Costruzione di strade ferrovie e aeroporti

Costruzione di strade, ferrovie e aeroporti

Riccardo Cerutti

Laurea magistrale in ingegneria civile

A.A. 2020/2021

Sommario

• Capitolo 1 - Le opere pubbliche ................................................................................................................................................ 4
  • 1.1 Iter delle opere pubbliche .............................................................................................................................................. 4
  • 1.2 I lavori pubblici ................................................................................................................................................................... 4
  • 1.3 Le figure nei lavori pubblici ........................................................................................................................................... 5
  • 1.4 La qualità ............................................................................................................................................................................... 6
  • 1.5 La statistica della qualità ................................................................................................................................................ 7
• Capitolo 2 - Le terre .................................................................................................................................................................... 13
  • 2.1 I terreni ............................................................................................................................................................................... 14
  • 2.2 Classificazioni delle terre ............................................................................................................................................. 16
  • 2.3 Costipamento e modulo resiliente ........................................................................................................................... 20
  • 2.4 La portanza ........................................................................................................................................................................ 23
• Capitolo 3 - Costruzione del solido stradale .................................................................................................................... 25
  • 3.1 Opere preliminari ........................................................................................................................................................... 25
  • 3.2 Requisiti dei piani d’appoggio dei rilevati ............................................................................................................ 28
  • 3.3 La compattazione ............................................................................................................................................................ 31
• Capitolo 4 - I mezzi d’opera ..................................................................................................................................................... 41
  • 4.1 Produzione oraria di una macchina ........................................................................................................................ 41
• Capitolo 5 Stabilizzazione ........................................................................................................................................................ 48
  • 5.1 Tipologie di stabilizzazioni ......................................................................................................................................... 48
  • 5.2 Meccanismi a lungo e breve termine ...................................................................................................................... 50
  • 5.3 Operazione di cantiere del mix design ................................................................................................................... 53
• Capitolo 6 Sovrastrutture ........................................................................................................................................................ 55
  • 6.1 Pavimentazioni flessibili .............................................................................................................................................. 56
  • 6.2 Pavimentazioni rigide ................................................................................................................................................... 57
  • 6.3 Campi di impiego e prestazione ................................................................................................................................ 58
  • 6.4 Fenomeni di degrado ..................................................................................................................................................... 60
  • 6.5 Caratteristiche superficiali .......................................................................................................................................... 61
• Capitolo 7 Aggregati ................................................................................................................................................................... 65
  • 7.1 Aggregati lapidei ............................................................................................................................................................. 65
  • 7.2 Codifica e determinazione delle prestazioni ....................................................................................................... 66
  • 7.3 Proprietà fisico meccaniche ........................................................................................................................................ 69
• Capitolo 8 Misiti granulari e misti aggregati .................................................................................................................... 73
  • 8.1 Curve di riferimento ...................................................................................................................................................... 73
  • 8.2 Misti cementati ................................................................................................................................................................. 74
  • 8.3 Mix design .......................................................................................................................................................................... 75
• Capitolo 9 - Leganti bituminosi ............................................................................................................................................. 77
  • 9.1 Processo produttivo del bitume ................................................................................................................................ 78
  • 9.2 Proprietà fisico-chimiche ............................................................................................................................................. 79
  • 9.3 Classificazione dei materiali ........................................................................................................................................ 81
  • 9.4 Modelli analogici ............................................................................................................................................................. 84
  • 9.5 Prove reologiche .............................................................................................................................................................. 86
  • 9.6 Attrezzature sperimentali e configurazioni di prova ....................................................................................... 90
  • 9.7 Classificazione Superpave ........................................................................................................................................... 92
  • 9.8 Dissesti ................................................................................................................................................................................ 93
• Capitolo 10 Miscele bituminose ............................................................................................................................................ 96
• Capitolo 11 Costruzione e controllo i pavimentazioni flessibili e semirigide ..................................................112
  • 11.1 Fondazione in misto cementato ...........................................................................................................................112
  • 11.2 Ripristini ........................................................................................................................................................................117
  • 11.3 Controlli strutturali e funzionali ..........................................................................................................................118
  • 11.4 Controlli funzionali ....................................................................................................................................................119
• Capitolo 12 Calcestruzzi e costruzione di pavimentazioni rigide .........................................................................122
  • 12.1 Conglomerati cementizi ...........................................................................................................................................122
  • 12.2 Caratteristiche del calcestruzzo ...........................................................................................................................124
  • 12.3 Principi di mix design ...............................................................................................................................................126
  • 12.4 Tipologie costruttive .................................................................................................................................................126
  • 12.5 Posa in opera ................................................................................................................................................................127
  • 12.6 Giunti ...............................................................................................................................................................................128
  • 12.7 Controlli ..........................................................................................................................................................................129
• Capitolo 13 Sovrastrutture ferroviarie ............................................................................................................................130
  • 13.1 Rotaie ............................................................................................................................................................................... 130
  • 13.2 Attacchi ........................................................................................................................................................................... 131
  • 13.3 Traverse ......................................................................................................................................................................... 132
  • 13.4 Massicciata ferroviaria ............................................................................................................................................. 133
  • 13.5 Sub-ballast e sottofondo .......................................................................................................................................... 134
  • 13.6 Scambi ............................................................................................................................................................................. 134

Capitolo 1 - Le opere pubbliche

1.1 Iter delle opere pubbliche

Affinché un'opera possa definirsi pubblica occorre la copresenza di tre fattori: il primo di essi è la natura non privata del soggetto, in secondo luogo il fine e l’utilizzo del bene devono essere pubblici, senza alcun vincolo di natura privata, ed infine, il bene in oggetto deve contribuire all’accrescimento e al miglioramento del patrimonio pubblico. Oggigiorno risulta difficile trovare le esigenze, e gli spazi, per realizzare una nuova opera pubblica, come ad esempio un’autostrada, tuttavia, ci si sta indirizzando verso un nuovo approccio costruttivo, inteso come manutentivo e di mantenimento del bene.

La realizzazione di un'opera pubblica passa attraverso diversi passaggi, si parte dalla fase di progettazione che si basa su tre diversi livelli. Il primo prevede uno studio tecnico economico, in cui il progettista si interfaccia con l’amministrazione per definire gli obiettivi e i costi dell’opera. Questa fase viene seguita dalla progettazione definitiva ed infine quella esecutiva. Ciascuno step deve essere approvato affinché si proceda con quello successivo. Vi è poi la procedura di affidamento e aggiudicazione in cui il committente dell’opera deve disporre della coscienza del fatto che un’impresa sia più o meno in grado di realizzare effettivamente una determinata opera. Segue poi la fase esecutiva, in cui l’opera viene effettivamente realizzata e dove vengono effettuate le scelte dei materiali basate sul know-how. Questi due punti, ovvero affidamento ed esecuzione, rappresentano il contratto pubblico, ed infine c’è la fase di gestione e manutenzione, che in passato veniva spesso trascurata o imputata con una rilevanza minore. Un'opera è giusto che si deteriori dopo molto tempo, se ciò non accadesse significherebbe che la stessa non sarebbe utilizzata per lo scopo per cui è stata progettata. È bene quindi osservarla durante il suo ciclo di vita, monitorarla ed eseguire la necessaria manutenzione.

1.2 I lavori pubblici

I lavori pubblici prevedono la sottoscrizione di un contratto pubblico che è regolato dal D.lgs. 50/2016. Le tipologie di contratto sono principalmente due: l’appalto e la concessione. L’appalto consiste in un contratto in virtù del quale una parte, denominata parte appaltante, assume con organizzazione dei mezzi necessari e con gestione a proprio rischio, il compimento di un’opera o un servizio verso un corrispettivo in denaro. La parte appaltatrice tipicamente si identifica con la pubblica amministrazione (PA). Le caratteristiche dell’appalto sono principalmente tre: la prima consiste nell’esecuzione dei lavori con fornitura di prodotti, prestazione e servizi, la seconda nella stipulazione per iscritto del contratto, ed infine si ha l’onerosità dell’appalto.

La concessione consiste in un contratto tra pubblica amministrazione e impresa denominata appunto concessionario a cui viene riconosciuto come corrispettivo il diritto di gestire l’opera pubblica realizzata o i servizi nel caso di fornitura di servizi. In alcuni casi può essere previsto un corrispettivo fisso. Con questa tipologia di contratto l’impresa si assume il rischio d’impresa da cui rientra tramite riscossioni per i servizi offerti all’utenza. La scelta del contraente si articola invece tramite le seguenti procedure:

• Procedura aperta, qualsiasi operatore interessato può presentare un’offerta in risposta ad un’indizione di gara pubblica. Le offerte sono accompagnate dalle informazioni richieste dall’amministrazione aggiudicatrice per la sezione qualitativa.
• Procedura ristretta, vengono stabiliti dei vincoli riguardo le caratteristiche delle imprese come la specializzazione delle capacità in modo da restringere il numero di imprese concorrenti. A seguito della valutazione da parte delle amministrazioni aggiudicatrici delle informazioni fornite, soltanto gli operatori economici invitati possono presentare un'offerta.
• Procedura competitiva con negoziazione
• Procedura negoziata senza pubblicazione del bando, poco apprezzata in quanto, appunto, non viene pubblicato il bando
• Dialogo competitivo, in cui la stazione appaltante avvia con i partecipanti selezionati un dialogo finalizzato ad individuare e definire i mezzi più idonei al soddisfacimento delle proprie necessità. A dialogo concluso la S.A. invita i candidati rimanenti a presentare ognuno la propria offerta.
• Partenariato per l’innovazione, è la tipologia di aggiudicazione che si individua qualora le soluzioni disponibili sul mercato non consentano la realizzazione di una determinata opera. È la tipologia che è stata utilizzata per il progetto del nuovo stadio di Milano in cui si parte senza caratteristiche dell’opera che vengono concordate durante il dialogo tra le parti.

Per quanto riguarda i criteri di aggiudicazione, una volta si utilizzava il criterio del minor costo, criterio che ha creato enormi danni al sistema delle infrastrutture nazionali, in quanto si creavano gare al ribasso tra le aziende arrivando a ribassi del 70-80%. A volte si lavorava senza ottenere un utile d’impresa, in quanto esso serviva per mantenere le manovalanze e per ottenere specializzazione per poter accedere a procedure ristrette in opere successive. Nel tempo sono stati adottati ulteriori criteri per superare queste problematiche come il miglior rapporto qualità/prezzo, anche se risulta suscettibile alla soggettività dell’interpretazione della qualità, che generalmente si assume una definizione basata su diversi aspetti come il pregio tecnico, caratteristiche tecniche e funzionali, comparazione costo/efficacia analizzando i costi e benefici presenti nel ciclo della vita del bene ed infine, nuovamente il criterio del minor prezzo. Il rapporto della qualità prezzo in particolare si basa su diversi aspetti quali:

• Assunzione della qualità basata su criteri come caratteristiche tecnico-funzionali
• Costo di utilizzazione e manutenzione
• Livello di qualifica del personale impiegato
• Condizioni di consegna, come la data di consegna ed esecuzione

1.3 Le figure nei lavori pubblici

Il responsabile unico del procedimento (RUP) svolge tutti i compiti relativi alle procedure di programmazione, progettazione ed esecuzione del contratto, in fase di esecuzione controlla i livelli di qualità dell’opera. A tale scopo si avvale delle seguenti figure. Il direttore dei lavori (DL), è colui che si interfaccia con l’impresa, è la figura preposta al controllo tecnico, contabile e amministrativo, affinché i lavori siano eseguiti a regola d’arte. Ha la responsabilità dell’esecuzione dei lavori, si confronta con l’esecutore in merito ad aspetti tecnici ed economici del contratto segnalando al RUP eventuali inosservanze da parte dell’esecutore, ha la responsabilità del coordinamento e della supervisione dell’ufficio di tutta la direzione lavori. Il coordinatore per l’esecuzione...