L’utilizzo delle reti di rinforzo (armatura) nell’ambito d’interventi di manutenzione, di ripristino e di costruzione di sovrastrutture flessibili sta assumendo una rilevanza crescente a seguito del costante aumento dei volumi e dei carichi di traffico, per i quali le tecniche di manutenzione e progettazione convenzionali sono spesso inadeguate. Le reti di rinforzo prolungano la vita utile della pavimentazione ritardando sensibilmente i principali processi di degrado, quali ad esempio l’accumulo di deformazioni plastiche e la riflessione di fessure e crepe con conseguente infiltrazione d’acqua all’interno della sovrastruttura stradale. In seguito vengono illustrate le differenze tra i prodotti in fibra di carbonio e i materiali di armature convenzionali.
Le armature per conglomerati bituminosi
Fondamentalmente vengono distinti i seguenti tipi di rinforzi per pavimentazioni stradali:
- reti di armatura per aumentare la vita utile e incrementare la capacità portante;
- geogriglie per aumentare la vita utile della pavimentazione;
- geomembrane per contrastare le fessure di riflessione (interstrato);
- geocompositi per contrastare le fessure di riflessione ottenuti dal rinforzo delle geomembrane con geogriglie (interstrato rinforzato).
Le fibre con un modulo elastico elevato assorbono forze con allungamenti contenuti e sono quindi adatte all’impiego come armatura (acciaio, carbonio, vetro). Invece, prima di poter essere attivate dalla forza le fibre con moduli bassi, si allungano (poliestere, polipropilene).
Un ulteriore criterio per l’idoneità di una fibra in un sistema di rinforzo per pavimentazioni bituminose è la caratteristica di non assorbire le forze a taglio e quindi di poter essere fresabile e riciclabile (carbonio, vetro, polipropilene). Le fibre di carbonio, quindi, sono idonee all’utilizzo come griglia di rinforzo.
I sistemi di rinforzo ottimizzati
Nel sistema di rinforzo in fibra di carbonio ottimizzato S&P vengono impiegati differenti tipi di fibra:
- in direzione longitudinale, secondo esigenza, fibra di vetro o fibra di carbonio;
- in direzione trasversale (trasversalmente alla fessura o all’ormaia), fibra di carbonio.
I prodotti vengono commercializzati come reti di armatura prebitumate con bitume modificato con polimeri Glasphalt G (fibra di vetro) e Carbophalt G (fibra di carbonio). La sistemazione delle reti sul piano di posa avviene tramite l’eliminazione, mediante fiamma, della pellicola di protezione, a cui segue una breve rullatura. Eseguite queste operazioni, è consentito il passaggio del traffico sopra le reti. L’esperienza ha dimostrato che il traffico veicolare non distacca le reti dalla superficie di posa.
I conglomerati bituminosi armati sotto carichi dinamici continui
Da NPC (Netherlands Pavement Consultants), uno studio d’ingegneria e Laboratorio, che si occupa esclusivamente di pavimentazioni bituminose, è stato sviluppato un metodo di prova, per testare la resistenza delle pavimentazioni bituminose ai carichi dinamici continui. È stato testato il funzionamento di alcune armature per asfalto. Nel rapporto di prova (NPC n° 018463), per la prima volta viene dimostrata la straordinaria efficacia della rete in carbonio prebitumata, Carbophalt.
I risultati
Queste prove dimostrano che l’impiego di un rinforzo ritarda il fenomeno della propagazione delle fessure. La risalita della fessura nel nuovo strato non porta a deformazioni permanenti e alla conseguente rottura del provino. Il risultato sono indicazioni precise sulla vita utile della pavimentazione. Queste indicazioni sono tuttavia da considerarsi teoriche, poiché non tengono conto dell’abrasione, dell’usura né di altri fenomeni che possono sopraggiungere, come ad esempio cedimenti del sottofondo o altro. Nei provini di asfalto rinforzati con Carbophalt G, sono state riscontrate eccellenti caratteristiche di resistenza alla propagazione delle fessure sotto carico dinamico costante.