Controllo di aderenza e tessitura

Il controllo prestazionale ad alto rendimento delle caratteristiche superficiali, in questo caso aderenza e macrotessitura, viene effettuato con l’uso di metodi tradizionali, che valutano il Coefficiente di Aderenza Trasversale, CAT, l’altezza in sabbia, HS, e il Mean Profile Depht, MPD.

Il CAT è un parametro che definisce il valore dell’aderenza di un pneumatico alla pavimentazione stradale nel caso di superficie bagnata, ed è quindi strettamente legato alla sicurezza stradale; le apparecchiature utilizzate per effettuare la misurazione secondo le indicazioni del capitolato ANAS sono lo SCRIM, il SUMMS e l’ERMES, che come abbiamo visto precedentemente (“Il cammino dei controlli ad alto rendimento”) hanno rappresentato un naturale percorso evolutivo nell’analisi delle caratteristiche superficiali delle pavimentazioni. Si è passati difatti dallo SCRIM, che rilevava le sole caratteristiche di aderenza su strada in presenza di acqua, al SUMMS che introduceva anche la possibilità

di valutare la prestazione relativa alla tessitura superficiale, per finire con il più innovativo ed attuale ERMES (SCRIM dell’ANAS, WDM), che riesce a misurare in un solo passaggio aderenza, tessitura e regolarità.

Più nel dettaglio, il CAT, anche conosciuto come Sideway Force Coefficient (SFC), è definito come rapporto tra la forza N agente perpendicolarmente al piano di rotolamento di una ruota che avanza a 60 Km/h con un’angolazione prestabilita di 20°, ed il carico verticale agente sulla ruota stessa; l’apparecchiatura di misurazione (SCRIM) è costituita da un autocarro, ai lati del quale sono collocate due ruote di misura con peso, caratteristiche e pressione di gonfiaggio prestabilite. Un sistema idraulico permette la spruzzatura dell’acqua sulla pavimentazione davanti alla ruota di misura. Nella cabina dell’automezzo è presente un sistema di registrazione dei dati, che comprende anche una stampante ed un registratore, rispettivamente utilizzati per misurazioni su tratti brevi o di elevata lunghezza. Le misurazioni ottenute vanno comunque ricondotte alla temperatura di riferimento di 20°C mediante una semplice formula.

Fig. 10.22: Schema di funzionamento dello SCRIM Fig. 10.23: SCRIM

Nel SUMMS il valore del CAT viene ricavato allo stesso modo, misurando con una cella di pressione la forza agente perpendicolarmente al piano medio di una ruota di misura dotata di pneumatico liscio standard, mentre tale ruota rotola sulla superficie stradale preventivamente bagnata. Il rapporto percentuale tra tale forza e il valore del carico verticale agente sulla ruota stessa, rappresentano il valore del CAT. Relativamente alla macrorugosità, determinata dall’assortimento granulometrico degli aggregati, la misurazione viene effettuata in velocità con un dispositivo laser montato sullo stesso veicolo; il SUMMS prevede comunque la possibilità di effettuare contemporaneamente entrambe le misurazioni delle caratteristiche superficiali.

Infine l’ERMES della società WDM, riesce in una sola passata, a determinare tutte le caratteristiche superficiali della pavimentazione, grazie alla presenza di attrezzature

supplementari, come la georeferenziazione dei rilievi (gps) e l’acquisizione del filmato video del tracciato stradale; anch’essa monta due ruota di misura per il rilevamento del coefficiente di aderenza trasversale, e due laser accoppiati con due accelerometri per il rilevamento della macrotessitura e regolarità.

L’ANAS fornisce una tabella di valori di accettazione del valore del CAT, per diverse tipologie di materiali della superficie stradale, in relazione a tratte omogenee.

Fig. 10.24: ERMES Fig. 10.25: Particolare della ruota di misura

L’altro parametro analizzato è la tessitura, che viene valutata attraverso l’indice HS, a sua volta legato all’indice MPD.

Ricordiamo brevemente la differenza che intercorre tra micro e macrotessitura. La microtessitura indica la scabrezza superficiale del singolo aggregato utilizzato nello strato superficiale della pavimentazione e dalla quale “sporge”, che dipende direttamente dalla natura mineralogica e petrografica degli aggregati stessi, subendo gli effetti del clima, delle stagioni e del traffico. La microtessitura ha il compito di “penetrare” la gomma del pneumatico per creare elevate pressioni di contatto a favore dell’aderenza e per rompere il film d’acqua che si interpone tra la strada e il pneumatico, creando un contatto asciutto tra le due superfici; chiaramente se la microtessitura sarà maggiore, saranno garantiti buoni livelli di aderenza in caso di superficie bagnata, a discapito però di una maggior usura delle gomme.

La macrotessitura invece indica l’insieme delle asperità intergranulari del manto di usura; questa caratteristica è invece legata alla dimensione e alla forma degli aggregati, nonché alla loro disposizione relativa. Più tecnicamente è intesa come deviazione della superficie della pavimentazione da una superficie piana di riferimento con dimensioni definite, all’interno di un valore compreso tra 0.5 mm e 50 mm della superficie

analizzata.

Chiaramente sia la micro che la macrotessitura contribuiscono alla rugosità totale della pavimentazione, utile ai fini della sicurezza stradale; difatti entrambe contribuiscono al drenaggio dell’acqua nell’area di contatto tra strada e pneumatico, proprio grazie agli spazi intergranulari che formano dei microcanali, che fungono da serbatoio e/o da percorso di allontanamento per l’acqua stessa.

Fig. 10.26: Indicazioni sulla micro e macrotessitura di un inerte

La valutazione della tessitura geometrica HS, intesa come macrotessitura superficiale, viene determinata attraverso una semplice formula nella quale compare il termine MPD, Mean Profile Depth (altezza media di macrotessitura).

L’MPD indica il valor medio della profondità di profilo, calcolata su una distanza di riferimento assegnata, e che viene rilevato mediante un profilometro laser montato su veicolo.

Nell’interpretazione fornita dall’AIPCR, ad esempio, la profondità media del profilo è stata identificata con la media fra i punti del profilo ed una retta tangente alla sommità della particella più sporgente nel campione considerato.

Fig. 10.27: Andamento del Mean Profile Depth Fig. 10.28: Visualizzazione del MPD

Dalla relazione che intercorre tra MPD e HS, è possibile trovare la misura della macrotessitura, sempre in relazione a tronchi omogenei, di cui le Norme ANAS forniscono valori di riferimento.