La progettazione volumetrica del conglomerato bituminoso di tipo SuperPave™ e le prove prestazionali sono utilizzati in molti paesi e territori del mondo. Fondamentalmente, il programma SuperPave™ nasce dall’esigenza di creare pavimentazioni più performanti e durature che offrano un miglior rapporto qualità-prezzo ai gestori stradali e alla società in generale.
Questo articolo è un’introduzione alla prima puntata della serie didattica di IPC Global su SuperPave™, preparata da esperti per aiutarvi a comprendere i fondamenti delle prove e della progettazione prestazionale di tipo SuperPave™.
Quali sono la situazione e le sfide attuali delle prove sull’asfalto?
Le strade: vitali per lo sviluppo e la crescita
Le pavimentazioni stradali sono essenziali per il trasporto sicuro, confortevole e rapido di persone e merci. Pertanto, le pavimentazioni stradali devono essere, tra l’altro, durevoli, in grado di resistere all’ambiente, cioè al sole cocente e alle temperature gelide, e di proteggere la base della pavimentazione dall’umidità, trasmettendo al contempo in modo efficiente i carichi del traffico alla base e al sottostante sottofondo di terreno.
A causa dei cambiamenti nelle proprietà dei materiali, delle condizioni di traffico, dei fattori economici e ambientali, l’esecuzione di prove accurate e approfondite sui materiali stradali non è mai stata così importante. Tuttavia, la progettazione empirica tradizionale e le prove solo volumetriche non sono in grado di valutare correttamente le prestazioni delle miscele bituminose e delle pavimentazioni in condizioni climatiche e di velocità di traffico reali. Sebbene questi metodi possano essere utilizzati per le pavimentazioni di strade a basso volume di traffico, mancano di affidabilità per le pavimentazioni a più alto utilizzo.
I metodi tradizionali, inoltre, non riescono a stabilire le proprietà fondamentali dei materiali, necessarie ai sofisticati modelli di progettazione stradale per creare pavimentazioni ottimizzate.
Di conseguenza, una caratterizzazione inadeguata e non valida dei materiali della pavimentazione porta a una progettazione non ottimale, con un aumento del rischio di costosi interventi di correzione o di cedimenti precoci della pavimentazione dovuti a una errata valutazione delle prestazioni. Questo può non solo generare ulteriori costi di costruzione e ricostruzione, ma anche causare:
- scarsa percezione dei gestori stradali da parte dell’opinione pubblica
- interruzione del traffico,
- maggiore incidentalità,
- maggiore mortalità per incidenti,
- usura e danni ai veicoli e
- maggiore consumo di carburante
Necessità di prove accurate sui materiali stradali
L’aumento del traffico pesante, il peso più elevato dei veicoli e le modifiche alle proprietà del legante, oltre agli sviluppi nei materiali per la pavimentazione, come l’uso di bitume modificato con polimeri, di fresato di asfalto, di polverino di gomma da pneumatici riciclati e altri materiali marginali, hanno portato a cambiamenti significativi nelle prestazioni del conglomerato bituminoso e delle pavimentazioni. Tuttavia, l’insufficiente conoscenza delle prestazioni dei nuovi conglomerati bituminosi ne impedisce l’inserimento corretto ed efficace nei progetti di strutture stradali. La risposta non è vietare tutti i nuovi materiali, ma sviluppare un piano di prove per valutare e incoraggiare l’innovazione e pavimentazioni più performanti.
Le strade devono…
Le pavimentazioni stradali sono essenziali per il trasporto sicuro, confortevole e rapido di persone e merci. Oggi, l’aumento del traffico di veicoli pesanti, i carichi e l’evoluzione delle miscele di asfalto (bitume) hanno portato a cambiamenti significativi nelle prestazioni delle miscele di asfalto e delle pavimentazioni.
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L’asfalto è un materiale complesso e viscoelastico.
Le sue proprietà meccaniche cambiano in base alle diverse frequenze di carico (velocità del traffico) e alle condizioni di temperatura (clima). Pertanto, la corretta caratterizzazione della risposta di una miscela alle diverse condizioni reali è fondamentale per prevedere le prestazioni nel corso della vita della pavimentazione. Ad esempio, una miscela può funzionare bene per un’autostrada ad alta velocità, ma può fallire se collocata in un incrocio con carichi statici e lenti.
Le metodologie tradizionali di caratterizzazione dei materiali, come la progettazione delle miscele Marshall, utilizzano test empirici rudimentali che presuppongono semplicisticamente che i materiali si comportino in modo coerente indipendentemente dalle condizioni ambientali o di traffico. Anche se storicamente sono state utili all’industria se abbinate all’analisi volumetrica (vuoti, vuoti nella miscela di inerti, proporzione di filler, ecc.), i cambiamenti evidenziati in precedenza fanno sì che queste ipotesi non siano più appropriate.
C’è un nuovo approccio… le prove prestazionali.