La sostenibilità ambientale è sempre più un tema di interesse comune, anche quando si parla di bitumi, a cui si deve dare importanza e, in merito alla costruzione e manutenzione di sovrastrutture stradali, gli obiettivi principali a cui bisogna mirare sono relativi allo sviluppo di materie prime più efficienti che diano all’opera una più lunga vita utile, che portino a variare il ciclo produttivo verso minori emissioni di CO2 e a impiegare materiali di recupero nelle miscele.
I bitumi Bitroad Multigrado permettono di centrare appieno tutti questi aspetti perché, come verrà descritto meglio in seguito, per specifici campi di applicazione permettono di:
- migliorare qualitativamente la miscela ritardandone così il degrado e gli interventi di manutenzione;
- abbassare di 30-40 °C le temperature di produzione e posa in opera (risparmio energetico e di emissioni in ambiente);
- impiegare senza controindicazioni materiale di recupero nelle ricette di progetto.
Vantaggi e campo di applicazione dei Bitroad Multigrado
Come tutti i bitumi appartenenti alla linea Bitroad, grazie alla loro formulazione anche i bitumi Multigrado donano alla miscela di conglomerato bituminoso alta lavorabilità (produzione e posa in opera a temperature più basse), basse emissioni di fumo e odorigene e infine, dal punto di vista produttivo, evitano l’inserimento di additivi e altre componenti nel mescolatore dell’impianto.
In particolare, sono progettati per avere una minore suscettibilità termica rispetto ai leganti convenzionali; infatti, sono formulati per essere meno fragili alle basse temperature e avere una maggiore consistenza alle alte temperature di esercizio.
Tali caratteristiche portano le miscele di conglomerato bituminose ad avere:
- elevato modulo di rigidezza;
- maggiore resistenza alla deformazione plastica (e quindi maggiore resistenza all’ormaiamento);
- maggiore resistenza alla fatica;
- maggiore resistenza all’invecchiamento.
Per tali motivi, i bitumi Multigrado trovano applicazione in diverse tipologie di miscele di conglomerato bituminoso (e asfalto colato, come vedremo di seguito) per la formazione di strati di usura, base e binder esposti a condizioni climatiche avverse e di traffico intenso, concentrato e pesante. Esempi tipici sono:
- piazzali di poli logistici e interporti;
- corsie preferenziali per mezzi pesanti, svincoli e corsie di accelerazione/decelerazione;
- parcheggi;
- rotatorie;
- asfalto colato e cappa asfaltica.
Le caratteristiche del bitume
Le speciali caratteristiche fisiche e reologiche che caratterizzano i bitumi Bitroad Multigrado fanno sì che – nonostante i bassi valori di penetrazione a 25 °C e gli alti valori del punto di rammollimento – la lavorabilità sia prossima a quella dei bitumi tradizionali.
Infatti, dal confronto mediante curva di viscosità tra quattro diversi bitumi (Multigrado, 50/70, bitume modificato con polimeri SBS di tipo “hard” e di tipo “alto modulo”), si osserva come vi sia una marcata differenza reologica tra il Multigrado e soprattutto i due bitumi modificati.
Questo si tramuta in un grande vantaggio operativo perché, grazie a tali aspetti tecnici, è possibile lavorare e posare in opera correttamente e con minore margine di errore il materiale, soprattutto per lavorazioni dove è più complicato muoversi con i mezzi di cantiere (parcheggi, rotatorie, ecc.).
Il secondo grande vantaggio è di tipo ambientale ed economico, perché è possibile realizzare conglomerati bituminosi tiepidi (Warm Mix Asphalt), ovvero prodotti e stesi a temperature di circa 30÷40 °C inferiori rispetto alle miscele convenzionali, senza andare a discapito delle caratteristiche volumetriche e delle prestazioni meccaniche di progetto.
Infine, grazie alle caratteristiche chimiche di progetto del bitume, si riscontrano ottimi risultati di coesione a bassa temperatura, alta resistenza all’invecchiamento e infine elevata compatibilità con il filler, caratteristica di fondamentale importanza per le miscele che devono avere un’alta resistenza all’accumulo di deformazioni viscose.
Il test sulle miscele bituminose anti-ormaia
Sono stati indagati i principali risultati di analisi di laboratorio eseguite su treidentiche miscele di conglomerato bituminoso prodotte con la stessa ricetta (curva granulometrica tipo usura ANAS Fuso B, 20% di fresato e percentuale di bitume).
Dopo le prime analisi di miscelazione e volumetriche, si è riscontrata l’effettiva migliore efficacia del bitume Multigrado nel rivestire prima e meglio gli inerti e la migliore propensione alla compattazione dei provini di laboratorio. Per questo motivo, al fine di testare meccanicamente miscele simili si sono calibrate le temperature di miscelazione e compattazione con i valori indicati.
Dai test meccanici si evincono le migliori prestazioni della miscela con Bitroad Multigrado 20/30 in termini di trazione indiretta e modulo di rigidezza rispetto a quella con bitume tradizionale 50/70, e per alcuni parametri superiori anche a quella con bitume modificato di tipo Soft. Essendo costituito da polimeri SBS, quest’ultimo si comporta senza dubbio meglio nella resistenza post-picco di rottura.
Si è proseguito lo studio presso il Laboratorio STS di Ancona per verificare le caratteristiche di ormaiamento mediante attrezzatura Wheel Tracking secondo la Norma UNI EN 12697-22.
Per valutare meglio questa caratteristica, le lastre di conglomerato bituminoso delle miscele da confrontare (aggiungendone una quarta con bitume modificato tipo “alto modulo”) sono state compattate con percentuale di vuoti pari a 8%.
La tendenza alla deformazione viscosa dei materiali bituminosi è valutata dall’ormaia creata da ripetuti passaggi di una ruota caricata a temperatura costante e viene valutata con i seguenti parametri:
dove:
- WTSAIR = pendenza della traccia delle ruote (mm/103 cicli);
- d10000−d5000 = spostamento verticale dopo 5.000 cicli di carico e 10.000 cicli di carico (mm).
dove:
- PRDAIR = profondità proporzionale dell’ormaia (%);
- dn = spostamento verticale dopo n cicli di carico (mm);
- d0 = spostamento verticale iniziale (mm);
- h = spessore del provino (mm).
Riportando graficamente la profondità dell’ormaia misurata dall’apparecchiatura di laboratorio, all’aumentare del numero di cicli si ottengono le curve di tendenza all’ormaiamento del conglomerato bituminoso (Figura 6).
Dai risultati emersi si evince l’ottimo comportamento del materiale alla resistenza dell’accumulo di deformazioni viscose all’aumentare dei cicli di prova.
Il Bitroad Multigrado 20/30 per asfalto colato
Le caratteristiche del bitume Multigrado 20/30 sono tali da poter essere considerato l’ingrediente ideale per la preparazione e applicazione delle miscele di asfalto colato (o gussasphalt) e di cappa asfaltica.
In genere queste miscele hanno la caratteristica di essere formulate e composte da una matrice bituminosa continua con assenza quasi totale di vuoti, che realizzano una elevata impermeabilità e resistenza alla fessurazione per fatica.
Rispetto a un normale conglomerato bituminoso si caratterizzano per avere un alto tenore di bitume, in genere 8-11% sul peso inerti (fino al 19% per la cappa asfaltica), e di filler, in genere 20-25% sul peso inerti (fino al 35% per la cappa asfaltica) e vengono “colate” e stese a caldo senza bisogno di compattazione. Sono prodotti ideali per parcheggi, marciapiedi, piste ciclabili e come impermeabilizzante degli impalcati da ponte.
La criticità maggiore risiede nella difficoltà di lavorabilità del mastice e nella rigidità finale che deve raggiungere in esercizio per non ormaiarsi. Per questo normalmente vengono impiegati additivi indurenti e alta temperatura di lavorazione (superiore ai 200 °C) per poter avere dei buoni risultati.
Per sopperire a questi aspetti, da test di laboratorio e di cantiere eseguiti con l’Impresa New Asphalt, Azienda leader in Italia nelle lavorazioni di asfalto colato, si verifica che l’impiego del Bitroad Multigrado 20/30:
- da un punto di vista produttivo permette di eliminare l’impiego di additivi “indurenti” (impiegando solo inerti, fresato e bitume) ottimizzando quindi il ciclo di produzione;
- in fase di posa in opera, permette di lavorare a temperature inferiori fino a 30-40 °C, riducendo la fumosità, le emissioni in ambiente e il costo energetico;
- in fase di esercizio, permette di raggiungere i requisiti prestazionali (test di impronta, e rammollimento Whilelmi, ecc.) per garantire durabilità.
Conclusioni
Per le pavimentazioni stradali che devono essere assoggettate da caratteristiche di alto modulo di rigidezza, anti-ormaia, minore suscettibilità termica e maggiore durabilità, l’impiego dei bitumi Bitroad Multigrado sono l’ingrediente ideale perché permettono di raggiungere tali requisiti e in più eliminano l’impiego di additivi indurenti nel mescolatore di impianto e abbassano la temperatura di miscelazione e posa in opera.
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