Durante l’esecuzione dei lavori previsti all’interno degli interventi di manutenzione straordinaria della pavimentazione delle tratte Messina-Patti e Patti-Furiano dell’autostrada A20 Messina-Palermo, sono state rilevate in diverse sezioni della corsia di emergenza, in entrambe le direzioni di marcia, evidenti fessurazioni longitudinali e trasversali, in adiacenza ai canali di scolo delle acque meteoriche.
Queste lesioni interessavano non soltanto il pacchetto della pavimentazione ma anche gli strati più profondi, in alcuni casi anche parzialmente lo strato di fondazione, con distacchi di superficie e abbassamenti del piano viabile. Le cause principali sono da imputarsi alla ridotta efficienza dei canali di scolo delle acque meteoriche e all’incremento del traffico autostradale.
La combinazione di questi fattori determinava un aumento dello stato fessurativo, che non solo comprometteva l’efficienza della pavimentazione stradale ma rappresentava un serio pericolo per la circolazione.
LA SOLUZIONE DEL PROBLEMA
Per risolvere questo problema, la committenza e la direzione lavori si sono affidate a Uretek, che è intervenuta con una soluzione innovativa che ha previsto il trattamento del terreno alla base del pacchetto stradale tramite iniezione di resine espandenti.
L’obiettivo è stato di consolidare il volume interessato dal dissesto e di limitare eventuali cedimenti differenziali che avrebbero in futuro potuto compromettere la durabilità e funzionalità della struttura. Per il caso in esame è stata scelta la tecnologia Uretek Deep Injections, che sfrutta il principio di diffusione capillare a seguito di iniezioni di resine di tipo poliuretanico ad alta pressione e rigonfiamento. Queste, espandendosi, trasmettono al volume del terreno circostante un’azione di compattazione con conseguente aumento di resistenza e rigidezza.
ANALISI GEOTECNICA E STUDIO CON IL SOFTWARE S.I.M.S. 2.0
Per definire le specifiche dell’intervento, caratterizzate da quantità di resina, maglie di iniezione e profondità di intervento, è stato utilizzato il software di calcolo Uretek S.I.M.S. 2.0, sviluppato in collaborazione con il Politecnico di Torino, che prende come dati di input le caratteristiche geotecniche del terreno e geometriche della fondazione stradale.
Nel caso dell’autostrada A20, una volta individuati i diversi tratti su cui intervenire – per una lunghezza complessiva di circa 1.130 m, con profondità del trattamento compresa tra -1 m e -3 m, -4 m al piano stradale – sono state definite tre distinte modalità di intervento:
Tipologia 2C (fessurazioni minori)
- 2 file di perforazione
- maglia di perforazione a quinconce con interasse 1,25 m
- profondità di trattamento: 2 m Tipologia 2D (fessurazioni intermedie)
- 2 file di perforazione
- maglia di perforazione a quinconce con interasse 1,25 m
- profondità di trattamento: 3 m Tipologia 3D
- 3 file di perforazione
- maglia di perforazione a quinconce con interasse 1 m
- profondità di trattamento: 3 m
4. Sequenza di fotogrammi che evidenzia la diffusione della resina espandente attorno alla cannula di iniezione
L’INTERVENTO
Le perforazioni sono state effettuate tramite perforatori manuali a rotopercussione, verticalmente al pacchetto stradale e di diametro 26 mm, fino al raggiungimento della profondità di progetto.
All’interno dei fori sono stati disposti iniettori Uretek-Multipoint, che consistono in cannule di acciaio a fondo cieco e forate sulla superficie laterale. Questi fori sono calibrati e di dimensione crescente lungo la profondità e opportunamente progettati in modo da garantire:
- trattamento omogeneo: la portata uscente è costante lungo tutta la cannula;
- azione localizzata: le iniezioni sono condotte in maniera intermittente in modo da localizzare la resina nei dintorni dei fori di uscita;
- certezza delle iniezioni: la resina fuoriesce contemporaneamente da ogni foro con una pressione sufficiente a vincere la resistenza del terreno.
MONITORAGGIO E VERIFICHE DELL’EFFICACIA
Per poter eseguire il lavoro in sicurezza è necessario predisporre un sistema di monitoraggio del piano stradale tramite l’utilizzo di sistemi laser, con precisione pari a ±0,5 mm, che permette di rilevare gli spostamenti verticali.
La strumentazione è composta da un emettitore laser posto a debita distanza dall’area di lavoro e da una serie di ricevitori che registrano gli spostamenti verticali.
I sollevamenti registrati sono indice dell’efficacia del trattamento: la resina espandendosi esercita dapprima una spinta verso le zone ove il confinamento, ovvero lo stato tensionale è minore; quindi esercita la sua azione prevalentemente in direzione orizzontale compattando il terreno.
Raggiunto l’equilibrio fra le tensioni orizzontali e verticali esistenti in sito, la resina continua la sua azione espandente esercitando una pressione verticale che si trasmette alla fondazione e viene segnalata dai ricevitori laser come spostamento verticale della struttura trattata.
Per verificare l’efficacia dell’intervento, sono state effettuate delle prove sul terreno prima e dopo il trattamento. I risultati hanno dimostrato un significativo miglioramento della resistenza del terreno, garantendo una maggiore durata della strada.
Il miglioramento delle caratteristiche di resistenza e deformabilità alla base del pacchetto stradale è stato verificato tramite prove penetrometriche dinamiche comparative, che misurano la resistenza alla punta e, quindi, lo stato d’addensamento del terreno sia prima che dopo l’iniezione.
Lo strumento utilizzato per le prove è il DPM 30, un penetrometro dinamico con massa battente di 30 kg e altezza dicaduta pari a 20 cm, che misura la resistenza del terreno a intervalli d’avanzamento dell’asta pari a 10 cm. I valori misurati sono immediatamente correlabili con i più noti valori di NSPT.
CONCLUSIONI
L’intervento di Uretek è stato completato in circa 21 giorni lavorativi, suddivisi in più fasi, permettendo il regolare completamento degli interventi di manutenzione straordinaria previsti. La committenza Consorzio Autostrade Siciliane, il direttore lavori ing. Giuseppe Carmelo Calabrò e i tecnici progettisti coinvolti hanno collaborato per mettere in atto un piano di intervento specifico per risolvere la problematica in modo rapido, flessibile e non invasivo.
Scopri come si realizza un intervento di consolidamento del manto stradale con iniezioni di resine: Stabilizzazione e preservazione manto stradale in Piemonte – URETEK (youtube.com)
Tutti i lavori di Uretek qui: Uretek | Consolidamento terreni, sollevamento pavimentazioni
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