Analisi dei dati acquisiti

Prima di svolgere l’analisi dei dati deflettometrici si è reso necessario valutare i dati GPR. Dall’analisi dei dati è stato possibile individuare due tratte omogenee per spessore, le quali sono state poi considerate all’interno delle analisi. In seguito è stata svolta un’analisi dei pacchetti della sovrastruttura in modo da poterne valutare la coerenza e la continuità.

Figura 7.2.2 – Rappresentazione dei dati GPR

Il pacchetto analizzato è risultato composto da misto granulare e conglomerato bituminoso, pertanto è stato possibile schematizzarlo attraverso un modello a due strati. Lo strato di conglomerato bituminoso è risultato essere piuttosto omogeneo, con valori nell’intorno di 20 cm, il pacchetto di misto granulare ha mostrato una disomogeneità più elevata, soprattutto per ciò che riguarda la regolarità del piano, tuttavia nel complesso il valore di spessore si è attestato sui 50 cm.

La deviazione standard media per le tratte d’analisi dello spessore dello strato in conglomerato bituminoso è risultata pari a 0,0288, mentre per il misto granulare è risultata più elevata pari a 0,0684 .

Nel seguito è stata svolta l’analisi dei dati acquisiti attraverso FWD, il primo passo è stata la valutazione per i bacini di deflessione della congruità dei dati acquisiti. Pertanto è stata svolta un’analisi dei bacini di deflessione valutandone in particolare l’andamento decrescente dell’abbassamento all’allontanarsi dal punto di carico.

Figura 7.2.3 – Analisi dei bacini di deflessione

Sono state quindi svolte per tutte le postazioni considerate nella tratta omogenea le misure di backcalculation. In particolar modo per le procedure di calcolo inverso sono state utilizzate due metodologie, ovvero:

- un software calibrato sulle reti neurali sviluppato dalla North Carolina State University denominato APLCAP

- software commerciali basati sul metodo di Odemark.

Tabella 7.2.2 - Moduli elastici calcolati attraverso le reti neurali

Tali elaborazioni hanno messo in risalto come il valore di modulo elastico per gli strati in conglomerato bituminoso risulti simile sia attraverso modelli meccanicistici che attraverso modelli matematico-statistici. Tuttavia per quanto concerne il calcolo del modulo elastico del misto granulare e dello strato di sottofondo i risultati ottenuti sono discordanti. In particolare le reti neurali tendono a simulare un comportamento più rigido del sottofondo e ciò comporta per quest’ultimo un significativo aumento delle caratteristiche di portanza. L’interpretazione svolta dalle reti neurali in questo caso è da considerarsi erronea in quanto in tutte le elaborazioni ed in tutti i casi d’analisi sono risultati valori del modulo del sottofondo più elevato rispetto ai valori del modulo misto granulare di fondazione. Tale comportamento meccanico, sebbene possa essere possibile, è un comportamento non coerente della sovrastruttura e pertanto è lecito che accada ma raramente.

Si è quindi svolta, per i dati ottenuti attraverso la backcanalysis il confronto dei moduli elastici ottenuti attraverso il metodo di Odemark per gli strati componenti la sovrastruttura. Nel seguito i risultati di modulo per il conglomerato bituminoso sono stati corretti in funzione della temperatura di prova sia de conglomerato che dell’aria.

Figura 7.2.4 – Moduli elastici dello strato in conglomerato bituminoso

Come è possibile osservare dalla Figura 7.2.4 nel periodo d’analisi è evidente il trend di decadimento del modulo elastico per lo strato in conglomerato bituminoso.

Figura 7.2.5 – Moduli elastici dello strato in misto granulare

Per quanto concerne sia il misto granulare che il sottofondo non è possibile evidenziare alcun trend di decadimento. Evidentemente la sovrastruttura stradale è dimensionata in modo tale che lo strato che maggiormente risente del passaggio dei carichi è quello in conglomerato bituminoso. Situazioni analoghe sono tipiche di pavimentazioni con misti granulari con buone caratteristiche meccaniche e con spessori di materiale legato elevati, dove le tensioni che agiscono sugli strati non legati sono fortemente dissipate.

Per tale motivo, a partire dai valori medi di spessore e dalla valutazione dei carichi agenti sulla sovrastruttura (asse standard di 12 tonn) si è proceduto al calcolo del valore di tensione e deformazione alla base del conglomerato bituminoso. Data la conformazione standard di un mezzo pesante si è proceduto al calcolo sia al di sotto di ciascuna ruota che nell’interasse fra due ruote attigue. Il valore maggiore fra quelli computati è stato utilizzato all’interno del modello di decadimento della vita utile per simularne il trend.

CB

MG

SG

Figura 7.2.7 – Punti di analisi delle tensioni

Le deformazioni indotte sono state calcolate per l’intero periodo di analisi, per tutti i punti di misura, ed è stata quindi valutato quale fosse la posizione più vincolante per i tratti d’analisi.

Tabella 7.2.3 – Esempio di deformazioni medie al fondo del cb indotte per la medesima postazione rispettivamente al 2007, 2009, 2011

Utilizzando le relazioni di leggi di fatica più comunemente in uso, come ad esempio quella di Asphalt Institute, è stato possibile fin dal primo anno di analisi rendersi conto in modo macroscopico di quale fosse il numero di cicli che la struttura poteva ancora sostenere.

Figura 7.2.8 – Cicli funzione della deformazione indotta

Dal calcolo dello stato tensionale è stato quindi possibile, applicando le leggi di fatica, valutare il numero di cicli alla quale la sovrastruttura poteva essere soggetta.

Dalla risoluzione dell’equazione di un sistema con le leggi di fatica è stato quindi possibile valutare il numero di passaggi cumulati ai quali lo strato poteva essere ancora soggetto prima di arrivare allo stato di danneggiamento.

1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 1E+09 1E+10 A ss i e qui va le nt i pa ss ant i Anni di analisi

Traffico cumulato Stima 2007 Stima 2009 Stima 2011

Figura 7.2.9 – Vita residua della sovrastruttura

Come è possibile osservare dalla Figura 7.2.9 l’utilizzo della legge di fatica della Asphalt Institute porta ad una sovrastima della vita residua della sovrastruttura, al fine di ottenere una valutazione maggiormente aderente alla realtà si rende necessario svolgere la calibrazione dei coefficienti utilizzati nella legge di fatica.

La superficie viabile delle infrastrutture

All’interno del presente capitolo verranno affrontate le analisi relative alla regolarità ed alla valutazione delle pendenze di una superficie pavimentata. In particolare verrà svolta innanzitutto una ricognizione bibliografica riguardante l’analisi delle caratteristiche superficiali, soffermandosi in particolar modo sulla valutazione delle lunghezze d’onda del profilo e sulla regolarità. Nel seguito verranno analizzati i metodi di misura tradizionali ed innovativi per valutare la regolarità e la pendenza sia delle superfici stradali che di quelle aeroportuali. Infine nell’ultimo paragrafo verrà analizzata la tecnologia del laser scanner 3d e verranno valutate le modalità operative nel campo stradale. Infine saranno analizzate le tecniche sviluppate nello studio per la valutazione della pendenza trasversale.

8.1

Analisi delle caratteristiche superficiali

Nel corso del presente paragrafo verranno analizzati gli aspetti più importanti riguardo la valutazione della regolarità e del profilo trasversale.