Bitume schiumato il legante innovativo per la costruzione stradale

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1 Bitume schiumato il legante innovativo per la costruzione stradale

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3 Sommario 1. Pietre miliari nell evoluzione della tecnologia Wirtgen di schiumatura del bitume 5 2. Bitume schiumato il legante innovativo per la costruzione stradale Che cos è il bitume schiumato? La qualità del bitume schiumato La produzione di bitume schiumato nelle riciclatrici Wirtgen L analisi delle proprietà schiumogene del bitume con il laboratorio mobile Wirtgen L impiego del bitume schiumato come legante nei conglomerati a freddo Campi di impiego L idoneità della miscela di inerti minerali impiegata Le proprietà del conglomerato a freddo Esempi di progetti di risanamento stradale con bitume schiumato nel mondo Interventi eseguiti con la riciclatrice Wirtgen WR Arabia Saudita una strada nel deserto per il traffico pesante Risanamento delle strade lungo una rete di canali irrigui nel Los Baños District/ USA Potente e affidabile anche in condizioni climatiche estreme: la Wirtgen WR 2500 nel risanamento di un autostrada iraniana Un intervento di risanamento convincente eseguito con bitume schiumato: rigenerazione di un arteria stradale in Brasile Massimo rendimento grazie all impiego di bitume schiumato in un progetto di risanamento in Norvegia Produzione di conglomerato a freddo con l impianto mobile per riciclaggio a freddo Wirtgen KMA Conglomerato a freddo conservabile da materiali lapidei vergini e bitume schiumato in Norvegia Riciclaggio di materiale asfaltico fresato con la Wirtgen KMA 150 in Gran Bretagna Interventi eseguiti con la riciclatrice a freddo Wirtgen 2200 CR Risanamento di una strada urbana nella Repubblica Sudafricana eseguito con la Wirtgen 2200 CR I vantaggi dell innovativa tecnologia Wirtgen di schiumatura del bitume in sintesi Galleria di immagini relative a progetti realizzati in ogni parte del mondo 24 3

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5 Bitume schiumato il legante innovativo per la costruzione stradale 1. Pietre miliari nell evoluzione della tecnologia Wirtgen di schiumatura del bitume L introduzione dell economico processo di riciclaggio a freddo per il ripristino di strade danneggiate ha decretato il trionfale successo di una tecnologia caratterizzata da vantaggi ecologici ed economici in ogni parte del mondo. Il riutilizzo dei materiali delle pavimentazioni stradali, che con l aggiunta di leganti possono ritrasformarsi nello strato di base di una nuova strada, è la base di un metodo di riciclaggio che oggi costituisce uno dei pilastri del ripristino stradale economico su scala mondiale. In tale ambito, Wirtgen ha partecipato pressoché sin dall inizio attivamente allo sviluppo di macchinari ed attrezzature ad alto rendimento. Nel corso degli anni si è formato da noi un centro di competenze in materia di riciclaggio a freddo, dal quale sono nate macchine d avanguardia che hanno contribuito in misura determinante al successo del procedimento in ogni parte del globo CR KMA 150 WLB 10 WR Massima competenza acquisita nel corso di molti anni: le fasi evolutive dei macchinari Wirtgen per il riciclaggio a freddo con bitume schiumato. Oggi tale tecnologia viene impiegata in ogni parte del mondo con successo. In Europa, specialmente in Norvegia, in Gran Bretagna e nei Paesi Bassi, ma anche negli Stati dell Europa orientale come la Russia o le Repubbliche Baltiche, nel riciclaggio a freddo si sta sempre più affermando l impiego del bitume schiumato in alternativa ai classici leganti. Numerosi progetti esistono anche nell America settentrionale e meridionale. Persino in Paesi con condizioni climatiche estreme, come l Arabia Saudita, l Iran, la Libia o altri Stati africani (Malawi, Nigeria o Repubblica Sudafricana) la tecnologia di schiumatura del bitume è stata adottata con successo. Ma anche nel continente asiatico o australiano pavimentazioni stradali sono state risanate in modo economico ed in tempi brevissimi grazie al riciclaggio a freddo con bitume schiumato. L impiego del bitume schiumato in innumerevoli Paesi, che si estendono su pressoché tutte le zone climatiche, è la riprova dell eccellente idoneità di questo legante per le più svariate condizioni ambientali. 5

6 La riciclatrice Wirtgen WR 2500 si fa apprezzare per l enorme rendimento nel riciclaggio a freddo con bitume schiumato in un cantiere autostradale in Brasile. Anche i quantitativi impiegati parlano chiaro: nei Paesi Bassi, ad esempio, nell anno 2000 sono state prodotte circa t di conglomerato a freddo con bitume schiumato. Dal 1998 ad oggi, il bitume schiumato è stato usato anche come legante per una superficie di oltre 2,5 milioni di m 2 di strade in Brasile. In Norvegia, dove il riciclaggio a freddo con bitume schiumato trova impiego già dal lontano 1983, a tutt oggi sono stati ripristinati con questo procedimento circa 3,0 milioni di m 2 di carreggiata, il che sta a dimostrare l elevato livello di affidabilità attribuito, senz altro a giusto titolo, a questa tecnologia innovativa. Anche alle basse temperature è possibile produrre con l impianto Wirtgen per riciclaggio a freddo un conglomerato conservabile di massima qualità con l aggiunta di bitume schiumato: intervento eseguito con l impianto mobile nei pressi di Lillehammer, in Norvegia. 2. Bitume schiumato il legante innovativo per la costruzione stradale 2.1 Che cos è il bitume schiumato? Il bitume schiumato si ottiene schiumando bitume caldo con l aggiunta di piccole quantità di acqua (ca. il 2 3% della quantità del bitume caldo). A tale scopo si usano bitumi di tipo repe- 6

7 ribile in commercio delle classi da B 60 a B 200, comunemente impiegati anche negli altri metodi di asfaltatura stradale. L acqua evapora immediatamente non appena la si aggiunge al bitume caldo e provoca la schiumatura esplosiva del bitume nel vapore acqueo saturo. Ne consegue un aumento di volume di volte. Piccole quantità di acqua provocano nel bitume caldo una reazione che si manifesta in un aumento esplosivo del volume del bitume. L intensità e l efficienza del processo di schiumatura possono essere controllate in maniera ottimale tenendo conto di parametri fisici quali la pressione e la temperatura: nelle macchine Wirtgen tale processo si svolge in singole camere di espansione, dove l acqua viene iniettata con una pressione di circa 5 bar nel flusso di bitume caldo 180 C. Dalle camere di espansione la schiuma di bitume così prodotta in situ fuoriesce attraverso un ugello e può essere utilizzata direttamente per essere mescolata alla miscela di inerti minerali da solidificare. pulitura e chiusura temporizzata dell ugello bitume caldo agli altri ugelli acqua aria camera di espansione con ugello schiumatore bitume schiumato Tenendo conto di pressione e temperatura, nella camera di espansione viene prodotto un bitume schiumato di massima qualità. 7

8 2.2 La qualità del bitume schiumato La qualità del prodotto finito, il bitume schiumato, è definita soprattutto dai parametri «espansione» e «tempo di dimezzamento». Per «espansione» si intende il rapporto tra il volume massimo raggiunto dal bitume schiumato ed il volume del bitume prima della schiumatura. Di norma l espansione del bitume schiumato corrisponde all incirca a volte il volume originario del bitume. Per tempo di dimezzamento si intende il periodo di tempo in cui il bitume schiumato dimezza il proprio volume una volta terminato il processo di schiumatura. La schiuma di bitume si «sgonfia» dopo un po di tempo. Il tempo di dimezzamento viene espresso in secondi ed è normalmente compreso tra i 10 e i 15 secondi. In linea di massima vale la seguente regola: quanto maggiore è l espansione e quanto più lungo è il tempo di dimezzamento tanto migliore è la qualità del bitume schiumato. 40 fattore di espansione tempo di dimezzamento 42 fattore di espansione tempo di dimezzamento (s) 0 2 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 contenuto di acqua (% in peso) Parametri importanti per valutare la qualità del bitume schiumato: il tempo di dimezzamento e l espansione diminuiscono con il crescere della quantità di acqua aggiunta. 2.3 La produzione di bitume schiumato nelle riciclatrici Wirtgen La qualità del legante «bitume schiumato» dipende in misura determinante anche dalla tecnologia di spruzzatura adottata. In sede di sviluppo delle rampe di spruzzatura di elevata qualità impiegate nelle macchine Wirtgen l attenzione è stata focalizzata su tutta una serie di caratteristiche rilevanti ai fini applicativi. Il riscaldatore a regolazione termostatica garantisce una temperatura di esercizio ottimale del sistema sia prima che durante la produzione del bitume schiumato. In tal modo si rende superfluo l oneroso lavaggio del sistema in seguito ad un fermo macchina o al termine dei lavori. 8

9 Il riscaldatore elettrico dell impianto di schiumatura del bitume linee di misurazione dai sensori di temperatura coibentazione con pannellature di grande spessore regolazione termostatica per otto circuiti di riscaldamento generatore alimentazione elettrica agli elementi riscaldanti T elemento riscaldante sensore di temperatura Una tecnologia sofisticata: nell impianto riscaldato elettricamente e coibentato con pannellature di grande spessore, il bitume viene mantenuto sempre alla temperatura di lavorazione ottimale. La schiumatura del bitume avviene in una serie di camere di espansione separate e dotate di ugelli attraverso i quali il bitume viene iniettato uniformemente su tutta la larghezza di lavoro. Il controllo del processo di schiumatura e delle quantità aggiunte è affidato ad un microprocessore, tenendo conto di larghezza e profondità di lavoro, velocità di avanzamento e densità del materiale esistente. L acqua e l aria sono iniettate tramite ugelli indipendenti. Schema a flussi dell impianto di schiumatura del bitume: bitume, acqua ed aria pompa bitume con regolazione a microprocessore filtro bitume raccordo per alimentazione di bitume caldo indicatore temperatura aspirazione dal serbatoio acqua WR 2500 pompa acqua con regolazione a microprocessore compressore aria indicatore pressione barra spruzzatrice con 16 ugelli W W W W W W W W W T L L 1 16 = ugelli schiuma W = valvole acqua pilotate elettricamente T = ugello di prova L = valvole aria pilotate elettricamente Nelle macchine Wirtgen il sistema di produzione di bitume schiumato con regolazione a microprocessore provvede a dosare e ad iniettare con la massima precisione bitume, acqua ed aria. 9

10 La rampa di spruzzatura della riciclatrice Wirtgen WR 2500 comprende 16 ugelli nelle cui camere di espansione il bitume caldo viene schiumato e quindi spruzzato sotto forma di bitume schiumato uniformemente su tutta la larghezza di miscelazione. Punterie azionate pneumaticamente su ogni ugello, che sono attivate ad una cadenza prefissata, puliscono gli ugelli periodicamente durante la spruzzatura. In tal modo si evita l intasamento degli ugelli. Al tempo stesso, chiudendo alcuni ugelli si può variare la larghezza di spruzzatura. compressore aria P P P P P P P P P P = valvole pneumatiche pilotate elettricamente da microprocessore Affidabilità permanente garantita da punterie ad azionamento pneumatico: il comando ad impulsi garantisce un flusso indisturbato del bitume caldo. I singoli ugelli possono essere chiusi dalla cabina per ridurre la larghezza di lavoro. Ciò è particolarmente importante quando si mettono in opera strisce sovrapposte. Non appena sono chiusi singoli ugelli, il microprocessore riduce automaticamente la quantità di legante aggiunto, in modo che la sua percentuale rimanga costante nel bitume schiumato. 10

11 Per controllare e ottimizzare i parametri della schiuma (espansione e tempo di dimezzamento) si possono prelevare durante il processo campioni di schiuma attraverso l ugello di prova esterno. 2.4 L analisi delle proprietà schiumogene del bitume con il laboratorio mobile Wirtgen Ai fini di ottimizzare le proprietà schiumogene del bitume impiegato, prima dell inizio dei lavori si possono eseguire delle prove di idoneità con il laboratorio mobile per bitume schiumato WLB 10. Per determinare le condizioni al contorno ottimali per il processo di schiumatura si eseguono alcune serie di prove, nell ambito delle quali si variano la temperatura del bitume e le quantità di acqua e di aria aggiunte. Una volta terminate le prove, la schiuma di bitume può anche essere iniettata direttamente in un mescolatore di laboratorio per realizzare così dei provini per la prova di idoneità del conglomerato prodotto. Il laboratorio mobile per bitume schiumato WLB 10 della Wirtgen consente di verificare già prima dell inizio di un intervento di ripristino le proprietà schiumogene del bitume. 11

12 3. L impiego del bitume schiumato come legante nei conglomerati a freddo 3.1 Campi di impiego Il bitume schiumato è un legante versatile, che può essere utilizzato per miscele di inerti minerali delle più svariate tipologie e origini. Per la costruzione di nuove strade o per il ripristino stradale con aggiunta di bitume schiumato si possono impiegare, ad esempio, materiali asfaltici fresati, materiali stradali usati contenenti catrame oppure una miscela di inerti minerali vergini. Anche le strade con strati di base non legati in inerte, che penalizzano la circolazione a causa di una forte polverosità e in caso di pioggia si ammollano, possono essere consolidate con successo con il bitume schiumato. Il riciclaggio a freddo con bitume schiumato costituisce un alternativa conveniente alla ricostruzione totale. In tal caso il bitume schiumato viene mescolato con una riciclatrice allo strato di base non legato, in modo da aumentarne la portanza e al tempo stesso la durata. Per la sigillatura è indicato un trattamento superficiale o la copertura con un sottile strato di asfalto. I materiali per la construzione di strati portanti d usura a legante bituminoso + + = Strato non legato oppure inerte vergini bitume schiumato acqua strato portante d usura di qualità I materiali da costruzione nel riciclaggio di materiali stradali esistenti con bitume schiumato + + = Strati d asfalto con sottofondo di inerte miscela graduata composta da fresato e inerte bitume schiumato acqua strato portante di qualità 12

13 I materiali da costruzione nel riciclaggio di materiali stradali esistenti con bitume schiumato e cemento = Strati d asfalto con sottofondo di inerte graduata composta da fresato e inerte bitume schiumato cemento acqua strato portante di qualità Il ventaglio delle miscele di inerti minerali di partenza è molto ampio: con l aggiunta di bitume schiumato le più svariate miscele di materiali inerti naturali o frantumati si trasformano in strati di base di alta qualità. 3.2 L idoneità della miscela di inerti minerali impiegata La curva granulometrica di un materiale ben assortito, caratterizzato da una ripartizione soddisfacente di aggregati grossi e fini, consente di dedurre se è eventualmente necessario un additivo minerale. Se la percentuale di aggregati fini (minimo il 4 5% passante al setaccio da 0,075 mm) nella miscela di inerti minerali non è sufficiente, si può ad esempio aggiungere della sabbia da frantumazione 0/2 con elevata percentuale di filler. Il tenore di aggregati fini nella miscela di inerti minerali assume grande importanza quando si impiega come legante il bitume schiumato. Il processo di schiumatura comporta un aumento di superficie del bitume e una riduzione della viscosità. Le migliorate proprietà reologiche fanno sì che gli inerti minerali di pezzatura relativamente piccola vengano rivestiti. Il filler forma con il bitume schiumato come legante una malta che agglomera gli aggregati grossi. percentuale cumulata passante 100 0,053 0,075 0,150 0,250 0,425 0,600 1,180 1,70 2,36 4,75 6,70 9,50 13,2 19,0 26,5 [mm] 100 ripartizione granulometrica [%] troppo fine adatto troppo grosso /4 1 / American Standard Esempio delle curve granulometriche di una miscela di inerti minerali per la quale il bitume schiumato è adatto come legante. 13

14 3.3 Le proprietà del conglomerato a freddo La prova di idoneità del conglomerato a freddo prodotto con l aggiunta di bitume schiumato si esegue di norma determinando il carico di rottura a trazione indiretta mediante compressione diametrale su provini Marshall. I provini vengono analizzati dopo l asciugatura e la successiva immersione in acqua. I valori di resistenza risultanti dalla prova di rottura a compressione diametrale rientrano tipicamente nei seguenti range (aggiunta di circa l 1,5 4,5% di bitume schiumato e dell 1 2% di cemento): a) asfalto fresato (RAP)/materiale frantumato (risp. 50%) kpa b) materiali lapidei frantumati kpa c) ghiaia naturale kpa Il modulo elastico dei materiali consolidati con bitume schiumato e cemento rientra solita-mente nei seguenti range di valori: a) asfalto fresato (RAP)/materiale frantumato (risp. 50%) MPa b) materiali lapidei frantumati MPa c) ghiaia naturale MPa 4. Esempi di progetti di risanamento stradale con bitume schiumato nel mondo 4.1 Interventi eseguiti con la riciclatrice Wirtgen WR Arabia Saudita una strada nel deserto per il traffico pesante La Shaybah Access Road, una strada a due corsie lunga oltre 380 km, raccorda la direttrice principale di Batha con il comprensorio Saudi Aramco Shaybah situato nel deserto del Rub al Khali. Per l infrastrutturazione di un campo petrolifero con raffineria e il prevedibile traffico pesante in relazione al trasporto dei componenti degli impianti, pesanti fino a 200 t, era indispensabile realizzare una via di comunicazione affidabile. Originariamente realizzata solo come strada sterrata in materiale gessoso triassico, la Shaybah Access Road è stata pertanto risanata in appena 180 giorni per tutta la sua lunghezza con la tecnologia di schiumatura del bitume. Durante la fase di costruzione principale erano in servizio tre riciclatrici a freddo Wirtgen WR 2500 nonché impianti mobili WM 400 per la miscelazione di sospensioni. Così con l aggiunta del 5% di bitume schiumato e del 2% di cemento in sospensione si sono potuti fresare e riciclare con i leganti mediamente circa m 2 della carreggiata al giorno. La profondità di lavoro era pari a 20 cm. Per ottenere caratteristiche ottimali di lavorazione e di compattazione della sottostruttura stradale in materiale gessoso triassico e sabbia, veniva aggiunto circa il 4% di acqua. Oltre alle macchine Wirtgen WR 2500 e WM 400 venivano impiegate motolivellatrici per la sagomatura nonché rulli vibranti e rulli gommati per la compattazione del conglomerato. Per ottimizzare il processo operativo e conseguire la massima qualità di esecuzione possibile, due treni riciclatori venivano impiegati direttamente uno dietro l altro per risanare una corsia. In tal modo si è potuto assicurare un buona adesione tra le corsie di lavorazione e la 14

15 sagomatura ottimale dell intera semicarreggiata. Pertanto i mezzi pesanti potevano transitare il cantiere mobile durante tutto il tempo di esecuzione dei lavori. Infine è stato deposto uno strato bituminoso superficiale sullo strato di base risanato. In un verbale di collaudo gli esperti in costruzioni stradali hanno elogiato la buona idoneità del bitume schiumato come legante anche nelle condizioni climatiche estreme della penisola araba, nonché la sua elevata economicità. I metodi di costruzione tradizionali con conglomerato a caldo, previsti inizialmente, erano stati respinti poiché con essi non si sarebbero potuti rispettare né la tempistica dei lavori né i requisiti economici del progetto. Anche in condizioni climatiche estreme era in servizio 24 ore su 24: uno dei tre treni riciclatori Wirtgen con la WR 2500 e l impianto miscelatore di sospensioni WM 400 durante il ripristino economico della Shaybah Access Road Risanamento delle strade lungo una rete di canali irrigui nel Los Baños District/USA Nella sfera di responsabilità della San Luis & Delta-Mendota Water Authority in California rientra la manutenzione delle strade lungo una rete di canali irrigui. Oltre che dai veicoli di ispezione dell ente, tali strade vengono utilizzate anche dagli agricoltori delle regioni circostanti. Specialmente durante il periodo del raccolto la rete viaria è transitata da mezzi con elevata portata utile. Le strade, la cui sottostruttura originariamente era costituita soltanto dal materiale argilloso scavato dai canali, presentavano fessurazioni estese nel manto di asfalto. Le infiltrazioni di acqua avevano causato progressivamente ulteriori danni e dilavamenti. L ente responsabile decise di ripristinare la rete viaria ammalorata adottando la tecnologia Wirtgen di schiumatura del bitume con impiego della riciclatrice WR In una prima fase la pavimentazione esistente veniva granulata per tutta la larghezza di 4,3 m circa, prima che 15

16 una motolivellatrice e un rullo provvedessero alla prima sagomatura e precompattazione della sottostruttura omogeneizzata. In una seconda fase un treno di stesa, che oltre alla riciclatrice Wirtgen WR 2500 comprendeva anche un autobotte per l acqua e un autocisterna per il bitume, provvedeva a mescolare al granulato una combinazione di leganti composta dall 1,5 % di cemento e dal 3 % di bitume schiumato. In seguito alla compattazione finale della rete viaria a mezzo di rulli vibranti e rulli gommati, veniva eseguito un trattamento superficiale di sigillatura. Anche in questo caso il risanamento della rete viaria si è rivelato un metodo di ripristino veloce ed efficiente che non ha richiesto l importazione di materiali stranieri. Il treno riciclatore con la WR 2500 all opera lungo una rete di canali irrigui nel Los Baños District: in futuro le strade lungo i canali saranno nuovamente transitabili senza problemi anche da mezzi agricoli pesanti Potente e affidabile anche in condizioni climatiche estreme: la Wirtgen WR 2500 nel risanamento di un autostrada iraniana Già alcuni anni fa nell Iran si erano iniziati i lavori per la costruzione di un autostrada a sei corsie, la Teheran-Qom Highway. Purtroppo lo strato di usura della strada non fu mai ultimato. Pertanto lo strato di base era rimasto per anni scoperto e privo di protezione. Il clima predominante e il traffico pesante avevano causato con il passare del tempo notevoli danni allo strato di base. Così prima di poter completare le opere stradali si è reso necessario il risanamento dell intera sovrastruttura. Per mantenere il profilo altimetrico esistente, veniva dapprima fresata la superficie stradale fino a 10 cm di profondità. Lo strato rimanente veniva quindi rigenerato fino ad una profondità di 25 cm con un treno riciclatore costituito dalla riciclatrice Wirtgen WR 2500 e dall im- 16

17 pianto miscelatore di sospensioni WM 1000, aggiungendo al fresato il 3,5 % di bitume schiumato e l 1,0 % di cemento (in sospensione). Ciò ha consentito di risanare in modo veloce ed economico lo strato di base (complessivamente oltre m 2 in entrambi i sensi di marcia). Lo strato di base veniva poi ricoperto con uno strato di collegamento e uno strato di usura in asfalto, spessi rispettivamente 6 cm, prima della riapertura del tratto autostradale. Riciclaggio a freddo da manuale: in sede di risanamento dell autostrada Teheran-Qom con bitume schiumato, la Wirtgen WR 2500 ha potuto sfoggiare la sua enorme potenza Un intervento di risanamento convincente eseguito con bitume schiumato: rigenerazione di un arteria stradale in Brasile Dall introduzione della tecnologia di riciclaggio a freddo in Brasile il ripristino dell importante Anhanguera Highway è stato uno dei maggiori progetti in cui il bitume schiumato è stato impiegato come legante. Sull autostrada, che collega São Paulo con la città di Ribeirão Prêto, transitano più di veicoli al giorno, di cui il 60 % rientra nella categoria del «traffico pesante». La sovrastruttura stradale era costituita da uno strato di base in macadam spesso 20 cm, nonché da uno strato di collegamento e uno strato di usura in asfalto, spessi rispettivamente 6 cm. Anche in questo caso la riciclatrice Wirtgen WR 2500 ha potuto dimostrare le sue potenzialità: nell estate del 1999 sono stati ripristinati, in pochi mesi e ad un costo conveniente, circa m 2 di carreggiata con la WR Con l aggiunta del 2,5 % di bitume schiumato e dell 1,5 % di cemento gli strati di asfalto sono stati riciclati fino ad una profondità di lavoro di 12 cm circa. I lavori di risanamento si sono conclusi con un tappeto di usura in asfalto spesso 6 cm, steso per ultimo. Anche in questo caso è stato possibile eseguire i lavori in presenza di traffico, grazie ad un cantiere mobile, in modo da ridurre al minimo la penalizzazione del traffico. L autostrada è 17

18 stata risanata in tempi brevissimi e in maniera molto economica con bitume schiumato, per cui oggi il traffico può nuovamente transitarvi senza alcun intralcio. I lavori procedono rapidamente anche in presenza di traffico: il riciclaggio in situ con la WR 2500 consente anche di limitare l intralcio agli utenti della strada Massimo rendimento grazie all impiego di bitume schiumato in un progetto di risanamento in Norvegia In Norvegia le basse temperature invernali e i frequenti cicli di gelo e disgelo pongono particolari requisiti alle sovrastrutture stradali. Sono richiesti metodi di ripristino a costo conveniente, tra i quali spicca il risanamento economico mediante riciclaggio a freddo, per mantenere la rete viaria in uno stato utilizzabile. La ditta Veidekke A/S, ad esempio, che da anni adotta con successo vari metodi di riciclaggio a freddo, nel corso di sei mesi ha risanato oltre m 2 con la WR 2500, impiegando il bitume schiumato come legante. Per livellare forti irregolarità e rinforzare gli strati esistenti si può prespargere granulato di fresatura o inerti minerali vergini. La riciclatrice WR 2500 provvede quindi a mescolare tali materiali durante la fresatura della sovrastruttura stradale esistente di norma fino ad una profondità di 20 cm circa. Per conferire alla sovrastruttura la necessaria elasticità alle basse temperature invernali, durante il processo di riciclaggio vengono impiegati bitumi soft, preferibilmente del tipo B 370. Il processo di schiumatura e le quantità di legante aggiunto sono monitorati dalla centralina a microprocessore della WR Su specifica richiesta della Veidekke, la riciclatrice è stata equipaggiata con un dispositivo dosatore supplementare per l additivazione del bitume caldo al fine di migliorare le proprietà adesive del legante. Con l aggiunta di mediamente il 3,5% in peso di bitume vengono lavorate ogni giorno fino a 100 t di bitume caldo. Ciò corrisponde ad una produzione della WR 2500 di circa m 2 18

19 al giorno, ossia al ripristino di una strada su tutta la larghezza della carreggiata per un tratto lungo 1,5 km. I lavori vengono eseguiti in presenza di traffico. Dopo la sagomatura con una motolivellatrice e la successiva compattazione, le carreggiate rigenerate vengono riaperte al traffico. In un tempo successivo la strada viene ricoperta con uno o due strati di asfalto, a seconda del carico di traffico previsto. Prova del grande rendimento della WR 2500: in questo cantiere in Norvegia il carico di legante dell autocisterna è bastato per risanare m 2 in appena due ore. 4.2 Produzione di conglomerato a freddo con l impianto mobile per riciclaggio a freddo Wirtgen KMA Conglomerato a freddo conservabile da materiali lapidei vergini e bitume schiumato in Norvegia In Norvegia l ente stradale dell Oppland con sede principale a Lillehammer impiega un impianto mobile per riciclaggio a freddo modello KMA 150 per produrre prevalentemente del conglomerato a freddo da materiali vergini. Per gli strati di base delle strade extraurbane l ente impiega una miscela di inerti minerali vergini, costituita per l 80% da pezzature inferiori a 22 mm e per il 20% da aggregati fini di pezzatura inferiore a 8 mm. A causa del clima norvegese le temperature sono soggette ad estreme oscillazioni stagionali per gli interventi eseguiti in quel Paese sono impiegati bitumi molto elastici del tipo B 370. Il bitume caldo necessario viene di norma trasportato in autocisterne coibentate. Il riscaldatore elettrico a regolazione termostatica dell impianto di spruzzatura della KMA 150 assicura una temperatura di esercizio ottimale. Il bitume viene schiumato con l aggiunta di acqua ed aria all interno delle singole camere di espansione della rampa di spruzzatura, situata sopra il mescolatore forzato a doppio albero, e poi viene iniettato in modo uniforme. 19

20 Per la produzione di strati di base di alta qualità al materiale vergine viene aggiunto e mescolato omogeneamente il 3 % di bitume schiumato. Il contenuto di acqua ottimale si ottiene aggiungendo circa il 3 % di acqua. La capacità produttiva dell impianto mescolatore mobile spazia da 140 a 155 t/h. Il materiale riciclato viene spesso messo a parco per essere steso in un tempo successivo, a seconda delle esigenze, con una normale finitrice stradale. Grazie all elevata stabilità del conglomerato non è necessaria la successiva asfaltatura. Pertanto le carreggiate ricevono di norma solo un trattamento superficiale di sigillatura. Il materiale lapideo prefrantumato e poi messo a parco viene mescolato omogeneamente con l aggiunta di bitume schiumato dall impianto mobile KMA 150, capace di produrre circa 150 t/h Riciclaggio di materiale asfaltico fresato con la Wirtgen KMA 150 in Gran Bretagna La concezione d avanguardia dell impianto mescolatore KMA 150 apre ai nostri clienti nuovi sbocchi di vendita per il fresato asfaltico. Un impresa edile scozzese che gestisce una flotta di diversi modelli di frese Wirtgen con i quali esegue lavori di fresatura nella regione di Glasgow, ha potuto così utilizzare il granulato fresato per la produzione di conglomerato a freddo di qualità pregiata. Finora il materiale fresato veniva trasportato in un deposito, dove veniva setacciato per ottenere varie pezzature. In tal modo il granulato poteva essere riutilizzato in sostituzione del pietrisco per la realizzazione di sottostrutture stradali. Con l aggiunta di bitume schiumato si realizzano strati di base pregiati la cui qualità è pressoché equiparabile a quella di uno strato di base in asfalto. Per produrre il conglomerato a freddo dal granulato setacciato si devono aggiungere solamente piccole dosi di bitume schiumato, dell ordine del 2%. A seconda del fabbisogno il materiale prodotto viene caricato subito sui veicoli che riforniscono i vari acquirenti. I conglomerati sono adatti per le più svariate applicazioni: ad es. per 20

21 realizzare strati di base/usura nella costruzione di strade e vie secondarie, pavimentazioni di parcheggi e piazzali industriali o strati di base di strade a traffico più intenso. Una parte del conglomerato viene prodotta per la messa a parco, per essere in grado di servire in modo economico anche chi acquista quantitativi molto piccoli. Produzione e messa a parco del materiale fresato miscelato con bitume schiumato: l impianto KMA 150 può essere avviato e arrestato mediante telecomando dalla pala gommata. 4.3 Interventi eseguiti con la riciclatrice a freddo Wirtgen 2200 CR Risanamento di una strada urbana nella Repubblica Sudafricana eseguito con la Wirtgen 2200 CR Nei pressi della città di Durban, sulla costa orientale della Repubblica Sudafricana, si era reso necessario il ripristino di una delle principali arterie urbane. In passato le forti fessurazioni nel manto di asfalto erano state ripristinate sempre con interventi parziali. Per ragioni di costo fu deciso quindi di eseguire il risanamento completo della strada. Da esami preliminari era emerso che la sovrastruttura era disomogenea lungo il tracciato conseguenza di un precedente allargamento della sede stradale. Pertanto fu presa la decisione di eseguire innanzi tutto la granulazione dell intera sovrastruttura stradale, per poi ottenere un omogeneizzazione del materiale con la motolivellatrice. In seguito all omogeneizzazione, metà della strada larga 12,5 m veniva rigenerata fino ad una profondità di 20 cm circa usando bitume schiumato come legante, mentre il traffico transitava parallelamente sull altra metà. A tale scopo il materiale granulato, costituito da una miscela di asfalto e pietrisco, veniva trasformato nella camera di miscelazione della macchina in nuovo conglomerato a freddo con l aggiunta dell 1 % di cemento e del 3 % di bitume schiumato. La compattazione veniva eseguita con una combinazione di rulli vibranti e rulli gommati. Al termine dei lavori sulla prima semicarreggiata, questa veniva riaperta al traffico, mentre i lavori di ripristino procedevano sull altra semicarreggiata. Ultimato l intervento completo, la 21

22 strada rimaneva aperta al traffico per alcuni giorni. Infine il tratto risanato veniva ricoperto con un manto di asfalto spesso 4 cm. La tecnologia di riciclaggio adottata ha permesso di risanare l arteria in maniera rapida, economica e durevole in presenza di traffico. Con la riciclatrice a freddo Wirtgen 2200 CR la sovrastruttura stradale è stata riciclata ad una profondità di 20 cm con l aggiunta di bitume schiumato. La sagomatura del nuovo strato di base è stata eseguita con una motolivellatrice. 22

23 5. I vantaggi dell innovativa tecnologia Wirtgen di schiumatura del bitume in sintesi Nel risanamento stradale il riciclaggio a freddo con impiego di bitume schiumato offre, rispetto ai classici leganti quali il cemento o le emulsioni bituminose, i seguenti vantaggi: Per la produzione di bitume schiumato si possono impiegare bitumi di tipo reperibile in commercio. Di conseguenza è assicurata un elevata disponibilità. Per la produzione di bitume schiumato si aggiungono quantitativi relativamente contenuti di bitume ed acqua. Di conseguenza diminuiscono sia le spese di trasporto che il costo del materiale. Il conglomerato a freddo è transitabile subito dopo la stesa e la compattazione. Pertanto la penalizzazione del traffico è ridotta al minimo. Le variazioni dell umidità propria del conglomerato sono meno critiche impiegando il bitume schiumato come legante, poiché la quantità di acqua aggiunta può essere dosata in modo preciso. Impiegando come legante il bitume schiumato, non si deve tener conto né dei tempi di rottura né dei tempi di presa. Il bitume schiumato è un legante economico, poiché le quantità aggiunte sono molto contenute. Il bitume schiumato viene prodotto in maniera rapida e semplice, direttamente nella riciclatrice o nell impianto mescolatore. Non sono necessarie attrezzature aggiuntive. Il conglomerato a freddo prodotto con impiego di bitume schiumato come legante presenta una lunga conservabilità. 23

24 6. Galleria di immagini relative a progetti realizzati in ogni parte del mondo Servizio affidabile in sede di risanamento di una strada extraurbana nella Repubblica Sudafricana: la riciclatrice a freddo Wirtgen 2200 CR è al tempo stesso una riciclatrice e una fresa a freddo ad elevato rendimento. Anche nel deserto la tecnologia Wirtgen di schiumatura del bitume è un metodo di risanamento affidabile: in Arabia Saudita il treno riciclatore è in servizio continuativo su oltre 380 km. Con la WR 2500 il ripristino di una strada nella Repubblica Sudafricana è un gioco da ragazzi: il bitume caldo e l acqua sono convogliati attraverso tubi flessibili alla riciclatrice e spruzzati in dosi precise nella camera di miscelazione. 24

25 Lavori di risanamento stradale nei Paesi Bassi: la riciclatrice WR 2500 spinge l autocisterna coibentata che trasporta il bitume caldo. Un conglomerato a freddo che grazie al bitume schiumato usato come legante presenta una conservabilità lunga: in Malesia con l impianto mobile KMA 150 si è prodotto un materiale pregiato per strati di base. In questo cantiere è stato sparso del cemento prima dell intervento eseguito con la WR 2500: grazie alla sua ottima motorizzazione riesce a spingere agevolmente le autocisterne dell acqua e del bitume caldo durante il processo di riciclaggio. 25

26 Anche nell America la tecnologia Wirtgen di schiumatura del bitume sta avanzando: nella cabina climatizzata il conducente si sente a proprio agio anche in presenza di temperature estreme, come qui in Brasile. Un autocarro è carico in brevissimo tempo: qui l impianto mescolatore mobile KMA 150 dimostra in modo impressionante la propria efficienza in Colombia. In sede di risanamento di un autostrada iraniana la WR 2500 ha potuto dimostrare ancora una volta le sue potenzialità: dopo aver asportato mediante fresatura parte dello strato di base, la potente macchina ha eseguito l intervento di riciclaggio. 26

27 In questa cava irlandese il conglomerato a freddo viene prodotto secondo le esigenze operative da materiali lapidei vergini, ad esempio con l aggiunta di bitume schiumato. Il KMA 150 può essere trasportato nel sito di miscelazione più adatto alle esigenze. In questo cantiere australiano viene prodotto un conglomerato a freddo di qualità pregiata con l aggiunta di bitume schiumato. Un cantiere urbano relativamente ristretto a Bogotà, in Colombia: anche qui la riciclatrice Wirtgen WR 2500 è nel suo elemento e rigenera la sovrastruttura stradale esistente in modo rapido ed economico grazie alla miscelazione di bitume schiumato. 27

28 Con la WR 2500 il riciclaggio in situ in presenza di traffico non costituisce alcun problema: il cantiere mobile riduce al minimo la penalizzazione del traffico è lascia dietro di sé uno strato di base di qualità. Risanamento stradale in Norvegia: la WR 2500 è accoppiata ad un autocisterna coibentata e il bitume caldo viene schiumato nella riciclatrice e mescolato omogeneamente al materiale fresato. In questa riserva naturale africana la rete viaria è stata ripristinata nel pieno rispetto dell ambiente con la WR

29 La WR 2500 è in servizio anche nel Paese delle opportunità: anche la clientela statunitense beneficia dei vantaggi offerti dalla tecnologia Wirtgen di schiumatura del bitume. Il conglomerato a freddo prodotto dall impianto mobile KMA 150 viene caricato su autocarri: anche nel Texas/ USA si è consapevoli della buona qualità del materiale prodotto con bitume schiumato. Risanamento stradale ecocompatibile con bitume schiumato in Svezia: il treno riciclatore con la WR 2500 garantisce la rigenerazione veloce di pavimentazioni ammalorate. 29

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32 Wirtgen Macchine Srl Noviglio (Milano) Italia Via delle Industrie, 7 Telefono: (02) Telefax: (02) Sito web: Le illustrazioni non sono vincolanti. Sono previste modifiche tecniche. I dati sulle prestazioni dipendono dalle condizioni d impiego. Nr IT-07/01 by Wirtgen GmbH 2001 Stampato in Germania