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1 VARIANTE Prima emissione Rev. DATA: Motivo Il Direttore dei Lavori Piano di Lottizzazione UTOE Pontedera Est Comparto 12 OPERE DI URBANIZZAZIONE PONTEDERA PI Loc.tà Maltagliata Il Progettista OGGETTO: UBICAZIONE: COMMITTENTE: ELABORATO: RB Costruzioni s.r.l. + Edil Gallucci RELAZIONE DI CALCOLO PAVIMENTAZIONE STRADALE DATA: Marzo 2009 Pr. n : ALLEGATO : A w w w. s t a - e n g. i t engineering s.r.l. via del Rio, PONTEDERA PI tel fax PROGETTO ESECUTIVO A termini di legge ci riserviamo la proprietà di questo elaborato con divieto di riprodurlo anche parzialmente

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3 RELAZIONE TECNICA Sommario Premessa... 5 Capacità portante del terreno di imposta del rilevato... 6 Cedimento del terreno di imposta del rilevato... 6 Dimensionamento della sovrastruttura... 7 Prescrizioni esecutive per il rilevato... 8

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5 PREMESSA Il presente progetto riguarda la realizzazione della nuova viabilità per il comparto di lottizzazione n 12 della UTOE Pontedera Est. È prevista la realizzazione di una strada a due corsie della larghezza di 10,50 m che termina con un allargamento destinato a parcheggio e rotatoria per inversione di marcia. La quota stradale finale è prevista a + 14,30 m.s.l.m., che risulta corrispondere approssimativamente a quella media rilevata sul posto attraverso un rilievo planolatimetrico di dettaglio. Pertanto la strada ed il parcheggio saranno realizzati previo scotico del piano di campagna attuale per uno spessore di circa 50 cm, sul quale sarà posta una barriera di separazione in TNT avente massa areica di 300 gr/mq e realizzata la sovrastruttura. La struttura da verificare può dunque essere così schematizzata: Nella presente relazione si affrontano quindi le seguenti problematiche: Verifica del terreno di imposta del rilevato Le sue caratteristiche geomeccaniche sono conosciute in quanto descritte nell allegata Relazione geologica e individuate attraverso prove penetrometriche; da essa si evince che il sottosuolo è composto da un livello superficiale, dello spessore di circa 3 metri costituito da limi argillosi mediamente compatti, sovrapposto ad una fitta alternanza di limi sabbiosi e argillosi caratterizzati da buoni parametri geotecnici. Esso può essere mediamente caratterizzato attraverso i seguenti parametri: peso di volume pari a γ = 19,00 kn/m 3 ; φ = 10 e c u = 40 kpa in condizioni Non Drenate; φ = 25 e c = 4,0 kpa determinati in condizioni Consolidate Drenate; Rp (resistenza penetrometrica di punta) = 800 kpa (valore significativo, rappresentativo dello spessore di interesse). In base ai dati sopra riportati, si possono effettuare le seguenti determinazioni: Calcolo della capacità portante, in relazione al carico dovuto al peso proprio del rilevato; Calcolo del cedimento a lungo termine sotto l azione del peso proprio del rilevato; Verifica di stabilità globale dell insieme Rilevato/Terreno di imposta, in condizioni statiche e sismiche Pavimentazione stradale.doc Pag. 5 / 9

6 Dimensionamento della sovrastruttura (rilevato + pavimentazione) Partendo dalla conoscenza del TGM, seguendo il metodo AASHO Interim Guide, si determinano le caratteristiche e gli spessori da assegnare a: Manto di usura; Bynder; Base; Fondazione e si determina la caratteristica di progetto (CBR) da assegnare al sottofondo (rilevato), fornendo le prescrizioni esecutive da adottare per raggiungere tale obiettivo. CAPACITÀ PORTANTE DEL TERRENO DI IMPOSTA DEL RILEVATO Trattandosi di terreni a prevalente matrice coesiva, il carico di rottura si determina attraverso l equazione di Skempton: q d = 5 C u ( D f /B) ( B/L) ed assumendo: C u = coesione non drenata D f = profondità del piano di posa B = larghezza della fondazione L = lunghezza della fondazione = Rp/20 = 0,50 m = 13,00 m = Con i valori sopra indicati, ed adottando un coefficiente di sicurezza C.s. = 3, si perviene al seguente risultato: q max = 67 kpa Assumendo cautelativamente l altezza massima del rilevato come costante su tutto lo sviluppo della strada, si determina il carico massimo che il terreno di imposta dovrà sopportare: 0,80 x 19,00 = 15,20 kpa < 67 kpa CEDIMENTO DEL TERRENO DI IMPOSTA DEL RILEVATO La stima dei cedimenti sotto l azione del carico dovuto al peso proprio del rilevato, come sopra determinato, è stata eseguita discretizzando il terreno in strati dello spessore di 20 cm. Utilizzando i coefficienti di compressibilità volumetrica (mv) forniti dall elaborazione e dall interpretazione dei risultati delle prove penetrometriche effettuate in sito, mediante la seguente relazione: dove: dh = H qs Σ (m v I) dh = cedimento assoluto H = spessore dello strato = 20 cm qs = carico applicato m v = coefficiente di compressibilità volumetrica I = indice di influenza del carico sullo strato i-esimo Pavimentazione stradale.doc Pag. 6 / 9

7 si perviene al seguente risultato: Cedimento max = 2,4 cm < 5-6 cm Risulta pertanto soddisfatto il requisito necessario a garantire cedimenti di entità tale da non produrre lesioni negli strati superficiali della sovrastante pavimentazione. DIMENSIONAMENTO DELLA SOVRASTRUTTURA In base alle caratteristiche di servizio della strada, e della sua funzione come arco all interno della rete urbana, si ipotizza un TGM pari a veicoli/giorno sulla corsia più caricata, con il 5% di veicoli pesanti (strada di quartiere). Stabilendo (cautelativamente) un grado di efficienza GEF della pavimentazione al termine del periodo di vita di 20 anni pari a 2,5 (valore solitamente adottato per le autostrade), ed una pavimentazione così composta: Strato Materiale Spessore (cm) Coeff. equiv. Sp. conv. (cm) Manto di usura Conglomerato bituminso chiuso 3 0,44 1,32 Bynder Conglomerato bituminso aperto 7 0,40 2,80 Base Misto bituminoso 10 0,27 2,70 Fondazione Misto granulare CBR ,12 3,60 Is 10,42 Introducendo nel seguente grafico i tre parametri disponibili dei quattro richiesti, si ricava agevolmente il quarto Pavimentazione stradale.doc Pag. 7 / 9

8 Nel nostro caso si determina il valore di portanza CBR da assegnare al sottofondo (rilevato), che così risulta: CBR sottofondo = 3 PRESCRIZIONI ESECUTIVE PER IL RILEVATO Per conseguire detto risultato, peraltro abbastanza facile da ottenere, occorrerà sottoporre il materiale che si intende utilizzare per la formazione del rilevato a prove di costipamento in laboratorio tipo Proctor, AASHO Mod. e CBR, al fine di valutarne l idoneità. Dette prove consentiranno di stabilire le modalità di costipazione ottimali (in termini di energia di costipazione e di umidità) da seguire in opera perché il rilevato abbia alla fine le caratteristiche richieste. Per tener conto delle condizioni effettivamente ottenibili in cantiere e di più sfavorevole umidità che si avrà in sito, è opportuno richiedere che i campioni vengano compattati in laboratorio al 90-95% del valore di densità ottimale fornito dalla prova Proctor o AASHO Mod., e portati a completa saturazione. I provini così confezionati forniranno valori di CBR pari al Pavimentazione stradale.doc Pag. 8 / 9

9 50% di quello massimo ottenibile, da confrontare con quello sopra determinato, in modo tale da avere garanzia che questo venga raggiunto nella formazione del rilevato. Le fasi di lavoro da seguire dovranno prevedere: scarifica del terreno in sito per una profondità di circa 50 cm, al fine di asportare lo strato di terreno coltivo alterato; compattazione del piano di posa fino a raggiungere un valore di M d 15 MPa misurato in corrispondenza dell incremento di pressione compreso fra 0,1 e 0,15 MPa; posa in opera di geotessile TNT con densità di circa 300 gr/m 2 come elemento di separazione e protezione del rilevato dall azione dell acqua di risalita; stesa del materiale per la formazione del rilevato in strati di spessore finito compresso da determinare in funzione del mezzo utilizzato per la compattazione e delle caratteristiche del materiale impiegato, o sperimentalmente mediante la realizzazione di un tratto di rilevato di prova; verifica della densità raggiunta in ogni singolo strato del rilevato e della portanza, mediante prove di densità in sito che dovranno fornire mediamente valori 90-95% della densità ottimale derivante dalla prova AASHO Mod., e prove di carico su piastra da 30 cm che dovranno fornire mediamente valori di M d 65 misurato in corrispondenza dell incremento di pressione compreso fra 0,1 e 0,15 MPa; verifica della portanza dello strato di fondazione mediante prova di carico su piastra da 30 cm che dovrà fornire mediamente valori di M d 80 misurato in corrispondenza dell incremento di pressione compreso fra 0,1 e 0,15 MPa. In base a precedenti esperienze effettuate impiegando materiali aventi caratteristiche simili a quelli presenti in loco, si è potuto rilevare che questi consentono di ottenere in laboratorio valori di CBR = 3,5 4, e pertanto sono da ritenersi idonei alla formazione del rilevato in oggetto con le caratteristiche richieste. Se stesi in strati finiti non superiori a 30 cm, utilizzando mezzi di compattazione muniti di rulli a piede di pecora in grado di migliorare l omogeneità del rilevato diminuendone la permeabilità e quindi la sensibilità all azione dell acqua, riducendo al contempo il numero di passate occorrenti per una corretta compattazione, saranno in grado di fornire valori alla prova di carico su piastra da 30 cm di: M d MPa Pavimentazione stradale.doc Pag. 9 / 9