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GEOTECNICA STRADALE
I materiali impiegati nella costruzione dei rilevati sono terre sciolte, anche se non lo erano prima dello scavo. Il loro comportamento durante la costruzione del rilevato e durante la vita utile dell'opera, dipende da diversi parametri:
- a. granulometria: è distribuzione delle dimensioni degli elementi che compongono il terreno. Viene in genere rappresentata dalla curva granulometrica
- b. indice di Manzini: è costituito dalla linea coincide con una linea verticale e termina con un arco di gruppo tutti gli elementi.
curva limite inferiore
curva limite superiore
z part
diametro
gruppo
limite inferiore
diametro
Il campione considerato viene fatto passare attraverso una serie di crivelli o setacci, e poi si va a misurare il peso del campione trattenuto ad ogni crivello o setaccio
Peso trattenuto x 100 = % trattenuto Peso totale
- i crivelli hanno il fondo di lamiera con fori rotondi, mentre il fondo dei setacci è formato da una rete metallica a maglie quadre.
- I crivelli e i setacci impiegati per l’analisi granulometrica sono normalizzati. Infatti il CNR fa riferimento alle serie UNI 2334, per i crivelli, e UNI 2332, per i setacci. Molto diffusi sono anche i setacci AST
Esiste un parametro di conversione tra maglie tonde e maglie quadre:
- formule di Tore: Maglie quadrate = Maglie tonde x 1,25
- contenuto d’acqua: w = Gb-Gs 100
- massa volumica: GRS; GS; G
- indice dei vuoti: e = Vy+Vo; V
- porosità: n = Vt+Vo; Vs
- permeabilità: p = V; 4+t
Limiti di Atterberg
definiamo per come cosa →
W = Gb - Gs⁄Gs ⋅ 100 [contenuto d'acqua]
- Gb = peso del campione bagnato
- Gs = peso del campione secco
Il contenuto d'acqua condiziona il comportamento di un terreno. Esso è correlato anche alla frazione fine, ossia frazione passante al setaccio 0,4 della serie UNI 2332.
Per quanto riguarda i Limiti di Atterberg abbiamo una scala teorica:
- Ws = limite di ritiro
- Wp = limite di plasticità
- WL = limite di liquidità
Ovviamente i limiti non sono dei valori puntuali, ma il passaggio tra una situazione e l’altra avviene in maniera graduale.
Limite di Liquidità
WL rappresenta il contenuto d’acqua in corrispondenza del quale si ha il passaggio dallo stato liquido allo stato plastico.
Vediamo come viene determinato.
Apparecchio di Casagrande
Si dispone un piccolo campione di terreno all’interno di un cucchiaio, all’interno del quale viene praticato un solco (minimo 2 mm). Il terreno viene sollecitato attraverso dei colpi che tendono a far chiudere il solco. Si inizia a contare il numero di colpi necessari alla chiusura del solco. Successivamente la prova viene ripetuta aggiungendo acqua al campione, e rivalutando il N° di colpi necessari.
Una volta ripetuto ciò per 4-5 volte, si riporta il risultato in un diagramma semi-logaritmico →
Oltre alla determinazione analitica, abbiamo anche quella grafica, per la determinazione di Ig. Abbiamo a disposizione un Nomogra(cid:10), grazie al quale si può risalire ad Ig.
In questo caso sul nomogramma ci individuiamo i parametri e a e b, emetando cam Ip, LL, e % di passante al 200 ASTM. Questo
1(cid:6)(cid:10)O b revato &2 a a m e il &pubblico; I
punto di/
questo3 b.
Questa classificazione si basa solo su Ig ->impottifacose =>
Ig = 0 terreno buono Ig = 10 : 10 terreno mediocre Ig = 10 : 20 terreno pessimo
Una classificazione più completa è quella americana elaborata dell’HRB, ed adottele (codomodi(W) scherè) del CNR -
Essa suddividale li terreni in 8 gruppi (A1, A2, ..., A8) in base alla granulometria e alla suscettibilità all'acqua:
Il migliore è A1, il peggiore A8 -
Oltre ai principali gruppi ci sono anche dei sottogruppi, per une migliore classificazione dei materiali -
In genere ciascun gruppo è cosi riportato sulle mappa :
A1 a ( 0) ->indice di gruppo. Il 4 gruppo ->sottogruppo.
Il CNR rispetto all'originale HRB, aggiunge la classe A8 ->torbe, terre
infeta la: del HRB ci fermo fino ad A7, terre fino ed A7, sono sempre accettati.
inte chnde une ciassificesrio ai F.A.A. (Fmalezaelalia fil coledellzeevidensium)
anche poste e emmericen a la teori non "cimplicinei" con E e moren OdTelf
I elle E3.
De E4 o E5 sono ottime, mentre le altre sono “accettati”
Consideriamo
Vv = vuoti
Va = acqua
Vg = grani
δs = Gs/V
δ = Gs/Vg
Il volume delle fustelle ⇒ V = Vv + Va + Vg
V/Gs = 1/Gs (Vv + Va + Vg) ⇒ 1/δs = 1/δ + Va + Vv/Gs
ricordando che ⇒ w = Va/Gs . 100 ( contenuto d'acqua )
v = Vv/Gs . 100 ( percentuale di vuoti )
1/δs = 1/δ + w + v/100
Ponendo v = 0 ⇒ 1/δs = 1/δ + w/100 Eq. delle curve di saturazione
Si tratta di una curva teorica poichè è impossibile avere Vv = 0,
questo perchè il costipamento non è in grado meccanicamente
di eliminare tutti i vuoti.
ecco perchè, invece delle curve di saturazione, si considerano
le curve limite dell'energia, a cui tendono asintoticamente
le curve PROCTOR dei vari provini.
Portanza del terreno (del sottofondo)
Portanza è quel carico che applicato ad una piastra produce un prefissato cedimento.
Si può facilmente osservare che la legge che lega il cedimento al carico non è facilmente individuabile, per questo è importante definire a priori:
- forma e superficie della piastra di carico
- modalità di applicazione dei carichi
- cedimento limite
Definiamo anche una portanza di rottura, usata specialmente per le pavimentazioni rigide, come quel carico che determina la rottura della piastra di CIPS.
Essendo i carichi trasmessi al sottofondo di tipo ciclico, dovuto al passaggio dei veicoli, le prove di portanza sono eseguite a cicli ripetuti di carico.
Si tratta di prove notevolmente influenzate delle condizioni ambientali, soprattutto densità del terreno, umidità e temperatura.
Oltre alla prova di carico su piastra, in California è stata elaborata una prova, la CBR, che fornisce un indice di portanza, che consente di dimensionare le pavimentazioni, per un dato traffico, sulla base di diagrammi sperimentali.
In definitiva le portanze si può determinare:
- in relazione alle caratteristiche fisiche del terreno, quindi determinando l'indice di gruppo;
- prove di carico su piastra a ciclo unico, o a cicli ripetuti
- indice CBR
completamente satura di acqua.
In queste foz è molto importante valutare il rigonfiamento del campione, per capire la natura del terreno. Infatti se il terreno si rigonfia, è assai sicuramente componente argillosa, e non va bene per i rilevati stradali.
In generale sul provino ricostituito in laboratorio prima si esegue una prova Proctora, con energie uguali a quelle della A.A.S.H.T.O. Modificate. Dopo si immerge il terreno in esubero e si esegue la prova di penetrazione sul provino capovolto.
La prova consiste nel fare penetrare verticalmente alla superficie del campione, uno pistone, con velocità di 1 mm ogni 60 sec, ed effettuare le letture di dinamometro ogni qualvolta si verifica un affondamento.
A questo punto si traccia un grafico, e si prendono in considerazione i valori in corrispondenza degli affondamenti di 2,5 e 5 mm.
- P_2,5 P_5,0 kg/cm² (pressione)
mm (cedimenti)
Si riferiscono questi valori a quelli ricavati per il terreno campione, ottenendo due indici C.B.R.
- I_2,5 = (P_2,5 / 70) 100
- I_5,0 = (P_5,0 / 105) 100
come valore si sceglie il più grande tra i due, a meno che la differenza non superi il 20%, in tal caso è consigliabile ripetere la prova.
Nel caso in cui la curva presente un flesso è necessario eseguire una correzione.
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