INDICE DELLE FIGURE ... V INDICE DELLE TABELLE ... VII PREMESSA ...IX
1 LE MISCELE TIEPIDE... 1
1.1 COSA SONO I WAM... 1
1.2 SCOPO E NASCITA DELLE TECNICHE WAM... 2
1.3 LE TECNICHE WAM OGGI ALLO STUDIO... 2
1.4 I VANTAGGI DELLE TECNICHE WAM ... 5
1.5 GLI SVANTAGGI... 8
2 LA SCELTA DEL SASOBIT TRA LE VARIE TECNICHE WAM E SUA CARATTERIZZAZIONE... 10
2.1 LA LETTERATURA A DISPOSIZIONE, BREVE STORIA DEL WAM... 10
2.2 LE CERE PER WAM FUNZIONAMENTO E REPERIBILITÀ... 11
2.3 DESCRIZIONE DEL SASOBIT... 14
2.4 IL SASOBIT SUL CAMPO... 17
2.5 CONCLUSIONE... 20
3 DESCRIZIONE DELLE PROVE DI LABORATORIO ... 22
3.1 LA COSTIPAZIONE MARSHALL E QUELLA GIRATORIA... 22
3.2 IL GLPA E LE ACQUISIZIONI DEL TAGLIO... 29
3.3 GLI INDICI DI COMPATTAZIONE CFI E CDI ... 32
3.4 LA PROVA DI TRAZIONE INDIRETTA... 34
3.5 LA PROVA MARSHALL... 35
4 LE SCELTE DELLA SPERIMENTAZIONE ... 36
4.1 CONSIDERAZIONI DI CARATTERE GENERALE... 36
4.2 LA RISPONDENZA AI CAPITOLATI ED IL SISTEMA NORMATIVO USATO... 37
4.3 LE SCELTE DI LABORATORIO... 37
5 CARATTERIZZAZIONE DEL CONGLOMERATO BITUMINOSO PER STRATI DI COLLEGAMENTO ... 43
5.1 METODOLOGIA DI PROGETTAZIONE DELLE MISCELE... 43
5.2 CARATTERISTICHE DEGLI INERTI E CURVA GRANULOMETRICA... 46
5.3 CARATTERISTICHE DEL LEGANTE... 48
5.4 CARATTERISTICHE DEL CONGLOMERATO... 48
6 LA MODIFICA CON SASOBIT ... 51
6.1 CONSIDERAZIONI GENERALI... 51
6.2 CALCOLO DELLE PERCENTUALI REALI DEI CAMPIONI DSC ... 51
6.3 IL BINOMIO SASOBIT BITUME... 51
6.4 IL QUANTITATIVO DI MODIFICANTE... 55
6.5 CONCLUSIONI... 55
6.6 LO SHORT AGING TERMS... 56
7 LA METODICA DI PRODUZIONE DEI CAMPIONI ... 57
7.1 LA TEMPERATURA... 57
7.2 I QUANTITATIVI DI MISCELAZIONE PER I TEST MECCANICI... 60
7.3 LE CURVE DI COMPATTAZIONE E TAGLIO... 61
7.4 I TEMPI DI MISCELAZIONE... 62
7.5 LA PROVA DI TRAZIONE INDIRETTA... 62
8 LE INDAGINI DI LABORATORIO ... 63
8.1 ORIGINE DELLA SPERIMENTAZIONE E SUA EVOLUZIONE... 63
8.2 CONSIDERAZIONI GENERALI... 63
8.3 IL PROGRAMMA DEI TEST... 64
8.4 MISCELA P... 65
8.5 MISCELA S... 70
8.6 MISCELA I ... 75
9 IL CONFRONTO TRA I DATI DELLE 3 MISCELE... 80
9.1 CONSIDERAZIONI GENERALI... 80
9.2 LE CURVE DI COMPATTAZIONE... 80
9.3 ANALISI DEI PARAMETRI DI TAGLIO... 86
9.4 CORRELAZIONE TRA I PARAMETRI DI COMPATTAZIONE E LORO ANDAMENTO... 91
9.5 CONCLUSIONI SULLA COMPATTAZIONE... 94
9.6 LA PROVA DI TRAZIONE INDIRETTA... 95
9.7 LA PROVA MARSHALL... 99
9.8 CONCLUSIONE SULLE PROVE PRESTAZIONALI MECCANICHE... 102
10 CONCLUSIONI GENERALI ... 104
10.1 VALUTAZIONE FINALE... 104
10.2 INDAGINI FUTURE... 104
10.3 POSSIBILI PROSSIME APPLICAZIONI DEL SASOBIT... 105
10.4 POSSIBILI INTERAZIONI CON LE ALTRE TECNICHE WAM... 105
BIBLIOGRAFIA ... 106
Indice delle figure
Figura 1-1 Le temperature di miscelazione hma. wma, cm ...1Figura 1-2 Stuttura zeolite...3
Figura 1-3 Cristalli di zeolite ...3
Figura 1-4 Il Sasobit...4
Figura 1-5 Riduzione consumi energia Figura 1-6 Riduzione consumo di gas ...5
Figura 1-7 Differenza emissioni fumi in centrale ...6
Figura 1-8 Emissione fumi hma in cantiere...6
Figura 1-9 Emissione fumi wma in cantiere ...7
Figura 1-10 Emissione sostanze cancerogene...8
Figura 2-1 Il Genicel...11
Figura 2-2 Viscosità-temperatura bitume normale ...12
Figura 2-3 Viscosità-temperatura bitume con paraffina a catena lunga ...12
Figura 2-4 Grafico viscosità temperatura con paraffina corte e lunghe...13
Figura 2-5 Grafico viscosità-temperatura a varie percentuali di paraffina a catena lunga ...13
Figura 2-6 Tipica struttura chimica di una molecola di Sasobit ...14
Figura 2-7 Le tipologie di molecole presenti nel Sssobit ed in una normale paraffina ...15
Figura 2-8 La acquisizione DSC su Sasobit puro ...16
Figura 2-9 Stesa all’ aeroporto di Francoforte ...19
Figura 2-10 La pista in funzione la mattina ...19
Figura 3-1 L'zione tagliante del rullo...23
Figura 3-2 Movimento tagliante nella pressa giratoria ...24
Figura 3-4 Le forze nella pressa giratoria ...24
Figura 3-5 Deformazioni indotte dal traffico nelle sovrastrutture stradali ...25
Figura 3-6 Il rullo usato nella sperimentazione CIRS di Torino...26
Figura 3-7 Marcatura dei provini...27
Figura 3-8 Il provino all’atto dell’ estrazione dalla fustella...27
Figura 3-9 La pressa giratoria presente all’università di Pisa...27
Figura 3-10 Aspetto di un provino giratorio privato della zona esterna di disturbo...28
Figura 3-11 Il GLPA...29
Figura 3-12 La eccentricità della risultante verticale nella giratoria ...30
Figura 3-13 Sistema di riferimento per il calcolo dell'eccentricità con il GLPA...30
Figura 3-14 Relazione forze esterne deformazioni provino...31
Figura 3-15 Rappresentazione grafica CDI e CFI ...33
Figura 3-16 Schema prova di trzione indiretta...34
Figura 3-17 Schema prova Mrshall...35
Figura 4-1 Andamento dei vuoti in un provino SGC...39
Figura 4-2 Fotografia di una sezione di campione SGC...40
Figura 4-3 Diefferenze delle percentuali di vuoti tra cuore ed provino intero SGC...41
Figura 4-4 Provino SGC privato dell’anello più esterno per Simple Performance ...41
Figura 4-5 Provino SGC privato dell’anello più esterno per Simple Performance Test, e macchinario relativo per il taglio...42
Figura 4-6 Particolare di fig 4-5...42
Figura 5-1 Progetto della miscela, le curve granulometriche rapp. grafica ...43
Figura 5-2 La curva granulometrica della miscela P e rapp. grafica Power curve ...44
Figura 5-3 I fusi Autostrade e SHRP ...46
Figura 6-1 I picchi di fusione e solidificazione al variare della percentuale di Sasobit rispetto al bitume...52
Figura 6-2 Le linee di tendenza dei picchi al variare della percentuale di Sasobit rispetto al bitume ...52
Figura 6-3 Variazione entalpia al variare della percentuale di Sasobit...53
Figura 6-4 Linea di tendenza della variazione entalpia al variare della percentuale di Sasobit ...54
Figura 6-5 Ingrandimento bitume 50-70 con 4% Sasobit...54
Figura 7-1 Controllo della temperatura di invecchimento ...58
Figura 7-2 Taratura dei termometri a mercurio ...58
Figura 7-3 Il riscaldamento del bitume del Ssobit ...59
Figura 7-4 Gli strumenti di controllo della temperatura ...60
Figura 7-5 Quartatura della miscela per le curve di addensamento...61
Figura 8-1 Curva granulometrica miscela P ...65
Figura 8-2 Curve di compattazione giratoria miscela P...66
Figura 8-3 Shear ratio miscela P...67
Figura 8-4 Energie di compattazione miscela P...68
Figura 8-5 Curva granulometrica miscela S ...71
Figura 8-6 Curve di compattazione giratoria miscela S...72
Figura 8-7...73
Figura 8-8 Provini wma ed hma...73
Figura 8-9 La curva granulometrica della miscela I ...76
Figura 8-10 Curve di compattazione miscela I ...77
Figura 8-11 Shear Ratio miscela I...78
Figura 8-12 Energie di compatazione miscela I...78
Figura 9-1 Curve di compattazione giratoria miscela P...81
Figura 9-2 Curve di compattazione giratoria miscela S...82
Figura 9-3 Curve di compattazione giratoria miscela I...83
Figura 9-4 Shear ratio miscela P...86
Figura 9-5 Shear ratio miscela I...87
Figura 9-6 Numero di giri a cui i provini P presentano i massimi di SR...87
Figura 9-7 Shear Ratio della miscela P in funzione dei vuoti...88
Figura 9-8 Shear Ratio della miscela I in funzione dei vuoti...88
Figura 9-9 Le energie di compattazione della miscela P in funzione dei vuoti ...89
Figura 9-10 Le energie di compattazione della miscela I in funzione dei vuoti...90
Figura 9-11 Andamento delle energie di compattazione CFI 92%Gmm al variare della temperatura ...91
Figura 9-12 Andamento delle energie di compattazione CFI 96%Gmm al variare della temperatura ...92
Figura 9-13 Correlzione tra l'idice CDI e l'energia CFI...92
Figura 9-14 Andamenti dell' indice CDI 92%Gmm al variare della tempertura ...93
Figura 9-15 Andamenti dell' indice CDI 96%Gmm al variare della tempertura ...93
Indice delle tabelle
Tabella 2-1 Realizzazioni con Sasobit in Germania ...18Tabella 2-2 Realizzazioni internazionali con Sasobit ...18
Tabella 5-1 Progetto della miscela, le curve granulometriche rapp. numerica...44
Tabella 5-2 Rapp. numerica power curve ...45
Tabella 5-3 Rapp. numerica fuso Autostrde e BInder Pisa...46
Tabella 5-4 I punti di controllo SHRP ...46
Tabella 5-5 I passanti per vi umida richiesti da Autostrade...47
Tabella 5-6 I passanti per via umida del binder Pisa ...47
Tabella 5-7 Confronto tra specifiche Autostrade e Binder Pisa di:L.S.;C.F.; Percentuale di frantumato ...47
Tabella 5-8 Confronto tra specifiche Autostrade e Binder Pisa di : Penetrazione; Palla e Anello; Frass ...48
Tabella 5-9 Le caratteristiche Giratorie della miscela ...48
Tabella 5-10 Confronto con i requisiti giratori richiesti ...49
Tabella 5-11 Confronto con i requisiti giratori richiesti da SHRP ...49
Tabella 5-12 Confronto con le specifiche Autostrade da prova diametrale e Marshall...50
Tabella 5-13 Confronto con le specifiche Anas da prova diametrale e Marshall ...50
Tabella 5-14 Confronto con le specifiche Min. Lavori Pubblici prova diametrale e Marshall ...50
Tabella 6-1 Le variazioni dopo additivazione con Sasobit di:Palla Anello; Frass ; Penetrometrica; 55 Tabella 7-1 Schema delle temperature di produzione...61
Tabella 8-1 Schema delle temperature di produzione...64
Tabella 8-2 Confronto caratteristiche del bitume senza e...65
Tabella 8-3 Brasiliane a 25°C miscela P...68
Tabella 8-4 Brasiliane a 45°C miscela P...68
Tabella 8-5 Le prove Marshall...69
Tabella 8-6 I vuoti Marshall...69
Tabella 8-7 Confronto caratteristiche del bitume senza e...71
Tabella 8-8 Brasiliana a 25°C miscela P...75
Tabella 8-9 Brasiliana a 45°C miscela S...75
Tabella 8-10 Brasiliana a 25°C miscela I ...79
Tabella 9-1 %Vvini, %Vvdes, e %Vvmax delle miscele: I, S, P...84
Tabella 9-2 I rapporti tra le %Gmm delle miscele e 96Dg e 92Dg ...84
Tabella 9-3 CDI 92%Gmm delle 3 miscele ...84
Tabella 9-4 CDI 96%Gmm delle 3 miscele ...85
Tabella 9-5 Rapporti tra i CDI 92%Gmm...85
Tabella 9-6 Rapporti tra i CDI 96% Gmm...85
Tabella 9-7 CFI 92%Gmm...90
Tabella 9-8 CFI 96%Gmm...90
Tabella 9-9 Rapporto tra i CFI 92%Gmm ...91
Tabella 9-10 Rapporto tra i CFI 96%Gmm ...91
Tabella 9-11 Brasiliana a 25°C miscela P...96
Tabella 9-12 Brasiliana a 25°C miscela I ...96
Tabella 9-13 Variazioni percentuali miscela P ...96
Tabella 9-14 Variazioni percentuali miscela I ...96
Tabella 9-15 Brasiliana a 45°C miscela P...97
Tabella 9-16 Brasiliana a 45°C miscela I ...97
Tabella 9-17 Gli incrementi percentuali a 45°C per la prova Brasilina miscela P ...97
Tabella 9-18 Gli incrementi percentuali a 45°C per la prova Brasilina m iscela I ...97
Tabella 9-19 Brasiliana a 25°C miscela S...98
Tabella 9-20 Brasiliana a 45°C miscela S...98
Tabella 9-21 Gli incrementi percentuali a 25°C per la prova Brasilina miscela S ...98
Tabella 9-22 Gli incrementi percentuali a 45°C per la prova Brasilina miscela S ...98
Tabella 9-23 Marshall miscela P...99
Tabella 9-24 Variazioni percentuali della prova Marshall con e senza Sasobit ...99
Tabella 9-25 Prova Marshall a secco ...100
Tabella 9-26 Prova Marshall standard ...100
Tabella 9-27 Marshall miscela S...101
Tabella 9-28 Variazioni percentuali della prova Marshall con e senza Ssobit ...101
Tabella 9-29 Sensibilità all’acqua Marshall...101
Tabella 9-30 Marshall standard...101
Tabella 9-31 Decremento percentuale per sensibilità all’acqua ...102
Premessa
Lo scopo di questo studio è quello di un primo contatto con i wam ed in particolare con il Sasobit. Le finalità nello specifico sono quelle di valutare tramite indagini di laboratorio se questo campo di ricerca abbia a suscitare futuri interessi tecnico- scientifici ed industriali.
Verranno quindi analizzate tre miscele prodotte sia con temperature classiche hma (mix a 170°C e compattazione a 140°C) additivate e non con Sasobit, che prodotte a temperature wam (mix a 150°C e compattazione a 120-100°C) additivate e non con Sasobit.
Si valuterà la capacità del Sasobit di far riprodurre ai conglomerati prodotti con temperature wam le prestazioni di quelli prodotti a temperature hma.
Le tre miscele hanno caratteristiche che le fanno soddisfare i principali capitolati italiani (Autostrade, Anas, Min. Lavori Pubblici) ed uno dei principali stranieri SHRP.
Le indagini riguarderanno sia la compattazione che le prestazioni meccaniche.
I test verranno eseguiti su 3 miscele progettate con metodo volumetrico.
Sul bitume con varie delle percentuali di Sasobit e senza:
-scansione calorimetria differenziale;
-palla anello;
-frass;
-penetrazione.
Sul bitume con varie delle percentuali di Sasobit e senza:
-scansione calorimetria differenziale;
-palla anello;
-frass;
-penetrazione.
Per la compattazione sono state eseguite le seguenti prove ed analisi:
-vuoti Marshall;
-compattazione giratoria;
-acquisizioni del Shear Stress tramite GLPA;
-analisi degli indici di compattazione CDI e CFI.
Per le prestazioni meccaniche:
-prova Marshall;
-sensibilità all’acqua Marshall;
-trazione indiretta su provini giratori (brasiliana) a 25°C;
-trazione indiretta su provini giratori (brasiliana) a 45°C.
Per informazioni Ing. Salvatore Buscemi : ingsalvatorebuscemi@gmail.com
salvatorebuscemi@virgilio.it
