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Prove e ispezioni su materiali e pavimentazioni stradali

Trattamento della fondazione stradale con leganti bituminosi: l’interfaccia misto granulare-base bituminosa

Prove e ispezioni su materiali e pavimentazioni stradali

I requisiti dello strato di misto granulare in opera

Di seguito si riporta schematicamente una procedura ritenuta soddisfacente ai fini dell’ottenimento dei necessari requisiti di compattazione e finitura superficiale della fondazione stradale:

  • posa in opera mediante finitrice del misto granulare (aggregato in frazione unica o combinazione di aggregati di varie dimensioni, prodotti mediante processo di frantumazione e vagliatura a partire da roccia di natura generalmente calcarea);
  • compattazione iniziale mediante rullo vibrante con umidità del materiale leggermente superiore all’umidità ottimale determinata in laboratorio (generalmente OMC+2% è il valore massimo consentito);
  • terminata la compattazione di cui al punto precedente, si procede con un leggero inumidimento della superficie (solo se necessario) e con la compattazione finale/finitura mediante rullo gommato.

Operando in questo modo, si ottiene una superficie finale omogenea (priva di aree segregate), densa e perfettamente legata. Quando lo strato di misto granulare si presenta ben compattato e con una superficie poco permeabile è possibile, qualora la posa in opera dello strato di base in conglomerato bituminoso avvenga subito dopo la costruzione della fondazione, omettere l’applicazione del legante bituminoso 1 e 2. Le seguenti sono le condizioni ottimali in cui si deve trovare la fondazione stradale per poter procedere al trattamento con leganti bituminosi:

  • superficie ragionevolmente liscia – la superficie non deve essere troppo liscia (come accade in presenza di una maggiore quantità di particelle fini nella parte superiore del misto granulare) in quanto la ridotta porosità del materiale comporta una riduzione della penetrazione del legante e a un sostanziale indebolimento dell’interfaccia misto granulare-base bituminosa;
  • porosità ragionevole (permeabilità) – favorisce la penetrazione del legante (si ottiene mediante posa in opera e rullatura del misto granulare con una umidità leggermente al di sopra dell’umidità ottimale determinata in laboratorio);
  • assenza di polvere sulla superficie – al momento della spruzzatura del legante la superficie dello strato si deve presentare pulita (priva di polvere/materiali sciolti/materiali estranei – la polvere trattiene il legante bituminoso impedendone la penetrazione) con gli aggregati di dimensione maggiore ben visibili con la tipica distribuzione a distribuzione “a mosaico”;
  • umidità contenuta – per favorire la penetrazione del legante bituminoso ed evitare l’accumulo indesiderato di umidità in questa zona (l’umidità in eccesso può portare a un degrado prematuro della pavimentazione), al momento della spruzzatura la parte superiore dello strato deve avere una umidità inferiore al valore ottimale determinato in laboratorio; un’umidità dei primi 10-25 mm pari a circa il 50% del valore ottimale sembra essere un riferimento corretto e facilmente verificabile in cantiere (ad ogni modo, questo significa che il legante bituminoso non può essere applicato subito dopo la compattazione dello strato di misto granulare);
  • superficie non secca – per evitare che il legante rimanga sospeso sul sottile strato di polvere che inevitabilmente rimane sulla superficie dello strato occorre, immediatamente prima del trattamento, inumidire la superficie mediante una leggera spruzzata d’acqua.

I requisiti dei materiali utilizzati per il trattamento del piano di posa (cutback/emulsioni bituminose)

I risultati migliori si ottengono con i cutback (miscela di bitume e kerosene); tuttavia, per motivi ecologici, vengono anche impiegate particolari emulsioni bituminose contenenti quantitativi inferiori di kerosene. Per minimizzare il problema ecologico si possono utilizzare anche le emulsioni ordinarie; tuttavia, siccome queste normalmente non penetrano nello strato ma formano una pellicola rimovibile dagli pneumatici, la penetrazione richiesta può essere ottenuta solo mediante miscelazione meccanica dell’emulsione nella parte superiore dello strato prima della compattazione e successiva spruzzatura leggera sullo strato compattato (per l’adesione richiesta). Il trattamento per sola spruzzatura di queste emulsioni si esegue quando è richiesta solo una funzione protettiva, come nel caso delle fondazioni in misto cementato.

Comunque, quando vi è un’alta probabilità di entrare in contatto con corsi d’acqua o falde acquifere, il cutback dovrebbe essere rimosso o sostituito dall’emulsione ordinaria. Le seguenti prove, pur non essendo generalmente richieste a livello di Norme tecniche contrattuali, sono molto utili in fase preliminare quando non si conoscono gli effetti e le modalità di impiego del legante proposto (prove preliminari su provini di misto granulare trattati in laboratorio):

  • compattazione del misto granulare, applicazione del legante e misura della profondità di penetrazione;
  • compattazione del misto granulare, applicazione del legante, sovrapposizione e compattazione dello strato di conglomerato bituminoso e successiva prova di resistenza al taglio in corrispondenza dell’interfaccia misto granulare-conglomerato.

Per diverse combinazioni di misti granulari e leganti, queste prove di laboratorio possono essere utilizzate per stimare la profondità di penetrazione, la resistenza al taglio in corrispondenza dell’interfaccia misto granulare-conglomerato e i tempi di maturazione relativi ai vari dosaggi di legante utilizzati.