Il comportamento e la durabilità di una pavimentazione stradale, sogget- ta all’azione continua e ripetuta del passaggio di veicoli, vengono analizza- ti tramite la prova Cantabro. In particolare, l’azione del pneumatico sul conglomerato bituminoso, specialmente nei punti di massima accelerazio- ne/decelerazione e in curva, porta a grandi stati di tensione tangenziali che tendono a separare gli aggregati lapidei dalla miscela bituminosa stessa e quindi ad usurare la pavimentazione. Tale prova è relativamente recente, empirica e viene generalmente effettuata su conglomerati bituminosi aperti al fine di valutarne la resistenza alla disgregazione e allo sgranamento.
Il test, in accordo con la norma UNI EN 12697-17 [45], consiste in una prova Los Angeles eseguita su provini Marshall e serve per vedere se il mate- riale subisce un’usura e un degrado nel tempo con modalità che sono quelle della prova Los Angeles. Viene eseguita sui conglomerati porosi per il fatto
che su di essi la prova Marshall non risulta significativa. Solitamente si parla di perdita di particelle del provino di conglomerato bituminoso. Lo studio della quantità degli aggregati che si staccano dal provino fornisce importanti informazioni sulle proprietà di affinità tra aggregato e bitume ed è, quindi, un indice di durabilità.
L’apparecchiatura di prova consiste in un cilindro d’acciaio ad asse oriz- zontale, di diametro pari a 71 cm, altezza di 50,80 cm ed avente al suo interno una piastra disposta lungo la generatrice in modo da formare un risalto. Il campione da testare viene introdotto, previa pesatura, dentro il cilindro che viene fatto ruotare con una velocità di 30 giri/minuto per un totale di 300 giri. Il provino a causa del peso proprio si dispone, durante la rotazione, nella parte bassa del cilindro e vi rimane finché non viene raccolto e sollevato dal setto posto all’interno del macchinario, per poi precipitare di nuovo verso il fondo. Al susseguirsi delle rotazioni il provino, a causa degli urti ripe- tuti, inizia a disgregarsi assumendo così una forma caratterizzata da angoli smussati. I provini che, a parità di giri, tendono a perdere più particelle, avranno nettamente una vita utile minore in quanto significa che, a parità di sollecitazioni, avranno un altissimo distacco di aggregati. Alla fine dei 300 giri il provino viene estratto, pulito, in modo da eliminare il materiale fino prodottosi nel corso della prova, e pesato una seconda volta.
La prova fornisce un risultato di massima da tenere in considerazione soprattutto dopo un’approfondita analisi del campione. Difatti il risultato è nettamente influenzato da tre fattori:
- temperatura di prova; - metodo di compattazione; - dimensioni del provino.
La percentuale di perdita in peso è calcolata utilizzando la seguente espressione:
%P L = P1− P2 P1
· 100 (6.12)
dove:
P1 è il peso del provino completamente asciutto, lasciato per almeno 4 ore
alla temperatura di 20℃, prima della prova;
P2 è il peso del provino, privo delle particelle sciolte, dopo la prova.
Se il conglomerato ha una buona coesione si sgretola meno, più basso è l’indice e migliore è il conglomerato.
Capitolo 7
Analisi sperimentale: progetto
delle miscele e risultati
Nel presente capitolo viene descritto il lavoro sperimentale svolto a partire da maggio 2015 presso il Laboratorio di Strade dell’Università di Bologna. Lo scopo della sperimentazione è quello di valutare le prestazioni dei materiali utilizzati per la realizzazione di pavimentazioni stradali drenanti e fonoas- sorbenti. In particolare, l’indagine sperimentale mira alla caratterizzazione prestazionale di due diverse miscele di conglomerato bituminoso utilizzate per la realizzazione di uno strato di usura. Queste presentano lo stesso quan- titativo di aggregato grosso, fine e bitume, ma diverso dosaggio in volume di filler. Al fine di determinare le prestazioni dei due diversi conglomerati vengono analizzati i dati raccolti dalle prove condotte sui provini realizzati in laboratorio.
Al temine di ogni prova, riportati tutti i risultati ottenuti, si può effet- tuare un confronto sulle diverse qualità che caratterizzano i conglomerati bituminosi analizzati e determinare quali siano gli aspetti che influenzino maggiormente la risposta delle miscele stesse.
All’interno del capitolo, prima delle prove, viene descritta la curva gra- nulometrica di riferimento e il modo di procedere per realizzare i provini.
7.1
Curva granulometrica
Per la determinazione della curva granulometrica, si è fatto riferimento alla curva granulometrica impiegata dalla società Pavimental S.p.a. in accordo con la norma UNI EN 933-1 [24]. Tali specifiche rimandano a una miscela di usura drenante strutturale attualmente in esercizio nella tratta Milano- Brescia sulla autostrada A4 Torino-Trieste. Lo studio è riportato nell’Alle- gato D. Inoltre, viene fornita la percentuale di bitume riferito agli aggregati successivamente utilizzata per il confezionamento dei provini in laboratorio. Per il controllo della variabilità granulometrica si fa riferimento ai fusi granulometrici di accettazione indicati nel Capitolato Speciale d’Appalto di Autostrada del Brennero (Tabella 6.4). Si è quindi valutato, in primis, se la curva Pavimental rientrasse all’interno dei sopra citati fusi granulometrici. Come è possibile osservare nella figura sottostante, essa non è interamente compresa nel limite inferiore in tre punti ben distinti, quindi si è dovuto procedere alla correzione della curva stessa.
Figura 7.1: Fuso granulometrico del Brennero e curva granulometrica Pavimental
La correzione della curva consiste nell’andare a ridurre la percentuali di passante per i setacci aventi dimensioni di: 0,063 mm, 0,25 mm e 10 mm. Si è ritenuto in fase di studio che queste modifiche non apportassero cambiamenti significativi alla miscela finale. La curva corretta è riportata in figura 7.2.
Figura 7.2: Curva granulometrica corretta
In tabella 7.1 è riportato il calcolo dei nuovi trattenuti, sempre in riferi- mento alla curva Pavimental modificata.
Tabella 7.1: Calcolo dei trattenuti
Successivamente, attraverso lo studio della curva ottimale, si è riportato lo studio granulometrico alle dimensioni degli aggregati richieste dal Capito- lato Speciale d’Appalto di Autostrada del Brennero. In particolare, il lavoro consta delle seguenti fasi:
- suddivisone della curva granulometrica in diverse parti;
grado);
- calcolo dei nuovi passanti riferiti al fuso granulometrico del Brennero; - calcolo dei nuovi trattenuti.
In tabella 7.2 viene riportato lo studio granulometrico ottenuto, che verrà poi utilizzato per tutto il corso dell’analisi sperimentale.
Tabella 7.2: Fuso granulometrico di riferimento