Dipartimento ICEA Area STRADE Università Politecnica delle Marche. Prof. Ing. Francesco Canestrari 1

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1 Prof. Ing. Francesco Canestrari La Pianificazione della Manutenzione Stradale Dipartimento ICEA Area STRADE Università Politecnica delle Marche Prof. Ing. Francesco Canestrari 1

2 Ripartizione Incidenti Stradali 25% UOMO 65% 2% STRADA 1% 5% 0% 2% VEICOLO Prof. Ing. Francesco Canestrari 2

3 Il Problema della Manutenzione Stradale: La MANUTENZIONE consiste nel complesso di operazioni tese a conservare nel tempo le caratteristiche funzionali di una strada. Manutenzione F(durata prevista, livello caratteristiche funzionali) durata prevista VITA UTILE: In tale periodo l infrastruttura deve conservare, in funzione delle condizioni i i di esercizio ii ipotizzate, t, le caratteristiche ti attribuite it in fase di progetto e verificate in fase di collaudo Traffico giornaliero medio (TGM in assi standard) Condizioni ambientali Caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali impiegati Prof. Ing. Francesco Canestrari 3

4 Compiti delle Pavimentazioni Stradali: Sicurezza e comfort di marcia Costo di esercizio per gli utenti Funzionalità Ottimale Caratteristiche Funzionali: Portanza Aderenza Regolarità Rumorosità Riferimenti Normativi: DLgs n. 163 e DPR 554/99 il progetto esecutivo deve essere altresì corredato da apposito piano di manutenzione dell opera e delle sue parti (art. 93, comma 5 DLgs 163/06) Il piano di manutenzione è il documento complementare al progetto esecutivo che prevede, pianifica e programma l attività di manutenzione dell intervento al fine di mantenere nel tempo la funzionalità, le caratteristiche di qualità, l efficienza ed dil valore economico... (art. 40, comma 1, DPR 554/99) Prof. Ing. Francesco Canestrari 4

5 Sistemi per la Gestione delle Pavimentazioni Stradali (PMS): Forniscono strumenti decisionali che permettono di intervenire attraverso strategie ottimizzate derivate da procedure razionali ben definite. Un PMS valuta, in funzione di criteri e vincoli predefiniti, le soluzioni alternative che possono essere adottate nel corso di uno specifico periodo di analisi sulla base della previsione dei valori attribuibili alle caratteristiche funzionali di una pavimentazione. L obiettivo principale di una manutenzione programmata consiste nella conservazione in esercizio della FUNZIONALITÀ OTTIMALE raggiungibile nel rispetto delle risorse disponibili e dei vincoli esistenti. Prof. Ing. Francesco Canestrari 5

6 Criterio maggiormente diffuso: Interventi a scadenze prefissate; METODO STATICO che obiettivo: ripristino livelli di qualità iniziale; non permette di considerare vincolo economico: disponibilità finanziaria a breve termine l evoluzione nel tempo delle caratteristiche funzionali. Moderni orientamenti: METODI DINAMICI Introducono delle variabili dette INDICATORI DI STATO IS n che restituiscono una misura quantitativa delle caratteristiche funzionali e permettono di rappresentare l evoluzione temporale della funzionalità globale in relazione alla quale è consentito definire una SCALA DI PRIORITÀ IS n Valore di soglia Modello matematico Misure periodiche Durata residua stimata Previsione Evoluzione Tempo Prof. Ing. Francesco Canestrari 6

7 Vincoli che condizionano la pianificazione: 1. Limitatezza risorse economiche Deriva dall errore concettuale che correntemente viene spesso commesso nel considerare un opera non degradabile nel tempo. 2. Il Traffico Richiede di norma la riduzione i dei TEMPI DI INTERVENTO e dell AREA OPERATIVA (spazi di manovra) per garantire la continuità in esercizio. 3. Il Clima Limita i PERIODI DI INTERVENTO e/o AUMENTA I COSTI RICHIESTI. 4. Carenza di Informazioni i Sullo stato di conservazione dell opera, sulle cause del degrado, sulle tecniche di controllo e di intervento. Prof. Ing. Francesco Canestrari 7

8 Settori di applicazione della pianificazione: Nelle infrastrutture stradali la pianificazione della manutenzione è applicabile in diversi ambiti: PAVIMENTAZIONI PONTI E VIADOTTI GALLERIE OPERE IN TERRA OPERE IDRAULICHE SEGNALETICA DISPOSITIVI DI SICUREZZA Prof. Ing. Francesco Canestrari 8

9 FASI della pianificazione: 1. Progettazione Iniziale 2. Rilevamento Dati 3. Analisi dei Possibili Interventi 4. Programmazione degli Interventi 5. Esecuzione e Controllo Prof. Ing. Francesco Canestrari 9

10 1. Progettazione Iniziale Nel progetto dell opera si effettuano delle scelte che definiscono i la VITA UTILE, condizionando nel tempo TIPOLOGIA e FREQUENZA degli interventi di manutenzione. Scelta di standards appropriati in relazione ai volumi di traffico previsti; Incremento della DURABILITÀ delle opere: - Pavimentazioni fuori fatica Interventi richiesti non strutturali Scelta materiali e spessori idonei con il vincolo di minimizzare la sommatoria dei costi di costruzione, esercizio e manutenzione (ad un maggiore costo di costruzione segue una riduzione delle spese necessarie a mantenere il livello di funzionalità richiesto). - Tipologie opere d arte darte e materiali più resistenti agli agenti esterni. Predisposizione di sistemi specifici per agevolare la manutenzione. Prof. Ing. Francesco Canestrari 10

11 2. Rilevamento Dati Rilievo sistematico s degli INDICATORI DI STATO I n che restituiscono lo stato di conservazione della strada Costituzione Banca Dati PREVISIONE EVOLUZIONE CARATTERISTICHE FUNZIONALI Prof. Ing. Francesco Canestrari 11

12 Dati storici Costruzione e manutenzione traffico incidenti Dati per la Gestione delle Sovrastrutture Dati di inventario Interventi Costi Utentiti Collettività Dati geometrici Dati climatici Politiche di gestione Dati prestazionali Stato funzionale (regolarità, aderenza, rumorosità) Stato strutturale (portanza) Degradazioni superficiali Prof. Ing. Francesco Canestrari 12

13 2. Rilevamento Dati (iniziale e periodico) Tecniche di Rilievo per il Degrado delle Caratteristiche ti Funzionali: Rilievo Visivo Descrive, su base cartacea standard, un giudizio visivo riguardante lo stato delle caratteristiche funzionali Catalogo delle Degradazioni (Rilievo Visivo Standard) Rilievo Strumentale Strumentazione orientata al rilievo fisico di specifiche grandezze che concorrono a definire le caratteristiche funzionali Misure Puntuali Apparecchiature ad Alto Rendimento Prof. Ing. Francesco Canestrari 13

14 2. Rilevamento Dati Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti NORME TECNICHE PER LA DISCIPLINA DELLA COSTRUZIONE E MANUTENZIONE DELLE INFRASTRUTTURE STRADALI L Ente gestore ha la responsabilità di offrire una infrastruttura avente qualità adeguata alla domanda, alla stregua della categoria funzionale assegnata ai tronchi della rete; a tale scopo deve farsi carico di un controllo periodico dello stato della strada. Le grandezze significative, i parametri ed i mezzi di misura per il suddetto controllo sono illustrati ti nell Allegato 3; i dati del rilevamento, per la loro natura aleatoria, vanno analizzati con approccio statistico.... CARATTERISTICA METODO DI RILIEVO nome tipo di misura parametro ADERENZA SCRIM alto rendimento CAT profondità poo dtàmedia edadee delle asperità alto rendimento MD Skid Tester puntuale BPN altezza di sabbia puntuale HS (^) misura ad alto rendimento opzionale in sostituzione del rilievo puntuale - (*) rilievo non obbligatorio REGOLARITA' ARAN alto rendimento (^) misura ad alto rendimento opzionale - (*) rilievo facoltativo profilografo Falling Weight Deflectometer ( 1 ) puntuale IRI International Roughness Index scostamento dalla quota di progetto vita residua in assi PORTANZA alto rendimento Deflectometer ( 1 ) equivalenti da 12 t Trave Benkelman puntuale deflessione d ( 1 ) richiede la determinazione degli spessori nella sovrastruttura mediante carotaggi o controlli non distruttivi - (^) misura ad alto rendimen RUMOROSITA' by pass puntuale (*) () rilievo facoltativo coefficiente di assorb. acustico Prof. Ing. Francesco Canestrari 14

15 2. Rilevamento Dati Curve di Decadimento Indicatori di Stato di Stato Livello iniziale Livello post-intervento In ndicatore Soglia di intervento ottimale Soglia di sensibilità utenti Soglia di intervento effettivo Soglia di Sicurezza tempo In un corretto processo di pianificazione la suddivisione delle curve di decadimento riferite a ciascun indicatore di stato viene superata correlando i diversi possibili stati di degradazione. Prof. Ing. Francesco Canestrari 15

16 2. Rilevamento Dati Parametri Sintetici e Priorità di Intervento Es. Indice di dissesto delle pavimentazioni: Pavement Condition Index PCI Co nditio on Difetti superficiali Distorsioni i i Fessurazioni Rappezzi Preventive Maintenance Thin Overlay Structural Overlay Reconstruction Age Prof. Ing. Francesco Canestrari 16

17 3. Analisi dei Possibili Interventi Glii interventi tidi manutenzione richiedono MATERIALI E TECNICHE DIVERSI rispetto a quelli di norma utilizzati in fase di costruzione: Quantità modeste; Qualità superiore per raggiungere elevate prestazioni in tempi brevi; Spazi operativi di manovra ridotti (continuità in esercizio). Soluzioni Possibili: Interventi PROVVISORI oppure DUREVOLI Scopo della Manutenzione Soluzioni Durevoli Può comunque essere opportuno (a causa di vincoli climatici, economici, ecc.) intervenire in alcuni casi tempestivamente anche se con effetti provvisori. Fattori che Influenzano la Scelta del Tipo di Intervento RAPIDITÀ ESECUZIONE AFFIDABILITÀ DISPONIBILITÀ ECONOMICA Prof. Ing. Francesco Canestrari 17

18 3. Analisi dei Possibili Interventi Esempio Manutenzione Preventiva FESSURAZIONI Load Associated Non-Load Associated Fatigue Longitudinal Transverse Shrinkage ADT Not < >5000 appropriate 5000 for Crack fill Crack fill Crack seal preventive or chip or chip or thin maintenance seal seal HMA overlay Fog seal or chip seal or thin HMA overlay Prof. Ing. Francesco Canestrari 18

19 4. Programmazione degli Interventi Fase I: Progettazione Iniziale Fase II: Rilevamento Dati Fase III: Analisi Interventi PROGRAMMAZIONE DEGLI INTERVENTI PREDISPOSIZIONE DI UN PIANO DI INTERVENTI OTTIMIZZATO Per ottenere la massima redditività del budget disponibile esaminando: Dove? ZONE DI INTERVENTO Come? TECNICHE DI INTERVENTO Piani Pluriennali Quando? PERIODO DI INTERVENTO di Manutenzione Con quanto? IMPEGNO FINANZIARIO Prof. Ing. Francesco Canestrari 19

20 5. Esecuzione e Controllo Rappresenta la fase attuativa del piano di manutenzione Il controllo assume un ruolo delicato poiché coincide con il momento di acquisizione dei dati storici corrispondente al nuovo livello di servizio ottenuto Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti NORME TECNICHE DI TIPO PRESTAZIONALE PER CAPITOLATI SPECIALI D APPALTO Prof. Ing. Francesco Canestrari 20