Le indagini sui materiali esistenti: risultati delle prove di laboratorio

Le indagini necessarie per la determinazione della miglior soluzione possibile d’intervento, sono state condotte relativamente al terreno di rilevato, allo strato di fondazione esistente, e allo strato “legato”, composto da base, binder, usura.

Rilevato

L’analisi sui 3 campioni di rilevato prelevati in 3 diversi punti della pavimentazione ammalorata, e più precisamente nella Sez 89 sinistra Km 2+100 Sud, Sez 206 Nord Km 4+600, e Sez 175 Sud Km 3+600 sinistra, hanno permesso mediante le prove di analisi granulometrica di una terra (CNR B.U. n.23:1971) e di determinazione dei limiti di Atterberg di una terra (CNR UNI 10014:1964), di “classificare” il terreno analizzato (CNR UNI 10006:2002).

La percentuale di materiale passante al setaccio 0,075 UNI è minore del 35% sul totale, caratteristico delle terre ghiaio-sabbiose; inoltre la frazione passante al setaccio 2 UNI è mediamente del 30%, mentre quella relativa al setaccio 0,4 UNI e al setaccio 0,075 UNI si aggira rispettivamente attorno al 20% e al 14%; considerando poi che il limite liquido WL assume, sempre in termini “medi”, il valore 34-35, il limite plastico WP il valore 31-

32, da cui l’indice di plasticità IP il valore 3, possiamo classificare il materiale oggetto

d’indagine come appartenente alla classe granulometrica di tipo A1-a (CNR UNI 10006:2002).

Fondazione

Per lo strato di fondazione della sovrastruttura esistente, invece, i risultati delle indagini condotte su 4 campioni di materiale, prelevati nella Sez 44 Nord Km 1+0,50 destra, Sez 89 Sinistra Km 2+100 Sud, Sez 206 Nord Km 4+600 destra e Sez 175 Sud Km 3+600, hanno permesso di identificare uno strato di qualità inferiore rispetto al materiale precedentemente analizzato.

Fig. 11.4 - 11.5 - 11.6: Immagini del materiale di fondazione prelevato nel 2008

Anche in questo caso, come per il rilevato, sono state condotte le prove di analisi granulometrica, determinazione dei limiti di Atterberg e classificazione del terreno oggetto di studio.

La percentuale di materiale passante al setaccio 0,075 UNI è ancora una volta minore del 35%, mentre le frazioni passanti ai setacci 2 UNI, 0,4 UNI e 0,075 UNI sono del 29- 31%, del 22-24% e del 12-13%; tuttavia il limite liquido WL in tre campioni su quattro

assume mediamente il valore 28-29, il limite plastico WP il valore 21, da cui l’indice di

plasticità IP 7-8, che esclude l’appartenenza del materiale analizzato alle classi

granulometriche A1 e A3 (per le quali l’indice di plasticità deve essere minore di 6), identificandosi invece con la tipologia A2-4, per la quale l’IP deve essere minore di 10 e

il WL minore-uguale di 40.

Un campione su 4 tuttavia presenta un WL di 18, un limite plastico WP di 16, con

conseguente indice di plasticità IP di 2; la sua classificazione sarà pertanto di tipo A1-a.

strato di fondazione, che in accordo con altri test effettuati in seguito sugli stessi campioni, confermeranno le caratteristiche più, o meno buone del materiale analizzato, giustificando anche la “localizzazione” in certi punti della sovrastruttura degli ammaloramenti rilevati.

Su questi stessi campioni (appartenenti alla fondazione) sono state condotte altre prove, per la misura dell’equivalente in sabbia (CNR B.U n.27:1972), per la determinazione della perdita in peso per abrasione L.A. (CNR B.U. 34:1973), dell’umidità ottimale di costipamento e della densità secca (prova Proctor, CNR B.U. n.69:1978, con procedimento AASHTO modificato), ma soprattutto per la determinazione dell’indice di portanza C.B.R. dopo 4 giorni di imbibizione in acqua (CNR UNI n.10009:1964).

Valutando come nei casi precedenti la media dei risultati ottenuti, avremo un valore di equivalente in sabbia indicativa del 28%, una perdita in peso L.A. del 13%, un’umidità ottimale di costipamento dell’11,8% con densità secca massima di 2,234 g/cm3_{; in}

particolare il valore della portanza nel caso del campione di classe A1 è del 56%, il valore medio della portanza sui 4 campioni è del 49,5%, mentre la media sui soli 3 campioni di classe A2-4 è del 47% circa.Generalmente sono accettati valori di portanza non minori di 50.

Conglomerato bituminoso di usura, di collegamento (binder) e di base

La parte superiore della sovrastruttura stradale esistente è costituita da un doppio strato di conglomerato bituminoso prodotto e steso a caldo (in modo tradizionale), di cui a sua volta la parte inferiore è costituita da uno strato di collegamento (binder), mentre la parte superiore è costituita da uno strato di usura.

Sono stati prelevati dalla vecchia pavimentazione 4 campioni di conglomerato bituminoso tipo Base-Binder-Usura, sottoforma di carote, nelle Sez 44 Nord Km 1+0,50, Sez 89 sinistra Km 2+100 Sud, Sez 206 Nord Km 4+600 e Sez 175 Sud Km 3+600.

Viene inizialmente svolta una prova per la “Determinazione del peso di volume della miscela di aggregati lapidei e bitume o catrame” (CNR B.U. n.40:1973) di ogni singolo strato (Base, Binder, Usura), condotta su campioni di conglomerato bituminoso tipo Base+Binder+Usura sottoforma di carota.

Successivamente si effettua un’analisi granulometrica su campioni di conglomerato bituminoso rispettivamente di tipo base, di tipo binder e di tipo usura, ciascuno dei quali è stato ottenuto dal mix dei 4 strati di base, dei 4 strati di binder e dei 4 strati di usura, ottenuti dalle carote precedentemente analizzate, per stabilire se la miscela scarificata

abbia una composizione granulometrica appartenente al fuso di progetto, o debba eventualmente essere reintegrata con aggregati nuovi; vengono poi svolte le prove per la “Determinazione del contenuto di legante di miscele di bitume ed aggregati lapidei” (CNR B.U. n.38:1973) e per la valutazione della “Massa volumica apparente dei granuli” (CNR B.U. n.63:1978).

Dall’unione dei precedenti risultati e assumendo un valore predefinito per il peso specifico del bitume, è possibile individuare la percentuale dei vuoti presenti nelle carote, e quindi nei vari strati del conglomerato posto in opera, delle miscele analizzate (CNR B.U. n.39:1973), mediante la seguente formula:

intendendo con:

γ = il peso di volume della miscela;

bc = la percentuale di legante riferita al peso della miscela;

γb = il peso specifico del legante (valore assumibile 1,02 - 1,04 g/cm3);

γa = il peso specifico dei granuli dell’aggregato.

Mediamente la percentuale dei vuoti è all’incirca dell’8,3% per lo strato di base, del 7,5% per lo strato di binder e del 6,8% per lo strato di usura.

Dai risultati delle prove condotte potremmo concludere che nel complesso gli strati legati hanno ancora delle buone caratteristiche, e ciò permette di valutarne il possibile riutilizzo tramite un intervento di riciclaggio.