La sperimentazione: metodologie e risultati
Materiali, mix design e preparazione dei campioni
Si espongono di seguito le principali caratteristiche dei materiali utilizzati per la preparazione delle miscele analizzate e le relative metodologie di confezionamento adottate per la creazione dei campioni di laboratorio.
Gli aggregati impiegati sono stati miscelati in pezzature diverse (grossolana, fine, filler) allo scopo di identificare il contributo dei differenti materiali impiegati nelle diverse frazioni granulometriche all’interno delle miscele.
La scelta del legante è ricaduta su un bitume modificato con polimeri, codificato come PMB 45/80-60 in accordo con la Norma EN 14023. Con i suddetti materiali di base si sono preparate quattro tipologie di conglomerato bituminoso adatte alla stesa di strati superficiali di pavimentazione.
In particolare, la prima miscela, la cui matrice litica era costituita da aggregato lapideo siliceo e filler di cemento, è stata considerata come riferimento a scopi compartivi. Le successive miscele sono state invece realizzate introducendo progressivamente le scorie (LFS e/o EAFS) nelle diverse frazioni, in sostituzione degli aggregati naturali.
Le combinazioni di inerti sono state dosate al fine di ottenere un’unica distribuzione granulometrica ricadente all’interno di un tipico fuso di riferimento per miscele bituminose per strati superficiali di pavimentazioni stradali.
Le proporzioni costituenti lo scheletro litico sono state calcolate in termini volumetrici considerando opportunamente il differente peso specifico degli aggregati utilizzati.
Le fasi di preparazione delle miscele hanno previsto il riscaldamento del bitume in forno per 4 ore e il successivo mescolamento con gli aggregati. Le operazioni di miscelazione dei componenti sono avvenute alla temperatura di circa 160 °C mediante un compattatore automatico, in accordo con la Norma EN 12697-35.
La fase preliminare dell’attività di laboratorio ha previsto la preparazione di 12 provini Marshall (75 colpi per faccia su campioni con diametro di 10 cm) in accordo con la relativa Norma di riferimento (EN 12697-34), allo scopo di eseguire la procedura di mix-design per la determinazione del contenuto ottimale di legante (OBC). Le percentuali di indagine (4,5% – 5,0% – 5,5% – 6,0% in peso) hanno permesso di identificare una quantità ottimale di bitume pari al 5,0%, corrispondente a un indice dei vuoti di circa il 5%.
Si sono quindi realizzati 48 campioni necessari alla sperimentazione (confezionati con OBC) tramite compattazione Marshall con procedura “standard” (50 colpi per faccia).