Raccolta esercitazioni di Progetto e manutenzione delle sovrastrutture stradali

SVOLGIMENTO E RISULTATI OTTENUTI

Operativamente è stato calcolato, in prima istanza, per ogni campione, il trattenuto totale come somma dei

trattenuti ad ogni setaccio, così da ottenere nella casella del fondello il peso totale di ogni campione.

Successivamente, sfruttando la relazione di pagina 16, sul calcolo del passante ad ogni setaccio, si è

pervenuto al calcolo del suddetto parametro per ogni campione, costruendo cosi la seguente tabella

indicativa : Pietrisco Calcareo 10/16 ID: 01

Trattenuto parziale trattenuto totale Passante

[gr] [%] [%] [%]

20 0 0 0 100

16 0 0 0 100

12,5 520,5 51,87 51,87 48,13153961

8 454,5 45,29 97,16 2,840059791

4 28,5 2,84 100 0

2 0 0 100 0

0,5 0 0 100 0

0,25 0 0 100 0

0,063 0 0 100 0

Fondello 0 0 100 0

Graniglia Basaltica 11/13 ID: 02

Trattenuto parziale trattenuto totale Passante

[gr] [%] [%] [%]

20 0 0 0 100

16 0 0 0 100

12,5 0 0 0,00 100

8 792 78,61042184 78,61 21,38957816

4 122 12,10918114 90,71960298 9,280397022

2 90,5 8,982630273 99,70223325 0,297766749

0,5 3 0,297766749 100 0

0,25 0 0 100 0

0,063 0 0 100 0

Fondello 0 0 100 0

Graniglia Calcarea 11/13 ID: 03

trattenuto

Trattenuto parziale totale Passante

[gr] [%] [%] [%]

20 0 0 0 100

16 0 0 0 100

12,5 0 0 0,00 100

8 664,5 72,07158351 72,07 27,92841649

4 216,5 23,48156182 95,55314534 4,446854664

2 36,5 3,958785249 99,51193059 0,488069414

0,5 0 0 99,51193059 0,488069414

0,25 0 0 99,51193059 0,488069414

0,063 0 0 99,51193059 0,488069414

Fondello 4,5 0,488069414 100 0

Sabbia ID: 04 a

Trattenuto parziale trattenuto totale Passante

[gr] [%] [%] [%]

20 0 0 0 100

16 0 0 0 100

12,5 0 0 0 100

8 0 0 0 100

4 6 0,41 0,41 99,59

2 262 17,92 18,33 81,67

0,5 459 31,40 49,73 50,27

0,25 227 15,53 65,26 34,74

0,063 109 7,46 72,72 27,28

Fondello 8 0,55 73 27

Filler ID: 05

Trattenuto parziale trattenuto totale Passante

[gr] [%] [%] [%]

20 0 0 0 100

16 0 0 0 100

12,5 0 0 0 100

8 0 0 0 100

4 0 0 0,00 100

2 0 0 0,00 100

0,5 0 0 0,00 100

0,25 5 0,85 0,85 99,15

0,063 89,4 15,26 16,11 83,89

Fondello 491,6 83,89 100 0

La rappresentazione grafica dei risultati ottenuti, avviene costruendo un diagramma di frequenza

cumulata o diagramma granulometrico; in ascissa vengono riportate le dimensioni dei granuli in

scala logaritmica e in ordinata le percentuali cumulate in peso di materiale, di dimensioni inferiori

alla corrispondente ascissa. La curva che si ottiene è detta curva granulometrica. Tale operazione

ovviamente è stata svolta per ogni campione a disposizione, ottenendo così sei distinte curve.

100

80

[%] 60

Passante 40

20

0 0,01 0,1 1 10 100

Diametro [mm]

Curva Granulometrica

Figura 1 -CURVA GRANULOMETRICA PIETRISCO CALCAREO-

100

80

[%] 60

Passante 40

20

0 0,01 0,1 1 10 100

Diametro [mm]

Curva Granulometrica

Figura 2-CURVA GRANULOMETRICA GRANIGLIA BASALTICA-

100

80

[%] 60

Passante 40

20

0 0,01 0,1 1 10 100

Diametro [mm]

Curva Granulometrica

Figura 3 -CURVA GRANULOMETRICA GRANIGLIA CALCAREA-

100

80

[%] 60

Passante 40

20

0 0,01 0,1 1 10 100

Diametro [mm]

Curva Granulometrica

Figura 4 - CURVA GRANULOMETRICA SABBIA a-

100

80

[%] 60

Passante 40

20

0 0,01 0,1 1 10 100

Diametro [mm]

Curva Granulometrica

Figura 6 -CURVA GRANULOMETRICA FILLER-

Per l’aggregato sabbia, presente in due diverse distribuzioni (a e b) si è reso necessario effettuare una prova

al fine di valutarne la qualità in termini di reazione e di suscettività all’acqua, della parte più fine. La prova è

stata effettuata eseguendo un energico lavaggio di un campioncino delle sabbie con un liquido flocculante,

all’interno di un contenitore di forma allungata, graduato. Il liquido flocculante serve ad evidenziare la

presenza di eventuali argille o limi all’interno delle sabbie che invece ne dovrebbero essere sprovviste. I due

provini ottenuti con i due campioni di sabbia distinti, lasciati a riposare per circa mezz’ora, hanno fornito i

seguenti risultati: Valori Sabbia [cm]

Altezze Sabbia Sabbia

ID: 04 a ID: 04 b

h1 11,6 17,8

h2 10,8 5,6

Verifica idonietà VERO FALSO

Dove con h1 viene indicata l’altezza del materiale pulito sedimentato al fondo e con h2 l’altezza totale della

colonna del materiale.

L’equivalente in sabbia viene calcolato con la seguente relazione:

ℎ1

. . = ∗ 100

ℎ2

➢ SABBIA ID:04a : E.S. = 93,10 %;

➢ SABBIA ID:05b : E.S. = 31,46 %.

Seguendo le indicazioni del capitolato ANAS, si deve scartare la sabbia b, in quanto si impone un valore

dell’equivalente in sabbia maggiore del 75 %.

ESERCITAZIONE n°3 – Mix-design granulometrico di miscele di

aggregati lapidei per strati d’usura in conglomerato bituminoso a

caldo

Le prestazioni delle pavimentazioni flessibili in termini di sicurezza stradale, sono strettamente condizionate

dal comportamento in opera dei conglomerati bituminosi. Questi infatti, sono soggetti ad una progressiva

variazione delle proprie caratteristiche meccaniche e funzionali a causa dell’azione degradante indotta sia

dal traffico che dagli agenti atmosferici. Conseguenza di ciò sono i numerosi ammaloramenti quali

fessurazione, ormaie, avvallamenti e sgranamenti superficiali, levigazione degli aggregati, risalita di bitume

per lo strato di usura. Al verificarsi di tali fenomeni di degrado contribuiscono anche le caratteristiche degli

aggregati lapidei, poiché essi sono coinvolti nei fenomeni di frammentazione, abrasione e levigazione in

funzione delle loro caratteristiche intrinseche e in funzione della curva granulometrica, nelle caratteristiche

meccaniche della miscela. Il primo passo per la progettazione della miscela bituminosa è il proporzionamento

degli inerti a disposizione; questo viene effettuato per progettare una curva granulometrica che vari

gradualmente dalle parti più grosse sino ai fini, così da avere una miscela chiusa con una percentuale di vuoti

controllata, in maniera tale, dunque, da ottenere una pavimentazione stabile e durevole. La dimensione di

questi ultimi, infatti, deve essere pensata in modo tale da far sì che la curva granulometrica risulti ben

assortita e che la stessa sia compresa all’interno del fuso di accettazione definito dal capitolato speciale

d’appalto. Il controllo della percentuale dei vuoti nella miscela è essenziale per produrre miscele durevoli e

che non diano luogo a fenomeni di rifluimento del bitume e deformazioni permanenti sotto l’azione del

traffico moderno, veloce e pesante. Lo scopo del mix-design, pertanto, è quello di formulare una miscela che

sia la più economica possibile in relazione ai seguenti requisiti:

sufficiente tenore di legante, per assicurare la durabilità;

- sufficiente % dei vuoti nell’aggregato minerale;

- sufficiente adesione del legante ai grani, per evitare il fenomeno della separazione;

- sufficiente lavorabilità della miscela, per permettere la stesa e la compattazione degli strati legati

- evitando il rischio di segregazione;

assenza di effetti dannosi imputabili all’azione dell’aria e dell’acqua;

- caratteristiche prestazionali della miscela sufficienti a garantire una vita di impiego maggiore od

- uguale alla vita utile della pavimentazione .

Con le percentuali di passante dei campioni/pezzature di aggregati lapidei, di seguito indicati e derivanti dallo

svolgimento della esercitazione n°2 (Analisi Granulometrica), studiare il miglior mix‐design granulometrico,

verosimilmente curva di centro fuso, per le seguenti 3 tipologie di strati d’usura:

Tipologia dello strato Vincoli Capitolato di riferimento

Dosaggio di aggregato basaltico ≥ 25% in

peso rispetto al totale della miscela di Anas 2009 in alternativa

Usura tipo A aggregati 2001

Anas 2009 in alternativa

Usura tipo B nessuno 2001

Dosaggio di aggregato basaltico ≥ 30% in Anas 2009 in alternativa

Usura drenante peso rispetto al totale della miscela di 2001

aggregati

OBIETTIVO ED ESECUZIONE DELL’ANALISI

Le tipologie di strato di usura per le quali occorre definire la curva granulometrica ottimale sono

schematizzate nella tabella. L’obiettivo della seguente esercitazione è quello di ricavare, grazie ai dati forniti

precedentemente, una curva granulometrica che ricada all’interno di due curve di progetto definite dal

capitolato speciale d’appalto ANAS. Ciò avviene dosando in maniera ponderata alcune delle componenti della

miscela in esame e imponendone altre come da capitolato. Il rispetto della condizione di appartenenza della

curva in esame, al fuso è di fondamentale importanza poiché se si dovesse verificare che la soluzione ottenuta

con i dati in possesso, non rispetta i vincoli imposti si dovrebbero modificare le percentuali dei componenti

della miscela. In particolare se la curva ottenuta cade al di sopra del fuso viene detta “sopravaglio” mentre

se invece ricade al di sotto, viene chiamata “sottovaglio”. Un conglomerato bituminoso è una miscela di

aggregato lapideo grosso (D > 2÷5 mm), aggregato lapideo fino o sabbia, filler e legante bituminoso. In

particolar modo, gli aggregati lapidei, durante le operazioni di frantumazione, vengono selezionati e

raggruppati dal punto di vista granulometrico attraverso una serie di vagli e separati in pezzature distinte.

Pertanto all’uscita della cava è possibile avere una serie di prodotti individuati dal rapporto d/D dove:

• d: diametro minore del vaglio utilizzato per la selezione granulometrica (Trattenuto);

• D: diametro maggiore del vaglio utilizzato per la selezione granulometrica (Passante).

In base a tale classificazione si ottengono le pezzature fornite nella traccia: pietrisco calcareo, graniglia

basaltica, graniglia calcarea, sabbia e filler.

La miscela degli inerti, secondo la definizione della norme UNI EN 13108-1:2006 è costituita quindi

dall'insieme degli aggregati grossi e dagli aggregati fini ed eventuali additivi (filler). La composizione

granulometrica deve essere determinata a partire dalle norme UNI EN 13108-1 e UNI EN 12697-2 utilizzando

i setacci appropriati e deve essere compresa nei fusi di seguito elencati (figura 1). Per lo strato di usura tipo

A e B si ha:

dove con Fuso A o fuso B viene indicata la tipologia dello strato di usura in esame. Il conglomerato bituminoso

per usura drenante viene indicato nel capitolato ANAS come “conglomerato costituito da una miscela di

pietrischetti frantumati, possibilmente di origine effusiva, sabbie ed eventuale additivo impastato a caldo

con bitume modificato”. Le miscele utilizzate per uno strato di usura dren