RAFFREDDAMENTO E OSSIDAZIONE DEL CONGLOMERATO BITUMINOSO DURANTE LA FASE DI TRASPORTO

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1 Pavimentazioni stradali La logistica di cantiere come chiave per la soluzione di molti problemi Bolzano 9 maggio 2019 RAFFREDDAMENTO E OSSIDAZIONE DEL CONGLOMERATO BITUMINOSO DURANTE LA FASE DI TRASPORTO Prof. Ing. Maurizio Bocci Università Politecnica delle Marche (Ancona) m.bocci@univpm.it

2 Conglomerati bituminosi a caldo produzione trasporto stesa

3 Trasporto dei conglomerati bituminosi a caldo POSSIBILI PROBLEMI: segregazione degli aggregati raffreddamento della miscela

4 Segregazione degli aggregati

5 Raffreddamento del conglomerato bituminoso e invecchiamento del bitume volatilizzazione, ossidazione e polimerizzazione (indurimento sterico) Sperimentazione tappeto con 40% di fresato ITSM a 20 C [MPa] %RAP_6,0%Drenoval 25%RAP_4,8%Rigenerval 25%RAP_4,8%Drenoval+Sylvaroad 40%RAP_4,1%Rigenerval y = x R² = y = x R² = y = x R² = y = x R² = Tempo tra miscelazione e compattazione [min]

6 Prima sperimentazione sul raffreddamento del conglomerato bituminoso e sull invecchiamento del bitume durante il trasporto agosto 2018 un unico impianto tappeto AC12 un camion normale un camion coibentato

7 Analisi granulometrica della miscela

8 Temperature rilevate al momento dei prelievi sui due camion ora Camion NORMALE prodotto alle 8,55 Camion COIBENTATO prodotto alle 9,00 Temperature C Temperature C copertura interno prelievo copertura interno prelievo 9, , , , , , , ,

9 Temperature rilevate alla stesa Riferimenti Camion NORMALE Camion COIBENTATO Inizio della stesa ore 12,42 ore 13,10 Tempo passato dalla produzione 3 h + 47 min 4 h + 10 min Temperatura tramoggia finitrice 149 C 160 C Superficie di stesa dietro finitrice C 140 C Esterno cassone del camion 57 C 48 C Fondo cassone del camion 110 C 136 C

10 Conglomerato bituminoso su camion normale No. Provino Ora T [ C] Moduli di rigidezza ITSM_1 [Mpa] ITSM_2 [Mpa] ITSM_medio [Mpa] n1-1 09: n1-2 09: n1-3 09: n1-4 09: n2-1 10: n2-2 10: n2-3 10: n2-4 10: n3-1 11: n3-2 11: n3-3 11: n3-4 11: n4-1 12: n4-2 12: n4-3 12: n4-4 12:

11 Conglomerato bituminoso su camion normale Moduli di rigidezza

12 Conglomerato bituminoso su camion normale Trazione indiretta No. Provino Ora T [ C] Stato D [mm] dc/d ITS [N/mm2] n1-1 09: , ,41 n1-2 09: P 100 0, ,43 n1-3 09: , ,44 n1-4 09: P 100 0, ,47 n2-1 10: , ,37 n2-2 10: P 100 0, ,38 n2-3 10: , ,43 n2-4 10: P 100 0, ,39 n3-1 11: , ,37 n3-2 11: P 100 0, ,40 n3-3 11: , ,43 n3-4 11: P 100 0, ,47 n4-1 12: , ,34 n4-2 12: P 100 0, ,45 n4-3 12: , ,39 n4-4 12: P 100 0, ,50

13 Conglomerato bituminoso su camion normale Trazione indiretta

14 Conglomerato bituminoso su camion coibentato No. Provino Ora T [ C] Moduli di rigidezza ITSM_1 [Mpa] ITSM_2 [Mpa] ITSM_medio [Mpa] c1-1 09: c1-2 09: c1-3 09: c1-4 10: c2-1 10: c2-2 10: c2-3 10: c2-4 10: c3-1 11: c3-2 11: c3-3 11: c3-4 11: c4-1 12: c4-2 12: c4-3 12: c4-4 12:

15 Conglomerato bituminoso su camion coibentato Moduli di rigidezza

16 Conglomerato bituminoso su camion coibentato No. Provino Ora Resistenza a Trazione indiretta T [ C] Stato D [mm] dc/d ITS [N/mm2] c1-1 09: , ,45 c1-2 09: P 100 0, ,43 c1-3 09: , ,49 c1-4 10: P 100 0, ,47 c2-1 10: , ,44 c2-2 10: P 100 0, ,38 c2-3 10: , ,39 c2-4 10: P 100 0, ,39 c3-1 11: , ,52 c3-2 11: P 100 0, ,40 c3-3 11: , ,45 c3-4 11: P 100 0, ,47 c4-1 12: , ,54 c4-2 12: P 100 0, ,45 c4-3 12: , ,57 c4-4 12: P 100 0, ,50

17 Conglomerato bituminoso su camion coibentato Resistenza a Trazione indiretta

18 Carote prelevate dopo la stesa No. Provino Moduli di rigidezza ITSM_1 [Mpa] ITSM_2 [Mpa] ITSM_medio [Mpa] 5c c c c n n n n

19 Carote prelevate dopo la stesa No. Provino Resistenza a trazione indiretta ITS Stato D [mm] dc/d ITS [N/mm2] 5c ,048 0,858 5c-2 P 100 5c ,044 0,907 5c-4 P 100 5n ,049 0,829 5n-2 P 100 5n ,045 0,779 5n-4 P 100

20 Provini confezionati in laboratorio (Ancona) con la miscela sfusa prelevata alla stesa e successivamente riscaldata No. Provino Moduli di rigidezza ITSM_1 [Mpa] ITSM_2 [Mpa] ITSM_medio [Mpa] Resistenza a trazione indiretta ITS No. D ITS ITC dc/d Provino [mm] [N/mm2] [N/mm2] E' [J] E" [J] E tot [J] ,0266 2, ,8 27,1 33,5 60, ,0230 2, ,3 24,6 29,9 54, ,0229 2, ,5 25,4 29,0 54,4

21 Conglomerato bituminoso su camion normale Vuoti residui sui provini confezionati prima della stesa V m,geom [%] V m,sea [%] V m,sea [%] _paraff T [ C] 2,5 2, ,2 2,3 3, ,0 2, ,0 2,1 3, ,1 2, ,1 2,6 3, ,9 2, ,7 2,8 3, ,6 1, ,0 2,9 3, ,7 3, ,4 1,6 3, ,4 3, ,1 3,7 4, ,6 3, ,0 3,0 3,9 148

22 Conglomerato bituminoso su camion normale Vuoti residui sui provini confezionati prima della stesa V m,geom [%] V m,sea [%] V m,sea [%] _paraff T [ C] 2,9 0, ,8 0,9 0, ,8 1, ,2 1,3 1, ,9 1, ,3 1,2 1, ,1 1, ,5 1,3 1, ,5 0, ,2 1,0 0, ,0 1, ,7 1,2 1, ,7 1, ,5 1,4 1, ,4 1, ,8 1,4 1,4 141

23 Carote prelevate dopo la stesa Vuoti residui V m,geom [%] V m,sea [%] V m,sea No. [%] _paraff Provino 1,7 6,0 5c-1 1,5 6,0 6,4 5c-2 0,9 6,1 5c-3 1,2 3,9 6,1 5c-4 4,6 7,6 5n-1 5,2 8,4 9,7 5n-2 5,3 7,6 5n-3 4,8 7,8 9,3 5n-4

24 Seconda sperimentazione sul raffreddamento del conglomerato bituminoso e sull invecchiamento del bitume durante il trasporto marzo aprile 2019 tre impianti tappeto AC12 un camion normale (sempre) un camion coibentato (solo nel primo impianto)

25 100 Analisi granulometrica delle miscele Curve granulometriche % Passante P max P min 1 sperimentazione 2 sperimentazione 3 sperimentazione ,01 0, Apertura setaccio

26 Seconda sperimentazione - primo impianto Temperature rilevate al momento dei prelievi sui due camion ora Camion NORMALE prodotto alle 8,45 Camion COIBENTATO prodotto alle 8,50 Temperature C Temperature C copertura interno prelievo copertura interno prelievo 8, , , , , , , ,

27 Seconda sperimentazione - primo impianto Temperature rilevate alla stesa Riferimenti Camion NORMALE Camion COIBENTATO Inizio della stesa ore 12,08 ore 12,40 Tempo passato dalla produzione 3 h + 23 min 3 h + 50 min Temperatura tramoggia finitrice C C Superficie di stesa dietro finitrice (ago) C C Superficie di stesa dietro finitrice (infr) C C Esterno cassone del camion C C Fondo cassone del camion C

28 Seconda sperimentazione - secondo e terzo impianto Temperature rilevate al momento dei prelievi sui due camion (normali) ora Secondo Impianto Prodotto alle 9,00 Terzo Impianto prodotto alle 8,50 Temperature C Temperature C copertura interno prelievo copertura interno prelievo 9, , , , , , , ,

29 Seconda sperimentazione - secondo e terzo impianto Temperature rilevate alla stesa Riferimenti Secondo Impianto Terzo Impianto Inizio della stesa ore 13,02 ore 12,11 Tempo passato dalla produzione 4 h + 02 min 3 h + 26 min Temperatura tramoggia finitrice 121 C 170 C Superficie di stesa dietro finitrice (ago) C C Superficie di stesa dietro finitrice (infr) C C Esterno cassone del camion C C Fondo cassone del camion C C

30 Seconda sperimentazione Moduli di rigidezza ITSM ITSM [Mpa] NORMALE 1a SPERIMENTAZIONE COIBENTATO 1a SPERIMENTAZIONE NORMALE 2a SPERIMENTAZIONE NORMALE 3a SPERIMENTAZIONE CAROTE

31 Seconda sperimentazione Moduli di rigidezza 6000 ITSM 5000 ITSM [Mpa] NORMALE 1a SPERIMENTAZIONE COIBENTATO 1a SPERIMENTAZIONE NORMALE 2a SPERIMENTAZIONE NORMALE 3a SPERIMENTAZIONE Tempo [min]

32 Seconda sperimentazione Resistenza a trazione indiretta ITS 1,800 ITS ITS [Mpa] 1,600 1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 NORMALE 1a SPERIMENTAZIONE COIBENTATO 1a SPERIMENTAZIONE NORMALE 2a SPERIMENTAZIONE NORMALE 3a SPERIMENTAZIONE 0, CAROTE

33 Seconda sperimentazione Resistenza a trazione indiretta ITS 1,8 ITS ITS [Mpa] 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 NORMALE 1a SPERIMENTAZIONE COIBENTATO 1a SPERIMENTAZIONE NORMALE 2a SPERIMENTAZIONE NORMALE 3a SPERIMENTAZIONE Tempo [min]

34 Seconda sperimentazione Vuoti residui V SEA V DRY 7,0 7,0 6,0 6,0 5,0 5,0 Vm,sea [%]_paraff 4,0 3,0 2,0 Vm,dry [%] 4,0 3,0 2,0 1,0 1,0 0, CAROTE 0, CAROTE NORMALE 1a SPERIMENTAZIONE COIBENTATO 1a SPERIMENTAZIONE NORMALE 2a SPERIMENTAZIONE NORMALE 3a SPERIMENTAZIONE

35 Termocamera ad infrarossi Superficie conglomerato bituminoso nel cassone del camion Sperimentazione 1/2019 camion normale 3 ore dopo il carico

36 Termocamera ad infrarossi Superficie conglomerato bituminoso nel cassone del camion Sperimentazione 1/2019 camion coibentato 2h + 30 dopo il carico

37 Termocamera ad infrarossi Spigolo del camion normale Sperimentazione 1/2019 3h dopo il carico Materiale 30 C più freddo vicino alla sponda

38 Termocamera ad infrarossi Spigolo del camion coibentato Sperimentazione 1/2019 2h + 30 dopo il carico Materiale più freddo verso il centro del camion

39 Termocamera ad infrarossi Spigolo del camion normale Spigolo del camion coibentato

40 Termocamera ad infrarossi Sperimentazione 1/ Tramoggia della finitrice Conglomerato del camion normale 3h + 20 dopo il carico Conglomerato del camion coibentato 3h + 50 dopo il carico

41 Termocamera ad infrarossi Superficie conglomerato steso (dietro finitrice) Camion coibentato Sperimentazione 1/2019 4h dopo il carico

42 Termocamera ad infrarossi Superficie conglomerato steso (dietro finitrice) Camion normale Sperimentazione 2/2019 4h dopo il carico

43 Termocamera ad infrarossi Superficie conglomerato steso (dietro finitrice) Camion normale Sperimentazione 3/2019 4h dopo il carico

44 CONCLUSIONI il conglomerato bituminoso all interno del camion si raffredda poco; il camion coibentato fa raffreddare meno il materiale a contatto con le sponde; l invecchiamento del bitume all interno del camion è minimo; il raffreddamento non è omogeneo; alla stesa sono state rilevate (in punti vicini) temperature diverse fino a 30 C; per distanze di trasporto elevate il conglomerato bituminoso non deve essere maggiormente riscaldato, ma devono essere utilizzate le tecnologie del tiepido (Warm Mix Asphalt).