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I trattamenti superficiali per la manutenzione stradale

Finalità, materiali di impiego e procedura pratica per l'applicazione di trattamenti superficiali

I trattamenti superficiali rappresentano attualmente una delle tecniche più apprezzate nell’ambito della manutenzione ordinaria stradale grazie ai costi contenuti e al ridotto impatto ambientale. Tali interventi offrono una soluzione durevole a determinati dissesti e permettono realmente di posticipare un intervento di ricostruzione. L’uso di tale tecnologia ebbe inizio negli anni Venti e venne primariamente impiegata per produrre uno strato di ricopertura su strade sbrecciate a basso volume di traffico (depolverizzazione).

Immagini

  • Tipici dissesti sui quali applicare un trattamento superficiale
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    Tipici dissesti sui quali applicare un trattamento superficiale
  • Tipici dissesti sui quali applicare un trattamento superficiale
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    Tipici dissesti sui quali applicare un trattamento superficiale
  • Tipici dissesti sui quali applicare un trattamento superficiale
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    Tipici dissesti sui quali applicare un trattamento superficiale
  • La riflessione delle fessure nel caso di applicazione di un microtappeto a caldo su una vecchia pavimentazione 
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    La riflessione delle fessure nel caso di applicazione di un microtappeto a caldo su una vecchia pavimentazione 
  • La riflessione delle fessure nel caso di applicazione di un microtappeto a caldo su una vecchia pavimentazione 
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    La riflessione delle fessure nel caso di applicazione di un microtappeto a caldo su una vecchia pavimentazione 
  • La perdita di adesione tra microtappeto a caldo e vecchia pavimentazione
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    La perdita di adesione tra microtappeto a caldo e vecchia pavimentazione
  • La perdita di adesione tra microtappeto a caldo e vecchia pavimentazione
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    La perdita di adesione tra microtappeto a caldo e vecchia pavimentazione
  • Lo schema della ricopertura degli aggregati
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    Lo schema della ricopertura degli aggregati
  • Il mezzo combinato per la spruzzatura dell’emulsione e la simultanea stesa di aggregati
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    Il mezzo combinato per la spruzzatura dell’emulsione e la simultanea stesa di aggregati
  • Il mezzo combinato per la spruzzatura dell’emulsione e la simultanea stesa di aggregati
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    Il mezzo combinato per la spruzzatura dell’emulsione e la simultanea stesa di aggregati
  • Lo schema delle applicazioni più usate
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    Lo schema delle applicazioni più usate
  • Lo schema delle applicazioni più usate
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    Lo schema delle applicazioni più usate
  • Le caratteristiche dell’emulsione di bitume modificato per il trattamento superficiale
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    Le caratteristiche dell’emulsione di bitume modificato per il trattamento superficiale
  • Le caratteristiche dell’emulsione bituminosa per la depolverizzazione
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    Le caratteristiche dell’emulsione bituminosa per la depolverizzazione
  • Le caratteristiche granulometriche degli aggregati
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    Le caratteristiche granulometriche degli aggregati
  • Le caratteristiche meccaniche e geometriche degli aggregati per il trattamento superficiale
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    Le caratteristiche meccaniche e geometriche degli aggregati per il trattamento superficiale
  • Il dosaggio dei componenti per il trattamento monostrato o bistrato
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    Il dosaggio dei componenti per il trattamento monostrato o bistrato

A seguito dell’evoluzione tecnologica dei mezzi di produzione, dei leganti e l’attenta selezione degli inerti, questa tecnica venne adottata – con piccole variazioni operative – anche su strade ad alto volume traffico come metodo di manutenzione ordinaria per estendere la vita utile e ripristinare l’aderenza superficiale delle pavimentazioni esistenti.

A paragone con un tradizionale microtappeto a caldo, la diffusione di questa tecnologia è stata motivata soprattutto dalla specifica efficacia e dal basso costo realizzativo. Il presente articolo tecnico si pone l’obiettivo di descrivere in dettaglio le finalità, i materiali d’impiego e la procedura pratica per l’applicazione di trattamenti superficiali.

I trattamenti superficiali

Il trattamento superficiale è una tecnica di intervento manutentivo che si applica su pavimentazioni usurate con l’obiettivo di estenderne la vita utile, preservandone le caratteristiche strutturali e migliorandone le prestazioni funzionali.

Nel caso più semplice, esso consiste di un film di bitume ricoperto da uno strato monogranulare di aggregati radicati su di esso.

Tuttavia, al fine di ottenere un trattamento più resistente, la combinazione legante/aggregati può essere ripetuta applicando due o tre strati monogranulari, di dimensioni via via decrescenti, incollati l’uno sull’altro.

L’applicazione di tale metodo di manutenzione consente quindi un miglioramento funzionale, riportando l’aderenza pneumatico/superficie a livelli adeguati con notevoli vantaggi dal punto di vista della sicurezza di guida e di ottenere un beneficio strutturale, preservando le caratteristiche dei materiali esistenti.

Il successo di tale applicazione è da ricondurre principalmente allo stato della superficie da trattare (condizione geometrica e livello di degrado), alla selezione dei materiali costituenti, alla tempistica e modalità costruttiva, con particolar riferimento alla prontezza di adeguare il trattamento sui possibili punti singolari della vecchia pavimentazione sulla base di principi operativi semplici. Le superfici che si prestano all’uso di tale intervento sono quelle che mostrano microfessurazione ramificata, trasudamento di bitume, aggregati levigati e principio di sgranamento. In queste situazioni, un trattamento superficiale a paragone con un microtappeto a caldo, non solo risulta essere più economico, ma anche più efficace.

Il ruolo e la scelta del tipo di legante

Il film di bitume sigilla le fessure presenti sulla vecchia pavimentazione proteggendola dall’azione dell’acqua che può comportare perdita di capacità portante e spogliamento degli aggregati in superficie. In particolare, la perdita di capacità portante si riconduce all’infiltrazione dell’acqua che va a saturare, dilavare e indebolire gli strati profondi, mentre la presenza di acqua nello strato superficiale usurato innesta il fenomeno dello spogliamento del film di bitume dagli aggregati, generando il successivo sgranamento, più o meno localizzato, fino alla degenerazione in buche. La stesa di un film di bitume, inoltre, arricchisce la superficie stradale con nuovo legante, prevenendo la fessurazione per escursioni termiche provocate dall’incapacità del bitume ossidato e rigido di assorbire le tensioni indotte dalla variazione di temperatura. Occorre precisare che il bitume può essere spruzzato sotto forma di bitume caldo o di emulsione bituminosa. Quest’ultima di certo garantisce una maggiore flessibilità nella condizione di uso e, operando a basse temperature, un minor impatto ambientale e minori rischi legati alla sicurezza del Personale. In dettaglio, le emulsioni bituminose sono un composto di bitume (fase dispersa), acqua (fase disperdente) e agenti emulsionanti (tensioattivi). In realtà il bitume è disperso, sotto forma di goccioline, in acqua. Tale miscela è resa più o meno stabile mediante l’aggiunta di una o più sostanze emulsionanti.

L’emulsionante genera una tensione superficiale tra le particelle di bitume che tendono a respingersi e permette al bitume di restare sospeso finché l’acqua non viene eliminata tramite l’evaporazione. Pertanto, gli emulsionanti conferiscono la polarità e controllano la velocità di separazione (rottura) tra i due principali componenti dell’emulsione. Il processo di rottura si sviluppa secondo fasi ben precise.

L’emulsione bituminosa è un prodotto estremamente adattabile in quanto può essere opportunamente formulata per regolare la sua fluidità e veicolare qualsiasi tipo di bitume, anche il bitume modificato con polimeri o lattice di gomma.

Nell’emulsione bituminosa, infatti, il bitume è semplicemente trasportato dall’acqua, mantenendo la sua viscosità bassa e permettendo quindi una ricopertura uniforme, oltre che la permeazione e saturazione delle microfessure superficiali. Le emulsioni di bitume modificato offrono migliori garanzie in qualsiasi situazione e risultano particolarmente indicate in presenza di un elevato volume di traffico o in zone in cui si possono sviluppare sensibili azioni di taglio dovute a movimenti in accelerazione o decelerazione o cambiamento di direzione dei veicoli, ad esempio su un’intersezione. Le emulsioni di bitume modificato in aggiunta mostrano una buona adesione con tutti i tipi di aggregati rendendo il sistema meno suscettibile all’azione dell’acqua.

Un altro punto a favore dell’impiego dell’emulsione bituminosa è indubbiamente relativo alla maggior sicurezza per gli operatori in quanto si lavora a temperature basse e in completa assenza di emissione di fumi idrocarburici.

La scelta del dosaggio di legante

Per avere un buon incastro degli aggregati tra loro e sul film di bitume è fondamentale fissare il giusto dosaggio di legante da spruzzare sulla pavimentazione. In generale, il dosaggio di legante cresce al crescere della dimensione minima o spessore degli aggregati e deve consentire l’annegamento dell’aggregato per almeno il 50% e non più del 70% del proprio spessore. Nel caso in cui l’immersione dell’aggregato sia inferiore al 50% del suo spessore, esso risulta poco ammorsato nel film di legante e quindi soggetto a sgranare sotto l’azione del traffico. Al contrario, quando l’aggregato è immerso per più del 70% del suo spessore, la superficie stradale diviene presto potenzialmente scivolosa a causa della scarsa rugosità e del rischio di trasudamento localizzato del bitume. In generale, si richiedono dosaggi maggiori nel caso di superfici rugose, porose, ossidate o spoglie.

La scelta degli aggregati

Lo strato di aggregati conferisce protezione al film di bitume e ripristina la micro e macro tessitura superficiale della pavimentazione creando una nuova superficie rugosa ad elevata aderenza. Per un trattamento superficiale sia gli aspetti geometrici che quelli fisico-mineralogici degli aggregati rivestono un ruolo importante. Gli aggregati da impiegare devono avere una granulometria quanto più possibile uniforme (monogranulare) per consentire un buon ingranamento e livellamento superficiale. Seppur una pezzatura grossolana dell’aggregato permetta di ottenere un trattamento più durevole e meno sensibile all’eventuale variazione del dosaggio di legante, è consigliabile limitare la dimensione massima in quanto gli aggregati grossolani rendono la superficie eccessivamente rugosa e rumorosa, oltre che poter potenzialmente innescare situazioni di pericolo nel caso del loro dislocamento sotto traffico e successiva proiezione degli stessi contro i veicoli transitanti. 

Per quanto riguarda la forma, sono sicuramente da preferire aggregati prismatici/angolari perché permettono di ottenere una superficie scabra ad alta aderenza. Inoltre, tali aggregati non sono soggetti all’effetto di riorientamento dovuto alla post-rullatura del traffico, quindi la regolarità superficiale è mantenuta stabile nel tempo.