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Il recente sviluppo tecnologico legato all’Ingegneria Stradale, tuttora in avanzamento, ha permesso di ottemperare all’esigenza, sempre più forte, di limitare l’impatto sull’ambiente, non solo in maniera diretta, regolando lo sfruttamento delle risorse naturali e diminuendo i consumi energetici nelle operazioni di produzione e costruzione, ma anche indirettamente innalzando le prestazioni e l’efficienza raggiunte dalle infrastrutture di trasporto.
La causa principale di questa esigenza è sicuramente da ricercare nel crescente volume di traffico, soprattutto in termini di veicoli industriali, che impegna gran parte delle reti viarie e che comporta un conseguente aumento dei livelli di durabilità e di sicurezza richiesti alle opere stradali. Questo forte aumento della domanda nel settore dei trasporti si esplica, oltretutto, all’interno di un quadro socio-economico molto critico a livello globale e nel quale si sopperisce in modo sempre più difficoltoso alla decrescente disponibilità di risorse primarie ed energetiche.
Nel presente studio viene analizzato il comportamento di particolari miscele di conglomerato bituminoso, gli Stone Mastic Asphalt (SMA), il cui campo di applicazione va dalle pavimentazioni di gallerie e viadotti, ai tratti stradali interessati da intensi carichi di traffico fino alle piste aeroportuali. Il principio tecnologico di uno SMA si fonda sulla composizione di una curva granulometrica discontinua e caratterizzata da un’alta percentuale di aggregati grossi (trattenuto a 2 mm), nella quale i vuoti intergranulari vengono riempiti dal “mastice bituminoso” (composto da bitume e dalla frazione fine degli inerti). La particolare configurazione granulometrica di queste miscele, ricche di graniglia e filler, presuppone l’utilizzo di alte percentuali di bitume.
Per evitare fenomeni di drenaggio del legante durante le fasi di miscelazione e
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trasporto è necessario additivare la miscela mediante particolari agenti stabilizzanti, tipicamente fibre sintetiche o di cellulosa.
Queste caratteristiche rendono gli SMA dei conglomerati bituminosi dalla notevole resistenza alle deformazioni permanenti grazie alla funzione portante dello scheletro litico disposto secondo uno schema di mutuo contatto, detto stone-on-stone contact, tra gli inerti di pezzatura più grossa. Grazie all’elevato contenuto di bitume e al basso volume dei vuoti (2-4%), gli SMA presentano anche ottime caratteristiche di durabilità alle azioni da traffico, potendo così incrementare la vita utile della pavimentazione rispetto a soluzioni tradizionali. Infine, il particolare assortimento granulometrico, nonché la necessità di utilizzare aggregati di buona qualità, elevano le caratteristiche di rugosità superficiale di queste miscele, favorendo la riduzione del rumore da rotolamento e l’aderenza, anche in condizioni di strada bagnata.
Tuttavia un simile materiale, impiegato nella maggioranza dei casi come manto di usura, pur rispondendo in modo adeguato alla richiesta di prestazioni elevate, non necessariamente soddisfa le esigenze di risparmio economico e di tutela ambientale che parimenti si pongono nella pratica progettuale.
Per questo motivo è stato studiato il comportamento delle suddette miscele per il confezionamento di strati di collegamento con elevate percentuali di conglomerato bituminoso di riciclo, immesso a caldo nella miscela di inerti vergini.
La presente sperimentazione ha riguardato, in particolare, il confezionamento in laboratorio di miscele SMA Binder con percentuali di fresato pari al 25 ed al 40%, realizzate seguendo due diversi criteri di composizione granulometrica. Le miscele con il 40% di inerti riciclati sono state inoltre prodotte con l’aggiunta di particolari fibre prebitumate, composte da cellulosa e paraffina sintetica F-T, capaci di modificare verso il basso la curva viscosità-temperatura del bitume nell’intervallo delle temperature di lavorazione e renderlo idoneo ad applicazioni WMA (Warm Mix Asphalt). Tale tecnologia consente la lavorazione delle miscele bituminose per usi stradali o aeroportuali a temperature sensibilmente inferiori rispetto a quelle normalmente richieste per un conglomerato di tipo tradizionale.
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Dopo la preliminare fase di composizione granulometrica e di scelta dei parametri volumetrici obiettivo, si è proceduto al confezionamento dei vari campioni effettuando un’analisi della lavorabilità mediante l’interpretazione delle curve di addensamento e di resistenza al taglio, ottenute dall’elaborazione dei dati forniti dalla pressa giratoria e dal dispositivo GLPA (Gyratory Load Plate Assembly): così facendo è stato possibile misurare l’influenza del quantitativo di fresato sulla resistenza all’addensamento esibita dalle varie miscele ed eseguire un confronto con un’analoga miscela di riferimento costituita solo da materiale vergine. Le miscele SMA Binder con 40% di fresato, prodotte con la tecnologia WMA, sono state inoltre compattate a diverse temperature analizzando la diminuzione del grado di addensamento finale al variare delle condizioni termiche.
L’indagine è infine proseguita con la caratterizzazione meccanica delle miscele, valutando il modulo resiliente secondo la procedura riportata nell’Appendice C della Norma UNI EN 12697-26 (configurazione IT-CY), determinando la resistenza a trazione indiretta e stimando la sensibilità all’acqua sottoponendo i campioni al ciclo di condizionamento come previsto dalla Norma AASHTO T283.
