Relazione "Classificazione delle terre-costipamento Proctor e studio CBR"-Tecnica Stradale, Ferroviarie ed Aereoportuale

OPM

o ϒd ϒ

il valore minimo del CBR in corrispondenza di = 0,95 ,

OPM

 costruire le curve del rigonfiamento CBR in funzione dell’umidità di

determinare il rigonfiamento massimo nel campo w

costipamento e OPM

±2%;

 riportare nel piano di Proctor le curve a saturazione costante (S= 100- 90- 80-

70%) e le curve a percentuale dei vuoti costante (v= 0- 20- 40%);

 riportare nel piano di Proctor i punti rappresentativi delle umidità dei campioni

dopo immersione in acqua (4 giorni);

 l’indice

valutare CBR attraverso le correlazioni consigliate dal MEPDG (2008);

 indicare le possibili destinazioni d’uso nei lavori di Movimento di Terra.

– – –

Tabella A - Risultati delle prove di identificazione delle terre T1 T2 T3 T4

–

Tabella B1 Risultati delle prove Proctor Mod. e di portanza CBR, dopo 4 giorni di immersione

(Terra T1) –

Tabella B2 Risultati delle prove Proctor Mod. e di portanza CBR, dopo 4 giorni di immersione

(Terra T2) –

Tabella B3 Risultati delle prove Proctor Mod. e di portanza CBR, dopo 4 giorni di immersione

(Terra T3) –

Tabella B4 Risultati delle prove Proctor Mod. e di portanza CBR, dopo 4 giorni di immersione

(Terra T4) –

Esercitazione 2 Classificazione delle terre - costipamento Proctor e studio CBR

La presente relazione prende in esame lo studio di quattro terre (campione T1,

campione T2, campione T3 e campione T4). Essi sono stati classificati secondo la

Normativa UNI 11531-1 e AASHTO (che riprende la CNR-UNI 10006/2002).

Classificazione UNI 11531-1 e AASHTO

L’obiettivo di tale classificazione è quello di valutare l’idoneità di una terra a costituire

rilevati o strati di sottofondo di pavimentazioni stradali, aeroportuali e opere ferroviarie.

riassume i risultati dell’analisi granulometrica relativi

La Tab.1 ai quattro campioni.

La Tab.2 riassume i passanti caratteristici (p = p ; p = p ;

4 ASTM 4,76 mm UNI/EN 10ASTM 2 mm UNI/EN

p = p e p = p ), la plasticità, il contenuto di

40 ASTM 0,425 mm UNI/EN 200 ASTM 0,075 mm UNI/EN

sostanza organica e il peso di volume della materia solida, e la relativa classificazione

UNI 11531-1 e AASHTO per i diversi campioni. ≤

I campioni T1, T2 e T4 presentano un passante p 35% (terreni granulari),

0.063mm

mentre il campione T3 presenta un passante p > 35% (terreno fine); tutti i

0.063mm

campioni presentano un contenuto di sostanza organica M.O. inferiori al 10%.

La Fig.1 mostra le curve granulometrica relative ai diversi campioni, con la relativa

classificazione UNI 11531-1 e AASHTO e i relativi passanti caratteristici.

dell’analisi granulometrica,

Tab.1 - Risultati calcolo della percentuale di passante %p

ANALISI GRANULOMETRICA

CAMPIONE (terra) T2

T1 T3 T4

Apertura crivelli/setacci (mm) Passante (%)

-

75 100 - 100

-

63 99,5 - 98,7

50 95,9 100 - 97,2

31,5 93,8 100 - 93,9

Crivello 20 82,7 98,4 - 87,3

12,5 63,2 78,9 - 82,7

8 52,4 64,3 - 77,1

4 38,2 53,8 100 64,9

2 32,5 44 96,4 48,2

1 30,9 38,2 92,1 33,1

Setaccio 0,4 27,3 33,9 79,5 22,7

0,18 24,9 30,2 68,9 17,1

0,075 22,2 28,4 55,2 11,5

–

Tab.2 Passanti caratteristici, plasticità, Contenuto di sostanza organica, Peso di volume della

materia solida T1 T2 T3 T4

ASTM d [mm] p [%]

4 4,76 42,04 56,62 100 68,17

≤

10 2 32,46 43,86 96,29 48,77 50

Passanti ≤

40 0,425 27,46 34,23 80,49 23,42 30

caratteristici ≤ ≤ ≤

200 0,075 22,25 35 28,4 35 55,2 > 35 11,5 35

T1 T2 T3 T4

≤

41,3 > 40 36,9 40 24,6

≤

W 29,3 40

L 25,5 20,6 18,9

W 21,2

P ≤ ≤

IP 8,1 10 15,8 > 10 16,3 > 10 5,7 6

Plasticità- Contenuto di

sostanze organiche- 2,4 2,8 1,4

M.O. 2,1

Peso di volume della ϒ

S 27,2 27,1 27,5 27,5

sostanza solida (KN/mc) ≤ ≤

0,77 4 6,57 16

0 0

IG

classificazione A A A A

2-4 2-7 6 1-a

–

Fig.1 Curve granulometriche, campioni T1, T2, T3 e T4

Oltre alla descrizione delle terre in funzione della classificazione CNR 10006

(AASHTO), di sotto, vengono indicate le possibili destinazioni d’uso nei lavori di

Movimento di Terra (in corsivo-grassetto).

–

Campione T1 - Sottogruppo A Materiale tipico di questo sottogruppo sono le

2-4

ghiaie e le sabbie grosse con contenuto di fino (o con plasticità del fino presente) che

eccede le limitazioni poste per le terre dei gruppi A1. Esse sono utilizzate per la

costruzione dei rilevati e per strati di sottofondo (Indice di gruppo IG=0). La loro

≤

bassa plasticità (IP<12) e la frazione di fino mai eccessiva (minore 35%) permettono

in corso d’opera di modificare senza grosse difficoltà il loro contenuto d’acqua. La

bassa permeabilità e la modesta risalita capillare fanno sì che per il loro impiego non si

rendano necessari provvedimenti particolari per proteggerli dal gelo quando impiegati

per realizzare strati di sottofondo. –

Campione T2 - Sottogruppo A Appartengono a questo sottogruppo le ghiaie e le

2-7

sabbie argillose; essi possono essere convenientemente utilizzate per la formazione di

rilevati e anche di strade di sottofondo, particolarmente nel caso di strade a basso

traffico. Il loro comportamento, tuttavia, è notevolmente influenzato dalla quantità e

dalla natura della frazione argillosa presente. Poste in opera, esse presentano, inoltre,

valori medio-bassi di permeabilità e di altezza di risalita capillare, il che determina un

certo rischio di rigonfiamenti e di formazione di lenti di ghiaccio per effetto del gelo. Di

conseguenza, qualora tali terreni si trovano in condizione di dover assorbire acqua e si

verificano condizioni di bassa temperatura per un tempo sufficientemente lungo, il loro

impiego deve essere evitato nella formazione di strati di sottofondo e limitato agli strati

posti al di sotto di 2,00 m dal piano di posa della pavimentazione stradale, previa

predisposizione, a quota inferiore, di uno strato anticapillare di spessore non inferiore a

30 cm.

L’energia e l’umidità di costipamento delle terre dei sottogruppi in esame debbono

il contenuto d’acqua risulta prossimo o supera

essere costantemente controllate; quando

il limite di plasticità della frazione fine si rischia, infatti, di provocare instabilità e

cadute di portanza per sovracostipamento del materiale. Se lo stato delle terre e le

condizioni ambientali non obbligano alla sospensione dei lavori, è opportuno adottare

basse energie di costipamento, operando su strati di modesto spessore.

– – Argille poco compressibili, l’opportunità d’impiego va

Campione T3 Gruppo A 6

valutata sotto il profilo tecnico, economico e ambientale, considerando:

 la disponibilità di terre o di materiale sostitutivi, anche in relazione alle distanze

di trasporto e alle esigenze di carattere ambientale;

 provvedimenti da adottare per la protezione da venute d’acqua (gravitazionali o

di capillarità) nelle opere in terra con esse realizzate;

 l’opportunità di impiegare tecniche di miglioramento, trattamento con calce, per

il raggiungimento delle prestazioni fisico-meccaniche richieste, in relazione alla

destinazione d’uso. Va sottolineato, tuttavia, che la presenza di ciottoli, e in

maggior misura, di blocchi può ostacolare l’azione dei mezzi di miscelazione e,

quindi, rendere impraticabile o notevolmente costoso il trattamento con calce (o

calce e cemento).

Presenta bassa permeabilità ed elevati valori di rigonfiamento e ritiro, motivo per il

quale le opere realizzate con questi materiali devono essere protette dall’azione delle

acque interne e meteoriche con strati anticapillari, schemi drenanti oltre che tempestivi

rivestimenti con terra vegetale e inerbimento. La difficoltà di compattazione di queste

terre, le proprietà meccaniche modeste degli strati realizzati, e la realizzazione di

provvedimenti per la difesa delle acque per evitare elevati rischi di rigonfiamento e

in opera, limitano l’impiego di queste terre a rilevati di

ritiro del materiale posto

modesta importanza o a riempimenti non strutturali.

–

Campione T4 - Sottogruppo A Appartengono a questo sottogruppo le ghiaie e le

1-a

brecce sabbiose, i materiali rocciosi non evolutivi frantumati, i detriti di cava, le sabbie

grosse, le pomici e le scorie vulcaniche. Questi materiali sono caratterizzati da limitato

contenuto di fino e risultano insensibili all’azione dell’acqua e del gelo. L’impiego di

queste presentano caratteristiche idonee per la realizzazione della parte superiore dei

rilevati e degli strati di sottofondo della pavimentazione. Presenta un contenuto di fino

compreso tra il 10 e i 15 %; le terre poste in opera permettono di realizzare strati molto

compatti e difficilmente erodibili; tuttavia, in fase di costruzione, esse richiedono un

attento controllo dell’umidità di costipamento per raggiungere valori elevati di portanza

in considerazione della maggiore sensibilità all’acqua potenzialmente derivante dal fino

presente.

Studio del costipamento Proctor

La stabilizzazione meccanica, anche detta costipamento, serve per aumentare

l’addensamento tramite l’applicazione di forze esterne. L’operazione di

del terreno

costipamento ha lo scopo di:

 evitare assestamenti inaccettabili per effetto dei carichi permanenti e di quelli

dinamici trasmessi dai veicoli;

 assicurare stabilità a lungo termine e conferire agli strati in opera rigidezza per la

corretta compattazione degli strati soprastanti e per assicurare la necessità di

indeformabilità del piano di posa della pavimentazione;

 ridurre l’influenza dell’acqua nelle opere in terra

Il costipamento dipende da vari fattori, quali:

 contenuto d’acqua naturale del terreno, w

n

 energia di costipamento, E

 natura della terra, A

i

 modalità di costipamento

 spessore dello strato

 rigidezza del supporto si fa variare il contenuto d’acqua e

In laboratorio quando una terra viene costipata,

mantenendo costanti gli altri parametri, si osserva che varia la massa volumica del secco

/ V) in funzione dell’umidità (w=

(ϒ = P P /P ) descrivendo una curva dalla tipica

d s w s

“a campana”, detta curva Proctor.

forma In tali condizioni, si individua un contenuto

d’acqua ottimale, w , in corrispondenza del quale il costipamento risulta più efficace

OPT ϒ

e permette di raggiungere il valore massimo della massa volumica del secco .

d,max

Nella Fig.2 sono rappresentate le curve Proctor, relativi ai diversi campioni, in funzione

dei d