Compattazione con pressa a taglio giratoria

stata utilizzata la metodologia di compattazione denominata “pressa giratoria” (

La compattazione giratoria cerca di ri

dai rulli dei trattori stradali, adoperati in cantiere in fase di stesa della pavimentazione, che oltre all’azione assiale dovuta al peso, trasferisce allo strato un’azione di taglio parallela

dovuta all’azione di trascinamento; permette quindi di preparare campioni cilindrici aventi caratteristiche di addensamento e di organizzazione interna dei granuli di aggregato molto simili a quelle ottenute in sito. Tale risultato viene

velocità prefissata, e inclinando tale asse di un angolo regolabile, applicando in contemporanea una pressione costante su tutta la superficie (Figura 5.19

assiale della pressa si scompone in due componenti, una ortogonale e una parallela alla superficie di applicazione del carico, che riproducono, verosimilmente, l’azione di compattazione del rullo in cantiere.

p2 rappresenta la massa alla temperatura T, del picnometro riempito di aggregato e di acqua p2 rappresenta la massa di acqua che non è riuscita ad entrare nel picnometro a c della presenza del materiale;

γw rappresenta la massa volumica dell’acqua distillata e disaerata alla temperatura T, (valore

Compattazione con pressa a taglio giratoria

Per la realizzazione dei campioni necessari alla determinazione delle caratteristiche considerate è stata utilizzata la metodologia di compattazione denominata “pressa giratoria” (Figura 5.18

Figura 5.18 - Pressa a taglio giratorio

La compattazione giratoria cerca di riprodurre in laboratorio il processo di costipamento effettuato dai rulli dei trattori stradali, adoperati in cantiere in fase di stesa della pavimentazione, che oltre all’azione assiale dovuta al peso, trasferisce allo strato un’azione di taglio parallela

dovuta all’azione di trascinamento; permette quindi di preparare campioni cilindrici aventi caratteristiche di addensamento e di organizzazione interna dei granuli di aggregato molto simili a quelle ottenute in sito. Tale risultato viene ottenuto facendo ruotare la fustella sul proprio asse a velocità prefissata, e inclinando tale asse di un angolo regolabile, applicando in contemporanea una tutta la superficie (Figura 5.19); proprio grazie a tale angolazione l’azione assiale della pressa si scompone in due componenti, una ortogonale e una parallela alla superficie di applicazione del carico, che riproducono, verosimilmente, l’azione di compattazione del rullo in

127 p2 rappresenta la massa alla temperatura T, del picnometro riempito di aggregato e di acqua p2 rappresenta la massa di acqua che non è riuscita ad entrare nel picnometro a causa γw rappresenta la massa volumica dell’acqua distillata e disaerata alla temperatura T, (valore

e caratteristiche considerate è Figura 5.18).

produrre in laboratorio il processo di costipamento effettuato dai rulli dei trattori stradali, adoperati in cantiere in fase di stesa della pavimentazione, che oltre all’azione assiale dovuta al peso, trasferisce allo strato un’azione di taglio parallela al piano di carico dovuta all’azione di trascinamento; permette quindi di preparare campioni cilindrici aventi caratteristiche di addensamento e di organizzazione interna dei granuli di aggregato molto simili a ottenuto facendo ruotare la fustella sul proprio asse a velocità prefissata, e inclinando tale asse di un angolo regolabile, applicando in contemporanea una ); proprio grazie a tale angolazione l’azione assiale della pressa si scompone in due componenti, una ortogonale e una parallela alla superficie di applicazione del carico, che riproducono, verosimilmente, l’azione di compattazione del rullo in

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Figura 5.19 - Schema operativo pressa giratoria

La macchina oltre che per il semplice confezionamento dei provini cilindrici viene utilizzato anche per altri scopi sfruttando i dati che essa raccoglie in continuo durante la prova (altezza provino e densità geometrica), più precisamente:

• in funzione del numero di giri è possibile rappresentare le varie fasi di addensamento a cui è soggetto in opera il conglomerato, cioè materiale appena posto in opera oppure materiale che per effetto dell’azione cumulata dei veicoli si trova in una situazione limite di massimo addensamento (post-compattazione);

• è possibile analizzare le modalità di raggiungimento del massimo addensamento costruendo curve di compattazione del materiale ricavate dai dati registrati in continuo dallo strumento; • agendo sui parametri della macchina (pressione, inclinazione fustella, velocità di rotazione,

numero di rotazioni) si ha un elevato controllo dell’addensamento.

In Tabella sono riportati i valori dei parametri di compattazione secondo diverse normative tecniche di settore, evidenziando la metodologia seguita.

129 Si è stabilito di far effettuare alla pressa un numero di giri pari a 180 come spesso richiesto nei vari capitolati per il confezionamento di miscele in conglomerato bituminoso per strati di base, e si è deciso di inserire un quantitativo di materiale all’interno della fustella pari a 3 kg in modo tale da ottenere provini con altezze intorno ai 70 mm, altezza compatibile con le varie tipologie di prove effettuate successivamente (Figura 5.20)

Figura 5.20 - Campioni in conglomerato bituminoso schiumato

Durante l’addensamento del materiale viene registrata, a distanza di un numero di cicli tale che in scala logaritmica si possa avere una distribuzione di dati costante, l’altezza del provino e il valore della densità geometrica, calcolata conoscendo la geometria del provino e la massa inserita nella fustella (dato input della macchina deciso precedentemente). È doverosa un’osservazione: in un conglomerato tiepido come quello studiato in questa sede la temperatura di compattazione è fondamentale, in quanto, dato che dopo la miscelazione il conglomerato si trovava a 60-65°C si è ritenuto opportuno rimetterlo in forno al fine di tornare alla temperatura di miscela, ovvero 95°C, prima di procedere alla compattazione.

5.4.1 Lavorabilità e autoaddensamento

La pressa giratoria è dotata di sensori che permettono di registrare in ogni fase della compattazione alcune caratteristiche volumetriche della miscela; in funzione del numero di giri, essa fornisce i valori di altezza e peso del provino, densità, taglio e grado di compattazione.

Attraverso tali risultati sono state ricavate le curve di compattazione, che solitamente si ottengono riportando su un grafico semi-logaritmico il numero di giri in ascissa e la percentuale di massima densità raggiunta in ordinata (grado di compattazione). Il grado di compattazione calcolato ad ogni giro del processo di compattazione in base al peso e all’altezza del campione e denominata densità “non corretta” (Cux).

130 La densità “non corretta” ad un determinato numero di giri “x” è calcolata come percentuale della massima massa volumica teorica del conglomerato mediante la seguente equazione:

F2_BC<100 _G#0 02

Dove:

G02 = volume del provino a “x” giri;

#0= massa inserita nella fustella (g); TMD = massima massa volumica (g/cm^3);

successivamente il valore di addensamento Cx con il quale si costruiscono le curve di

addensamento viene calcolato per mezzo di un coefficiente correttivo che considera gli effetti di bordo, ottenendo così un valore il più possibile vicino a quello reale; possono essere calcolati, tramite un grafico riferito a due assi cartesiani, dove sulle ascisse è riportato il logaritmo del numero di giri, e sulle ordinate il grado di compattazione (Cx), i valori di C1 e k, ovvero auto-addensamento e

lavorabilità.

Al primo giro della pressa giratoria viene registrato dalla macchina il primo valore di Cux che,

opportunamente corretto tramite il coefficiente descritto in precedenza, esprime il grado di auto addensamento C1 che il materiale raggiunge nel corso della sola posa, rappresenta infatti il

valore dell’addensamento a seguito del semplice passaggio della finitrice durante la stesa della miscela presa in esame. La relazione analitica che lega i parametri di compattazione e la seguente.

%  D HI°

Con N° pari al numero di giri compiuti dalla giratoria. Dall’analisi di una rappresentazione grafica di una curva di addensamento qualsiasi si osserva che la lavorabilità coincide con la pendenza della linea, mentre l’auto-addensamento coincide con l’intercetta della linea con l’asse delle ordinate.