1Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Applicazioni stradali diApplicazioni stradali diApplicazioni stradali di Applicazioni stradali di emulsioni bituminoseemulsioni bituminose
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I di ti Indice argomenti
1 Emulsioni Bituminose1. Emulsioni Bituminose2. Trattamenti superficiali di irruvidimento3 Trattamenti superficiali di depolverizzazione3. Trattamenti superficiali di depolverizzazione4. Microtappeti a freddo5 M i di tt5. Mani di attacco
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E l i i Bit iEmulsioni Bituminose
4Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
E l i i Bit i Emulsioni Bituminose
Composizione
Legante + Acqua + Agente Emulsionante (tensioattivo) L’ t l f di d tL’acqua rappresenta la fase disperdente.Il legante rappresenta la fase dispersa sotto forma di goccioline; in passato si preferiva utilizzare bitumi ad elevata penetrazione (160/220 dmm), allo stato attuale si riesce ad emulsionare leganti più duri anche modificati con polimeriemulsionare leganti più duri anche modificati con polimeri. Gli agenti emulsionanti (tensioattivi) favoriscono la dispersione del bitume in acqua controllandone la velocità di rottura; conferiscono inoltre la polarità superficiale alle goccioline di legante permettendo di produrre emulsioni anioniche e cationiche.g g p p
CH3(CH2)n COO- (Na+) CH3(CH2)n NH3+ (Cl-)
Emulsionanti Anionici
R –
Emulsionanti Cationici
R +
Emulsionanti Anionici Emulsionanti Cationici
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E l i i Bit i Emulsioni Bituminose
Classificazione
1. Carica Superficiale: Anioniche (-) e Cationiche (+)Le emulsioni bituminose cationiche sono più difficili da produrre ma DECISAMENTE PIÙLe emulsioni bituminose cationiche sono più difficili da produrre ma DECISAMENTE PIÙ AFFIDABILI rispetto alle emulsioni anioniche.
In ambito CEN solo le emulsioni cationiche sono oggetto di normazione!!
2 P t l di Bit R id 50 55 60 65 69 %2. Percentuale di Bitume Residuo: 50 – 55 – 60 – 65 – 69 %Conoscere la quantità di bitume residuo presente nelle emulsioni bituminose consente di applicare i dosaggi corretti nelle lavorazioni stradali. La fluidità dell’emulsione varia, a parità di ti l i di bit l i d l t t ditipologia di bitume, al variare del contenuto di acqua.
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E l i i Bit i Emulsioni Bituminose
Classificazione 3. Velocità di RotturaLa velocità di rottura si associa al tempo richiesto affinché il bitume si separi dall’acqua. Essa si sviluppa in 3 fasi distinte:si sviluppa in 3 fasi distinte:1. DECANTAZIONE (sedimentazione delle goccioline di bitume);2. FLOCCULAZIONE (avvicinamento delle goccioline sedimentate);3 COAGULAZIONE (fusione delle goccioline flocculate e formazione di una fase continua)3. COAGULAZIONE (fusione delle goccioline flocculate e formazione di una fase continua).Al termine della rottura avviene una ulteriore fase:4. PRESA (avviene a contatto con gli aggregati e prevede la completa eliminazione
dell’acqua residua dalla fase continua coagulata)dell acqua residua dalla fase continua coagulata).La velocità di rottura dipende da numerosi fattori:1. Condizioni climatiche (umidità relativa e temperatura);2 T t l i
NON esiste una 2. Temperatura emulsione;3. Proprietà aggregati (natura chimica, pulizia, ecc.);- Tipo di applicazione e modalita esecutive.
velocità di rottura in valore assoluto
Convenzionalmente si distinguono E.B. a rottura SOVRASTABILIZZATA (LL), LENTA (L), MEDIA (M), RAPIDA (R), SUPER RAPIDA (RR),
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E l i i Bit i Emulsioni Bituminose
Classificazione 4. Tipo di bitume residuo: tradizionale o modificatoIl bitume tradizionale impiegato per la produzione di E.B. è classificabile, secondo le specifiche tecniche contenute nella norma UNI EN 12591 in diverse gradazioni in funzionespecifiche tecniche contenute nella norma UNI EN 12591, in diverse gradazioni in funzione della prova di penetrazione.Se il legante residuo consiste in un bitume modificato l’emulsione viene detta MODIFICATA. Si distinguono due tipologie di emulsioni modificate:g p g
emulsioni modificate monofase:emulsioni modificate monofase: caratterizzate da un’unica fase dispersa di goccioline di bitume modificato; In questo caso l’ l i i i ti d bitl’emulsione si ricava a partire da un bitume modificato elastomerizzato (polimeri SBS, SB) oppure plastomerizzato (polimeri EVA).
emulsioni modificate emulsioni modificate bifase:bifase: caratterizzate da una fase dispersa costituita da due tipi di goccioline costituite rispettivamente da bitumee da lattice di gomma naturale o sintetico.e da lattice di gomma naturale o sintetico.
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E l i i Bit i
Denominazione
Emulsioni Bituminose
In passato è stata impiegata la seguente denominazione sulla base della precedente classificazione:ECR 65 Emulsione bituminosa Cationica a rottura Rapida al 65% di bitume residuoECR 65 Emulsione bituminosa Cationica a rottura Rapida al 65% di bitume residuoECR 65 M idem ma con bitume residuo Modificato.
Nuova denominazione E B Cationiche: Norma UNI EN 13308 (2005)Nuova denominazione E.B. Cationiche: Norma UNI EN 13308 (2005)Parametri considerati:C emulsione bituminosa CationicaContenuto di legante residuo (es. 65)Contenuto di legante residuo (es. 65)B Bitume stradaleP se sono presenti Polimeri (emulsioni modificate)F se è presente più del 2% di FlussanteI di di tt d 1 (+ l ) 7 (+ l t ) i It li 2 idIndice di rottura da 1 (+ veloce) a 7 (+ lenta); es. in Italia 2 = super rapida
Esempi:C 69 B2 emulsione bituminosa Cationica al 69% di Bitume residuo, classe di rottura 2,C 65 BPF 6 emulsione bituminosa Cationica al 65% di Bitume residuo con Polimeri,
con più del 2% di Flussante, classe di rottura 6
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E l i i Bit i
Norma UNI EN 13075-1 (2004)
Emulsioni Bituminose
( )
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E l i i Bit i Emulsioni Bituminose
Caratterizzazione E.B. Cationiche: Norma UNI EN 13308 (2005)( )A P P L I C A Z I O N I S T R A D A L I
Prove sull’emulsione
Prove sulProve sul bitume residuo
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Di tti i P d tti d C t i (CPD) Direttiva sui Prodotti da Costruzione (CPD)
Obiettivi Rimuovere le barriere tecniche per consentire il commercio in Europa; Assicurare che i prodotti da costruzione possano essere immessi sul mercato purché
soddisfino i REQUISITI ESSENZIALI (proprietà meccaniche, sicurezza, igiene e salute, (p p , , g ,ambiente, risparmio energetico), richiesti dagli interventi in cui se ne prevede l’impiego.
Mandato M124: Prodotti da Costruzione StradaliIl mandato intende definire le caratteristiche prestazionali e la durabilità dei prodotti da costruzione stradali necessari per l’ottenimento dei requisiti essenziali. Le categorie dei prodotti coinvolti sono:
Bit i t d li difi ti Bitumi stradali modificati e non; Bitumi flussati e “cut-back”; Emulsioni bituminose cationiche; Miscele bituminose; Trattamenti superficiali di irruvidimento e Microtappeti a freddo.Trattamenti superficiali di irruvidimento e Microtappeti a freddo.
Potranno essere immessi sul mercato solo con marchiatura CE!!
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A li i i t d li d ll l i i bit i Applicazioni stradali delle emulsioni bituminose
Impieghi nella Manutenzione Stradale
Difetti superficialiDistorsioniDistorsioniFessurazioniRappezzi
Indice di dissesto delle pavimentazioni: Pavement Condition Index PCIPavement Condition Index PCI
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A li i i t d li d ll l i i bit i
Impieghi nella Manutenzione Stradale
Applicazioni stradali delle emulsioni bituminose
100
70
Manutenzione preventiva
50
CI
Ricoprimenti sottili
25
PC
Ricoprimenti strutturali
25
EtàRicostruzione
PCI e Priorità di InterventoEtà
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i li Microtappeti a Freddo e Trattamenti SuperficialiTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
T tt ti S fi i li di I idi tTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
APPLICAZIONE DI UNA MANO DI EMULSIONE BITUMINOSA SOPRA UNA PAVIMENTAZIONE ESISTENTE CON SUCCESSIVA STESA E RULLATURA DI UNA GRANIGLIA MONOGRANULARE ( t t )
APPLICAZIONE DI UNA MANO DI EMULSIONE BITUMINOSA SOPRA UNA PAVIMENTAZIONE ESISTENTE CON SUCCESSIVA STESA E RULLATURA DI UNA GRANIGLIA MONOGRANULARE ( t t )UNA GRANIGLIA MONOGRANULARE (monostrato) UNA GRANIGLIA MONOGRANULARE (monostrato)
graniglia monogranulare emulsione bituminosaemulsione bituminosa
pavimentazione esistente
Esistono DIVERSE TECNICHE che prevedono la ripetizione di tale operazione dando luogo ad interventi definiti doppio strato oppure triplo strato.Altre varianti sono rappresentate da applicazioni “sandwich” monostratoAltre varianti sono rappresentate da applicazioni sandwich , monostratodoppia granigliatura, ecc..
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Esempi di diverse tecniche per trattamenti superficiali di irruvidimentotrattamenti superficiali di irruvidimento (Chip Seals o Surface Dressings)
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei Trasportip pNORME TECNICHE DI TIPO PRESTAZIONALE
PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO
7.1 Trattamenti superficiali di irruvidimento a freddoI trattamenti superficiali di irruvidimento a freddo sono interventi finalizzati al miglioramento dell’aderenza e dell’impermeabilità della superficie stradale.miglioramento dell aderenza e dell impermeabilità della superficie stradale. Schematicamente si realizzano mediante l’applicazione di una emulsione bituminosa seguita dalla stesa di aggregati lapidei di ricoprimento, secondo dosaggi prestabiliti.A seconda che tale procedimento si ripeta una ovvero due volte si parlerà rispettivamente di trattamenti superficiali di irruvidimento monostrato oppure bistrato.
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Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Principali funzioni nelle applicazioni stradali:
miglioramento dell'aderenza incremento indiretto della capacita' portante prevenzione dello sviluppo di dissesti riduzione impatto ambientale pavimentazione
MINERALE = (micro) IMPERMEABILIZZAZIONE
GEOMETRIA = (macro)
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Norme UNI EN emesse:
UNI EN 12271 3:2002UNI EN 12271-3:2002 Trattamenti superficiali - Specifiche - Dosaggio e accuratezza della stesa del legante e della graniglia UNI EN 12272-1:2003UNI EN 12272 1:2003Trattamenti superficiali - Metodi di prova - Dosaggio e uniformità della stesa di leganti e granigliaUNI EN 12272-2:2006Trattamenti superficiali - Metodi di prova - Valutazione visiva dei difettiUNI EN 12272-3:2003Trattamenti superficiali - Metodi di prova - Determinazione dell'aderenza dell'aggregato al l t di t t d di i t Vi lit
Attività Normative di Riferimento:
legante mediante metodo di prova con piastra Vialit
CEN/TC 227 WG 2 “Surface dressing and slurry surfacing”
Attività Normative di Riferimento:
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
ALD SALDS
ALD S S
S > 0.7 ALDtrasudamento
S
S < 0.5 ALDrischio di espulsione
S
S = 0.7 ALDricoprimento ottimale trasudamentorischio di espulsione ricoprimento ottimale
Assortimento degli Aggregati Assortimento degli Aggregati MONOGRANULARITÀMONOGRANULARITÀ
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Dimensioni degli Aggregati
Aggregati di dimensioni maggiori sono menoAggregati di dimensioni maggiori sono menosensibili agli errori di dosaggio del legante!
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Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Influenza della FORMAdegli aggregati
COEFFICIENTE DI APPIATTIMENTOCOEFFICIENTE DI APPIATTIMENTO
Ein cui:
E: spessore (apertura di un vaglio a barre)
G LDEF : GRANULO PIATTO G/E > 1 56
G: larghezza (apertura maglia setaccio)
L: lunghezza (diametro max sfera circoscritta)
Dosaggio dei materiali (emulsione e graniglia)Dosaggio dei materiali (emulsione e graniglia)
DEF.: GRANULO PIATTO G/E > 1.56
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Tabella 7.1.2classificazione
CNRclasse “d/D”
( )% trattenuto
“D”% passante
“d”% passante
0 5% passante
0 05
7.1.1 - MATERIALI COSTITUENTI E LORO QUALIFICAZIONE
PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO
CNR (mm) “D” “d” 0.5 mm 0.05 mmpietrischetto 12/16pietrischetto 8/12
graniglia 6/10 10 (°) 10 (°) 0.5 0.05graniglia 4/6graniglia 2/4 (*)
Le dimensioni d,D sono riferite alle aperture di setacci a maglie quadre
QUALIFICAZIONEGli aggregati devono essere puliti, esenti da parti fini (< 1 mm) o da materiali estranei. Sono costituiti da pietrischetti e graniglie ottenuti dalla frantumazione di rocce lapidee, raggruppabili in classi d/D la cui granulometria deve rientrare e d e s o d, so o e te a e ape tu e d setacc a ag e quad e
(°) la somma della frazioni % maggiore di “D” e minore di “d” deve comunque essere inferiori al 15% (*) classe utilizzata in ambito urbano
Tabella 7.1.3Traffico nei due sensi (veicoli/giorno)
Caratteristiche normativa di basso medio elevato
classi d/D la cui granulometria deve rientrare nei limiti indicati in Tabella 7.1.2.
Le caratteristiche fisiche, geometriche e meccaniche devono essere tali da garantire elevata resistenza all'urto e all'abrasione oltre Caratteristiche
Aggregati lapideinormativa diriferimento
basso(< 1500)
medio(15003000)
elevato(> 3000)
Los Angeles UNI EN 1097-2 25 20 18CLA UNI EN 1097-8 42 44 45
Affinità aggregato-bitume UNI EN 12697-1 Resistenza cicli gelo-disgelo UNI EN 1367-1 1 1 1Coeffiente di appiattimento UNI EN 933-3 20 20 15
elevata resistenza all urto e all abrasione, oltre che evitare l'insorgere prematuro di indesiderati fenomeni di levigatura sotto l'azione dei pneumatici. In Tabella 7.1.3 sono indicate le specifiche richieste suddivise in funzione del
l di t ffi Coeffiente di appiattimento UNI EN 933 3 20 20 15volume di traffico.
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
G1
ALD1
GRANIGLIA LEGANTE
G2 = G1
ALD
ALD1 > ALD2
ALD2
1 2
dosaggi al m2 graniglia e legante
F(ALD) [Mc Leod]
Spessore medio del trattamento (ALD) = f(coeff. di appiattimento)Spessore medio del trattamento (ALD) = f(coeff. di appiattimento)Spessore medio del trattamento (ALD) = f(coeff. di appiattimento)Spessore medio del trattamento (ALD) = f(coeff. di appiattimento)
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PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTOPER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTOI dosaggi di graniglia e di emulsione bituminosa per unità di superficie variano in funzione del tipo di trattamentoda realizzare e delle classi granulometriche degli aggregati, secondo i valori orientativi riportati in Tabella7.1.4.
Tabella 7.1.4Tipo di trattamento Aggregati ECR 69
classe “d/D” dosaggio (litri/m2) Dosaggio (Kg/m2)monostrato 4/6 6.0 7.0 1.30
monogranigliatura 6/10 8 0 10 0 1 50
C 69 BP 3C 69 BP 3monogranigliatura 6/10 8.0 10.0 1.50
bistrato I° strato: 6/10 8.0 9.0 1.40doppia granigliatura II° strato: 2/4 5.0 6.0 1.10
I° strato: 8/12 9.0 10.0 1.50II° strato: 4/6 6.0 7.0 1.40
I quantitativi indicati in Tabella 7 1 4 potranno essere variati dalla Direzione Lavori senza che l’Impresa possaI quantitativi indicati in Tabella 7.1.4 potranno essere variati dalla Direzione Lavori, senza che l’Impresa possaavanzare richieste di maggiori compensi, in funzione dello spessore medio dello strato consideratodesunto dalle caratteristiche di appiattimento degli aggregati impiegati.Tale dosaggio deve inoltre tenere conto del volume di traffico previsto (± 15% con incrementi al diminuire delnumero di veicoli), del clima (± 10% con aumenti per le zone più fredde) e delle caratteristiche superficiali dellapavimentazione esistente; in particolare per superfici lisce ricche di bitume potrà essere prevista una riduzione dip ; p p p p pdetto dosaggio che potrà invece essere aumentato nel caso di superfici rugose, povere di bitume edeventualmente parzialmente porose.
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Fasi Esecutive per diverse tecniche per t tt ti fi i litrattamenti superficiali di irruvidimento (Chip Seals o Surface Dressings)Dressings)
1. Calibrazione delle attrezzature2. Preparazione superficie pavimentazione2. Preparazione superficie pavimentazione3. Applicazione dell’emulsione bituminosa4. Applicazione della graniglia5. Rullatura6 t i t6. stagionatura7. Rimozione (spazzolatura) particelle sciolte
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Applicazione emulsione Applicazione graniglia
Rullatura
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PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO7.1.2 – Attrezzature di cantiereIn alternativa alla cisterna spruzzatrice e allo spandigraniglia, é raccomandato l'utilizzo di
PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO
apposite macchine polivalenti in grado di effettuare simultaneamente la stesa dell'emulsione bituminosa e della graniglia favorendo un migliore rivestimento dei granuli da parte del legante.
29Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Applicazione su strade appartenenti alla viabilità secondaria
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Indagini sperimentali sui trattamenti superficialiIndagini sperimentali sui trattamenti superficiali
COMPARATORE PERSPOSTAM ORIZZONTALI
BRACCIO SNODATO PER IL TRASFERIMENTODEL CARICO ORIZZONTALE
CARICOVERTICALE
PISTONE DIAVANZAMENTO
TRATTAMENTO SUPERFICIALEProva ASTRAProva ASTRA
SPOSTAM. ORIZZONTALI
SCATOLAMOBILE
AVANZAMENTOMOTORE
CONFIGURAZIONE INIZIALE DI PROVA
verifica prestazionale del binomio aggregato-legante (SDI) importanza dei fattori ambientali (stagionatura) conferma sperimentale della formulazione teorica (Mc Leod)
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Emulsione Cationica - Inerte Calcareo
30,00
Emusione Modificata - Inerte Calcareo
30,00
10,00
20,00
SDI
10,00
20,00
SDI
0,0030 40 50 60 70 80 90
%ricoprimento
0,0030 40 50 60 70 80 90
%ricoprimento
Emulsione Cationica - Inerte Basaltico Emulsione Modificata - Inerte Basaltico
10 00
20,00
30,00
SDI
10 00
20,00
30,00
SDI
0,00
10,00
30 40 50 60 70 80 90
%ricoprimento
0,00
10,00
30 40 50 60 70 80 90
%ricoprimento
Risultati prova ASTRA sui trattamenti superficialiRisultati prova ASTRA sui trattamenti superficiali
32Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
MIGLIORAMENTO DELL'ADERENZA
VantaggiVantaggi MIGLIORAMENTO DELL ADERENZA IMPERMEABILIZZAZIONE DEL MANTO STRADALE CONSERVAZIONE DEL PROFILO STRADALE ASSENZA DI FUMI ED ESALAZIONI MINOR SFRUTTAMENTO ESTRATTIVO VELOCITA' DI ESECUZIONE E DI RIAPERTURA AL TRAFFICO VELOCITA DI ESECUZIONE E DI RIAPERTURA AL TRAFFICO
Cause principali di dissestoCause principali di dissesto POSA IN OPERA NON CORRETTA (stesa graniglia e legante non omogenea) FATTORI AMBIENTALI (temperatura, umidità) MATERIALI IMPIEGATI (rottura emulsione tipo di legante affinità bitume MATERIALI IMPIEGATI (rottura emulsione, tipo di legante, affinità bitume-
aggregati)
33Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Irruvidimento
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Lo sviluppo delle norme europee armonizzate volge attualmente al Commento alle norme europee:Commento alle norme europee:
Lo sviluppo delle norme europee armonizzate volge attualmente al termine;
La norma sui trattamenti superficiali di irruvidimento prEN 12271 è in corso di preparazione: dovrebbe essere approvata dagli Stati membri entro il 2006. La sua applicazione dovrebbe avvenire a partire dal 2008partire dal 2008.
All’entrata in vigore definitiva delle nuove norme sarà possibile immettere sul mercato europeo un nuovo prodotto solo previa p p pmarchiatura CE.
L’appaltatore sarà quindi responsabile del progetto e dell’applicazione del prodotto
34Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i li Microtappeti a Freddo e Trattamenti SuperficialiTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
T tt ti S fi i li di D l i iTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
35Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Requisiti Ambientali Tipici di Strade RuraliRequisiti Ambientali Tipici di Strade Rurali
36Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Strade “Bianche”:Strade “Bianche”:Principali EsigenzePrincipali Esigenze
Eliminazione di Polvere e Fango Miglioramento Aderenza Regolarizzazione Piano Viabile (buche) Regolarizzazione Piano Viabile (buche)
37Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Aderenza e Regolarità:Aderenza e Regolarità: adeguate alle caratteristiche del tracciatoadeguate alle caratteristiche del tracciatoRidotta larghezza della sede stradale Curve di piccolo raggio, alte pendenze
3÷5 m
Basse Velocità di PercorrenzaBasse Velocità di Percorrenza
38Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Vantaggi nel caso di strade rurali:Vantaggi nel caso di strade rurali: COSTI: COSTI:
- di costruzione rispetto ad uno strato di c.b.- di manutenzione rispetto a strade bianche
IMPATTO AMBIENTALE:- assenza di emissioni inquinanti- ridotto sfruttamento estrattivo
ADERENZA E REGOLARITÀTECNICA AFFIDABILE SE USATA CORRETTAMENTE
- limitato impatto estetico
TECNICA AFFIDABILE SE USATA CORRETTAMENTE(uso specifico dei prodotti in relazione al tipo e alle condizioni di intervento)
PRESTAZIONI MIGLIORI DI SOLUZIONI IN C.B. ALTERNATIVE
39Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Sovrastrutture di Strade RuraliSovrastrutture di Strade RuraliSezione Tipo Pre-InterventoSezione Tipo Pre-InterventoSezione Tipo Pre-InterventoSezione Tipo Pre-Intervento
Terreno vegetale
Fondazione es istenteRilevatoRilevato
Budget LimitatiBudget Limitati Fondazione = RisagomaturaFondazione = RisagomaturaSVILUPPO DI CEDIMENTI ANCHE ASVILUPPO DI CEDIMENTI ANCHE A CAUSA DI POTENZIALI INCREMENTI DEL TRAFFICO
40Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
EFFETTI dei cedimenti sulleEFFETTI dei cedimenti sulleDEPOLVERIZZAZIONI:DEPOLVERIZZAZIONI:
DISTORSIONI (ondulazioni, depressioni ecc.)
Regolarità compatibile con VRegolarità compatibile con V(funzionalità accettabile)(funzionalità accettabile)
EFFETTI dei cedimenti sui EFFETTI dei cedimenti sui MONOSTRATI di C.B. tradizionale:MONOSTRATI di C.B. tradizionale:
DISINTEGRAZIONI(sfondamenti, buche, sgranamenti, ecc.)
FESSURAZIONI
Necessità Interventi (funzionalità)Necessità Interventi (funzionalità)
41Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
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Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Criteri di Progetto e Controllo Criteri di Progetto e Controllo dei Trattamenti di Depolverizzazionedei Trattamenti di Depolverizzazione
graniglia 44--66emulsione terza mano
graniglia 88 1212graniglia 88--1212
graniglia 1212--1818
emulsione seconda mano
graniglia 1212--1818
IMPREGNAZIONEIMPREGNAZIONEemulsione prima mano
Misto GranulareStabilizzato
ABBINAMENTO TRA L’IMPREGNAZIONE DI UN MISTO GRANULAREL’IMPREGNAZIONE DI UN MISTO GRANULARE E LA REALIZZAZIONE DI UN TRATTAMENTO SUPERFICIALE MULTISTRATOTRATTAMENTO SUPERFICIALE MULTISTRATO
42Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
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Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Formazione di uno strato di transizione a rigidezza intermedia per::IMPREGNAZIONE (prima mano di emulsione bituminosa)IMPREGNAZIONE (prima mano di emulsione bituminosa)
g p DIFFONDERE LO STATO DI TENSIONE PREVENIRE FESSURAZIONI PER SFONDAMENTO ANCORARE LA SOVRASTRUTTURA LEGATA ALLO STRATO GRANULARE
% bitume(Rigidezza)
Mi t G l Mi t G lMisto Granulare Misto Granulare
43Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liTrattamenti Superficiali di Depolverizzazione
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Quando una Impregnazione non è efficace?Quando una Impregnazione non è efficace?Quando una Impregnazione non è efficace?Quando una Impregnazione non è efficace?
Profondità di Impregnazione Profondità di Impregnazione troppo BASSAtroppo BASSA
Profondità di Impregnazione Profondità di Impregnazione troppo ELEVATAtroppo ELEVATA
strato legato strato legato
strato granulare strato granulare
Esiste una Profondità di Impregnazione OttimaleEsiste una Profondità di Impregnazione Ottimale
44Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
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Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Profondità di ImpregnazioneProfondità di Impregnazione (Bordeaux '97)(Bordeaux '97)Profondità di ImpregnazioneProfondità di Impregnazione (Bordeaux '97)(Bordeaux '97)
a parità di altri fattori Himpr.dipende da:dipende da granulometria contenuto d'acqua
Himpr.
energia di compattazione
IL VALORE OTTIMALE DEVE ASSICURARE IN FUNZIONE DEL DOSAGGIO DIIL VALORE OTTIMALE DEVE ASSICURARE IN FUNZIONE DEL DOSAGGIO DIIL VALORE OTTIMALE DEVE ASSICURARE IN FUNZIONE DEL DOSAGGIO DI IL VALORE OTTIMALE DEVE ASSICURARE IN FUNZIONE DEL DOSAGGIO DI EMULSIONE IL RAGGIUNGIMENTO DI UNA EMULSIONE IL RAGGIUNGIMENTO DI UNA % DI BITUME PARI AL 2,5 %% DI BITUME PARI AL 2,5 %
d i di if i 2 5 3 K / 2 (H i 3 ) dosaggio di riferimento 2.5 - 3 Kg/m2 (Hopt. circa 3 cm) contenuto d'acqua indicativo 3 - 4 %
45Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
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Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei TrasportiNORME TECNICHE DI TIPO PRESTAZIONALE
PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO7.3 – TRATTAMENTI SUPERFICIALI DI DEPOLVERIZZAZIONE A FREDDOI trattamenti superficiali di depolverizzazione a freddo vengono realizzati su pavimentazioni in
i t l l t tt i ti h di t d b l di t ffi
ER A I OLA I S E IALI D A AL O
misto granulare non legato caratteristiche di strade a basso volume di traffico. Essi hanno lo scopo di migliorare la regolarità, l'aderenza e l'impermeabilità superficiale e normalmente sono realizzati in alternativa ai manti di usura tradizionali in conglomerato bituminosobituminoso.Il trattamento prevede l'impregnazione della pavimentazione esistente seguita da due applicazioni di emulsione bituminosa saturata con graniglia. Il risultato finale realizza un manto intimamente legato alla superficie trattata con caratteristiche Il risultato finale realizza un manto intimamente legato alla superficie trattata, con caratteristiche di plasticità tali da seguire senza danno eventuali assestamenti del sottofondo.
46Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
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Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei TrasportiNORME TECNICHE DI TIPO PRESTAZIONALE
PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTOPer la realizzazione dei trattamenti superficiali di depolverizzazione a freddo i dosaggiorientativi di graniglia e di emulsione bituminosa per unità di superficie sono riportati in Tabella7.3.5.
ER A I OLA I S E IALI D A AL O
Tabella 7.3.5Tipo di trattamento Aggregati emulsione
classe “d/D” dosaggio (litri/m2) dosaggio (Kg/m2)I° strato granigliatura 12/18 14.0 15.0
(impregnazione) prima mano 3.00 (ECM 55) C 55 B 5C 55 B 5(impregnazione) prima mano 3.00 (ECM 55)granigliatura 12/18 9.0 10.0
II° strato seconda mano 1.50 (ECR 65)granigliatura 8/12 9.0 10.0
III° strato terza mano 1.50 (ECR 65)granigliatura 4/8 6.0 7.0
C 55 B 5C 55 B 5
C 65 B 3C 65 B 3
Per la formazione del II° e III° strato, i quantitativi indicati in Tabella 7.3.5 potranno essere variatidalla Direzione Lavori, senza che l’Impresa possa avanzare richieste di maggiori compensi, infunzione dello spessore medio dello strato considerato desunto dalle caratteristiche diappiattimento degli aggregati impiegati. Tale dosaggio deve inoltre tenere conto del volume ditraffico previsto (± 15% con incrementi al diminuire del numero di veicoli) del clima (± 10% contraffico previsto (± 15% con incrementi al diminuire del numero di veicoli), del clima (± 10% conaumenti per le zone più fredde).Ai fini dell’accettazione dei materiali, prima dell’inizio dei lavori, l’Impresa è tenuta a predisporre laqualificazione del trattamento superficiale tramite certificazione attestante i requisiti indicati.
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PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO7.3.2 – Attrezzature di cantiereIn alternativa alla cisterna spruzzatrice e allo spandigraniglia, é raccomandato l'utilizzo di apposite macchine polivalenti in grado di effettuare simultaneamente la stesa dell'emulsione
ER A I OLA I S E IALI D A AL O
apposite macchine polivalenti in grado di effettuare simultaneamente la stesa dell emulsione bituminosa e della graniglia favorendo un migliore rivestimento dei granuli da parte del legante.
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Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Applicazione su strade rurali a basso volume di traffico …
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Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
… e non solo!!
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i li Microtappeti a Freddo e Trattamenti SuperficialiMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Mi t ti F dd (Sl S f i )Microtappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
51Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
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PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO
I microtappeti a freddo (slurry seals) sono interventi finalizzati al miglioramentodell’aderenza e dell’impermeabilità superficiali di pavimentazioni flessibilidell aderenza e dell impermeabilità superficiali di pavimentazioni flessibili.Essi consistono nella stesa in strati sottili di malte bituminose, ottenutemiscelando aggregati lapidei di qualità con emulsioni bituminose elastomerizzateed idonei additivi, con eventuale aggiunta di acqua e di fibre.
miglioramento dell'aderenzaPrincipali funzioni nelle applicazioni stradali:
gg q
miglioramento dell aderenza incremento indiretto della capacita' portante prevenzione dello sviluppo di dissesti
id i i tt bi t l i t i riduzione impatto ambientale pavimentazione
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Diversamente dai trattamenti superficialiDiversamente dai trattamenti superficiali, i microtappeti a freddo si utilizzano sulla viabilità ordinaria, anche in ambito urbanoanche in ambito urbano, e su strade ad elevato
l di t ffi di ti t t d lti t t d lvolume di traffico di tipo autostradaletipo autostradale.
Applicazione in ambito urbano Applicazione in ambito autostradale
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Aggregati lapideiMateriali impiegati:
Emulsione bituminosa Cemento Additivi (attivanti di adesione, fibre)( , ) Acqua
SchemaApplicativo
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Diversa tonalità della miscela durante e dopo la stesa
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Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
UNI EN 12274-1:2002 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Campionamento per l'estrazione di leganteUNI EN 12274 2 2003 T tt ti fi i li lt f dd M t di di
Norme UNI EN emesse:
UNI EN 12274-2:2003 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Determinazione del contenuto di legante residuoUNI EN 12274-3:2003 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova ConsistenzaConsistenzaUNI EN 12274-4:2003 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Determinazione della coesione della miscelaUNI EN 12274-5:2004 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova D t i i d ll'Determinazione dell'usuraUNI EN 12274-6:2003 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Tasso di applicazioneUNI EN 12274-7:2005 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di provaUNI EN 12274 7:2005 Trattamenti superficiali con malte a freddo Metodi di prova Prova di abrasione per agitazioneUNI EN 12274-8:2006 Trattamenti superficiali con malte a freddo - Metodi di prova Valutazione visiva dei difetti
CEN/TC 227 WG 2 “Surface dressing and slurry surfacing”
Attività Normative di Riferimento:
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Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei TrasportiNORME TECNICHE DI TIPO PRESTAZIONALE
PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTOAGGREGATO GROSSO
Parametro Metodo di prova Valoririchiesti
CategoriaUNI EN 13043
PER CAPITOLATI SPECIALI D APPALTOAggregato Aggregato
GrossoGrossoResistenza alla frammentazione (Los Angeles) UNI EN 1097-2 = 20% LA20
Percentuale di particelle frantumate UNI EN 933-5 100% C100/0Passante allo 0.063 UNI EN 933-1 = 1% f1
Resistenza al gelo e disgelo UNI EN 1367-1 = 1% F1Affinità aggregato bitume UNI EN 12697-11 = 1% -Coefficiente di appiattimento UNI EN 933-3 = 15% FL15
Valore di levigabilità UNI EN 1097-8 = 45% PSV45
Tabella 7.2.5SPESSORE 3 mm 6 mm 9 mm
GranulometriaPassante al crivello 15 mm - - 100
MisceleMiscele
Passante al crivello 10 mm 100 100 85 100Passante al crivello 5 mm 85 100 55 85 55 75Passante al setaccio 2 mm 58 83 30 55 30 55Passante al setaccio 0.40 mm 22 36 14 28 14 28Passante al setaccio 0.18 mm 11 22 8 19 8 19Passante al setaccio 0.075 mm 6 10 5 10 4 10
MisceleDosaggio della malta (Kg/m2) 6 10 8 14 13 20Dmax aggregati (mm) 5 6 7 9 10 12Bitume residuo (% peso aggregati) 7 10 6 8 5 7.5
57Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Prestazioni in opera:• Skid resistance;
Aspetti critici:• Attrezzature specifiche;
• Impermeabilizzazione;• Impatto ambientale.
• Scelta e dosaggio dei materiali;• Dissesti prematuri.
Necessità di Metodi di ecess tà d etod dProva Prestazionali
58Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Indagini sperimentali sui microtappeti a freddoIndagini sperimentali sui microtappeti a freddoA Sh T ti R h d A l i (ASTRA)A Sh T ti R h d A l i (ASTRA)Ancona Shear Testing Research and Analysis (ASTRA)Ancona Shear Testing Research and Analysis (ASTRA) programprogram: Centro Interuniversitario sperimentale di Ricerca Stradale (CIRS); avviato in 1993;
ARTICUL ATED ELEMENT FOR THETRANSFER OF THE HORIZONTAL LOAD"T"
SLURRY SUR FACING
mani d’attacco, trattamenti superficiali, rinforzi sottili aderenti.
HOR IZONTAL DISPLACEMENTTRANSDUCER
TRANSFER OF THE HORIZONTAL LOAD TVERTICALL OAD "P"
MOVINGPISTON
MOTORLOAD CELL
RUBBERSLIDER
MOVABLELODGING
LOAD CELL
59Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
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Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Indagini sperimentali sui microtappeti a freddoIndagini sperimentali sui microtappeti a freddo
Applicazione miscela Camera ClimaticaSupporto in c.b.
100
l
finalinitial
PPP
SSIno sgranamento SSI = 0
totale sgranamento SSI = 48initialPtotale sgranamento SSI 48
60Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
Indagini sperimentali sui microtappeti a freddoIndagini sperimentali sui microtappeti a freddo80
50
60
70
80[%
]
22,8217 23
30
40
50
mea
n SS
I
6,7713,18
17,23
0
10
20m
2 kg/cm2 2 kg/cm2 10 kg/cm2 10 kg/cm2 2 kg/cm5 passes
2 kg/cm10 passes
10 kg/cm5 passes
10 kg/cm10 passes
• valori inferiori a 24 (= 50% sgranamento);Miscela idonea:Miscela idonea:(Salonicco 2002)(Salonicco 2002) • buona ripetibilità (maturazione e temperatura ottimali).(Salonicco 2002)(Salonicco 2002)
61Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
80
Indagini sperimentali sui microtappeti a freddoIndagini sperimentali sui microtappeti a freddo
50,58
59,8654,18
50
60
70
[%]
28,46
20
30
40
50
mea
n SS
I
0
10
20
2 kg/cm2 2 kg/cm2 10 kg/cm2 10 kg/cm2
Miscela non idonea:Miscela non idonea:(Salonicco 2002)(Salonicco 2002)
• elevata variabilità dei risultati;
5 passes 10 passes 5 passes 10 passes
(Salonicco 2002)(Salonicco 2002) • valori di SSI non realistici (> 48, effetti di bordo);
62Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i liMicrotappeti a Freddo (Slurry Surfacing)
Microtappeti a Freddo e Trattamenti Superficiali
A h i i t ti f dd l il d ll
Commento alle norme europee:Commento alle norme europee:
Anche per i microtappeti a freddo lo sviluppo delle norme europee armonizzate volge attualmente al termine;
La norma sui microtappeti a freddo prEN 12273 è in corso di La norma sui microtappeti a freddo prEN 12273 è in corso di preparazione: dovrebbe essere approvata dagli Stati membri entro il 2007. La sua applicazione dovrebbe avvenire a partire dal 2008.
All’entrata in vigore definitiva delle nuove norme sarà possibile immettere sul mercato europeo un nuovo prodotto solo previa m rchi tur CEmarchiatura CE.
Anche in questo caso l’appaltatore sarà quindi responsabile del progetto e dell’applicazione del prodottoprogetto e dell applicazione del prodotto
63Lezioni del corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali – Prof. Francesco CanestrariApplicazioni stradali di emulsioni bituminose
Mi t ti F dd T tt ti S fi i li Microtappeti a Freddo e Trattamenti SuperficialiConclusioni
1902: 1902: prima applicazione di bitumi in ambito prima applicazione di bitumi in ambito stradale come trattamento “antipolvere”stradale come trattamento “antipolvere”