Appunti di Materiali stradali

SEPARAZIONE FILTRAZIONE DRENAGGIO RINFORZO SUPERFICIALE

GEOTESSILI AD

GEOTESSILI NON GEOTESSILI NON GEORETI ELEVATA GEOSTUOIE

TESSUTI TESSUTI RESISTENZA

GEOTESSILI

GEOTESSILI TESSUTI GEOSTUOIE GEOGRIGLIE BIOSTUOIE

TESSUTI MONOFILAMENTO GEOCOMPOSITI PER BIORETI

IL DRENAGGIO

GEOTESSILI NON GEOCELLE

TESSUTI AGUGLIATI

Al fine di consentire al progettista la scelta del geosintetico idoneo, si effettuano delle prove volte

ad indagare le proprietà fisiche, meccaniche, idrauliche, ambientali:

Proprietà fisiche

- Peso specifico

- Spessore

- Massa areica (massa/superficie)

La superficie è una delle caratteristiche principali del geosintetico che anche in condizioni

di tridimensionalità ha nella superficie la sua dimensione maggiore.

Proprietà idrauliche

- Dimensione dei pori

Viene definita impiegando il geosintetico come una sorta di setaccio, ponendovi sopra terra e

valutando l’entità del passante. E’ un parametro utile nel caso di elementi utilizzati nella

protezione dalla risalita capillare.

- Porosità come capacità di far passare l’acqua)

- Permittività (intesa capacità di trattenere l’acqua e di spingerla in senso

- Trasmittività (intesa come

longitudinale: è definita come prodotto tra la porosità del materiale e suo spessore)

Proprietà meccaniche (controllate tramite prove di laboratorio)

- Compressibilità

- Resistenza a trazione

- Resistenza alla lacerazione

- Resistenza al punzonamento

Le resistenze a lacerazione e punzonamento sono aspetti importanti nella definizione del

materiale da impiegare nella realizzazione del rilevato, allo scopo di non comportare fenomeni

di rottura nel geosintetico stesso.

- Attrito geotessile/terreno (aspetto fondamentale soprattutto nel caso di impiego di

geogriglie nelle terre armate, per contenere il terreno stesso);

- Resistenza allo sfilamento

- Resistenza al creep

Resistenza all’abrasione

-

Proprietà ambientali

- Resistenza agli attacchi chimici

Essendo il geosintetico un materiale di natura industriale è bene che sia resistente alla

presenza nel terreno di elementi anomali frutto di sversamenti o piogge acide.

- Resistenza alla fotossidazione (azione ossidante generata dal calore del sole)

- Resistenza ai batteri

Affinchè un materiale creato artificialmente, tramite processo di polimerizzazione, presenti

caratteristiche congeniali alla realizzazione delle opere progettande, è necessario condurre delle

prove, fra cui: Codice Prova Norma

GTM005 Spessore di membrane UNI8202/6

GTM006 Massa areica di membrane UNI8202/7

GTM007 Trazione di membrane UNI8202/8

GTM008 Lacerazione di membrane metodo A UNI8202/9

GTM009 Lacerazione di membrane metodo B UNI8202/9

Alcuni utilizzi dei geosintetici

L’inserimento di laterali al corpo stradale consente di captare l’acqua meteorica

trincee drenanti

che, altrimenti, ristagnerebbe andandosi ad infiltrare verso gli strati di fondazione e su quelli

superficiali, con conseguente riduzione delle prestazioni e della vita attesa del corpo stradale.

Le trincee drenanti consentono di abbassare il livello di falda in corrispondenza del manufatto

stradale.

La geogriglia ha lo scopo di rinforzare ed attribuire al terreno una resistenza decisamente superiore,

quindi può essere sostituita al processo di bonifica (presenta comunque costi elevati).

A fine del rinforzo, vengono collocati:

piano d’appoggio del

- sul rilevato

- sotto il sottofondo

- negli strati della pavimentazione

L’impiego di un geosintetico di rinforzo dei terreni porta ad una riduzione dello spessore dello

di capacità portante del sottofondo

strato di fondazione, oppure, a parità di spessori, all’aumento

e di vita utile della pavimentazione.

L’impiego di una l’intensità

griglia di rinforzo per il conglomerato bituminoso consente di ridurre

e l’ammaloramento indotto, attraverso

dei picchi di carico una ridistribuzione delle tensioni normali

esercitate dal carico in superficie su un’area maggiore rispetto alla situazione non rinforzata: tale

in virtù dell’interbloccaggio e il legame di aderenza che si crea tra rinforzo e

ripartizione si ha

conglomerato bituminoso.

Nei casi in cui s’innescano fenomeni erosivi che impediscono il ripristino della vegetazione sulle

scarpate laterali in terra, per trattenere il terreno e le sementi distribuite su di esso può essere

previsto l’impiego di geostuoie che preservano la superficie dal dilavamento nella prima fase non

vegetata e successivamente rinforzano l’apparato radicale delle piante.

mascheramento dell’imbocco di gallerie e la rinaturalizzazione di questi terreni

Il è un aspetto

progettuale di grande importanza che può essere affrontato ricorrendo a varie tecniche sia di

ingegneria naturalistica sia con opere che prevedono l’uso dei geosintetici.

Strada ferrata - Elementi

La sezione ferroviaria di compone di due macro-elementi:

▪ SOTTOstruttura ferroviaria, costituita dalla piattaforma ferroviaria, sub-ballast (eventuale), e

ballast;

▪ SOVRAstruttura ferroviaria, costituita da rotaie e traversine (prima in legno ora in cemento

armato precompresso) che poggiano sul ballast.

Elementi costituenti la SOTTOstruttura

- Piattaforma ferroviaria: è costituita dal terreno presente in sito e da uno strato più superficiale

costituito da materiale di riporto o da materiale trattato a calce e/o cemento che costituisce il

piano di posa del sub-ballast. Essa deve avere idonee caratteristiche di portanza;

- Sub-ballast: è lo strato interposto tra il ballast e la piattaforma ferroviaria. Ha molteplici

funzioni, svolte realizzando tale strato con materiali granulari naturali e/o geosintetici:

aumenta l’area di distribuzione del carico applicato

- alla piattaforma;

evita la compenetrazione del ballast all’interno

- della piattaforma ferroviaria;

- previene il fenomeno del pumping;

evita la risalita d’acqua dalla piattaforma l’infiltrazione delle acque

- verso la sovrastruttura e

meteoriche verso la piattaforma.

- Massicciata o ballast: è costituita da materiale granulare selezionato a granulometria omogenea

(30 ÷ 60 mm) con elevato angolo di attrito interno (45°); ha la funzione di ripartire i carichi

sulla piattaforma e di drenare rapidamente le acque meteoriche.

Lo spessore del ballast varia generalmente tra i 50 ÷ 70 cm e viene periodicamente risanato.

Elementi costituenti la SOVRAstruttura

- Traversine: una volta in legno di rovere, ora generalmente in cls armato precompresso,

trasferiscono il carico dalle rotaie al ballast e impediscono i movimenti laterali, longitudinali e

verticali delle rotaie attraverso l’ancoraggio al ballast;

- Rotaie: elementi di sostegno e di guida che devono resistere sostanzialmente a flessione e a

taglio; trasferiscono il carico verticale concentrato alle traversine e fungono anche come

conduttore elettrico per l’alimentazione.

Collocazione dei geosintetici nei rilevati ferroviari

I geosintetici in campo ferroviario possono esercitare le seguenti funzioni:

- Rinforzo

- Drenaggio

- Separazione

- Impermeabilizzazione

Inoltre, consentono di limitare e/o rallentare i fenomeni di dissesto della piattaforma stessa, dovuti

principalmente a:

- deformazione nel tempo della superficie della piattaforma;

- scolo delle acque dalla piattaforma rallentato da uno strato più o meno spesso di residui di

massicciata inquinata;

- penetrazione del pietrisco nella piattaforma e nel corpo del rilevato che provoca

deformazioni della sovrastruttura;

- infiltrazione in profondità delle acque meteoriche che determinano fenomeni di instabilità

dei rilevati.

Per la risoluzione di queste problematiche, si può prevedere l’impiego di varie tipologie di

geosintetici:

- in alternativa al sub-ballast, con le seguenti funzioni:

funzione di rinforzo, riducendo i carichi che gravano sulla piattaforma ferroviaria;

funzione di separazione, per evitare la compenetrazione del ballast nella piattaforma

ferroviaria;

funzione di filtrazione, per permettere il drenaggio delle acque proveniente dal ballast e per

impedire la migrazione delle particelle fini dalla piattaforma verso il ballast;

- fra sub-ballast e piattaforma ferroviaria oppure tra ballast e sub-ballast, con funzione di

separazione e/o di rinforzo, in funzione della capacità portante del piano di posa.

Inoltre, l’impiego di geosintetici consente di:

ridurre l’uso degli inerti;

-

- collaborare alla stabilità dei rilevati ferroviari;

- ridurre i tempi di posa;

Geotessili nelle piste da cantiere

In cantieri situati su terreni a prevalente granulometria fine (terreni argillosi), le piste di cantiere

risultano NON-percorribili a causa della totale mancanza di portanza del sottofondo.

L’eventuale distribuzione di materiale arido di qualità al fine di creare uno spessore di

pavimentazione di idonee caratteristiche risulta INefficace perché dopo un certo numero di passaggi

la compenetrazione del materiale arido nel sottofondo o il refluimento dello stesso materiale arido

riporta le caratteristiche della pavimentazione a quelle del sottofondo, inficiando l’operazione

compiuta (e rendendo necessaria una ulteriore distribuzione di materiale arido).

Anche la distribuzione di ghiaia o di misto granulare al fine di creare una sorta di pavimentazione

naturale risulta INefficace perché, dopo un certo numero di passaggi dei mezzi di cantieri, si ha lo

sprofondamento del materiale riportato (rendendo necessarie nuove ricariche di inerti).

Per risolvere il problema ed impedire che gli pneumatici dei mezzi di cantiere incontrino il

terreno argilloso, si può pensare di inserire un geosintetico con funzioni di rinforzo e di

separazione.

Il geosintetico impiegato: l’inquinamento tra lo strato di

- separa la graniglia dal materiale argilloso, impedendo

graniglia posto in cantiere ed il materiale sottostante;

- rinforza il terreno in sito, sul quale andrà stesa e costipata la graniglia, garantendo il

passaggio dei mezzi con prestazioni meccaniche elevate e impedisce.

N.B. Il geosintetico non può andare a diretto contatto con il passaggio dei mezzi di cantiere.

In tal caso, si opta per l’impiego di geotessili non tessuti, termosaldati, in polipropilene, a filo

continuo. Si tratta della soluzione ideale per 3 fattori:

- costo limitato del materiale;

- facilità di posa, anche in presenza di acqua stagnante (il materiale non assorbe acqua e

quindi non si appesantisce);

- ottima resistenza al danneggiamento meccanico in fase di posa.

Tecniche di alleggerimento del solido stradale

La realizzazione di rilevati su terreni compressi