Appunti Progettazione di strade

Classificazione dei Terreni: Insieme all'analisi granulometrica, permettono di classificare i

• terreni secondo sistemi come AASHTO e USCS, che ne prevedono l'idoneità come

sottofondo o materiale da rilevato.

Lavorabilità: Indicano la facilità con cui un terreno può essere lavorato, miscelato e

• compattato. Terreni con alto IP sono difficili da compattare se troppo umidi.

Sensibilità all'Acqua: Prevedono come il terreno reagirà alle variazioni di umidità (es.

• perdita di portanza in presenza di acqua, rigonfiamento/ritiro).

Scelta delle Tecniche di Stabilizzazione: Aiutano a decidere se un terreno è idoneo alla

• stabilizzazione con calce (che è efficace su argille con IP elevato) o cemento.

In sintesi, i Limiti di Atterberg forniscono una rapida e affidabile indicazione del comportamento

dei terreni fini, essenziale per la progettazione e la costruzione di opere stradali stabili e durature.

2. Descrivere la Compattazione delle Terre

compattazione delle terre

La è un processo meccanico che consiste nell'applicazione di energia a

un volume di terreno per ridurne il volume dei vuoti d'aria e aumentare la sua densità secca. Questo

processo è fondamentale nella costruzione di rilevati, sottofondi e strati di fondazione delle

pavimentazioni stradali, poiché migliora significativamente le proprietà ingegneristiche del terreno.

Obiettivi della Compattazione

Aumento della Densità Secca:

1. Riduzione del volume dei vuoti d'aria, con conseguente

aumento della massa di particelle solide per unità di volume.

Aumento della Resistenza al Taglio:

2. Un terreno più denso ha maggiore attrito interno e

coesione, quindi maggiore capacità di resistere a carichi e deformazioni.

Riduzione della Compressibilità:

3. Minore tendenza a subire cedimenti sotto carico,

garantendo la stabilità della sovrastruttura.

Riduzione della Permeabilità:

4. Meno vuoti significano minore capacità dell'acqua di

percolare attraverso il terreno, migliorando il drenaggio e riducendo la sensibilità all'acqua.

Riduzione della Sensibilità al Gelo:

5. Minore volume di vuoti riduce l'accumulo di acqua

che può gelare e causare rigonfiamenti.

La Prova Proctor (Standard e Modificata)

In laboratorio, la relazione tra densità secca e contenuto d'acqua, per una data energia di

Prova Proctor.

compattazione, è determinata tramite la

Principio: Un campione di terreno viene compattato in uno stampo di volume

• standardizzato utilizzando un maglio che cade da un'altezza fissa, applicando un numero

prestabilito di colpi per strato. La prova viene ripetuta con diversi contenuti d'acqua.

Curva di Compattazione: I risultati vengono plottati su un grafico che mostra la densità

• secca in funzione del contenuto d'acqua. Questa curva ha tipicamente una forma a campana.

Umidità Ottimale di Compattazione (OMC - Optimum Moisture Content): È il

o contenuto d'acqua corrispondente alla massima densità secca raggiungibile per quella

specifica energia di compattazione. A questo contenuto d'acqua, le particelle di

terreno sono lubrificate a sufficienza per riorganizzarsi e addensarsi al massimo, ma

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non così tanto da riempire eccessivamente i vuoti e impedire un'ulteriore

densificazione.

Massima Densità Secca (MDD - Maximum Dry Density): È la massima densità

o secca ottenuta all'OMC.

Prova Proctor Standard: Utilizza un maglio più leggero e un'altezza di caduta minore,

• simulando un'energia di compattazione tipica di attrezzature meno pesanti.

Prova Proctor Modificata: Utilizza un maglio più pesante e un'altezza di caduta maggiore,

• simulando un'energia di compattazione più elevata, tipica dei moderni rulli pesanti. È più

rappresentativa per le pavimentazioni stradali ad alto traffico.

Fattori che Influenzano la Compattazione

Tipo di Terreno: La granulometria, la plasticità e la forma delle particelle influenzano

• l'OMC e la MDD. I terreni granulari (sabbie, ghiaie) compattano meglio dei terreni coesivi

(argille) e hanno un OMC più basso.

Contenuto d'Acqua: È il fattore più critico. Compattare a un'umidità diversa dall'OMC

• ridurrà la densità finale e le proprietà meccaniche.

Energia di Compattazione: Maggiore energia (più passaggi del rullo, rulli più pesanti,

• vibrazione) porta a una maggiore MDD e a un OMC leggermente inferiore.

Attrezzature per la Compattazione in Campo

La scelta del rullo dipende dal tipo di terreno e dallo spessore dello strato:

Rulli a Tamburo Liscio: Efficaci per sabbie e ghiaie ben graduate, e per la finitura

• superficiale.

Rulli a Piedi di Montone: Ideali per terreni coesivi (argille, limi), poiché i "piedi"

• penetrano e impastano lo strato.

Rulli a Pneumatici: Versatili, adatti a una vasta gamma di terreni, compattano con

• un'azione di impastamento e pressione.

Rulli Vibranti: Utilizzano la vibrazione in aggiunta al peso statico per aumentare l'efficacia

• della compattazione, specialmente per strati granulari e conglomerati bituminosi.

La compattazione in campo deve essere costantemente monitorata per assicurare che si raggiunga il

grado di addensamento richiesto dal progetto (spesso espresso come percentuale della MDD

ottenuta in laboratorio).

3. Descrivere la Prova CBR (California Bearing Ratio)

Prova CBR (California Bearing Ratio)

La è un test di laboratorio (o in situ) ampiamente

portanza resistenza al

utilizzato in ingegneria stradale per valutare la (o capacità portante) e la

taglio di terreni, sottofondi e strati di fondazione granulari o misti cementati. Il valore CBR è un

indice empirico che correla la resistenza del materiale a quella di una pietra frantumata di

riferimento. È un input fondamentale per il dimensionamento empirico delle pavimentazioni

stradali.

Principio della Prova

La prova misura la forza necessaria per far penetrare un pistone standard (diametro 49.6mm) in un

provino di terreno compattato, a una velocità costante di 1.27mm/min. I valori di carico ottenuti

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vengono poi confrontati con i carichi necessari per ottenere le stesse penetrazioni in un materiale

standard di riferimento (pietra frantumata con CBR = 100%).

Procedura di Preparazione del Provino in Laboratorio

Materiale:

1. Si utilizza il terreno o il misto granulare/cementato da testare. Il materiale viene

preparato rimuovendo le particelle di dimensioni superiori a una certa soglia (es. 19mm o

25mm, a seconda della normativa).

Determinazione dell'Umidità Ottimale:

2. Si esegue la Prova Proctor (Standard o

Modificata) per determinare l'Umidità Ottimale di Compattazione (OMC) e la Massima

Densità Secca (MDD) del materiale. Questo è cruciale perché la compattazione del provino

CBR deve avvenire a un'umidità e densità rappresentative delle condizioni in campo.

Compattazione del Provino:

3. Il materiale viene compattato in uno stampo cilindrico

standard (diametro 152.4mm, altezza 177.8mm) in un numero di strati (es. 3 o 5) con un

numero specifico di colpi di maglio (es. 56 colpi per strato per simulare la MDD del Proctor

Standard, o 26 colpi per simulare una densità inferiore). L'obiettivo è ottenere un provino

con una densità secca e un'umidità vicine a quelle previste in campo.

Immersione (Soaking):

4. Per simulare le condizioni più sfavorevoli (terreno saturo), il

4 giorni.

provino compattato viene immerso in acqua per un periodo di Durante questo

periodo, si applica un peso di sovraccarico (surcharge weight) sulla superficie del provino

per simulare il peso degli strati sovrastanti della pavimentazione e/o il peso del terreno

circostante. Si misura il rigonfiamento del provino durante l'immersione.

Modalità di Esecuzione della Prova

Posizionamento del Provino:

1. Dopo l'immersione, il provino viene rimosso dall'acqua e

posizionato sotto una pressa di prova.

Applicazione del Carico di Sovraccarico:

2. Si applica nuovamente il peso di sovraccarico

(generalmente dischi metallici) sulla superficie del provino.

Penetrazione del Pistone:

3. Un pistone di penetrazione standard viene posizionato sulla

superficie del provino. Si applica un carico iniziale minimo per garantire il contatto. La

penetrazione del pistone avviene a una velocità costante di 1.27mm/min.

Registrazione Dati:

4. Vengono registrati i valori di carico corrispondenti a diverse profondità

di penetrazione del pistone (es. 0.625,1.25,2.5,3.75,5.0,7.5,10.0,12.5mm).

Analisi dei Risultati

Curva Carico-Penetrazione:

1. Si traccia un grafico che riporta il carico (o la pressione) in

funzione della penetrazione.

Correzione della Curva (se necessaria):

2. In alcuni casi, la parte iniziale della curva può

essere concava verso l'alto a causa di irregolarità superficiali del provino. In tal caso, si

applica una correzione tracciando una tangente alla parte più ripida della curva e spostando

l'origine.

Determinazione dei Carichi a Penetrazione Standard:

3. Dal grafico corretto, si

determinano i carichi (o pressioni) corrispondenti a penetrazioni di 2.5mm e 5.0mm.

Calcolo del Valore CBR:

4. Il valore CBR è calcolato come il rapporto tra il carico (o

pressione) misurato sul provino e il carico (o pressione) standard di riferimento per una

pietra frantumata di alta qualità (assunta con CBR del 100%), moltiplicato per 100.

Carico standard a 2.5mm=13.24kN (1000psi)

o 46

Carico standard a 5.0mm=19.96kN (1500psi) Generalmente, si considera il valore

o più alto tra quello ottenuto a 2.5mm e quello a 5.0mm. Se il valore a 5.0mm è

maggiore, la prova deve essere ripetuta.

CBR2.5=Carico (o pressione) standard a 2.5 mmCarico (o pressione) a 2.5 mm sul provino

×100 CBR5.0

=Carico (o pressione) standard a 5.0 mmCarico (o pressione) a 5.0 mm sul provino

Filename not specified.

×100Error!

Interpretazione:

5. Un valore CBR più alto indica una maggiore portanza e resistenza del

materiale.

Terreni argillosi scadenti: CBR < 3%

o Terreni granulari buoni: CBR 10-30%

o Misti granulari di base: CBR > 80%

o

La prova CBR è un indice di resistenza molto diffuso e viene utilizzato direttamente in molte

formule di dimensionamento empirico delle pavimentazioni stradali per determinare gli spessori

degli strati.

4. Come si verifica il grado di addensamento di una terra in

sito? grado di addensamento (o grado di compattazione)

La verifica del di una terra in sito è

un'op