materiali e tecnologie per il ripristino stradale

IEEEGiornata di studio su:Giornata di studio su:

Tecniche impiantistiche e tecnologie ottiche per l’accesso di nuova generazione

Materiali e tecnologie per il ripristino stradale

8 luglio 2009g

Maurizio CrispinoMaurizio CrispinoProfessore Ordinario di Tecnica delle Pavimentazioni

Politecnico di Milano

Premessa

In Italia (e non solo) i sottoservizi

Premessa …

In Italia (e non solo) i sottoservizi rappresentano spesso una criticità.

Le caratteristiche funzionali e strutturali delle i t i i i f ttipavimentazioni sono infatti spesso

compromesse da sottoservizi eseguiti con…

… materiali non adatti…

… e con modalità inappropriate

Il problema è anche più ampioIl problema è anche più ampio …

ed investe tutto il campo… ed investe tutto il campo delle sigillature

… o, più correttamente, delle NONi illsigillature

INDICEC

1 PARTE I MECCANISMI DI DEGRADO DELLE1. PARTE I - MECCANISMI DI DEGRADO DELLE PAVIMENTAZIONI PER INFILTRAZIONE D’ACQUA

2. LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE NEL CASO DEI SOTTOSERVIZI

3 PARTE II - LA RICERCA DEL POLITECNICO DI3. PARTE II - LA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANO

4. PARTE III - IL BENEFICIO ECONOMICO DELL’IMPERMEABILIZZAZIONE

DEGRADI E MECCANISMI DI DEGRADO DELLE PAVIMENTAZIONI

PER INFILTRAZIONE D’ACQUA

Giunti e fessure non sigillate

Via d’accesso acque meteorichealla pavimentazionealla pavimentazione

Innesco MECCANISMI DI DEGRADO i ibili d t lt tiirreversibili ed autoesaltanti

DEGRADI E MECCANISMI DI DEGRADO DELLE PAVIMENTAZIONI

PER INFILTRAZIONE D’ACQUA

DISSESTI DI PAVIMENTAZIONI RIGIDEDISSESTI DI PAVIMENTAZIONI RIGIDE

Infiltrazione acqua nella i t ipavimentazione

Pumpingp g

Espulsione laterale di materiale

LA NON SIGILLATURA DEI SOTTOSERVIZIO S G U SO OS

PROBLEMA

Posa in opera dei sottoservizi e ripristino

Formazione giunti e fessure

Degrado della pavimentazione

Infiltrazione acqua nella pavimentazione

g p

Punti fermi del problema

1) I sottoservizi devono essere realizzati “a

Punti fermi del problema

1) I sottoservizi devono essere realizzati a tenuta” rispetto all’acqua, cioè impermeabili (anche in modo durevole)impermeabili (anche in modo durevole)

2) A t l fi i t t2) A tal fine esistono, e vanno usate,tecnologie idonee, altrimenti i “ripristini” f lli !falliscono!

LE SOLUZIONI TECNOLOGICHE PER L’IMPERMEABILIZZAZIONEPER L’IMPERMEABILIZZAZIONE

SIGILLATURA A FREDDO CON CORDOLINI

Azione sigillante della discontinuità

Giunzione elastica della superfici


SIGILLATURA A FREDDO CON CORDOLINI

CAMPI DI APPLICAZIONE

Discontinuità tra pavimentazione e cordoli in calcestruzzo

Giunti di impalcato

Discontinuità tra pavimentazione ed elementi metallici dei sottoservizi

Gi ti di t i d l l tGiunti di costruzione del conglomerato bituminoso


SIGILLATURA CON NASTRINI PREFORMATI

Azione sigillante della discontinuità

NastrinoNastrinoPrevenzione sgranamento e rottura bordi


SIGILLATURA CON NASTRINI PREFORMATI


Sigillatura fessure di larghezza ridotta(fino a 5 mm)

Collegamento e sigillatura superfici complanari dopo interventi di ripristino

Nastrino


SIGILLANTI A CALDO


Sigillatura di giunti o fessure per larghezze superiori a 5 mm

Sigillatura di pavimentazioni in cubetti di selce, massello o porfido

Giunti di pavimentazioni in cls

Raccordo di elementi di discontinuità della sede stradale

ESEMPIO DI PERDITA DI ADESIONE ALLE BASSE TEMPERATURE


SIGILLANTI A FREDDO

N d i i iNon produce emissioniNon pone problemi di Temp. di stesa

Non necessita di caldaie


Sigillature funzionali o strutturali


MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI

Membrane speciali rinforzate ed impermeabilizzanti di nuovissima generazione

APPLICAZIONE

Fresatura strato ammalorato

Applicazione della membrana

Stesa strato superficiale

LA SIGILLATURA NEL CASO DEI SOTTOSERVIZISOTTOSERVIZI

OBIETTIVOOBIETTIVO

Regolamentazione delle operazioni di ripristino

SOLUZIONE

Elaborazione di specifiche tecniche con attenzione a MATERIALI e MODALITA’ DI SIGILLATURA

LA SIGILLATURA NEL CASO DEI SOTTOSERVIZI

Caso L < 3cm


Caso L ≥ 3cm


Caso L >>> 3cmSpecifiche tecniche di ripristino Comune di MilanoSpecifiche tecniche di ripristino Comune di Milano

Tipologia di intervento 1

SEZIONE TIPICA IN ATTRAVERSAMENTO STRADALECASO DI PAVIMENTAZIONE SOTTOPOSTA AL VINCOLO DI

NON MANOMISSIONE (E COMUNQUE IN BUONE CONDIZIONI)Dissesto di bassa severità

Vincolo di non manomissione Fresatura per uno spessore di 6 cm - Larghezza >= 1 m

Geocomposito con griglia in fibra di vetro antirisalita fessure

Sigillatura con cordolino preformato del giunto verticale tra pavimentazione nuova ed esistente(Vedere part. A)

Strato di usura (h= 6 cm)Strato di binder (spessore variabile)

Vincolo di non manomissioneMembrana o geocomposito

Misto cementato steso in strati di spessore non superiore a 20 cm e costipato con pestello dinamico con un numero di passaggi non inferiore a 6 (o cls magro se è consentito un tempo di maturazione maggiore di 6-8 ore prima della posa dello strato

Misto cementato (o misto granulare stabilizzato granulometricamente se il misto cementato non è presente nella stratigrafia della pavimetazione esistente) steso in strati di

Posa in opera di geocomposito con griglia in fibra di vetro

5 cm

6 8 ore prima della posa dello strato sovrastante)

Rinfianco con sabbia (o cls magro se è consentito un tempo di maturazione maggiore di 6-8 ore prima della posa dello strato sovrastante)

esistente) steso in strati di spessore non superiore a 20 cm e costipato con pestello dinamico con un numero di passaggi non inferiore a 6

Sigillatura giunto verticale con cordolino

LA SIGILLATURA NEL CASO DEI SOTTOSERVIZISOTTOSERVIZI

Specifiche tecniche di ripristino Comune di MilanoSpecifiche tecniche di ripristino Comune di Milano

Tipologia di intervento 2SEZIONE TIPICA IN ATTRAVERSAMENTO STRADALE

CASO DI PAVIMENTAZIONE NON SOTTOPOSTA AL VINCOLO DI NON MANUTENZIONE

Sigillatura con cordolino preformato del giunto verticale tra

Dissesto di bassa severitàStrato di usura (h= 4 cm)Strato di binder

(spessore variabile)

del giunto verticale tra pavimentazione nuova ed esistente(Vedere part. A)

5 cm

Misto cementato steso in strati di spessore non superiore a 20 cm e costipato con pestello dinamico con un numero di passaggi non inferiore a 6 (o cls magro se è consentito un tempo di maturazione maggiore di 6-8 ore prima della posa dello strato sovrastante)

Misto cementato (o misto granulare stabilizzato granulometricamente se il misto cementato non è presente nella stratigrafia della pavimetazione esistente) steso in strati di spessore non superiore a 20

Posa in opera di geocomposito con griglia in fibra di vetro

Rinfianco con sabbia (o cls magro se è consentito un tempo di maturazione maggiore di 6-8 ore prima della posa dello strato sovrastante)

cm e costipato con pestello dinamico con un numero di passaggi non inferiore a 6

g gSigillatura giunto verticale con

cordolino

Impermeabilizzazione di uno scavo con membranaImpermeabilizzazione di uno scavo con membrana

Fase di stesa del conglomerato bituminoso

Esempio di sottoservizio ( d li di i ill )(con cordolino di sigillatura)

Per la realizzazione dei sottoservizi “larghi”larghi

sono necessarie attrezzature e d lità di tili ttmodalità di utilizzo corrette

Sono necessarie attrezzature idonee per la stesa…

Stesa Conglomerati Bituminosi: gPiccole Finitrici (capacità di stesa da 0,40 a 4 m)

e per la compattazione… e per la compattazione…dei terreni :

Piastre ad Inversione di Marcia

Pestelli

in azione…in azione...

e per la compattazione… e per la compattazione…del Conglomerato Bituminoso:

Rulli con Guida a Terra

Piastre marcia avantiPiastre marcia avanti

in azione... in azione...

Perché compattare?Perché compattare?

• Per aumentare la portanza del materiale

• Diminuire la permeabilità• Diminuire la permeabilità

• Incrementare la stabilità

Parametri di valutazioneParametri di valutazione• Quale tipo di materiale deve essere

compattato?compattato?

• Quali sono i requisiti di compattazione richiesti?

• Spessore da compattare?Spessore da compattare?

Numero di passate?• Numero di passate?

Parametri della MacchinaParametri della Macchina• Peso della macchina

(piastra/telaio)

• Ampiezza

• FrequenzaFrequenza

• Velocità di avanzamento

L’operazione corretta può richiedererichiedere tempo…

In alternativaIn alternativa…

con maggiore efficienza… con maggiore efficienza

L’efficienza di un pestello non è i di ll ì!!!minore di un rullo così!!!

• Per evitare che la compattazione possadanneggiare le tubazioni sottostantidanneggiare le tubazioni sottostanti,bisogna avere uno spessore adeguato dimateriale a protezionemateriale a protezione.

• Lo spessore da utilizzare dipende dalleLo spessore da utilizzare dipende dalleattrezzature scelte per la compattazione.

Esempi:

Pestello (70 kg) 0,25 m( g)Piastra (50 kg) 0,10 m

PARTE IILA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANOLA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANO

TECNOLOGIE DI IMPERMEABILIZZAZIONETECNOLOGIE DI IMPERMEABILIZZAZIONE

LA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANO

• Analisi dei diversi contesti di applicazione– tipologia di strada– tipologia di strada– tipologia di pavimentazione

tipologia di degrado (tipo e larghezza fessure etc )– tipologia di degrado (tipo e larghezza fessure, etc.)

– ripristini di manomissionietc– etc.

LA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANO

• Sigillanti, nastri/cordolini, gmembrane, geocompositi, etc.… e loro prestazioni

• Compatibilità reciproca traCompatibilità reciproca tra i materiali (primer, sigill.)

• Compatibilità dei materiali con le superficicon le superfici

Modalità applicative (pre-ll t li iallargamento, pulizia,

asciugatura, controllo temperature, etc.)

LA RICERCA DEL POLITECNICO DI MILANOC C O C CO O

NASTRINI SIGILLANTI

OBIETTIVO: Caratterizzazione del comportamento in condizioni di esercizio e ottimizzazione della composizione

Prove di trazione

Analisi comportamento visco-elastico-plastico

Definizione composizione a comportamento prevalentementecomportamento prevalentemente

visco-plastico


NASTRINI SIGILLANTI

Prove di trazione a carico costante su provini di differente composizione

PPrroovvaa ddii ttrraazziioonnee aa ccaarriiccoo ccoossttaannttee:: ffaassii ddii ccaarriiccoo ee ssccaarriiccoo

0 700

0,800

0 600

0,700

0,800

Fase di carico

0,400

0,500

0,600

0,700

ε 0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

ε

Fase di carico

0,100

0,200

0,3000,000

0,100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

Tempo [s]

+Fase di scarico

0,0000 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tempo [s]

Verifiche al campo provaVerifiche al campo prova

Verifiche al campo provap p

A3 C3P t 2 P t 1

A3 A3 A3 A3 A3

G3

Punto 2 Punto 1Skid-test Skid-test

Skid-test suconglomerato

MONITORAGGIO PERIODICO C3

A3

G3conglomerato

DEL CAMPO PROVA:

A2 • Stabilità nel tempo della sigillatura

• Prove di aderenza

A3

A3A3G3

• Prove di aderenza

• Comportamento rispetto alle temperature di A3applicazione

G3


SIGILLANTI A CALDO

OBIETTIVO: Soluzione problematiche connesse all’uso dei sigillanti tradizionali

Limiti sigillanti tradizionali

Eccessiva sensibilità all’acqua

Eccessivo ritorno elastico

Perdita di adesione


SIGILLANTI A CALDO

Risultati della ricerca

Messa a punto di Sigillante ad Alte p gPrestazioni

Elaborazione di test di funzionamento alle condizioni di esercizioalle condizioni di esercizio


MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI-FIBRORINFORZATE

OBIETTIVO: Analisi del comportamento del materiale

Analisi teorica: modellazione ad elementi finiti

Analisi sperimentale in vera grandezza



Modellazione del materiale ad elementi finiti

Simulazione del comportamento del materiale

V l t i d ll’ ff ttiValutazione dell’effettiva funzione strutturale della

membrana



Sperimentazione in vera grandezza (1)

Verifica azione antirisalita delle fessure

V ifi iVerifica azione impermeabilizzante




Verifica azione antirisalita delle fessure

V ifi iVerifica azione impermeabilizzante




RISULTATO:

Estensione della vita di pavimentazoni severamente fessurate > 3 anni!!




Risoluzione problemi di ti tt d llrepentina rottura della

pavimentazione a causa delle elevate deflessioni del binario

tranviariotranviario

..e c’è anche un “lieto fine”: le impermabilizzazioni ben fatte portano p p

anche ad un BENEFICIO ECONOMICO!!

ConclusioniConclusioni• Il ripristino di un sottoservizio è operazione SERIA e p p

come tale va trattata (ha conseguenze sulla sicurezza e sulla regolarità di marcia di migliaia di persone)

• Non può essere eseguito senza specifiche rigorose e senza controlli

• La compattazione degli strati è fondamentale

• Utilizzare rigorosamente materiali e tecnologie impermeabilizzanti durevoli (cordolini, membrane, etc.)

Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzioneGrazie per l attenzioneGrazie per l attenzione

materiali e tecnologie per il ripristino stradale

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