1.2.2 Pavimentazioni semirigide

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1 1.2.2 Pavimentazioni semirigide Quando in una pavimentazione flessibile uno degli strati portanti (base o fondazione) viene sostituito, in tutto o in parte, con una miscela di inerti e leganti idraulici, si realizza una pavimentazione semirigida ( 1. In Figura 9 sono riportate due schemi di pavimentazioni semirigide in cui lo strato rigido è realizzato in misto cementato e caratterizza o lo strato di base o lo strato di fondazione. La minor deformabilità dello strato rigido implica una minor deformabilità globale della sovrastruttura. A parità di ogni altra condizione, la pavimentazione risentirà quindi meno dei fenomeni di fatica e di deformazioni permanenti localizzate (ormaie) degli strati superficiali. Per questi motivi le pavimentazioni semirigide sono indicate nei casi di forti volumi di traffico pesante. Figura 9 - Schemi di pavimentazione semirigide 21

2 1.2.3 Pavimentazioni rigide Le pavimentazioni rigide sono costituite da piastre in calcestruzzo semplice, armato o precompresso, poggianti su uno strato di fondazione che può essere in misto granulare non legato, ma che oggi è generalmente in misto cementato ( 1. Le lastre di calcestruzzo assolvono contemporaneamente le funzioni che, nelle pavimentazioni flessibili e semirigide, hanno gli strati superficiali e di base. Il loro spessore è generalmente compreso tra i 16 e i 24 cm. In Figura 10 sono riportati alcune tipologie di pavimentazioni in calcestruzzo: le differenze riguardano le modalità con cui si affronta il problema della fessurazione. Per effetto infatti del ritiro e delle variazioni termiche ed igroscopiche, la piastra tende a deformarsi in vari modi: accorciamenti o allungamenti (dovuti alle variazioni termiche stagionali o di lunga durata) e incurvamenti verso il basso o verso l alto (variazioni termiche giornaliere). Per evitare quindi che la piastra si fessuri o se ne limita la lunghezza mediante opportune interruzioni dette giunti (trasversali e longitudinali o di contrazione, di dilatazione e costruzione) oppure ricorrendo ad opportune armature (continue). Le pavimentazioni precompresse non sono utilizzate in campo stradale, lo sono invece per le piste aeroportuali. Figura 10 - Tipologie di pavimentazione in calcestruzzo 22

3 1.3 Produzione e test sulle miscele bituminose Introduzione In base al tipo di destinazione, una sovrastruttura può essere composta da miscele di conglomerato bituminoso tradizionale oppure da miscele di conglomerato bituminoso speciali, che garantiscono prestazioni e confort di marcia maggiori rispettando in ogni modo le normative europee. Sia per le miscele di conglomerato bituminoso tradizionali che speciali, la pavimentazione va controllata sia in fase progettuale che in fase esecutiva. I diversi test sono: Test volumetrici; Test compositivi; Test meccanici; Test di comportamento al fuoco. 23

4 1.3.2 Produzione di miscele tradizionali Per miscele tradizionali s intendono quei conglomerati bituminosi formati a caldo, dosati a peso o a volume, costituite da aggregati lapidei di primo impiego, bitume semisolido, additivi ed eventuale conglomerato riciclato. (Capitolato speciale d appalto) Il legante Il legante, principale costituente della miscela, deve essere costituito da bitume semisolido (tal quale) ed eventualmente da quello proveniente dal conglomerato riciclato additivato con ACF (Attivanti Chimici Funzionali) (Capitolato speciale d appalto) 2. I leganti o bitumi, sono composti organici costituiti sostanzialmente da miscele di idrocarburi, completamente solubili in solfuro di carbonio e dotati di capacità legante. A seconda della temperatura media della zona di impiego il bitume deve essere del tipo 50/70 I oppure 80/100 con le caratteristiche indicate nella tabella sottostante con preferenza per il 50/70 per le temperature più elevate. Figura 11 - Bitume all'interno di un recipiente ( 3 I 50/70, 80/100, sono i valori di penetrazione del bitume, misurati attraverso il penetrometro, strumento volto a sondare la struttura e la resistenza dei bitumi mediante una sonda metallica. 24

5 Tabella 1 Caratteristiche del bitume per miscele tradizionali 25

6 Gli additivi Sono prodotti naturali o artificiali che, aggiunti agli aggregato o al bitume, consentono di migliorare le prestazioni dei conglomerati bituminosi (Capitolato speciale d appalto) 2. Tali, sono sostanze tensioattive che favoriscono l adesione bitume - aggregato, servono pertanto per migliorare la durabilità all acqua delle miscele bituminose. Il loro dosaggio, da specificare obbligatoriamente nello studio della miscela, potrà variare a seconda delle condizioni di impiego, della natura degli aggregati e delle caratteristiche del prodotto. Gli attivanti chimici funzionali (ACF) impiegati per rigenerare le caratteristiche del bitume invecchiato, contenuto nel conglomerato bituminoso da riciclare, devono avere le caratteristiche chimico-fisiche riportate nella tabella sottostante: Tabella 2 - Attivanti Chimici Funzionali Il dosaggio varia in funzione della percentuale di conglomerato riciclato e delle caratteristiche del bitume in esso contenuto. Per determinare la quantità di ACF da impiegare si deve preventivamente calcolare la percentuale teorica del bitume nuovo da aggiungere con la seguente espressione: P n = P t ( P P ) v r dove: a) P n = percentuale di legante nuovo da aggiungere riferita al totale degli inerti; b) P t = percentuale totale di bitume nella miscela di inerti nuovi e conglomerato di riciclo; c) P v = percentuale di bitume vecchio (preesistente) riferita al totale degli inerti; d) P r = valore decimale della percentuale di conglomerato riciclato. 26

7 Il valore di P t viene determinato con l espressione: P t = 0,0035 a + 0, 045 b + cd + f dove: a) P t = % di bitume in peso riferita alla miscela totale, espressa come numero intero; b) a = % di aggregato trattenuto al setaccio UNI 2 mm; c) b = % di aggregato passante al setaccio UNI 2 mm e trattenuto al setaccio 0,075 mm; d) c = % di aggregato passante al setaccio 0,075 mm; e) d = 0,15 per un passante al N. 200 compreso tra 11 e 15; f) d = 0,18 per un passante al N. 200 compreso tra 6 e 10; g) d = 0,20 per un passante al N ; h) f = parametro compreso normalmente fra 0,3 e 0,8 variabile in funzione dell assorbimento degli inerti. Si procede quindi a costruire in un diagramma viscosità (a 60 C) percentuale di rigenerante (rispetto al legante nuovo) una curva di viscosità con almeno tre punti misurati: a) K = viscosità della miscela bitume estratto più bitume aggiunto nelle proporzioni determinate secondo i criteri precedenti, senza rigenerante. b) M = viscosità della miscela bitume estratto più bitume aggiunto in cui una parte del bitume nuovo è sostituita dall agente rigenerante nella misura del 10% in peso rispetto al bitume aggiunto. c) F = viscosità della miscela simile alla precedente in cui una parte del bitume nuovo è sostituita dall agente rigenerante nella misura del 20% in peso rispetto al bitume aggiunto. Da questo diagramma mediante interpolazione lineare è possibile dedurre, alla viscosità di 2000 Pa s, la percentuale di rigenerante necessaria. 27

8 Gli aggregati Gli aggregati lapidei, di primo impiego o di riciclo, costituiscono la fase solida dei conglomerati bituminosi a caldo tradizionali (Capitolato speciale d appalto) 2. Gli aggregati di primo impiego risultano composti dall insieme degli aggregati grossi (trattenuti al crivello UNI n.5), degli aggregati fini e del filler che può essere proveniente dalla frazione fina o di additivazione. L aggregato grosso deve essere costituito da elementi ottenuti dalla frantumazione di rocce lapidee, da elementi naturali tondeggianti, da elementi naturali tondeggianti frantumati II da elementi naturali a spigoli vivi. Tali elementi potranno essere di provenienza o natura petrografica diversa purché, per ogni tipologia, risultino soddisfatti i requisiti indicati nelle tabelle successive al variare del tipo di strada. L aggregato fino deve essere costituito da elementi naturali e di frantumazione. A seconda del tipo di strada, gli aggregati fini per conglomerati bituminosi a caldo tradizionali devono possedere le caratteristiche riassunte nelle tabelle successive. Il filler è una frazione passante al setaccio 0,075 mm, proviene dalla frazione fina degli aggregati oppure può essere costituito da polvere di roccia, preferibilmente calcarea, da cemento, calce idrata, calce idraulica, polvere di asfalto, ceneri volanti. In ogni caso il filler per conglomerati bituminosi a caldo tradizionali deve soddisfare i requisiti indicati in tabella Figura 12 - Tipologie di aggregati, dalla pietra grossolana al filler ( 4 II Un granulo si intende frantumato quando presenta meno del 20% di superficie arrotondata. 28

9 Tabella 3 - Caratteristiche necessarie per gli aggregati grossolani in riferimento alle autostrade ed extraurbane principali Tabella 4 - Caratteristiche necessarie per gli aggregati grossolani in riferimento alle strade extraurbane secondarie e urbane di scorrimento Tabella 5 - Caratteristiche necessarie per gli aggregati grossolani in riferimento alle strade urbane di quartiere e locali 29

10 Tabella 6 - Caratteristiche necessarie per gli aggregati fini per autostrade ed extraurbane principali Tabella 7 - Caratteristiche necessarie per gli aggregati fini per strade extraurbane secondarie e urbane di scorrimento Tabella 8 - Caratteristiche necessarie per gli aggregati fini in riferimento alle strade urbane di quartiere e locali Tabella 9 - Caratteristiche necessarie per gli aggregati grossolani in riferimento a tutte le strade 30