![\"Prelievo](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/1-prelievo-dei-campioni.jpg\" "\\"1.")
Basandosi su questo principio, Valli Zabban ha messo a punto una nuova gamma di bitumi modificati con polimeri SBS chiamata PBT (Perpetual Binder Technology) che possa soddisfare contemporaneamente entrambi i requisiti sopra esposti (https:\/\/vallizabban.com\/tecnologie-stradali\/<\/a>). Uno studio reologico sui leganti Rigenerval PBT \u00e8 stato pubblicato su \u201cStrade & Autostrade\u201d n\u00b0 156 Novembre\/Dicembre 2022 a pag. 88 con https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/asfalti-e-bitumi\/sinergia-tra-leganti-in-un-cb-ad-alto-contenuto-di-rap\/<\/a>).<\/p>\n Nel presente articolo andremo ad esaminare nello specifico il legante Rigenerval PBT40 formulato appositamente per incrementare fino al 40% la percentuale di fresato in un conglomerato bituminoso e che sia in specifica con le Norme Tecniche del Capitolato speciale di appalto ANAS, maggior Stazione Appaltante italiana.<\/p>\n Il Capitolato prevede che le Imprese che si avvalgono di impianti di produzione moderni per la gestione di elevate quantit\u00e0 di fresato possano proporre alla Direzione Lavori, per lo strato di collegamento (binder), di aumentare dal 20% al 35% la percentuale di fresato, a condizione che venga utilizzato un bitume con un contenuto di polimeri elastomerici (SBS) pi\u00f9 elevato rispetto al tradizionale bitume modificato hard, cos\u00ec da compensare la mancanza o la carenza di polimeri SBS nel bitume apportato dal conglomerato bituminoso di recupero.<\/p>\n Dopo aver testato in laboratorio le propriet\u00e0 reologiche del Rigenerval PBT40 (Figura 2), per valutarne le prestazioni in opera \u00e8 stato realizzato un apposito campo prova. Il conglomerato \u00e8 stato prodotto nello stabilimento VZ di Arezzo.<\/p>\n I campioni di conglomerato sono stati prelevati direttamente dal banco della finitrice alla stesa e immediatamente compattati mediante la pressa giratoria del laboratorio mobile cos\u00ec da non dover riscaldare nuovamente il conglomerato.<\/p>\n Campionare il conglomerato alla stesa \u00e8 fondamentale per una sua valutazione prestazionale perch\u00e9 confezionando la miscela in laboratorio non \u00e8 possibile simulare l\u2019invecchiamento che si ha durante la produzione in impianto, il trasporto e la stesa.<\/p>\n Sono stati prodotti i seguenti conglomerati bituminosi e testati in paragone:<\/p>\n Le curve granulometriche dei materiali prodotti sono riportate in Figura 4. Nel mix design dei conglomerati si \u00e8 tenuto conto che le miscele, con e senza fresato, dovevano essere le pi\u00f9 simili possibili per poterle poi confrontare senza che un\u2019eventuale granulometria differente potesse influire sulle prestazioni.<\/p>\n La percentuale di legante totale (fresato + apporto) nelle tre miscele \u00e8 del 4,8%. Il conglomerato campionato \u00e8 stato compattato con la pressa giratoria alla temperatura di 160 \u00b0C fino a Ndesign<\/sub> (120 giri) per i provini da sottoporre alle prove prestazionali di fatica e a Nmax <\/sub>(200 giri) per i provini da testare a trazione diametrale, come richiesto dal Capitolato ANAS.<\/p>\n Le tre miscele hanno manifestato una capacit\u00e0 di addensamento ottimale e una percentuale di vuoti simili tra loro. Questo aspetto \u00e8 importante per confrontare successivamente i risultati delle prove meccaniche che cos\u00ec non saranno influenzate da una percentuale di vuoti diversi tra le miscele.<\/p>\n Sui provini compattati alla pressa giratoria sono stati eseguiti i seguenti test:<\/p>\n per verificare la rispondenza delle miscele al Capitolato ANAS:<\/p>\n La prova di trazione indiretta consiste nel comprimere fino a rottura un provino lungo un piano diametrale verticale.<\/p>\n La rottura del materiale avviene per trazione in direzione perpendicolare a quella di applicazione del carico (effetto Poisson). In questa sperimentazione, la prova \u00e8 stata effettuata alle temperature di 10 e 25 \u00b0C dopo condizionamento in camera climatica per 4 ore.<\/p>\n Nelle Figure 7 e 8 sono riportati i risultati della resistenza a trazione indiretta (ITS) e del coefficiente di trazione indiretta (CTI) ottenuti sulle tre miscele. Dall\u2019esame dei risultati delle prove ITS e CTI emerge che tutte e tre le miscele prodotte hanno caratteristiche meccaniche che si equivalgono tra loro e che le prove condotte a 25 \u00b0C rientrano nelle specifiche del Capitolato ANAS.<\/p>\n La prova consente di misurare il valore del modulo di rigidezza di provini di conglomerato bituminoso in configurazione di trazione indiretta.<\/p>\n Il modulo \u00e8 stato determinato su due diametri tra di loro ortogonali ed espresso come media dei risultati. Nella Figura 9 sono riportati i valori del modulo di rigidezza (ITSM) ottenuti sulle tre miscele.<\/p>\n Dall\u2019esame dei dati ottenuti, risulta che tutte e tre le miscele hanno moduli di rigidezza che praticamente si equivalgono. Questo aspetto \u00e8 importante perch\u00e9 consentir\u00e0 di confrontare tra loro le curve a fatica delle tre miscele a parit\u00e0 di modulo.\u00a0<\/em><\/p>\n La prova a fatica viene effettuata su provini cilindrici in configurazione di trazione indiretta. Il test consiste nell\u2019applicazione di un carico ciclico di entit\u00e0 molto inferiore rispetto alla resistenza del materiale, ma in numero cos\u00ec elevato di cicli da portarlo a rottura. Ogni prova effettuata, portando il provino a rottura, in Figura 11 restituisce un valore in scala bilogaritmica di deformazione iniziale in funzione del numero di cicli.<\/p>\n Per ottenere la curva di fatica \u00e8 opportuno realizzare almeno tre prove con livelli deformativi diversi (basso, medio e alto) e poi interpolarli al fine di ottenere la legge di fatica. In questo modo, si pu\u00f2 tracciare la retta di fatica del materiale che consente di confrontare il livello prestazionale di materiali diversi.<\/p>\n Nella Figura 11 sono riportate le rette a fatica in funzione della deformazione dopo 100 cicli (\ua72a- n\u00b0 cicli). Le curve di fatica ottenute rispetto alla deformazione dopo 100 cicli dimostrano come il conglomerato prodotto con il 35% di fresato e bitume Rigenerval PBT40 abbia prestazioni superiori rispetto a quella di riferimento prodotta con materiali vergini e bitume modificato Hard.<\/p>\n Invece, il conglomerato prodotto con il 35% di fresato pi\u00f9 bitume modificato Hard e rigenerante, ha evidenziato una curva a fatica inferiore rispetto a quello di riferimento, nonostante abbia lo stesso modulo di rigidezza, probabilmente a causa della diluizione da parte del bitume apportato dal fresato al bitume modificato Hard.<\/p>\n La fatica nel conglomerato bituminoso \u00e8 causata da un danno cumulativo alla base degli strati legati a bitume che, nel tempo, provoca la formazione di fessure, portando inevitabilmente l\u2019infrastruttura al collasso.<\/p>\n Il fenomeno di innesco e propagazione della frattura ricopre quindi un ruolo fondamentale nella corretta identificazione della risposta prestazionale di un dato materiale a lungo termine.<\/p>\n La frattura nel conglomerato bituminoso ha generalmente inizio con l\u2019innesco di microfratture che tendono a unirsi e a propagarsi formando macro-fratture che portano il materiale al collasso.<\/p>\n I parametri per l\u2019identificazione della risposta a fatica dei conglomerati bituminosi si ottengono da tre semplici test in configurazione di trazione indiretta secondo la procedura Superpave IDT.<\/p>\n I test vengono effettuati alla temperatura di 10 \u00b0C per garantire che il materiale mantenga un comportamento viscoelastico con configurazione come da Figura 13. Le tre prove che vengono effettuate in maniera sequenziale sullo stesso provino sono quelle di seguito riportate.\u00a0<\/strong><\/p>\n Il modulo resiliente \u00e8 definito come il rapporto tra la tensione applicata \u03c3(t) e la deformazione recuperabile sotto carico ciclico \u03b5r.<\/p>\n La prova \u00e8 effettuata in controllo di carico applicando un\u2019onda impulsiva che prevede un\u2019applicazione di una sollecitazione per 0,1 s, seguita da un periodo di riposo di 0,9 s, mantenendo le deformazioni orizzontali in range viscoelastico.<\/p>\n La prova \u00e8 condotta in modalit\u00e0 di controllo di carico applicando una sollecitazione statica (per 1.000 s), selezionata per mantenere la deformazione orizzontale nell\u2019intervallo viscoelastico lineare.<\/p>\n Dal test di creep statico si ottengono due diversi parametri tra loro correlati: il creep compliance e l\u2019m-value che vengono descritti tramite la curva di creep.<\/p>\n Il creep compliance \u00e8 definito come il rapporto tra la deformazione dipendente dal tempo \u03b5(t) e la sollecitazione applicata \u03c3(t) a 1.000 s, mentre il parametro m-value coincide con il coefficiente angolare della parte finale della curva. La curva di creep statico rappresenta quindi la dipendenza del comportamento del conglomerato bituminoso dal tempo; \u00e8 quindi solitamente utilizzata per valutare il tasso di accumulo delle deformazioni permanenti.<\/p>\n Il test di trazione indiretta viene effettuato per determinare i limiti di rottura del conglomerato: resistenza a trazione indiretta (Ts), deformazione ultima (\u03b5f), FE e DCSE. Il test viene effettuato imponendo una velocit\u00e0 di abbassamento traversa pari a 0,084 mm\/s.<\/p>\n La Fracture Energy (FE) viene calcolata come l\u2019area sottesa dalla curva sforzo-deformazioni orizzontali, al punto di innesco della prima macro-frattura, mentre la Dissipated Creep Strain Energy (DCSE) \u00e8 data dalla FE meno il contributo elastico Elastic Energy (EE) facilmente ottenibile dal Modulo Resiliente precedentemente calcolato.<\/p>\n Il modulo resiliente \u00e8 indicatore della rigidezza del materiale. Tutte tre le miscele hanno valori soddisfacenti che superano i 10 GPa. La prova di creep statico \u00e8 indicativa della tendenza del materiale ad accumulare le deformazioni permanenti.<\/p>\n Miscele con elevato valore di creep manifestano elevati tassi di crescita della frattura. L\u2019m-value rappresenta il coefficiente angolare della parte finale della curva di creep: pi\u00f9 \u00e8 alta la tendenza, pi\u00f9 \u00e8 elevato il tasso di deformazione permanente.<\/p>\n Il processo di crescita delle fessure \u00e8 chiaramente funzione dell\u2019accumulo di deformazioni permanenti, quindi le miscele con alti valori di creep compliance e di m-value mostrano tassi pi\u00f9 rapidi di crescita delle fessure. Nella miscela con Rigenerval PBT40 i valori di creep e di m-value sono maggiormente performanti rispetto alle altre due miscele.<\/p>\n Dal test di rottura si sono ricavati i valori di resistenza a trazione indiretta Ts, la relativa deformazione ultima \u03b5f, (individuati al punto di innesco della prima macro-frattura) e i due parametri energetici FE e DCSE. Come si pu\u00f2 osservare in Figura 14, i valori della resistenza a trazione indiretta dei tre materiali sono assolutamente confrontabili.<\/p>\n Questo risultato non \u00e8 per\u00f2 un parametro indicativo della risposta prestazionale del conglomerato<\/a> bituminoso, poich\u00e9 poco sensibile al contributo visco-elastico apportato dal legante. La resistenza a trazione indiretta diventa significativa se associata alla deformazione ultima al momento di innesco della frattura.<\/p>\n I valori riscontrati evidenziano un tenore di deformazione superiore nella miscela con Rigenerval PBT40 rispetto a quella vergine di riferimento e decisamente superiore rispetto a quella con bitume Hard e rigenerante.<\/p>\n Questa caratteristica della miscela con Rigenerval PBT40 si riflette sul raggiungimento delle soglie energetiche significativamente maggiori rispetto a quelle delle altre miscele.<\/p>\n![\"Caratteristiche](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/2-caratteristiche-del-rigenerval-pbt.jpg\" "\\"2.")
![\"Compattazione](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/3-compattazione-in-laboratorio.jpg\" "\\"3.")
\n
![\"Curve](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/4-curve-granulometriche-dei-materiali.jpg\" "\\"4.")
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![\"Curva](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/5-curva-di-compattazione-alla-pressa-giratoria.jpg\" "\\"5.")
La prova di resistenza a trazione indiretta secondo la UNI EN 12697-23<\/h4>\n
![\"La](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/6-la-prova-di-trazione-indiretta.jpg\" "\\"6.")
Il modulo di rigidezza a trazione indiretta secondo la UNI EN 12697-26<\/h4>\n
![\"I](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/7-i-risultati-della-prova-its.jpg\" "\\"7.")
Le prove a fatica secondo la UNI EN 12697-24<\/h4>\n
![\"I](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/8-i-risultati-del-cti.jpg\" "\\"8.")
La valutazione prestazionale della risposta a fatica basato sulla meccanica della frattura<\/h4>\n
![\"I](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/9-i-risultati-dei-moduli-di-rigidezza.jpg\" "\\"9.")
Il modulo resiliente<\/h4>\n
![\"La](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/10-la-prova-di-fatica.jpg\" "\\"10.")
La prova di creep statico<\/h4>\n
![\"Prove](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/11-prove-a-fatica-a-20-c.jpg\" "\\"11.")
Il test di rottura<\/h4>\n
![\"Soglie](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/12-soglie-energetiche.jpg\" "\\"12.")
![\"LVDT](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/13-lvdt-per-prove-superpave-idt.jpg\" "\\"13.")
![\"Dati](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/14-dati-fracture-energy.jpg\" "\\"14.")