1.1 Le origini della compattazione giratoria. . . .1

I INDICE DELLE TABELLE. . . .III INDICE DELLE FIGURE. . . IV PREMESSA. . . IX

1. Il compattatore giratorio. . . 1

1.1 Le origini della compattazione giratoria. . . .1

1.2 Lo sviluppo del compattatore giratorio Superpave™ . . . 5

1.3 Il compattatore giratorio AFGC125X. . . .7

1.4 Altri metodi di addensamento in laboratorio. . . .13

1.5 La compattazione impulsiva. . . 15

1.5.1 Procedimento AASHTO Standard………15

1.5.2 Procedimento AASHTO Modificato……….16

1.6 La compattazione vibratoria. . . 19

1.6.1 Procedure di prova di vibrocompattazione………20

1.6.2 La procedura sperimentale della Norma ASTM D 4253-00……….20

1.7 La compattazione giratoria delle terre. . . .24

1.7.1 La procedura di prova proposta dal Corps of Engineers…………...25

1.7.2 Compattazione giratoria e comportamento dei materiali terrosi sotto i carichi di traffico……….………...26

1.8 La misura della resistenza a taglio. . . 30

1.8.1 La teoria del GLPA………...34

1.8.2 La procedura per il calcolo della resistenza a taglio……….38

1.9 L’energia di addensamento giratorio. . . .40

2. Materiali oggetto dell’indagine. . . 44

2.1 Considerazioni generali. . . .44

2.2 Tecnologie di riciclaggio dei rifiuti da C&D . . . 49

2.2.1 Impianti mobili . . . .51

2.2.2 Impianti fissi. . . 51

2.3 Caratteristiche dei materiali presi in esame. . . .55

2.3.1 Analisi granulometrica. . . 56

2.3.2 Materiali componenti. . . 57

II

2.3.3 Indice di forma. . . 63

2.3.4 Indice di appiattimento. . . 70

2.3.5 Classificazione secondo la Norma UNI 10006:2002. . . 73

2.3.6 Equivalente in sabbia. . . 74

2.3.7 Massa volumica apparente dei granuli . . . .76

2.3.8 Coefficiente di imbibizione. . . .79

2.3.9 Massa volumica dell’aggregato addensato con tavola a scosse. . . . 81

2.3.10 Resistenza alla frammentazione Los Angeles. . . .83

3. La sperimentazione sull’addensamento tramite compattatore giratorio. . . .85

3.1 Considerazioni generali. . . .85

3.2 Compattazione impulsiva. . . 85

3.3 Compattazione vibratoria. . . 95

3.4 Compattazione giratoria. . . 104

4. Conclusioni. . . .146

5. Allegati. . . 148

Allegato I - Risultati sperimentali di prove di portanza CBR eseguite su

provini addensati mediante compattatore giratorio per N

=120

con: pressione p=200 kPa, umidità w=variabile

Allegato II - Risultati sperimentali di prove di portanza CBR eseguite su

provini addensati mediante compattatore giratorio fino a

g g

g g

=g g g g

AASHTO Mod., con: pressione p=variabile, umidità

w=w

AASHTO Mod.

Allegato III - Risultati sperimentali di prove di portanza CBR eseguite su

provini addensati mediante compattatore giratorio fino a

g

g

g

g

=%(variabile)g g g g

AASHTO Mod. con: pressione p=600 kPa,

umidità w=w

AASHTO Mod.

Allegato IV - Risultati sperimentali di prove di portanza CBR eseguite su

provini addensati mediante compattatore giratorio per N

=120

con: pressione p=600 kPa, umidità w=variabile

Bibliografia. . . 163

III

INDICE DELLE TABELLE

Tabella 2.1 Componenti tipiche dei rifiuti da C&D. . . 48

Tabella 2.2 Sostanze pericolose reperibili in ambito costruttivo. . . 48

Tabella 2.3 Operazioni unitarie nei processi di recupero e riciclo dei rifiuti da C&D. . . . 53

Tabella 2.4 Valori orientativi per i fattori di impatto delle cave e degli impianti di riciclo inerti. . . 54

Tabella 2.5 Resoconto di prova per la determinazione della curva granulometrica . . . . 57

Tabella 2.6 Composizione del Riciclato. . . 58

Tabella 2.7 Resoconto di prova per la determinazione dell’indice di forma. . . 65

Tabella 2.8 Resoconto di prova per la determinazione dell’indice di appiattimento . . . 72

Tabella 2.9 Resoconto delle prove con tavola a scosse. . . 81

Tabella 3.1 Serie Proctor A. . . 88

Tabella 3.2 Serie Proctor B. . . 88

Tabella 3.3 Serie Proctor A e B. . . 88

Tabella 3.4 Serie Proctor C. . . 90

Tabella 3.5 Resoconto delle prove di compattazione vibratoria . . . 96

Tabella 3.6 Parametri della compattazione giratoria. . . 106

Tabella 3.7 Serie Giratoria A (p=200 kPa, w= var) . . . 107

Tabella 3.8 Serie Giratoria B (p= var, w=w

AASHTO Mod.) . . . 114

Tabella 3.9 Serie Giratoria C (p=600 kPa, w=w

AASHTO Mod.) . . . 119

Tabella 3.10 Serie Giratoria D (p=600 kPa, w=var) . . . 124

IV

INDICE DELLE FIGURE

Figura 1.1. Texas Gyratory Press. . . 3

Figura 1.2. U.S. Corps of Engineers Gyratory Kneading Compactor. . . 3

Figura 1.3 2000, John L. McRae e il GTM. . . 4

Figura 1.4 Illustrazione schematica del Gyratory Testing Machine. . . 4

Figura 1.5 Compattatore giratorio AFGC125X. . . 9

Figura 1.6 Pannello di controllo. . . 10

Figura 1.7 Camera di compattazione. . . 10

Figura 1.8 Estrusore incorporato. . . 11

Figura 1.9 Rimozione del provino di materiale da C&D. . . 11

Figura 1.10 Particolare schematico della camera di compattazione. . . 12

Figura 1.11 Procedimento AASHTO Standard: fustella e pestello. . . 18

Figura 1.12 Apparecchiatura per la prova AASHTO Mod. . . 18

Figura 1.13 Tavolo vibrante: apparato di prova. . . 23

Figura 1.14 Tavolo vibrante: particolare del sovraccarico e relativa guida. . . 23

Figura 1.15 Comportamento deformativo dell’elemento di terreno in posizione B. 26 Figura 1.16 Confronto tra compattazione impulsiva e compattazione giratoria. . . 27

Figura 1.17 Movimento giratorio della fustella durante la compattazione e forze applicate sul provino. . . 29

Figura 1.18 Compattazione giratoria e azione dei rulli in opera. . . 29

Figura 1.19 Gyratory Load Plate Assembly. . . 32

Figura 1.20 Dynamic Angle Validator. . . 33

Figura 1.21 Rapid Angle Measurement . . . 33

Figura 1.22 Illustrazione della relazione tra angolo interno ed esterno di rotazione . . . 33

Figura 1.23 Componenti del GLPA. . . 36

Figura 1.24 Misurazione del gradiente di carico con l’apparecchio GLPA. . . 36

Figura 1.25 Calcolo dell’eccentricità della risultante per mezzo delle celle di carico P

, P

e P

. . . 37

Figura 1.26 Forze esterne applicate sul provino e distribuzione delle tensioni. . . . 39

Figura 1.27 Analisi della forza di taglio e della forza verticale. . . 43

Figura 2.1 Composizione dei rifiuti italiani secondo EDA (A);

V

analisi petrografica del materiale riciclato a Modena (B) . . . 49

Figura 2.2 Schema a blocchi di un impianto di recupero inerti. . . 50

Figura 2.3 Cumulo conico di materiale da C&D. . . 55

Figura 2.4 Curva granulometrica sperimentale. . . 56

Figura 2.5 Aggregati rocciosi frantumati. . . 58

Figura 2.6 Laterizio. . . 59

Figura 2.7 Calcestruzzo. . . 59

Figura 2.8 Miscele con leganti idraulici diversi dal cls. . . 60

Figura 2.9 Materiali ceramici. . . 60

Figura 2.10 Vetro. . . 61

Figura 2.11 Aggregati leggeri. . . 61

Figura 2.12 Aggregati di ghiaia. . . 62

Figura 2.13 Ferro. . . 62

Figura 2.14 Materiale organico. . . 63

Figura 2.15 Calibro a cursore. . . 66

Figura 2.16 Indice di forma: frazione 8/12.5, granuli cubici. . . 66

Figura 2.17 Indice di forma: frazione 8/12.5, granuli non cubici . . . 67

Figura 2.18 Indice di forma: frazione 12.5/16, granuli cubici. . . 67

Figura 2.19 Indice di forma: frazione 12.5/16, granuli non cubici. . . 68

Figura 2.20 Indice di forma: frazione 20/31.5, granuli cubici. . . 68

Figura 2.21 Indice di forma: frazione 20/31.5, granuli non cubici. . . 69

Figura 2.22 Indice di forma: frazione 31.5/45, granuli cubici. . . 69

Figura 2.23 Indice di forma: frazione 31.5/45, granuli non cubici . . . 70

Figura 2.24 Vagli a barre e stacci. . . 72

Figura 2.25 Granuli appiattiti. . . 73

Figura 2.26 Tavola a scosse. . . 82

Figura 2.27 Apparecchio Los Angeles. . . 84

Figura 3.1 Curva di addensamento della serie Proctor A. . . 88

Figura 3.2 Curva di addensamento della serie Proctor B. . . 89

Figura 3.3 Curva di addensamento delle serie Proctor A e B. . . 89

Figura 3.4 Curva CBR del provino C1 (12 colpi x strato, w=w

AASHTO Mod.) . . . 91

Figura 3.5 Curva CBR del provino C2 (26 colpi x strato, w=w

AASHTO Mod.) . . . . . . 91

Figura 3.6 Curva CBR del provino C3 (56 colpi x strato, w=w

AASHTO Mod.) . . . 92

Figura 3.7 Curva CBR saturo a (g g g g

, w

) AASHTO Mod. . . 92

VI Figura 3.8 Portanza CBR in funzione del grado di addensamento

AASHTO Mod. . . 93

Figura 3.9 Curva CBR del provino n.1 (w=0%). . . 97

Figura 3.10 Curva CBR del provino n.2 (w=4.1%). . . 97

Figura 3.11 Curva CBR del provino n.3 (w=6.0%). . . 98

Figura 3.12 Curva CBR del provino n.4 (w=7.9%). . . 98

Figura 3.13 Curva CBR del provino n.5 (w=10.1%). . . 99

Figura 3.14 Curva CBR del provino n.6 (w=11.1%). . . 99

Figura 3.15 Curva CBR del provino n.7 (w=12.8%). . . 100

Figura 3.16 Curva di addensamento della compattazione vibratoria. . . 100

Figura 3.17 Portanza CBR al variare dell’umidità di costipamento. . . 101

Figura 3.18 Portanza CBR in funzione del grado di addensamento di vibrocompattazione . . . 101

Figura 3.19 Portanza CBR in funzione del grado di addensamento AASHTO Mod.. . . .. . . 102

Figura 3.20 Curve di compattazione della serie Giratoria A. . . 109

Figura 3.21 Curve di compattazione della serie Giratoria A (scala logaritmica). . 109

Figura 3.22 Andamento dell’altezza del provino al variare dell’umidità. . . 110

Figura 3.23 Andamento dell’altezza del provino al variare dell’umidità (scala logaritmica). . . 110

Figura 3.24 Curve di addensamento della serie Giratoria A. . . 111

Figura 3.25 Curva della portanza CBR della serie Giratoria A. . . 112

Figura 3.26 Curve di compattazione della serie Giratoria B (w=w

AASHTO Mod .). . . 115

Figura 3.27 Curve di compattazione della serie Giratoria B (scala logaritmica). . 115

Figura 3.28 Andamento dell’altezza del provino al variare della pressione verticale. . . 116

Figura 3.29 Andamento dell’altezza del provino al variare della pressione verticale (scala logaritmica). . . 116

Figura 3.30 Curve di compattazione della serie Giratoria C. . . 121

Figura 3.31 Curve di compattazione della serie Giratoria C (scala logaritmica). . 121

Figura 3.32 Altezza del provino durante la compattazione. . . 122

Figura 3.33 Altezza del provino durante la compattazione (scala logaritmica). . . . 122

Figura 3.34 Portanza CBR in funzione del grado di addensamento di compattazione giratoria. . . 123

Figura 3.35 Portanza CBR in funzione del grado di addensamento

AASHTO Mod.. . . 126

VII

Figura 3.36 Portanza CBR dopo compattazione giratoria e impulsiva. . . 126

Figura 3.37 Altezza del provino per differenti umidità di compattazione. . . 127

Figura 3.38 Altezza del provino per differenti umidità di compattazione (scala logaritmica). . . 127

Figura 3.39 Curve di addensamento della serie Giratoria D. . . 128

Figura 3.40 Curva della portanza CBR della serie Giratoria D. . . 129

Figura 3.41 Andamento dello Shear Stress per p=200 kPa. . . 133

Figura 3.42 Andamento dello Shear Stress per p=400 kPa. . . 133

Figura 3.43 Andamento dello Shear Stress per p=600 kPa. . . 134

Figura 3.44 Shear Stress medio alle varie pressioni di compattazione. . . 134

Figura 3.45 Andamento dello Shear Ratio per ciascun provino compattato. . . 135

Figura 3.46 Shear Ratio medio alle varie pressioni di compattazione. . . 135

Figura 3.47 Effetto del grasso sull’indice Shear Ratio. . . 136

Figura 3.48 Curve di compattazione di Riciclato, RCA e Garf (scala logaritmica). . . 138

Figura 3.49 Andamento dello Shear Stress per Riciclato, RCA e Garf. . . 138

Figura 3.50 Andamento dello Shear Ratio per Riciclato, RCA e Garf. . . 139

Figura 3.51 Energia specifica di compattazione giratoria. . . 144

Figura 3.52 Confronto fra curve di addensamento e di portanza della compattazione giratoria e impulsiva . . . 145

Figura 5.I.1 Curva CBR del provino A7 (w=6.5%) . . . 149

Figura 5.I.2 Curva CBR del provino A6 (w=7.2%) . . . 150

Figura 5.I.3 Curva CBR del provino A1 (w=8.0%) . . . 150

Figura 5.I.4 Curva CBR del provino A5 (w=9.0%) . . . 151

Figura 5.I.5 Curva CBR del provino A11 (w=10.0%) . . . 151

Figura 5.I.6 Curva CBR del provino A (w=11.7%) . . . 152

Figura 5.I.7 Curva CBR del provino A3 (w=13.0%) . . . 152

Figura 5.II.1 Curva CBR del provino B1 (p=200 kPa) . . . 153

VIII

Figura 5.II.2 Curva CBR del provino B2 (p=300 kPa) . . . 154

Figura 5.II.3 Curva CBR del provino B3 (p=400kPa) . . . 154

Figura 5.II.4 Curva CBR del provino B4 (p=500 kPa) . . . 155

Figura 5.II.5 Curva CBR del provino B7 (p=600 kPa) . . . 155

Figura 5.III.1 Curva CBR del provino C1 (N

=2) . . . 156

Figura 5.III.2 Curva CBR del provino C2 (N

=7) . . . 157

Figura 5.III.3 Curva CBR del provino C3 (N

=30) . . . 157

Figura 5.III.4 Curva CBR del provino C4 (N

=45) . . . 158

Figura 5.III.5 Curva CBR del provino C5 (N

=176) . . . 158

Figura 5.IV.1 Curva CBR del provino D1 (w=5.0%) . . . 159

Figura 5.IV.2 Curva CBR del provino D2 (w=7.0%) . . . 160

Figura 5.IV.3 Curva CBR del provino D3 (w=9.0%) . . . 160

Figura 5.IV.4 Curva CBR del provino D4 (w=11.0%) . . . 161

Figura 5.IV.5 Curva CBR del provino D5 (w=10.0%) . . . 161

Figura 5.IV.6 Curva CBR del provino D6 (w=13.0%) . . . 162