CONVEGNO FISE-UNIRE ANPAR. L utilizzo degli aggregati riciclati nelle costruzioni stradali

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1 CONVEGNO FISE-UNIRE ANPAR L utilizzo degli aggregati riciclati nelle costruzioni stradali La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali. Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Prof. Antonio D Andrea Università La Sapienza Roma

2 Storia La CNR-UNI Costruzione e manutenzione delle strade, Tecniche di impiego delle terre, dal 1963: - ha regolato la pratica tecnica di tutte le opere civili impieganti materiali granulari; - è stata riportata, integralmente o per stralci, nei capitolati speciali di appalto, negli elenchi dei prezzi e negli altri documenti contrattuali previsti dalle leggi. - in innumerevoli casi, si è ritenuta sufficiente una citazione o un semplice rimando, tanto era diffusa la conoscenza di tale documento di riferimento condiviso. Nel 2002 è stata aggiunta una appendice relativa ai misti granulari con aggregati riciclati o artificiali.

3 Contenuti dell allegato alla diverse composizioni tipo degli aggregati riciclati in funzione della provenienza (da cls, da macerie dell edilizia, da demolizioni stradali, da scarti industriali, da rifiuti di vetro etc.); - modalità di campionamento e di saggio; - cautele di impiego ai diversi livelli di utilizzo; Utilità: ammettere gli aggregati riciclati alla stessa stregua degli aggregati naturali, prevenendo e superando i pericoli derivanti dalle loro caratteristiche intrinsecamente speciali: forma, disomogeneità nel tempo, multi-resistenza. Trasposta nella C.M del 15/07/05

4 Motivazioni per una nuova norma Nel 2004 l Ente UNI ha ritirato la norma UNI pensando che fosse stata rimpiazzata dalle: UNI EN 13242:2004 UNI EN 13285:2004 UNI EN ISO :2003 UNI EN ISO :2004 Ma le citate EN non la sostituiscono affatto. Si occupano di: - procedure per il saggio di alcune proprietà dei materiali granulari e modalità di espressione dei risultati; - schema generale di classificazione dei terreni in posto. Mancano prescrizioni sui controlli e sui valori ammissibili.

5 Scopi della nuova norma un punto di vista unitario sulla materia; distinguere i campi di intervento di ciascuna norma EU; classificazione funzionale delle terre; criteri di selezione ed accettazione degli aggregati; modi d impiego, trattamento e stabilizzazione; parametri per la verifica di buona esecuzione delle opere; riferimento per capitolati e rapporti contrattuali.

6 Costituzione e nomenclatura delle strutture stradali e inquadramento nella normativa europea

7 Le norme EN per i materiali sciolti (non legati) La ISO 14688, parti 1 e 2, stabilisce i principi generali per l identificazione e la classificazione delle terre naturali in sito e delle terre movimentate e ridepositate dall uomo, e indica i criteri per raggrupparle in classi di composizione e proprietà simili. Poiché le caratteristiche rilevanti di tali materiali possono variare notevolmente, la norma prevede che possa essere appropriata una descrizione e/o classificazione più dettagliata rispetto a quelle che in essa vengono riportate a titolo di esempio. La EN specifica le proprietà di aggregati ottenuti mediante trattamento di materiali naturali o artificiali o riciclati, da utilizzare come materiali non legati e legati con leganti idraulici, per impiego in opere di ingegneria civile e nella costruzione di strade. Fornisce i criteri di classificazione del materiale secondo caratteristiche geometriche, fisiche e chimiche e prescrive un sistema di controllo della produzione per la marcatura CE. La EN specializza la EN per le miscele all-in (0/D) non legate di aggregati naturali, artificiali e riciclati destinati alle strade, e precisa la forma dei fusi granulometrici da imporre al fornitore.

8 La nuova UNI per le terre (EN 14688) Definizione di terra: ogni roccia sciolta o frammentaria, incoerente per natura o che diviene tale in seguito a più o meno prolungato contatto con acqua, ovvero insieme di granuli minerali e/o organici separabili con debole azione meccanica ottenuti da scavi o provenienti da cave dalle quali il cavato venga trasferito al cantiere senza particolari operazioni di selezione, salvo l eventuale passaggio su un vaglio sgrossatore. E altresì denominato terra il risultato della miscelazione di due terre o di una terra e di un aggregato naturale. (correzione granulometrica già prevista dalla CNR 169 e altre CNR) Sono escluse dalla definizione le miscele di terre con aggregati di qualsiasi altra origine e i depositi antropici.

9 Deposito antropico (man-made ground) Tutti i depositi superficiali derivanti o interessati dall attività antropica quali rilevati, riempimenti, colmate e in genere ogni trasferimento e rimodellazione del terreno naturale, nonché gli accumuli di materiale di riporto o di scarto (da miniere o altre attività civili o industriali).

10 La nuova UNI per le terre (EN 14688) A) Se parliamo di terre in sito: sono presenti nei sottofondi A in trincea o raso campagna (se non idonee vanno sostituite o trattate). B) Se parliamo di terre movimentate: terre provenienti dagli scavi, se riconosciute idonee, o da cave di prestito aperte all uopo nell ambito delle attività di cantiere. Sono utilizzabili per la formazione di corpi di rilevato e loro parti terminali prossime alla sovrastruttura (sottofondi B).

11 La nuova UNI per le terre.. (criteri EN 14688) Classificazione generale Gruppo A1 A3 A2 A4 A5 A6 A7 A8 Sottogruppo A1-a A1-b A2-4 A2-5 A2-6 A2-7 A7-5 A7-6 Frazione passante allo staccio 2 mm mm > mm > 35 > 35 > 35 > 35 > 35 Caratteristiche della frazione passante allo staccio 0.4 mm LL (Limite liquido) > > > > 40 > 40 IP (Indice di plasticità) 6 6 N.P > 10 > > 10 > 10 IP LL-30 > 10 IP > LL-30 Indice di gruppo Tipi usuali dei materiali caratteristici costituenti il gruppo Qualità portanti quale terreno di sottofondo in assenza di gelo Azione del gelo sulle qualità portanti Ritiro e rigonfiamento Permeabilità Ghiaia o breccia, ghiaia o breccia sabbiosa, sabbia grossa, pomice, scorie vulcaniche, pozzolane Terre ghiaio-sabbiose Frazione passante allo staccio mm 35% Sabbia fina da eccellente a buono Nessuna o lieve Nullo Elevata Ghiaia o sabbia limosa o argillosa Media Nullo o lieve Media o scarsa Limi poco compressibili Terre limo-argillose Frazione passante allo staccio mm > 35% Limi molto compressibili Argille poco compressibili Da mediocre a scadente Molto elevata Lieve o medio Argille molto compressibili e mediamente plastiche Argille molto compressibili e molto plastiche Media Elevata Media Torbe e terre organiche palustri Torbe di recente o remota formazion e, detriti organici Da scartare Elevato Elevato Scarsa o nulla Molto elevato

12 La nuova UNI per gli aggregati (ex 13242) Gli aggregati sono, come le terre, assortimenti granulari, ma se ne differenziano in quanto sono ottenuti mediante un trattamento, più o meno complesso, di materiali naturali o industriali o riciclati, SENZA DISCRIMINAZIONE TRA DI ESSI, MA RICONOSCENDONE LE PECULIARITA. Si applicano i principi generali indicati nella EN (miscele). Nella designazione degli aggregati componenti le miscele devono essere menzionati: a) la provenienza (luogo di estrazione o di produzione o di trattamento); b) il tipo di aggregato, con descrizione petrografica (EN 932-3), ovvero dichiarazione della provenienza da riciclo; c) per gli aggregati di riciclo, le categorie di appartenenza secondo la Tabella 12 della EN 13242; d) la dimensione inferiore (d) e superiore (D), nella forma d/d.

13 Cosa aggiunge la 10006? I requisiti specifici per ciascun utilizzo. In altre parole, sceglie tra le varie possibilità offerte dalla EN. Miscele non legate di aggregati riciclati Caratteristica armonizzata Contenuto di materiali litici di qualunque provenienza, pietrisco tolto d opera, calcestruzzi, calcestruzzo aerato non galleggiante, laterizi, refrattari, piastrelle, prodotti ceramici, malte idrauliche ed aeree, intonaci, vetro. Norma di prova Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo UNI EN Rcug Rcug m 3 - Frequenza minima di prova in fase di stesa Contenuto di vetro UNI EN Rg m 3 Rg m 3 Contenuto di calcestruzzo UNI EN Rc m 3 Contenuto di materiali bituminosi Contenuto di materiale galleggiante: carta, legno, fibre tessili, cellulosa, residui alimentari, polistirolo, sostanze organiche eccetto bitume,. Contenuto di terreno vegetale, metalli, legno non galleggiante, plastica, gomma, gesso, cartongesso, e altri materiali non galleggianti non litoidi. Impieghi Colmate/rinterri Corpo rilevato Sottofondo UNI EN Ra Ra m 3 Ra m 3 UNI EN FL m 3 FL m 3 UNI EN X m 3 X m 3 Esempio: aggregati riciclati classificazione secondo Tabella 12 EN 13242:2008

14 Criteri di accettazione degli aggregati da riciclo EN EN Miscele non legate di aggregati riciclati Impieghi Colmate/rinterri Corpo rilevato Sottofondo Caratteristica armonizzata Norma di prova Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Designazione della miscela UNI EN / / m 3 0 / 31, m 3 Sopravaglio della miscela UNI EN OC OC m 3 OC m 3 Sottovaglio della miscela UNI EN UF m 3 UF m 3 Granulometria della miscela UNI EN G N G N 5000 m 3 G U 2000 m 3 Appiattimento dell aggregato grosso UNI EN FI m 3 FI m 3 Qualità dei fini - MB m 3 MB m 3 Qualità dei fini (alternativo) - SE m 3 SE m 3 Resistenza alla frammentazione UNI-EN LA m 3 LA m 3 Solfato solubile in acqua UNI EN /10 - SS 0, m 3 SS 0, m 3

15 Miscele non legate di aggregati riciclati Impieghi Strato anticapillare Fondazione Base Caratteristica armonizzata Norma di prova Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Designazione UNI EN / /31,5 0/31,5 0 / 31,5 Sopravaglio della miscela UNI EN OC m 3 OC m 3 Contenuto massimo dei fini UNI EN UF m 3 UF m 3 UF m 3 Contenuto minimo dei fini UNI EN LF m 3 LF m 3 Granulometria UNI EN G C 90/ m 3 G A 1000 m 3 G A 1000 m 3 Appiattimento dell aggregato grosso UNI EN FI m 3 FI m 3 Qualità dei fini UNI EN MB m 3?MB 1, m 3 Qualità dei fini (alternativo) UNI EN SE m 3 SE 40? 1000 m 3 Resistenza alla frammentazione UNI-EN ?? LA m 3 LA m 3 Percentuale di particelle frantumate/arrotondate UNI-EN C 90/ m 3 Resistenza all'usura UNI-EN ? - M DE m 3 Solfato solubile in acqua UNI EN /10 SS 0, m 3 SS 0, m 3

16 Particolare cura nelle definizioni. 6.3 BONIFICHE Quando la natura e lo stato dei terreni di impianto dei rilevati non consentono di raggiungere con il solo costipamento i valori di portanza richiesti, si procede all approfondimento degli scavi per la sostituzione di un opportuno spessore del materiale esistente con idonei materiali di apporto. In alternativa può essere adottato un adeguato trattamento di miglioramento o di stabilizzazione. L'idoneità dei materiali da impiegare per la realizzazione di strati di bonifica dei piani di appoggio dei rilevati deve essere valutata sulla base dei requisiti richiesti ai materiali da impiegare nella formazione del corpo dei rilevati nel caso in cui gli strati di bonifica si trovino a distanza superiore a 1,00 m dal piano di posa della pavimentazione, e sulla base dei requisiti richiesti ai sottofondi nel caso contrario. 6.4 MIGLIORAMENTI Il miglioramento è finalizzato a modificare le caratteristiche geotecniche di una terra inidonea (granulometria, sensibilità all acqua, indice CBR, resistenza al taglio, portanza in opera) per renderla atta ad uno degli impieghi previsti dalla presente norma e conforme ai requisiti indicati nel paragrafo 5.1. Il miglioramento può ottenersi trattando miscelando la terra con un altra terra o con aggregati naturali, ovvero trattando la terra con modesti quantitativi di legante. Un particolare tipo di miglioramento è quello destinato a migliorare la lavorabilità e la costipabilità di una terra per altro verso idonea, o a ridurne il contenuto d acqua attuale. 6.4 STABILIZZAZIONI Le terre inidonee possono essere stabilizzate, ovverosia trasformate in materiali legati, ancorchè debolmente, che non possono essere più caratterizzati mediante i parametri tipici dei materiali granulari. Le stabilizzazioni sono trattate nella seconda parte della presente norma.

17 Novità abbastanza discussa: il campo prova Quando: Se i rilevati raggiungono altezze superiori a 3 m e i volumi dei movimenti di materia sono superiori a m3, e negli altri casi quando sia compatibile con i tempi e l organizzazione dei lavori, Scopo: definire, sulla scorta dei risultati delle prove preliminari di laboratorio e con l impiego dei mezzi effettivamente disponibili, o similari, gli spessori di stesa ed il numero di passaggi dei compattatori (grado di addensamento e/o portanza). A cosa si applica: ogni tipologia di approvvigionamento di materiale. Il sito della prova può essere compreso nell area d ingombro del corpo stradale, anche in corrispondenza di un tratto di rilevato: in questo caso dopo la sperimentazione saranno eventualmente demolite le sole parti del manufatto non accettabili, sulla base delle prestazioni ad esse richieste nella configurazione finale.

18 Paragrafo sul costipamento. STRATO REQUISITI PER L'ADDENSAMENTO E LA PORTANZA DEGLI STRATI Grado di addensamento Modulo di deformazione M'd/Md Cedimento permanente Modulo con LWD Modulo con FWD % g d max Md [N/mm 2 ] Dh [mm] E [N/mm 2 ] E [N/mm 2 ]?? SNV Rilevato 95% AASHO mod. 30 tra 0.05 e 0.15 MPa del valore determinato in campo prova < 4.0 del valore determinato in campo prova del valore determinato in campo prova Sottofondo Supercompattato Fondazione Base 98% AASHO mod. 98% AASHO mod. 98% AASHO mod. 100% AASHO mod. 50 tra 0.15 e 0.25 MPa del valore determinato in campo prova < 2.5 del valore determinato in campo prova del valore determinato in campo prova 80 tra 0.05 e 0.15 MPa? -?? del valore determinato in - (o prestazione (o prestazione di tra 0.15 e 0.25 MPa campo prova di progetto) progetto) 100 tra 0.05 e 0.15 MPa del valore determinato in campo prova - prestazione di progetto prestazione di progetto Lavori in corso: - specializzazione della parte ferroviaria; - rilettura finale della seconda parte della norma.

19 CONVEGNO FISE-UNIRE ANPAR L utilizzo degli aggregati riciclati nelle costruzioni stradali Grazie per la vostra attenzione! La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali Criteri di impiego degli aggregati riciclati Prof. Antonio D Andrea Università La Sapienza Roma antonio.dandrea@uniroma1.it