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Pavimentazioni stradali chiare, rivestimenti e impianti innovativi

Migliorare la luminosità nelle gallerie senza aumentare la potenza dei corpi illuminanti, ma piuttosto perseguendo anche il risparmio energetico

Con la crescita dello sviluppo economico, delle esigenze di comfort e di sicurezza viaria, le richieste nei confronti delle prestazioni delle infrastrutture stradali diventano sempre più consistenti. Nelle regioni montane le gallerie risolvono in misura efficace tali richieste.

Immagini

  • Un tappeto con aggregati chiari e legante trasparente
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    Un tappeto con aggregati chiari e legante trasparente
  • Il proporzionamento delle singole pezzature
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    Il proporzionamento delle singole pezzature
  • Le curve granulometriche per formazione di tappeti di usura chiusi la miscela
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    Le curve granulometriche per formazione di tappeti di usura chiusi la miscela
  • Le curve granulometriche per la formazione di tappeti di usura drenanti
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    Le curve granulometriche per la formazione di tappeti di usura drenanti
  • I risultati delle prove di luminanza
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    I risultati delle prove di luminanza
  • L’influenza del legante Biokromatis
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    L’influenza del legante Biokromatis
  • L’influenza del filler Omya e del TiO2
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    L’influenza del filler Omya e del TiO2
  • La luminanza per il contenuto di TiO2
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    La luminanza per il contenuto di TiO2
  • La stesa della mano d’attacco
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    La stesa della mano d’attacco
  • La stesa di graniglia sopra la mano d’attacco
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    La stesa di graniglia sopra la mano d’attacco
  • La stesa della malta
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    La stesa della malta
  • La malta superficiale rimossa dalle ruote dei veicoli
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    La malta superficiale rimossa dalle ruote dei veicoli
  • La differenza tra prima e dopo il trattamento
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    La differenza tra prima e dopo il trattamento
  • L’esecuzione della “pallinatura” nella seconda galleria
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    L’esecuzione della “pallinatura” nella seconda galleria
  • Un dettaglio della differenza tra prima e dopo il trattamento
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    Un dettaglio della differenza tra prima e dopo il trattamento
  • L’evoluzione delle proprietà fotometriche nel tempo nella galleria di Narano 1
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    L’evoluzione delle proprietà fotometriche nel tempo nella galleria di Narano 1
  • Il confronto delle proprietà fotometriche delle pavimentazioni analizzate (misure Luglio 2014)
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    Il confronto delle proprietà fotometriche delle pavimentazioni analizzate (misure Luglio 2014)
La descrizione del progetto

Le gallerie, oltre a fornire grandi vantaggi in termini di flessibilità del tracciato stradale, di contenimento del rumore e di riduzione dell’inquinamento sono una sfida importante per utenti e manutentori.

L’automobilista vede la galleria come un potenziale pericolo. In realtà a parità di condizioni di traffico, la probabilità che ci sia un incidente in galleria è molto inferiore ma, qualora dovesse accadere, le conseguenze sarebbero sicuramente di gravità maggiore. Per questo motivo i Progettisti e i Manutentori delle gallerie pongono particolare attenzione agli impianti di esercizio e di sicurezza. Gli elementi che più incidono nella percezione del tracciato e nella visibilità di eventuali ostacoli sono costituiti dagli impianti di illuminazione, dal rivestimento delle pareti e dalla pavimentazione stradale. L’obiettivo di questo progetto consiste nel migliorare la luminosità nelle gallerie senza aumentare la potenza dei corpi illuminanti, ma piuttosto perseguendo anche il risparmio energetico. Tale traguardo è stato raggiunto tramite la realizzazione di pavimentazioni stradali chiare, di rivestimenti delle pareti e impianti d’illuminazione innovativi.

Le pavimentazioni chiare in galleria

Negli ultimi anni è andato via via crescendo l’interesse per l’applicazione di pavimentazioni chiare nelle gallerie stradali, al fine di ottenere una riduzione dei consumi energetici legati all’illuminazione ed un miglioramento delle condizioni di sicurezza. Tali benefici sono legati alle elevate proprietà fotometriche dei manti di usura chiari.

Secondo la European Asphalt Pavement Association (EAPA), le pavimentazioni chiare risultano superiori rispetto ai tradizionali conglomerati bituminosi “neri” sia in termini di luminanza (capacità di riflettere le onde luminose) che di contrasto alla segnaletica orizzontale (European Asphalt Pavement Association, 2008). Inoltre recenti indagini sperimentali hanno constatato un risparmio energetico nell’illuminazione delle gallerie fino al 30-40% in presenza di superfici chiare (M. Saint Jacques, Y. Brosseaud, 2006).

La pavimentazione in calcestruzzo oltre a garantire in generale una vita utile molto lunga, presenta nelle gallerie anche la peculiarità di essere ignifuga, con evidenti vantaggi in caso di incendio.

Per contro, si tratta di una pavimentazione molto costosa, difficile da realizzare e soprattutto con notevoli difficoltà di manutenzione in relazione al mantenimento dei livelli di aderenza da garantire per la sicurezza degli utenti.

Nel campo delle pavimentazioni flessibili i leganti per la realizzazione di pavimentazioni chiare possono essere bitumi a basso tenore di asfalteni o resine sintetiche che assumono una colorazione ambrata molto chiara. L’introduzione sul mercato di leganti chiari nasce dall’esigenza di integrare le pavimentazioni stradali con il paesaggio circostante, sia urbano che extraurbano, mitigando l’impatto estetico altrimenti provocato dalla colorazione scura dei leganti bituminosi tradizionali, che penalizza gli ambienti di elevato valore naturale o storico monumentale. Tra le soluzioni con pavimentazioni rigide e quelle con pavimentazioni flessibili si inseriscono i tappeti di usura semiflessibili.

La tecnica del tappeto semiflessibile consiste nella stesa di un conglomerato bituminoso fortemente poroso (con una percentuale di vuoti compresa tra il 25 e il 30%) e nella successiva saturazione dello strato con una malta cementizia fluida, fibrorinforzata, di colore chiaro.

Nell’ambito di questo progetto, tra le attività a carico della Provincia Autonoma di Bolzano, sono state valutate le proprietà meccaniche e fotometriche di due tipi di tappeti di usura chiari: uno flessibile con aggregati chiari e legante trasparente, uno semiflessibile costituito da un tappeto di usura drenante, ad elevata porosità, successivamente intasato con una malta cementizia fluida di colore bianco.

Le due diverse pavimentazioni sono state realizzate in due gallerie vicine situate in località Narano del comune di Tesimo, lungo la S.S. 238 “delle Palade”. Per esigenze organizzative dei lavori il tappeto con legante trasparente è stato posto in opera nel mese di Luglio 2012, mentre quello drenante intasato con malta cementizia di colore chiaro è stato realizzato nel mese di Luglio 2013.

La caratterizzazione dei materiali, lo studio delle miscele, le prove di controllo durante l’esecuzione dei lavori ed il monitoraggio successivo hanno visto coinvolti il Laboratorio Prove Materiali della Provincia Autonoma di Bolzano e il Laboratorio di Strade dell’Università Politecnica delle Marche (AN).

L’individuazione degli aggregati in laboratorio

La ricerca degli aggregati per l’impiego nei due conglomerati bituminosi è stata suddivisa in due fasi: nella prima, per rispettare i tempi previsti dal progetto e per tarare il programma sperimentale sono stati individuati quattro aggregati. Nella seconda fase è stata estesa la ricerca a tutto il territorio della provincia e sono state analizzate 21 tipologie di rocce differenti eseguendo le prove di laboratorio per la determinazione delle proprietà fisico-meccaniche e fotometriche.

Il programma sperimentale

Al fine di individuare le soluzioni ottimali per le due tipologie di tappeti chiari da realizzare, sono state valutate differenti tipologie di aggregati, di leganti, di miscele, di filler e differenti quantità di biossido di titanio (TiO2) come pigmento di colorazione del conglomerato.

Le proprietà fotometriche

Al fine di valutare in termini quantitativi la capacità dei conglomerati bituminosi chiari di riflettere le radiazioni luminose sono state utilizzate differenti grandezze fotometriche: luminanza (L), coefficiente di luminanza retroriflessa (RL), coefficiente di luminanza in condizioni di illuminazione diffusa (Qd) e il fattore di luminanza β.

La realizzazione delle pavimentazioni chiare in Alto Adige

La Provincia Autonoma di Bolzano ha scelto per la sperimentazione la galleria di Narano in comune di Tesimo, ubicata tra il km 26+290 e il km 26+460 della S.S. 238 “delle Palade”.