DICEA Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura Università Politecnica delle Marche Facoltà di Ingegneria

(1)

DICEA Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura Università Politecnica delle Marche – Facoltà di Ingegneria Ancona 1 Marzo 2013

Ancona, 1 Marzo 2013

Prestazioni

Prestazioni Anti Anti--Reflective Reflective Cracking di Geosintetici Cracking di Geosintetici

Prof.

Prof. Ing Ing. Francesco Canestrari . Francesco Canestrari –– Dr. Dr. Ing Ing. . Emiliano Emiliano Pasquini Pasquini

(2)

Rinforzo di Pavimentazioni Flessibili

Geotessili

(tessuti, nontessuti, …)

Geogriglie

(fibra di vetro, polipropilene, …)

Geomembrane Geocompositi

(3)

Reflective Cracking g

Thermal Loading Thermal Loading

(4)

Reflective Cracking g

(5)

Geomembrane nelle Pavimentazioni Stradali

“Rilassamento” degli sforzi (SAMI)

Effetto impermeabilizzante

(6)

Realizzazione Tronco Pilota

Autostrada A14 N

A li t ll t i A t t d A14

Ampliamento alla terza corsia Autostrada A14

(7)

Realizzazione Tronco Pilota

Autostrada A14

280 m

20 m 40 m

Superficie Fresata Superficie Fresata Superficie Fresata Superficie Fresata

Giunto Longitudinale di Costruzione Giunto Longitudinale di Costruzione

BOLOGNA

Superficie Nuova Superficie Nuova

BOLOGNA

INDEX [APP 5 mm]

INDEX [APP 12 5 mm]

INDEX

[SBS 5 mm] X mm] rzata sito A sito B [APP 5 mm] [APP 12.5 mm] [SBS 5 mm]

INDEX [SBS 12.5 Non rinfor eocompos eocompos

Mano d’attacco: primer elastomerico

[ Ge Ge

(8)

Realizzazione Tronco Pilota

Barriera New Jersey

Autostrada A14

NUOVA

PAVIMENTAZIONE

Strato di Base

(9)

Realizzazione Tronco Pilota

50

Autostrada A14 – km 122 direzione Nord

50 cm

NUOVA

PAVIMENTAZIONE

PAVIMENTAZIONE ESISTENTE

Strato di Base

ESISTENTE

Giunto Longitudinale di Costruzione

(10)

Realizzazione Tronco Pilota

Autostrada A14

50 cm 50 cm

o va o va c ie Nu o c ie Nu o

Superficie Nuova

Superficie Nuova u perfi c u perfi c

p

p S u S u

(11)

Realizzazione Tronco Pilota

Primer

Superficie 100

Autostrada A14

Primer Bituminoso Superficie

Fresata 100 cm

[sezioni INDEX]

PAVIMENTAZIONE ESISTENTE

Strato di Base

ESISTENTE

Giunto Longitudinale di Costruzione

(12)

Realizzazione Tronco Pilota

100 Autostrada A14

100 cm Geocomposito

Strato di Base

(13)

Realizzazione Tronco Pilota

Autostrada A14

(14)

Realizzazione Tronco Pilota

Autostrada A14

NUOVA

PAVIMENTAZIONE

Strato di Collegamento (Binder) Strato di Base

(15)

Realizzazione Tronco Pilota

Nuovo strato di binder

Autostrada A14

Geocomposito

(16)

Realizzazione Tronco Pilota

Prelievo Carote Autostrada A14

Prelievo Carote

(17)

Realizzazione Tronco Pilota

Autostrada A14

(18)

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Geocompositi/1

4 geocompositi di rinforzo INDEX:

¾

2 tipologie di compound

(APP, SBS)

;

¾

2 griglie in fibra di vetro

(5 0 × 5 0 mm² 12 5 × 12 5 mm²)

¾

2 griglie in fibra di vetro

(5.0 × 5.0 mm , 12.5 × 12.5 mm ).

APP5.0 SBS5.0

Resistenza a trazione L/T: 40 kN/m

(19)

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Geocompositi/2

2 geocompositi di riferimento:

¾

compound plastomerico (?);

¾

rinforzo con tessuto in fibra di vetro

¾

rinforzo con tessuto in fibra di vetro.

Geocomposito A GA

Geocomposito A GB

GA GB

Resistenza a trazione L/T: 40 kN/m Resistenza a trazione L/T: 40/24 kN/m

(20)

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Preparazione campioni

Roller Compactor (UNI EN 12697-33)

(21)

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Resistenza a taglio

Prova ASTRA Norma UNI/TS 11214

Semiscatola superiore

Prova ASTRA – Norma UNI/TS 11214

Braccio rigido snodato

Camera Climatica

Spostamento Verticale

h

h (LVDT)

Carico Verticale

Fustella con cavità cilindrica Lamine circolari

St t S i

Carico Verticale

PP

Forza Orizzontale (Cella di Carico) Scatola di Taglio Zona non Confinata

Braccio Snodato

Strato superiore provino

Strato inferiore provino Interfaccia

Lamine circolari

Strato Superiore del Provino Strato Inferiore

del Provino

TT

x

x (LVDT) Dispositivo

Mobile

Motore

Lamine circolari Fustella con cavità cilindrica

Spostamento Orizzontale

• Preparazione provini con materiali realmente usati in sito;

• condizioni al contorno:

Semiscatola inferiore

- GEOMETRICHE (carichi e configurazione);

- AMBIENTALI (temperatura -20/+60 °C e U.R.);

• velocità di avanzamento = 2,5 mm/min in condizioni standard

(22)

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Resistenza alla fessurazione di riflessione

42 mm

(23)

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Resistenza alla fessurazione di riflessione

Sistema di applicazione del carico Sistema di applicazione del carico Sistema di applicazione del carico Sistema di applicazione del carico

Appoggi in neoprene Appoggi in neoprene

Webcam

(24)

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Programma di prove

PROVA ASTRA

Configurazione Provini di laboratorio

(T = 20°C) Provini prelevati in sito (T = 20°C, σ = 0.2 MPa)

Superficie nuova Superficie fresata σ = 0.0 MPa σ = 0.2 MPa σ = 0.4 MPa con primer senza primer con primer senza primer

Non rinforzata 3 3 3 3

Non rinforzata 3 3 3 - 3 - -

APP5.0 3 3 3 3 3 3 3

APP12.5 3 3 3 3 3 3 3

SBS5.0 3 3 3 3 3 3 3

SBS12.5 3 3 3 3 3 3 3

Geocomposito A 3 3 3 - 3 - 3

Geocomposito B 3 3 3 - 3 - 3

REFLECTIVE CRACKING TEST

Configurazione Provini di laboratorio

(25)

Elaborazione Risultati

Prova ASTRA

Picco

R id Residuo

peak n

peak

= σ ϕ + c

τ _tan

₀

res res

n

res

= σ ϕ + c

τ tan

(26)

Analisi Risultati

0 60 senza primer

Campioni prelevati in sito – T = 20 °C; σ = 0.2 MPa Prova ASTRA

0.50 0.60

peak [MPa] senza primer

superficie nuova fi i f t

0 30 0.40

τp superficie fresata

0.20 0.30

0.10

(27)

Analisi Risultati

0 60 senza primer

0.50 0.60

peak [MPa] senza primer

superficie nuova

fi i f t campioni rotti durante il carotaggio

0 30 0.40

τp superficie fresata campioni rotti durante il carotaggio

0.20 0.30

?

0.00

0.10

?

APP5.0 APP12.5 SBS5.0 SBS12.5 UN GA GB

Resistenza a taglio ridotta in presenza del rinforzo (sup. nuova)

Resisten a a taglio garantita in presen a di s perficie fresata

Resistenza a taglio garantita in presenza di superficie fresata

(28)

Analisi Risultati

0 60 superficie nuova ^0.60 superficie fresata

0.50 0.60

peak [MPa] superficie nuova

con primer senza primer

0 40 0.50 0 60

τpeak [MPa] superficie fresata

con primer senza primer

0.30

τ 0.40

0.30

τ 0.40

0.10 0.20

0.00 0.00

(29)

Sintesi Risultati Sperimentazione Precedente p

Prova ASTRA

Influenza delle natura del compound

0.40 0.50

ak [MPa] Compound: APP

0.40 0.50

ak [MPa] Compound: SBS

0.20

τpea 0.30

σ σ

= 0.0 MPa

= 0.2 MPa 0.20

τpea 0.30

σ σ

= 0.0 MPa

= 0.2 MPa

0.10 0.10

0.00

- EM EP(1h) EP(3h)

no bonding agent

0.00

- EM EP(1h) EP(3h)

no bonding agent

(30)

Analisi Risultati

1.40

Pa]

Campioni preparati in laboratorio – T = 20 °C Prova ASTRA

τ[M 1.20

UN APP5.0

Resistenza a taglio ridotta in presenza del rinforzo

0.80

1.00 ^APP12.5

SBS5.0 SBS12.5 GA GB

Presenza di coesione residua nelle condizioni di attrito (post-picco)

0.60

GB

(post picco)

Geocomposito A fornisce migliori prestazioni interfaccia

p

(31)

Analisi Risultati

] 1.40

τ[MPa] 1.20

0 80 1.00

APP5.0

0.60

0.80 _SBS5.0

0.40

0.00 0.20

0 00 0 20 0 40 0 60

0.00 0.20 0.40 0.60

σ [MPa]

(32)

Analisi Risultati

] 1.40

τ[MPa] 1.20

0 80 1.00

APP5.0

0.60

0.80 _SBS5.0

Compound SBS garantisce prestazioni mediamente superiori

(33)

Analisi Risultati

(34)

Analisi Risultati

Maglia della rete da 12.5 mm

²

evidenzia un migliore comportamento

(35)

Analisi Risultati

Campioni di laboratorio vs. Provini prelevati in sito – T = 20 °C Prova ASTRA

(36)

Analisi Risultati

Campioni di laboratorio vs. Provini prelevati in sito – T = 20 °C Prova ASTRA

Operazioni in sito (compattazione/carotaggio)

riducono la resistenza a taglio di picco

(37)

Elaborazione Risultati

Prova anti-reflective cracking

8 10

ion (mm)

4 6

Vertical deformat

0 2

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

V

H

_f

30 35

Hf (mm)

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Loading cycles

15 20

H 25

5 0 5 10

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

‐5

Loading cycles

(38)

Analisi Risultati

8 10

ation (mm)

APP5.0 APP12.5 SBS5.0 SBS12.5

Prova anti-reflective cracking Carico = 520 N – T = 30 °C

1000 cicli di carico

4 6

Vertical deforma

UN GA GB

0 2

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

V

UN_1

25 30 35

Hf (mm) ^APP5.0

APP12.5 SBS5.0 SBS12.5

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Loading cycles

25 ^SBS12.5

UN

(39)

Analisi Risultati

Non Rinforzata Geocomposito A Index

^[SBS5.0]

1000 cicli di carico 2000 cicli di carico 12600 cicli di carico

INDEX: prestazioni anti-reflective cracking almeno 5 volte superiori

(40)

Analisi Risultati

12000 14000

a rottura > 12600 > 12600 > 12600 > 12600

9660

8000 10000

umero di cicli

6000

Nu 8000

4000

(41)

Analisi Risultati

12000 14000

a rottura > 12600 > 12600 > 12600 > 12600

9660

8000 10000

umero di cicli

6000

Nu 8000

INDEX: prestazioni anti-reflective cracking almeno 5 volte superiori

840 1365 1995

1050 1470

735 2000

4000

840 735

0

APP5.0 APP12.5 SBS5.0 SBS12.5 UN GA GB

(42)

Analisi Risultati

8 10

tion (mm)

APP5.0_4 APP12.5_4 SBS5.0_4 SBS12.5_5 APP5.0_5 APP12.5_5 SBS5 0 5 SBS12 5 6

4 6

Vertical deformat ^SBS5.0_5 ^SBS12.5_6

0 2

V

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Loading cycles

30 35

(mm)

Hf 25

(43)

Analisi Risultati

11340 12180 12000

14000

cli a rottura > 12600 > 12600

9240 8820

7980 8000

10000

Numero di cic

5040

4000 6000

0 2000

APP5 0 APP12 5 SBS5 0 SBS12 5

APP5.0 APP12.5 SBS5.0 SBS12.5

Compound SBS mostra prestazioni tendenzialmente superiori

Non si evidenziano differenze sensibili fra le diverse armature

(44)

Sintesi Risultati Sperimentazione Precedente

5 APP

p

Prova di flessione su 3 punti

Influenza delle natura del compound

P

3 4 5

N]

APP

SBS _L

1 2 3

Load [kN

0 1

0 3 6 9 12

D fl ti [ ] Deflection [mm]

(45)

DICEA Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura Università Politecnica delle Marche Facoltà di Ingegneria

Prestazioni

Prestazioni Anti Anti--Reflective Reflective Cracking di Geosintetici Cracking di Geosintetici

Prof.

Prof. Ing Ing. Francesco Canestrari . Francesco Canestrari –– Dr. Dr. Ing Ing. . Emiliano Emiliano Pasquini Pasquini

Rinforzo di Pavimentazioni Flessibili

 Geotessili

 Geogriglie

 Geomembrane  Geocompositi

 Geomembrane  Geocompositi

Reflective Cracking g

Reflective Cracking g

Geomembrane nelle Pavimentazioni Stradali

 “Rilassamento” degli sforzi (SAMI)

 Effetto impermeabilizzante

Realizzazione Tronco Pilota

Realizzazione Tronco Pilota

Superficie Fresata Superficie Fresata Superficie Fresata Superficie Fresata

Superficie Nuova Superficie Nuova

Realizzazione Tronco Pilota

Realizzazione Tronco Pilota

PAVIMENTAZIONE ESISTENTE

ESISTENTE

Realizzazione Tronco Pilota

50 cm 50 cm

o va o va c ie Nu o c ie Nu o

Superficie Nuova

Superficie Nuova u perfi c u perfi c

p

p S u S u

Realizzazione Tronco Pilota

PAVIMENTAZIONE ESISTENTE

ESISTENTE

Realizzazione Tronco Pilota

Realizzazione Tronco Pilota

Realizzazione Tronco Pilota

Realizzazione Tronco Pilota

Nuovo strato di binder

Geocomposito

Geocomposito

Realizzazione Tronco Pilota

Realizzazione Tronco Pilota

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

4 geocompositi di rinforzo INDEX:

2 tipologie di compound

;

2 griglie in fibra di vetro

2 griglie in fibra di vetro

Resistenza a trazione L/T: 40 kN/m

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

2 geocompositi di riferimento:

compound plastomerico (?);

rinforzo con tessuto in fibra di vetro

rinforzo con tessuto in fibra di vetro.

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Roller Compactor (UNI EN 12697-33)

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

 Prova ASTRA Norma UNI/TS 11214

 Prova ASTRA – Norma UNI/TS 11214

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Sistema di applicazione del carico Sistema di applicazione del carico Sistema di applicazione del carico Sistema di applicazione del carico

Appoggi in neoprene Appoggi in neoprene

Webcam

Webcam

Programma Sperimentale di Laboratorio g p

Elaborazione Risultati

Picco

R id Residuo

= σ ϕ + c

τ tan

= σ ϕ + c

τ tan

Analisi Risultati

Analisi Risultati

?

?

Resistenza a taglio ridotta in presenza del rinforzo (sup. nuova)

Resisten a a taglio garantita in presen a di s perficie fresata

Resistenza a taglio garantita in presenza di superficie fresata

Geotessili

Geogriglie

Geomembrane Geocompositi

Geomembrane Geocompositi

“Rilassamento” degli sforzi (SAMI)

Effetto impermeabilizzante

Prova ASTRA Norma UNI/TS 11214

Prova ASTRA – Norma UNI/TS 11214

τ _tan