Strade, ferrovie ed aeroporti I

DIAGRAMMA DELLE CURVATURE:

Questo diagramma andrà al di sotto del profilo longitudinale e avrà sempre la stessa scala. Il diagramma

delle curvature rappresenta tutte le curvature ovvero

Il diagramma delle curvature non va proiettato sull’asse delle ascisse ma va riportato lo sviluppo

planimetrico della strada con le relative lunghezze e non la loro proiezione in modo da rettilinizzare tanti

elementi curvi a raggio costante e a raggio variabile. Allora mi vado a riportare gli sviluppi rispetto ad una

fondamentale che va curvatura nulla in quanto 1/R = 0 perché R=infinito e il rettifilo si spalma sulla

fondamentale, poi abbiamo l’arco di cerchio che ha raggio costante e curvatura costante mentre sulla

clotoide abbiamo un raggio variabile e quindi anche una curvatura variabile allora andiamo a congiungere la

curvatura dell’arco di cerchio con la curvatura del rettifilo e abbiamo ottenuto la curvatura della clotoide. E’

molto importante questo grafico perché se io non avessi la planimetria stradale potrei ricavare il mio

andamento stradale e capire il mio raccordo stradale a che elemento planimetrico corrisponde per un

coordinamento planimetrico corretto.

PROFILO DEI CIGLI PER UNA CLOTOIDE ORDINARIA:

Partendo dal diagramma delle curvature uniamo linearmente sul profilo dei cigli. Ma che cosa

succede sulla sagoma trasversale della strada? La sagoma stradale varia lungo lo sviluppo del

tracciato la sezione trasversale che è fatta a doppia falda in corrispondenza dei rettifili con una

pendenza del 2,5% sia al ciglio destro che sinistro e sono entrambi al di sotto dell’asse stradale, poi

percorrendo la clotoide inizio a notare che il ciglio 2 rimane a 2,5% e il ciglio 1 inizia a salire e si 189

porta orizzontale, poi sempre il ciglio 1 si porta anch’esso al 2,5% fino a che iniziano a ruotare

entrambi i cigli fino a portarsi entrambi al 7% se il raggio della curva si trova tra Rmin e R* mentre

se il raggio è maggiore ad R* allora avrei una pendenza che più aumenta i raggio e più diminuisce e

supponiamo che sia del 6,5% con un raggio maggiore di R*.Da notare che nel tratto rettilineo ho i

due cigli che stanno al di sotto dell’asse stradale e si trovano tutti e due a h2,5 ovvero l’altezza che

corrisponde alla pendenza del 2,5% e vale: h2,5 = B * pendenza trasversale% da notare che la

pendenza la confondiamo con l’angolo, mentre hr è l’altezza del ciglio quando ci troviamo nell’arco

di cerchio. Ora si va a valutare la lunghezza L da dove finisce il rettilineo fino al punto che iniziano a

ruotare entrambi i cigli e sappiamo che L deve essere al massimo 50 metri con una pendenza del

2,5% mentre se L è maggiore di 50 metri allora dovrò fare delle correzioni in quanto ho un tratto

con una pendenza bassa per una lunghezza elevato e vado ad aumentare la pendenza in quel tratto

in modo da evitare fenomeni di acqua planing.

LEZIONE DEL 15/05/2017 190

SOVRASTRUTTURA STRADALE

Abbiamo definito gli strati che compongono il pacchetto della sovrastruttura stradale come:

- TAPPETINO D'USURA

- BINDER

- BASE

- FONDAZIONE (MISTO GRANULARE SCIOLTO)

- terreno di sottofondo

I primi 3 strati sono composti dal Conglomerato Bituminoso, ovvero una miscela di Bitume e Inerti.

Questi 3 strati devo soddisfare :

- Stabilità Marchal

- Volume dei Vuoti

- Percentuale in peso del Bitume

- Modulo convesso E*

Prima di verificare queste caratteristiche vi sono delle prove da effettuare e verificare in primis sui

componenti del conglomerato, ovvero:

- Prove sul Bitume

- Prove sugl'Inerti Prove sul BITUME

Le prove da effettuare sono:

1) PROVA DI PENETRAZIONE;

2) PROVA SULLA TEMPERATURA DI RAMMOLLIMENTO;

3) PROVA DI TEMPERATURA FRAASS; 191

1) PROVA DI PENETRAZIONE

Prendo un recipiente di circa 6 cm e all'interno di esso pongo del bitume. Prendo il recipiente e lo inserisco

all'interno di acqua a temperatura 25°C. Immagino di avere uno strumento che poggia un ago all'interno del

bitume. Immagino di osservare l'avanzamento di questo ago all'interno del bitume per un tempo T=5

secondi.

DEF: INDICE DI PENETRAZIONE = il valore dell'avanzamento dell'ago all'interno del bitume per una durata

di 5 secondi (esso è da considerarsi come una classe di consistenza, svolge lo stesso compito)

In funzione dell'avanzamento, ovvero attraverso questa prova che mi porta alla definizione dell'INDICE DI

PENETRAZIONE suddividiamo il bitume in 8 classi che vanno dalla classe:

1°) 20/30 dmm (decimi di millimetro)

2°)

... 60/80 dmm

... 80/100 dmm

7°)

8°) 200/220 dmm

ovviamente una classe 20/30 mi rappresenta un "bitume duro" adatto a climi caldi (Africa), mentre se

l'avanzamento è 200/220 sto parlando di "bitumi molli" adatti per climi freddi (Alasca). In Italia i bitumi

adoperati vanno da 60/80 dmm a 80/100 dmm (sono classi d'esercizio intermedi); questo per tener conto

della "variabilità" delle zone del nostro territorio (monti del trentino, costa siciliana).

N.B. In particolare la classe da utilizzare può esser definita dai capitolati, ma in particolare, la classe di

bitume è funzione della temperatura del sito.

Quando giunge un bitume in cantiere deve esser preso un campione e spedito ai laboratori che dovranno

confermare la qualità e la classe del bitume fornito. 192

2) PROVA SULLA TEMPERATURA DI RAMMOLLIMENTO

Immaginiamo di avere una lastra di 3/4 cm di larghezza e 10/15 cm di lunghezza; supponendo di fare dei

fori, immagino di "spalmare" su essi uno strato di bitume a basse temperature. Posta questa lastra

all'interno di un contenitore a tenuta stagna (ermeticamente chiuso) a temperatura controllata, poniamo

delle sfere di acciaio al disopra degli strati di bitume. Supponendo di partire da una temperatura T1 bassa;

facendo alzare la temperatura all'interno del contenitore, si osserva che il bitume, sotto l'azione del peso

della fera e con l'aumento della temperatura, il bitume inizia a "rammollire".

N.B. In particolare la TEMPERATURA DI RAMMOLLIMENTO = Temperatura in corrispondenza della quale la

deformata del bitume tocca il basamento.

I valori orientativi della TEMPERATURA DI RAMMOLLIMENTO sono dipendenti dal tipo di bitume, in ogni

caso il loro valore oscilla tra i: T = 45 ÷ 55 °C

RAM

Bitumi con temperature di rammollimento alte sono bitumi di tipo 20/30 dmm classe bassa.

In gergo questa Temperatura è anche detta TEMPERATURADI PALLA E ANELLO.

Anche per questa prova ho i valori per i quali il risultato è accettabile.

3) PROVA DI TEMPERATURA FRAASS

Immagino di prendere una placchetta metallica di 3/4 cm sulla quale spalmo un pò di bitume. Inserisco la

placchetta all'interno di un sistema che mi comprime la placchetta dagli estremi, cos' facendo da farla

inflettere. Inflettendosi la placchetta si infletterà anche il bitume; questa inflessione della placchetta la 193

ripeto per n-volte. Tutta questa pratica, carico scarico, inflessione e scarico ella placchetta deve avvenire

all'interno di un contenitore ermetico con temperature controllate, partendo da una temperatura di

riferimento. Man mano che svolgo questi cicli di inflessione e scarico abbasso la temperatura, ovvero

partendo da 10°C e scendo verso e al disotto dello 0.

N.B. In particolare la TEMPERATURA FRAASS = Temperatura in corrispondenza della quale osservo le

lesioni; ovvero la temperatura in corrispondenza della quale il bitume diventa FRAGILE.

E' una temperatura al disotto dello zero che mi rappresenta la 3° prova che svolgo per caratterizzare un

bitume. La caratteristica di questa prova è quella di definire il comportamento del bitume alle bassissime

temperature di esercizio, alle quali esso può esser adoperato (strade di montagna o anche nel caso dei

ponti). Quindi il valore di un bitume applicabile a temperature basse è un bitume che ha come

TEMPERATURA FRAASS circa pari a -10°C ovvero valori bassi.

N.B. Per verificare se la sostanza nera giunta in cantiere è o meno bitume, devo effettuare un test con il

Diclorometano il quale è in grado di sciogliere il bitume

Prove sull' INERTE

Gli inerti devono essere:

- ARTIFICIALI perchè devo garantire la microrugosità delle particelle a contatto tra di loro; cosa che non è

garantita nel caso delle ghiaie che sono di forma tondeggiante. Pietrisco di varia pezzatura, ovvero

materiale derivante dal processo di frantumazione delle rocce.

- DI FORMA POLIEDRICA perchè così facendo hanno più punti di contatto tra le particelle, quindi le

sollecitazioni le posso scaricare su più punto; a differenza delle particelle aghiformi le quali avendo un solo

punto di contatto, possono giungere a rottura, proprio perchè le sollecitazioni troppo alte, vengono

scaricate in un unico punto a contatto tra le 2 particelle.

- DI NATURA CALCAREA ovvero a contatto con l'acido cloridrico, l'inerte presenta un fluorescenza (frigge).

Le rocce calcaree presentano dei colori chiari; tutto sommato però quando osserviamo il tappetino di usura

esso presenta una colorazione grigio scuro. N.B. Questo perche essendo un tappetino di usura, esso deve

durare a sollecitazioni maggiori e allo stesso tempo garantire una certa durata; per rendere ciò possibile

all'interno della miscela del conglomerato bituminoso viene inserita una percentuale di BASALTO (roccia

vulcanica effusiva, molto più resistente). Una miscela classica 65% calcare + 35% basalto. Di conseguenza se

sono in presenza di una pavimentazione troppo chiara, può esser capitato che la ditta per risparmiare non

ha inserito la percentuale di basalto e il tappetino è da rifare, essendo un tappetino che avrà una durata

molto più limitata.

Difatti, l'inserimento del basalto all'interno del conglomerato bituminoso è una pratica legata al tappetino

d'usura, difatti già nello strato di BINDER vi è la presenza di solo inerte calcareo.

Le prove da effettuare sono:

1) PROVA LOS ANGELES;

2) PROVA IDRIFILA; 194

3) STUDIO DELLA MISCELA DEGL'INERTI;

1) Prova LOS ANGELES

All'interno di un recipiente cilindrico vi sono 2 sporgenze che sono proprie del cilindro. All'interno di questo

cilindro inserisco delle sfere d'acciaio e delle particelle d'inerte. Immaginando di mettere in funzione questo

cilindro, facendolo ruotare rispetto al suo asse, ciò che avviene è che nella rotazione le sporgenze aiutano a

stabilizzare in un punto le particelle di inerte e le sfere. Ciò è vero fino a quando la sporgenza si porta sulla

verticale, in quel punto le particelle di inerte e le sfere cadono per gravità nel cilindro. Questo provoca un

processo di rottura delle particelle d'inerte. Dopo un certo numero di giri, si fa l'analisi granulometri