Maurizio Crispino Professore Ordinario di Tecnica delle Pavimentazioni Politecnico di Milano

2 Premessa In Italia (e non solo) i sottoservizi rappresentano spesso una criticità. Le caratteristiche funzionali e strutturali delle pavimentazioni i i sono infatti spesso compromesse da sottoservizi eseguiti con

3 materiali non adatti

4 e con modalità inappropriate

5 Il problema è anche più ampio

6 ed investe tutto il campo delle sigillature

7 o, più correttamente, delle NON sigillature ill

8 INDICE 1. PARTE I - MECCANISMI DI DEGRADO DELLE PAVIMENTAZIONI PER INFILTRAZIONE D ACQUA 2. LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE NEL CASO DEI SOTTOSERVIZI 3. PARTE II - LA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANO 4. PARTE III - IL BENEFICIO ECONOMICO DELL IMPERMEABILIZZAZIONE

9 DEGRADI E MECCANISMI DI DEGRADO DELLE PAVIMENTAZIONI PER INFILTRAZIONE D ACQUA Giunti e fessure non sigillate Via d accesso acque meteoriche alla pavimentazione Innesco MECCANISMI DI DEGRADO irreversibili ibili ed autoesaltanti ti

10 DEGRADI E MECCANISMI DI DEGRADO DELLE PAVIMENTAZIONI PER INFILTRAZIONE D ACQUA DISSESTI DI PAVIMENTAZIONI RIGIDE Infiltrazione acqua nella pavimentazione i Pumping Espulsione laterale di materiale

11 LA NON SIGILLATURA SG DEI SOTTOSERVIZIOS PROBLEMA Posa in opera dei sottoservizi e ripristino Formazione giunti e fessure Infiltrazione acqua nella pavimentazione Degrado della pavimentazione

12 Punti fermi del problema 1) I sottoservizi devono essere realizzati a tenuta rispetto all acqua, cioè impermeabili (anche in modo durevole) 2) A tal fine esistono, e vanno usate, tecnologie idonee, altrimenti i ripristini falliscono!

13 LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER L IMPERMEABILIZZAZIONE SIGILLATURA A FREDDO CON CORDOLINI Azione sigillante della discontinuità Giunzione elastica della superfici

14 LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER L IMPERMEABILIZZAZIONE SIGILLATURA A FREDDO CON CORDOLINI CAMPI DI APPLICAZIONE Discontinuità tra pavimentazione e cordoli in calcestruzzo Giunti di impalcato Discontinuità tra pavimentazione ed elementi metallici dei sottoservizi Gi ti di t i d l l t Giunti di costruzione del conglomerato bituminoso

15 LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER L IMPERMEABILIZZAZIONE SIGILLATURA CON NASTRINI PREFORMATI Azione sigillante della discontinuità Prevenzione sgranamento e rottura bordi Nastrino

16 LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER L IMPERMEABILIZZAZIONE SIGILLATURA CON NASTRINI PREFORMATI CAMPI DI APPLICAZIONE Sigillatura fessure di larghezza ridotta (fino a 5 mm) Collegamento e sigillatura superfici complanari dopo interventi di ripristino Nastrino

17 LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER L IMPERMEABILIZZAZIONE SIGILLANTI A CALDO CAMPI DI APPLICAZIONE Sigillatura di giunti o fessure per larghezze superiori a 5 mm Sigillatura di pavimentazioni in cubetti di selce, massello o porfido Giunti di pavimentazioni in cls Raccordo di elementi di discontinuità della sede stradale

18 ESEMPIO DI PERDITA DI ADESIONE ALLE BASSE TEMPERATURE

19 LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER L IMPERMEABILIZZAZIONE SIGILLANTI A FREDDO Non produce emissioni i i Non pone problemi di Temp. di stesa Non necessita di caldaie CAMPI DI APPLICAZIONE Sigillature funzionali o strutturali

20 LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER L IMPERMEABILIZZAZIONE MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI Membrane speciali rinforzate ed impermeabilizzanti di nuovissima generazione APPLICAZIONE Fresatura strato ammalorato Applicazione della membrana Stesa strato superficiale

21 LA SIGILLATURA NEL CASO DEI SOTTOSERVIZI OBIETTIVO Regolamentazione delle operazioni di ripristino SOLUZIONE Elaborazione di specifiche tecniche con attenzione a MATERIALI e MODALITA DI SIGILLATURA

22 LA SIGILLATURA NEL CASO DEI SOTTOSERVIZI Caso L < 3cm

23 LA SIGILLATURA NEL CASO DEI SOTTOSERVIZI Caso L 3cm

24 LA SIGILLATURA NEL CASO DEI SOTTOSERVIZI Caso L >>> 3cm Specifiche tecniche di ripristino Comune di Milano Tipologia di intervento 1 Dissesto di bassa severità Vincolo di non manomissione SEZIONE TIPICA IN ATTRAVERSAMENTO STRADALE CASO DI PAVIMENTAZIONE SOTTOPOSTA AL VINCOLO DI NON MANOMISSIONE (E COMUNQUE IN BUONE CONDIZIONI) Fresatura per uno spessore di 6 cm - Larghezza >= 1 m Strato di binder (spessore variabile) Geocomposito con griglia in fibra di Membrana o geocomposito vetro antirisalita fessure Strato di usura (h= 6 cm) Sigillatura con cordolino preformato del giunto verticale tra pavimentazione nuova ed esistente (Vedere part. A) Posa in opera di geocomposito con griglia in fibra di vetro Sigillatura giunto verticale con cordolino Misto cementato (o misto granulare stabilizzato granulometricamente se il misto cementato non è presente nella stratigrafia della pavimetazione esistente) steso in strati di spessore non superiore a 20 cm e costipato con pestello dinamico con un numero di passaggi non inferiore a 6 5 cm Misto cementato steso in strati di spessore non superiore a 20 cm e costipato con pestello dinamico con un numero di passaggi non inferiore a 6 (o cls magro se è consentito un tempo di maturazione maggiore di ore prima della posa dello strato sovrastante) Rinfianco con sabbia (o cls magro se è consentito un tempo di maturazione maggiore di 6-8 ore prima della posa dello strato sovrastante)

25 LA SIGILLATURA NEL CASO DEI SOTTOSERVIZI Specifiche tecniche di ripristino Comune di Milano Tipologia di intervento 2 Dissesto di bassa severità SEZIONE TIPICA IN ATTRAVERSAMENTO STRADALE CASO DI PAVIMENTAZIONE NON SOTTOPOSTA AL VINCOLO DI NON MANUTENZIONE Strato di binder (spessore variabile) Strato di usura (h= 4 cm) Sigillatura con cordolino preformato del giunto verticale tra pavimentazione nuova ed esistente (Vedere part. A) Posa in opera di geocomposito con griglia g in fibra di vetro Sigillatura giunto verticale con cordolino Misto cementato (o misto granulare stabilizzato granulometricamente se il misto cementato non è presente nella stratigrafia della pavimetazione esistente) steso in strati di spessore non superiore a 20 cm e costipato con pestello dinamico con un numero di passaggi non inferiore a 6 5 cm Misto cementato steso in strati di spessore non superiore a 20 cm e costipato con pestello dinamico con un numero di passaggi non inferiore a 6 (o cls magro se è consentito un tempo di maturazione maggiore di 6-8 ore prima della posa dello strato sovrastante) Rinfianco con sabbia (o cls magro se è consentito un tempo di maturazione maggiore di 6-8 ore prima della posa dello strato sovrastante)

26 Impermeabilizzazione di uno scavo con membrana

27 Fase di stesa del conglomerato bituminoso

28 Esempio di sottoservizio (con cordolino di sigillatura) ill

29 Per la realizzazione dei sottoservizi larghi sono necessarie attrezzature e modalità di utilizzo corrette

30 Sono necessarie attrezzature idonee per la stesa Stesa Conglomerati Bituminosi: Piccole Finitrici (capacità di stesa da 0,40 a 4 m)

31 e per la compattazione dei terreni : Piastre ad Inversione di Marcia Pestelli

32 in azione...

33 e per la compattazione del Conglomerato Bituminoso: Rulli con Guida a Terra Piastre marcia avanti

34 ... in azione...

35 Perché compattare? Per aumentare la portanza del materiale Diminuire la permeabilità Incrementare la stabilità

36 Parametri di valutazione Quale tipo di materiale deve essere compattato? Quali sono i requisiti di compattazione richiesti? Spessore da compattare? Numero di passate?

37 Parametri della Macchina Peso della macchina (piastra/telaio) Ampiezza Frequenza Velocità di avanzamento

38 L operazione corretta può richiedere tempo

39 In alternativa

40 con maggiore efficienza

41 L efficienza di un pestello non è minore di un rullo così!!!

42 Per evitare che la compattazione possa danneggiare le tubazioni sottostanti, bisogna avere uno spessore adeguato di materiale a protezione. Lo spessore da utilizzare dipende dalle attrezzature scelte per la compattazione. Esempi: Pestello (70 kg) 0,25 m Piastra (50 kg) 0,10 m

43 PARTE II LA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANO TECNOLOGIE DI IMPERMEABILIZZAZIONE

44 LA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANO Analisi dei diversi contesti di applicazione tipologia di strada tipologia di pavimentazione tipologia di degrado (tipo e larghezza fessure, etc.) ripristini di manomissioni etc.

45 LA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANO Sigillanti, nastri/cordolini, membrane, geocompositi, etc. e loro prestazioni Compatibilità reciproca tra i materiali (primer, sigill.) Compatibilità dei materiali con le superfici Modalità applicative (pre- allargamento, pulizia, i asciugatura, controllo temperature, etc.)

46 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO NASTRINI SIGILLANTI OBIETTIVO: Caratterizzazione del comportamento in condizioni di esercizio e ottimizzazione della composizione Prove di trazione Analisi comportamento visco-elastico-plastico Definizione composizione a comportamento prevalentemente visco-plastico

47 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO NASTRINI SIGILLANTI Prove di trazione a carico costante su provini di differente composizione Prova di trazione a carico costante: fasi di carico e scarico Fase di carico 0,800 0,700 0,600 0,800 0,700 Fase di carico + Fase di scarico ε 0,500 0,600 0,400 0,300 0,500 0,200 0,400 0,100 0,000 0, ε 0,200 Tempo [s] 0,100 0, Tempo [s]

48 Verifiche al campo prova

49 Verifiche al campo prova

50 Verifiche al campo prova

51 A3 C3 C3 conglomerato Punto 2 Punto 1 Skid-test Skid-test A3 A3 A3 A3 A3 MONITORAGGIO PERIODICO Skid-test su G3 DEL CAMPO A3 PROVA: A2 Stabilità nel tempo della sigillatura Prove di aderenza A3 A3 Comportamento G3 A3 rispetto alle temperature di applicazione G3

52 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO SIGILLANTI A CALDO OBIETTIVO: Soluzione problematiche connesse all uso dei sigillanti tradizionali Limiti sigillanti tradizionali Eccessiva sensibilità all acqua Eccessivo ritorno elastico Perdita di adesione

53 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO SIGILLANTI A CALDO Risultati della ricerca Messa a punto di Sigillante ad Alte Prestazioni Elaborazione di test di funzionamento alle condizioni di esercizio

54 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI-FIBRORINFORZATE OBIETTIVO: Analisi del comportamento del materiale Analisi teorica: modellazione ad elementi finiti Analisi sperimentale in vera grandezza

55 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI-FIBRORINFORZATE Modellazione del materiale ad elementi finiti Simulazione del comportamento del materiale V l t i d ll ff tti Valutazione dell effettiva funzione strutturale della membrana

56 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI-FIBRORINFORZATE Sperimentazione in vera grandezza (1) Verifica azione antirisalita delle fessure V ifi i Verifica azione impermeabilizzante

57 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI-FIBRORINFORZATE Sperimentazione in vera grandezza (2) Verifica azione antirisalita delle fessure V ifi i Verifica azione impermeabilizzante

58 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI-FIBRORINFORZATE Sperimentazione in vera grandezza (1) RISULTATO: Estensione della vita di pavimentazoni severamente fessurate > 3 anni!!

59 LA RICERCA C DEL POLITECNICO CO DI MILANO MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI-FIBRORINFORZATE Sperimentazione in vera grandezza (3) Risoluzione problemi di repentina rottura della pavimentazione a causa delle elevate deflessioni del binario tranviario

60 ..e c è anche un lieto fine : le impermabilizzazioni ben fatte portano anche ad un BENEFICIO ECONOMICO!!

61 Conclusioni Il ripristino di un sottoservizio è operazione SERIA e come tale va trattata (ha conseguenze sulla sicurezza e sulla regolarità di marcia di migliaia di persone) Non può essere eseguito senza specifiche rigorose e senza controlli La compattazione degli strati è fondamentale Utilizzare rigorosamente materiali e tecnologie impermeabilizzanti durevoli (cordolini, membrane, etc.)

62 Grazie per l attenzione

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