Relazione "Esercitazione sul dimensionamento delle pavimentazioni stradali"-Tecnica Stradale, Ferroviarie ed Aereoportuale

S P

CUOLA OLITECNICA

Dipartimento di Ingegneria Civile,

Ambientale, dei Materiali

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile

Corso di “Tecnica Stradale, Ferroviarie ed

Aereoportuale”

Relazione tecnica “Esercitazione 3”

Ingegnere: Docente:

Prof. Ing. Clara Celauro

ANNO ACCADEMICO 2016 - 2017

Esercitazione 3.

ESERCITAZIONE SUL DIMENSIONAMENTO DELLE PAVIMENTAZIONI

STRADALI

1. Premessa

Per il dimensionamento della pavimentazione è stato utilizzato il metodo di

dimensionamento semi-empirico messo a punto dalla AASHTO, denominata AASHTO

Road Test 1986/1993. Esso consiste nella definizione di prestazione (Performance) di

una pavimentazione come attitudine al mantenimento nel tempo della sua adeguatezza

al servizio (Serviceability). Poiché la funzione di una pavimentazione consiste nel

garantire una marcia confortevole e sicura, l’adeguatezza fu definita sulla base di un

giudizio soggettivo attraverso il PSR (Present Serviceability Rating); esso può variare

tra 0 (corrisponde a una strada in cui il transito risulta impossibile) e 5 (corrisponde a

una strada in condizioni ideali). Il PSR può essere stimato tramite misure oggettive delle

caratteristiche della pavimentazione (regolarità superficiale e degradi presenti sulla

introducendo l’indice PSI (Present Serviceability Index),

infrastruttura ecc.)

generalmente si considera un valore di partenza (PSI ) non coincidente con quello

ini

Sfruttando l’indice PSI è possibile dare una definizione

ideale ma ridotto a 4,2.

operativa di vita utile, come quel numero di ripetizioni di carico che producono una

riduzione del PSI dal suo valore iniziale a un valore finale a cui corrisponde la necessità

di un intervento di rispristino.

L’obiettivo di tale esercitazione è quello di dimensionare una pavimentazione stradale

di tipo flessibile con il metodo dell’AASTHO GUIDE e servendosi delle schede del

Catalogo delle pavimentazioni stradali CNR 1993.

Il dimensionamento della pavimentazione stradale, secondo il metodo dell’ASSTHO

Guide, prevede una fase iniziale in cui si fissano i parametri di progetto e una seconda

fase di verifica della pavimentazione dimensionata. Noti i valori di input relativi al

traffico, alle condizioni del sottofondo nei diversi periodi dell’anno, si effettua un pre-

dimensionamento con l’ausilio del Catalogo CNR 1993; tale pavimentazione verrà poi

verificata ed eventualmente affinata, entro i limiti di funzionalità definiti, confrontando

il numero di passaggi di assi equivalenti ammessi dalla struttura con quelli di progetto

previsti nel periodo di vita utile per la strada in questione.

Il metodo empirico dell’AASTHO prevede il calcolo del numero di passaggi di assi

standard equivalenti da 8,2t (80KN=18 Kips). Il numero di ESAL (Equivalent Single

Axle Load) che la pavimentazione è in grado di sopportare (N ) dovrà

80 KN Ammesso

risultare maggiore o uguale al traffico di progetto anch’esso espresso in ESAL (N

80 KN

).

Progetto ≥

N N

80 KN Ammesso 80 KN Progetto

–

2. Pavimentazione flessibile Parametri di progetto

La pavimentazione flessibile è caratterizzata dalla presenza di un insieme di strati in

conglomerato bituminoso poggiato su uno strato di fondazione in materiale granulare. Il

pacchetto legato è costituito dalla sovrapposizione di tre stati denominati

rispettivamente usura, binder (collegamento) e base. Completa la stratigrafia uno stato

di fondazione in materiale non legato di tipo misto granulare, posto tra il pacchetto

legato e il sottofondo. –

Secondo il Nuovo Codice della Strada (NCS) si è scelti una categoria di strada C1

–

Strada Extraurbana Secondaria a forte traffico a carreggiata unica a due corsie, una

per senso di marcia. Per tale strada, appartenente alla rete secondaria che assicura i

movimenti di penetrazione verso la rete locale esistente, si prevede un traffico

giornaliero medio annuo di 3500 veicoli/giorno con una percentuale di veicoli pesanti

pari al 18% considerando che non sono presenti grandi attività industriali.

Il coefficiente direzionale è pari a 0,50 in quanto la strada che si vuole dimensionare è a

careggiata unica con una sola corsia per senso di marcia.

La vita utile della pavimentazione, per il livello di funzionalità richiesto, è pari a 20

anni.

Per quanto concerne l’Indice di funzionalità finale PSI , trattandosi di una strada

fin

Extraurbana secondaria ordinaria, si è posto un PSI =2,5.

fin

Supposto che la strada non si trovi in una zona prossima alla saturazione e che la

località che essa investe non è un luogo di attrazione turistica, il tasso di accrescimento

annuo del traffico si è posto pari al 5%.

L’affidabilità secondo la categoria della strada si è scelta pari al 85% con un

corrispondente deviazione standard normale Z di -1,037.

r

Per la pavimentazione flessibile in genere si pone la devianza standard totale da

imperfetta conoscenza dei carichi di traffico, della variabilità dei materiali e dalla

possibilità di derive costruttive pari a 0,45.

La percentuale del tempo di servizio in cui, nei tratti in trincea, la pavimentazione

risulta in condizioni di umidità prossime alla saturazione è stato posto pari al 20%,

mentre la qualità di drenaggio risulta buono.

–

Tab. 1 Parametri di progetto

Parametri di progetto- Strada extraurbana secondaria C1

traffico giornaliero medio annuo TGMA 3500 veicoli/giorno

α

percentuale di veicoli pesanti 18 %

β

coeff. direzionale 0,5

vita utile della pavimentazione n 20 anni

indice di funzionale iniziale PSI 4,2

ini

indice di funzionale finale PSI 2,5

fin

tasso di accrescimento annuo del r 5 %

traffico

affidabilità R 85 %

umidità prossime alla saturazione 20 %

qualità di drenaggio buono

deviazione standard normale Zr -1,037

devianza standard totale So 0,45

Margine di funzionalità ΔPSI 1,7

disponibile

3. Calcolo del traffico commerciale previsto

Il volume di traffico, di veicoli commerciali, che, si prevede, transiterà durante il primo

anno di vita utile (20 anni) della sovrastruttura è definito da:

∙ α ∙ ∙ 365 = 114975

β

T = TGMA veicoli

veicoli commerciali annui

calcolare il numero di veicoli commerciali transitanti, nell’arco della

Possiamo, quindi,

vita utile (20 anni) sulla pavimentazione (o meglio sulla corsia più caricata):