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PROGETTAZIONE DI STRADE
1 ILLUSTRARE GLI ELEMENTI CARATTERISTICI DI UNA PIATTAFORMA STRADALE
La piattaforma è la parte della sede stradale che contiene una o più̀ carreggiate, banchine, gli eventuali margini interno (che separa carreggiate percorse nello stesso senso) e laterale (che separa carreggiate percorse in senso opposto), le varie tipologie di corsie, le fasce di sosta laterale e le piazzole di sosta. La carreggiata èla parte della strada dove transitano i veicoli ed è formata da una o più̀ corsie di marcia. La corsia èla parte longitudinale di strada, contenente la segnaletica orizzontale, larga almeno per consentire il transito di una sola fila di veicoli ed è suddivisa in: • Corsia riservata : destinata alla circolazione esclusiva di una o solo di alcune categorie di veicoli; • Corsia specializzata : destinata ai veicoli che si accingono ad effettuare determinate manovre, quali svolta, attraversamento, sorpasso, decelerazione, accelerazione, manovra per la sosta o altro; • Corsia di marcia : destinata alla normale percorrenza o al sorpasso • Corsia di emergenza : adiacente alla carreggiata, destinata alle soste di emergenza, al transito dei veicoli di soccorso: la banchina èla parte della strada, non ostruita da ostacoli, compresa tra il margine della carreggiata e il più̀ vicino tra marciapiede, spartitraffico, etc. Il DISPOSITIVO DI RITENUTA : è l’elemento protettivo che serve per ridurre le conseguenze di una fuoriuscita di un veicolo, evitandolo. La FASCIA DI PERTINENZA: èla parte compresa tra la carreggiata più̀ esterna e il confine stradale ed infine la FASCIA DI RISPETTO è la striscia di terreno, esterna al confine stradale, sulla quale esistono vincoli alla realizzazione, da parte del proprietario del terreno, di scavi, costruzioni, ecc.
2 QUALI SONO LE DISTANZA DI VISIBILITA’ CHE VANNO VERIFICATE IN AMBITO
STRADALE?
Occorre in fase progettuale confrontare la distanza di visuale libera , che è la lunghezza del tratto di strada che il conducente vede senza l’influenza delle condizioni del traffico, atmosferiche ed illuminazione stradale con tre distanze di visibilità quali: distanza di visibilità̀ per arresto , ovvero lo spazio minimo necessario perché́ il conducente possa fermare il veicolo in condizione di sicurezza nel caso di ostacolo imprevisto; distanza di visibilità̀ per sorpasso, cioè avere un tratto di strada lunga in modo tale da completare la manovra di sorpasso in sicurezza; distanza di visibilità̀ per la manovra di cambio di corsia che è la lunghezza del tratto di strada che serve per il passaggio da una corsia a quella adiacente.
3 QUALI SONO GLI ELEMENTI PLANIMETRICI DI UN TRACCIATO STRADALE?
Gli elementi planimetrici di un tracciato stradale sono: rettifili , cioè tratti di strada rettilinei, senza curvatura; curve a raggio variabile che sono quei tratti di strada dove troviamo alternanza tra rettilinei e curve circolari, curve circolari ovvero rami di circonferenza.
4 COME VARIANO LA VELOCITA’ E LE PENDENZE TRASVERSALI NEI RETTIFILI E
NELLE CURVE CIRCOLARI?
Il DM 05/11/2001 stabilisce la lunghezza dei rettifili in funzione della velocità di progetto massima per evitare problemi legati ai rettifili troppo lunghi come, ad esempio, procedere a velocità elevate, monotonia di guida che provoca sonnolenza e ha stabilito delle lunghezze minime in funzione della velocità. Le curve invece devono avere uno sviluppo minimo corrispondente ad un tempo di percorrenza di almeno 2.5 secondi. La pendenza trasversale, invece, serve per far defluire in maniera rapida le acque superficiali. In un rettifilo, la pendenza trasversale minima che è inclinata verso l’esterno delle falde della carreggiata è pari al 2.5% mentre in curva, subentrando la forza centrifuga, per avere maggiore stabilità e velocità, la carreggiata è inclinata verso l’interno con una pendenza costante.
5 QUAL’E’ L’EQUAZIONE DELLA CLOTOIDE?
L’equazione della clotoide è 1/r = s/A^2 dove 1/r indica la curvatura che è direttamente proporzionale ad s che è l’ascissa curvilinea mentre A è un parametro di scala che rappresenta la rapidità con cui avviene il cambiamento di curvatura tra due elementi consecutivi nel tracciato, elementi che possono essere rettifilo e curva circolare oppure curva circolare e curva circolare.
6 IN BASE A QUALI METODI È POSSIBILE CREARE GEOMETRICAMENTE LO
SCOSTAMENTO NECESSARIO PER L’INSERIMENTO DELLA CLOTOIDE?
Le possibilità per l’inserimento della clotoide sono tre: raccordi a vertice conservato , dove troviamo il vertice fisso, il raggio iniziale viene accorciato e il centro si sposta verso il vertice creandone una nuova posizione; raccordi a raggio conservato dove il raggio non cambia, per inserire il raccordo tra rettifilo e cerchio serve spostarne uno dei due; raccordi a centro conservato dove il centro della curva resta invariato mentre il raggio iniziale subisce un accorciamento.
7 IN COSA CONSISTE LA VERIFICA DEL PARAMETRO DELLA CLOTOIDE?
La verifica del paramento della clotoide deve tenere conto di tre grandezze: il contraccolpo , cioè la variazione di accelerazione trasversale, la variazione di rotazione trasversale della sagoma stradale e l’angolo di deviazione finale. Considerando la velocità di percorrenza costante si ottengono tre criteri: dinamico, costruttivo, ottico (sono i criteri in base ai quali si inserisce la clotoide). Per tutti e tre i criteri si hanno dei valori di riferimento e nei primi due criteri si ha un valore minimo di A, dove il parametro A deve essere compatibile con i valori limite fissati dalla norma, mentre per il criterio estetico percettivo si ha un valore minimo ed uno massimo.
8 QUALI SONO LE TIPOLOGIE DI CLOTOIDI IMPIEGATE IN CAMPO STRADALE IN
FUNZIONE DEGLI ELEMENTI DA RACCORDARE?
Le tipologie di clotoidi impiegate in campo stradale in funzione degli elementi da raccordare sono 3: clotoide di flesso che raccorda due curve circolari che vengono percorse in senso opposto, non si intersecano, sono l’una esterna all’altra ed hanno centri e raggi differenti; clotoide di transizione che raccorda un rettifilo ed una curva circolare; clotoide di continuità che raccorda due curve circolari che vengono percorse nello stesso senso, non si intersecano, sono l’una interna all’altra ed hanno centri e raggi differenti.
9 COMA VARIA LA PENDENZA TRASVERSALE NELLE CLOTOIDI?
La variazione della pendenza trasversale nelle clotoidi avviene facendo ruotare la carreggiata o una parte, intorno ad un asse. L’estremo che deve cambiare pendenza si rialza girando intorno all’asse stradale o all’estremo interno sino a raggiungere la pendenza minima, a seguire tutto il corpo stradale ruota fino a raggiungere la pendenza necessaria.
10 QUALI SONO GLI ELEMENTI ALTIMETRICI DI UN PROFILO STRADALE?
L’andamento altimetrico del nastro stradale, definito anche profilo longitudinale del tracciato è composto da una successione di segmenti di retta (livellette) con differenti inclinazioni, raccordati tra loro con archi di curve circolari o paraboliche. Le curve di raccordo hanno tre funzioni importanti: La prima , è quella di eliminare la discontinuità̀ costituita dal cambiamento di livelletta; la seconda, di aumentare la distanza di visuale libera e quindi la sicurezza; la terza , di migliorare l'effetto estetico della variazione di pendenza rendendola più̀ agevole. Le curve di raccordo verticale che si determinano possono essere concave, chiamate sacche o cunette oppure convesse, chiamati dossi.
15 IN QUALI SITUAZIONI È CONVENIENTE INSERIRE DEI MURI DI SOSTEGNO
NELLE SEZIONI TRASVERSALI?
Di sezioni trasversali ne abbiamo di tre tipi: sezioni in rilevato che presenta quote di progetto della piattaforma superiori a quelle del piano campagna; sezioni a mezza costa che presenta quote di progetto della piattaforma da un lato superiori al piano campagna e dall’altro inferiori; sezioni in trincea che presenta quote di progetto della piattaforma inferiori a quelle del piano campagna. Ogni sezione presenta delle scarpate che devono avere un’opportuna pendenza e che hanno la funzione di raccordo con il piano campagna. Per le sezioni in rilevato la pendenza ha un valore cautelativo pari a 2/3, per quelle in trincea pari a 1/1. I muri di sostegno vengono inseriti quando le scarpate presentano problemi di stabilità o quando la zona di occupazione diventa molto estesa.
16 COSA SONO LE SEZIONI TRASVERSALI E QUALI TIPOLOGIE POSSO
ASSUMERE?
Le sezioni trasversali sono la congiunzione del corpo stradale e del terreno con un piano verticale normale all’asse stradale. Di sezioni trasversali ne abbiamo di tre tipi: sezioni in rilevato che presenta quote di progetto della piattaforma superiori a quelle del piano campagna e sono realizzate mediante riporto di materiale idoneo reperibile in situ e/o proveniente da cave di prestito, sezioni a mezza costa che presenta quote di progetto della piattaforma da un lato superiori al piano campagna e dall’altro inferiori e sono realizzate in parte mediante scavo del terreno in situ ed in parte mediante riporto di materiale idoneo in relazione alle quote di progetto della sede stradale.; sezioni in trincea che presenta quote di progetto della piattaforma inferiori a quelle del piano campagna e sono realizzate mediante scavo ed asportazione del materiale in situ sino alle quote del piano di fondazione del manufatto stradale.
17 IN COSA CONSISTE IL METODO DELLE SEZIONI RAGGUAGLIATE?
Il metodo delle sezioni ragguagliate è utile in quanto per calcolare i movimenti terra occorre determinare il volume del solido stradale. Con questo metodo il volume del solito stradale compreso tra due sezioni A1e A distanti d l’una dall’altra si determina con le seguenti formule: Am=(A1+A2)/2 e Vm= dAm=d(A1+A2)/2. Am è l’area della sezione che si trova a d/2. Il metodo può essere utilizzato quando entrambe le sezioni sono omogenee, cioè entrambe in rilevato o in trincea altrimenti occorre individuare una sezione di nullo che dista d1 dalla sezione, ad esempio, in rilevato e d2 dalla sezione ad esempio in trincea, naturalmente la somma delle due distanze deve essere pari a d. Le formule che si utilizzano sono le stesse scritte sopra calcolando però due volumi, di sterro e di riporto. Nel caso di sezioni a mezza costa si tracciano invece le verticali in corrispondenza del punto di passaggio tra rilevato e trincea e si calcolano i volumi delle sezioni omogenee che vengono fuori e quelli delle sezioni non omogenee.
18 PER QUALE MOTIVO LA LARGHEZZA DELLA STRADA DEVE ESSERE
AUMENTATA NELLE CURVE CIRCOLARI?
Nei tratti in curva l’ingombro dei veicoli aumenta rispetto a quello che si ha in rettifilo, in misura tanto maggiore quanto più̀ piccolo è il raggio della curva, occorre quindi consentire la sicura iscrizione dei veicoli nei tratti in curva conservando i necessari franchi fra la sagoma limite dei veicoli ed i margini delle corsie. Nel caso di raccordo con clotoide di transizione rettifilo/curva circolare o clotoide di flesso , l’allargamento deve partire 7,50 m prima dell’inizio della curva di raccordo e terminare 7,50m dopo il punto finale del raccordo (allargamento è uguale a 7,50 + lunghezza della curva + 7,50) mentre nel caso di raccordo con clotoide di continuità l’allargamento coincide con la lunghezza della clotoide. Infine, nel caso di raccordo con clotoide di transizione rettifilo/curva circolare/rettifilo se la curva ha sviluppo s inferiore a 15 mt per ciascun rettifilo l’allargamento è dato dalla somma della lunghezza della curva, 7.50 e dalla metà dello sviluppo (allargamento è uguale a 7,50 + lunghezza della curva + metà dello sviluppo). L’allargamento si riporta dal lato interno e dipende dal raggio di curva.
19 CHE COS’E’ IL DIAGRAMMA DELLE VELOCITA’?
Il diagramma delle velocità è un grafico che rappresenta l’andamento della velocità di progetto in funzione della progressiva dell’asse stradale. La costruzione del diagramma si effettua partendo dal tracciato planimetrico e calcolando per ogni elemento l’andamento della velocità di progetto che deve essere sempre compresa o al massimo uguale tra un valore minimo (velocità di progetto degli elementi più vincolanti e massimo di velocità (massima velocità in rettifilo o per gli elementi meno vincolanti), I valori minimo e massimo determinano l’ intervallo di velocità attraverso il quale si dimensionano rettifili, curve circolari e clotoidi.
20 DISEGNARE LO SCHEMA DI UNA PAVIMENTAZIONE SEMI-RIGIDA RIPORTANDO
GLI SPESSORI APPROSSIMATIVI DEI VARI STRATI
La Pavimentazione o sovrastruttura stradale è l’insieme di strati sovrapposti, di materiali e spessori diversi, che ha la funzione di sopportare i carichi veicolari e di trasferirli al sottofondo. Una pavimentazione semi- rigida è composta in generale da conglomerato bituminoso più misto cementato e gli spessori dei vari strati partendo dal basso verso l’alto sono: uno strato variabile di sottofondo, uno strato di fondazione in misto granulare stabilizzato di 20 cm, uno strato di base in misto cementato di 20 cm, uno strato di base in conglomerato bituminoso di 15 cm, uno strato di collegamento di 7 cm e un tappeto di usura di 5 cm.
21 DISEGNARE LO SCHEMA DI UNA PAVIMENTAZIONE FLESSIBILE RIPORTANDO
GLI SPESSORI APPROSSIMATIVI DEI VARI STRATI
Una pavimentazione flessibile è composta in generale da conglomerato bituminoso più misto granulare e gli spessori dei vari strati partendo dal basso verso l’alto sono: uno strato di misto granulare di 50 cm e rispettivamente da uno strato di base, binder, e usura in conglomerato bituminoso tradizionale di 12 cm, 6 cm e 5 cm.
22 DISEGNARE LO SCHEMA DI UNA PAVIMENTAZIONE FLESSIBILE INDICANDO
LA TIPOLOGIA DEI MATERIALI IMPIEGATI
Una pavimentazione flessibile è composta in generale da conglomerato bituminoso più misto granulare e gli spessori dei vari strati partendo dal basso verso l’alto sono: uno strato di misto granulare di 50 cm e rispettivamente da uno strato di base, binder, e usura in conglomerato bituminoso tradizionale di 12 cm, 6 cm e 5 cm.
23 DISEGNARE LO SCHEMA DI UNA PAVIMENTAZIONE SEMI-RIGIDA INDICANDO
LA TIPOLOGIA DEI MATERIALI IMPIEGATI
Una pavimentazione semi-rigida è composta in generale da conglomerato bituminoso più misto cementato e gli spessori dei vari strati partendo dal basso verso l’alto sono: uno strato variabile di sottofondo, uno strato di fondazione in misto granulare stabilizzato di 20 cm, uno strato di base in misto cementato di 20 cm, uno strato di base in conglomerato bituminoso di 15 cm, uno strato di collegamento di 7 cm e un tappeto di usura di 5 cm
24 IN COSA CONSISTE IL DIMENSIONAMENTO DI UNA PAVIMENTAZIONE
STRADALE?
Il dimensionamento di una pavimentazione stradale consiste nella scelta della tipologia, dei materiali e degli spessori dei vari strati la cui scelta è funzione di molte variabili, tra cui i carichi veicolari, le caratteristiche del sottofondo, le condizioni climatiche, il peso dei veicoli, le caratteriste meccaniche dei materiali e gli spessori del singolo strato e dello strato totale. La spesa iniziale e il piano di manutenzione sono importanti per aumentare la vita utile della pavimentazione, cioè il periodo di tempo oltre il quale la degradazione subita ne richiede il rifacimento. Esistono due metodi per il dimensionamento : metodo empirico che si basa su osservazione di pavimentazioni in servizio, sperimentazioni in vera grandezza, e
consente l’inserimento sulla corsia di marcia provenendo da una strada secondaria ed è composta da un tratto di attesa e un tratto di raccordo.
31 DESCRIVERE LA CORSIA DI USCITA DI UN INTERSEZIONE A RASO
Le corsie di uscita permettono, come dice la parola stessa, l’uscita dei veicoli dalla strada principale e sono costituite dalla successione di 2 tratti: un tratto di manovra, dove avviene lo spostamento del veicolo ed un tratto di uscita, che serve per abbandonare la strada principale. La necessità di inserire questa corsia è funzione dei flussi di traffico.
32 DESCRIVERE LA CORSIA CENTRALE DI IMMISSIONE DI UN INTERSEZIONE A
RASO
La corsia centrale di immissione consente ai veicoli di avere uno spazio libero per immettersi sulla direttrice di marcia principale ed è composta da tre tratti: tratto di attesa ; tratto di raccordo con la corsia e un tratto di raccordo con la strada principale.
33 DESCRIVERE LA CORSIA CENTRALE DI ACCUMULO DI UN INTERSEZIONE A
RASO
La corsia centrale di accumulo consente la fermata dei veicoli in attesa di svolta ed è composta da 4 tratti: tratto di raccordo : di varie dimensioni in base al contesto in cui sono inseriti, questo è il tratto in cui avviene l’intersezione; tratto di manovra ; tratto di decelerazione: in questo tratto ed anche nei precedenti, avviene la decelerazione di un veicolo in svolta dalla strada principale. tratto di accumulo: Il tratto di accumulo si raccorda con il tratto di decelerazione.
34 COM’E’ FATTA LA CURVA TRICENTRICA? A COSA SERVE?
La curva tricentrica è una curva caratterizzata dalla successione di tre archi di circonferenza, due tratti di raccordo, iniziale e finale, ed uno centrale e serve a raccordare i cigli esterni della strada principale coi i cigli esterni della direttrice secondaria.
35 QUALI SONO I VANTAGGI E GLI SVANTAGGI DI UN’INTERSEZIONE A
ROTATORIA?
La rotatoria è un’intersezione a raso che viene percorsa in senso antiorario e i principali vantaggi delle rotatorie sono la Riduzione dei punti di conflitto; la Riduzione del numero di incidenti e maggiore sicurezza rispetto ad altre soluzioni equiparabili (semaforo); la Riduzione dei tempi di attesa per l’immissione; Impatto ambientale ridotto. Gli svantaggi di una rotatoria sono: L’impossibilità di avere spazi privilegiati per i mezzi pubblici e di soccorso; La difficoltà a percorrerla per i veicoli molto lunghi; La difficoltà di attraversamento da parte dei pedoni.
36 QUALI SONO I VANTAGGI E GLI SVANTAGGI DI UN’INTERSEZIONE A LIVELLI
SFALSATI?
L’intersezione a livelli sfalsati sono quelli che collegano due strade che si trovano ad altezze diverse (attraverso le rampe). I principali vantaggi di un’intersezione a livelli sfalsati sono: Le rampe sono elementi che possono adeguarsi a svariate situazione, Capacità e livello di servizio delle strade immutata in corrispondenza della intersezione, Le svolte avvengono senza arresti o rallentamenti eccessivi, Eliminazione totale o parziale dei punti di conflitto con conseguente aumento della sicurezza mentre Gli svantaggi sono: Soluzione progettuali molto costose, Non sono sempre facilmente comprensibili/intuibili per i conducenti, Possono determinare un elevato impatto paesaggistico da un punto di vista visivo paesaggistico.
37 CHE DIFFERENZA C’E’ TRA UNA RAMPA SEMIDIRETTA E UNA INDIRETTA?
La differenza sostanziale tra una rampa semidiretta e una indiretta è che la rampa semidiretta consente la manovra di svolta a sinistra, uscendo dal lato destro della carreggiata ed inizia con una più o meno sensibile controcurva in destra, mentre la rampa indiretta permette la svolta a sinistra, uscendo dal lato destro della carreggiata, costituita da una curva in senso inverso alla direzione finale e caratterizzata da un angolo al centro di 270 °. Esiste anche la rampa diretta che consente la manovra di svolta a destra o a sinistra, riducendo il percorso che risultando il tutto più̀ intuitivo.
38 QUALI SONO I TRONCHI CHE COMPONGONO UNA RAMPA DAL PUNTO DI
VISTA PLANIMETRICO?
Dal punto di vista planimetrico, i tronchi che compongono una rampa sono : il tronco di stacco, il tronco intermedio di decelerazione che deve consentire ai veicoli di rallentare, il tronco a curvatura costante che ha una lunghezza variabile a seconda del tipo di rampa, diretta o indiretta, il tronco intermedio di accelerazione che si sviluppa su un tratto clotoido oppure parte in clotoide e parte nel tratto complanare e parallelo, il tronco di attacco e il tronco finale di raccordo.
39 QUALI SONO I VANTAGGI E GLI SVANTAGGI DI UN QUADRIFOGLIO
COMPLETO?
Il Quadrifoglio completo è un’intersezione con un solo manufatto di scavalco senza punti di conflitto residui. Tra i vantaggi ritroviamo il fatto che non ha appunto punti di conflitto residui e quindi entrambe le strade possono essere a carreggiate separate, è simmetrico e tutte le otto svolte sono libere e siccome sono servite da rampe, 4 dirette e 4 indirette, non presentano punti di conflitto di intersezione. Tra gli svantaggi ritroviamo il fatto che non è possibile fare inversione di marcia, non è potenziabile in quanto tutte le svolte sono servite, se lo svincolo non è abbastanza ampio tra i veicoli in ingresso e in uscita dalle rampe indirette posso crearsi dei punti di intersezioni tra le traiettorie ed infine i costi elevati per la costruzione.
40 QUALI SONO I VANTAGGI E GLI SVANTAGGI DI UN INTERSEZIONE A ROMBO?
L’intersezione a rombo è un’intersezione con un solo manufatto di scavalco e punti di conflitto residui. In tale intersezione 4 svolte sono libere e non presentano punti di conflitto di intersezione perché servite da 4 rampe dirette mentre le altre 4 hanno punti di conflitto. Tra i vantaggi ritroviamo il fatto che ha punti di conflitto su una sola delle due strade che può quindi essere a careggiate separate, è simmetrico, consente l’inversione di marcia. Tra gli svantaggi ritroviamo il fatto che non è potenziabile e nel caso di intersezioni a raso le traiettorie di molte svolte si incrociano in maniera caotica.
41 QUALI SONO LE CARATTERISTICHE DI UNO SVINCOLO A TROMBETTA?
La Trombetta è un’intersezione con un solo manufatto di scavalco senza punti di conflitto residui. Viene utilizzato nei pressi dei caselli autostradali, e parliamo di trombetta tradizionale o inversa a seconda se il cappio della trombetta si trova a destra rispetto alla strada secondaria verticale o a sinistra. Le caratteristiche di questo svincolo sono: la strada principale può̀ essere a carreggiate separate perché non ha punti di conflitto, non consente l’inversione di marcia e non è potenziabile. Ha 4 svolte libere: due dirette, una indiretta e una semidiretta.
costipamento è il sistema più̀ semplice per migliorare le caratteristiche meccaniche di una terra. Da questo possiamo dedurre che quantità̀ di acqua inferiori al contenuto ottimo creano elevati attriti tra le particelle solide ed una bassa densità̀, mentre contenuti di acqua maggiore del contenuto ottimo portano ad un’elevata pressione interstiziale ed una bassa densità̀. In corrispondenza del contenuto ottimo di umidità si ha invece un’ottima compattabilità e una densità massima. Il contenuto ottimo di acqua si determina con la Prova Proctor.
47 COME SI MISURA LA PORTANZA DI UN SOTTOFONDO IN LABORATORIO?
La portanza è la capacità di resistere a carichi veicolari e rappresenta il carico specifico, che si ricava con una particolare prova, che determina un prestabilito cedimento. La misura della portanza si può effettuare in sito mediante la prova di carico su piastra o in laboratorio tramite il modulo resiliente o la prova CBR. La prova CBR consente di comprendere chiaramente gli effetti delle variazioni di addensamento e di umidità sulla resistenza meccanica delle terre; è molto diffusa sia per comprendere l’attitudine dei terreni di sottofondo a sopportare le azioni trasmesse dalle pavimentazioni nelle diverse condizioni di addensamento e di umidità, sia per valutare l’idoneità̀ all’impiego dei materiali che si intendono utilizzare nella costruzione del corpo stradale. Il modulo resiliente invece è un parametro razionale che simula la risposta all'applicazione dinamica e ripetuta dei carichi veicolari e tiene conto delle condizioni di confinamento del materiale in sito; tale modulo si ottiene con una prova triassiale.
48 QUALI SONO I VANTAGGI DI UN SOTTOFONDO PORTANTE?
I vantaggi di un sottofondo portante sono: miglior supporto alla pavimentazione, una più̀ efficace compattazione degli strati superiori durante la costruzione, minori deformazioni dello strato durante l’esercizio, prestazioni più̀ stabili nel tempo, maggiore regolarità̀ del piano viabile.
49 COME SI MISURA LA MASSA VOLUMICA DEL SECCO DI UNA TERRA IN SITO?
La massa volumica del secco ottenuta in sito è il peso dell’unità di volume ipotizzando che i vuoti siano riempiti da aria e dipende dal tipo di materiale dalla tecnica di costipamento, dall’ energia (tipo di rullo, numero di passaggi, spessore degli strati) dal contenuto d'acqua. Per verificare il grado di addensamento, può̀ essere effettuato un controllo mediante il metodo del volumometro a sabbia , riempiendo di sabbia il foro di prova, per poi risalire al volume del foro. La procedura comprende 4 fasi: si fissa la piastra al terreno e si opera un piccolo scavo; la terra viene raccolta e ne viene misurata la massa e l'umidità poi si posiziona il cono ed il recipiente contenente la sabbia (la massa della sabbia contenuta nel recipiente è nota) si apre quindi la valvola facendo fuoriuscire la sabbia ed infine si calcola la massa della sabbia impiegata (fuoriuscita dal recipiente): la massa della sabbia che riempie il foro si ottiene sottraendo quella che riempie il cono e la piastra. Altri metodi sono il volumometro a membrana , cilindro e gammadensimetro.
50 IN COSA CONSISTE LA PROVA DI CARICO SU PIASTRA?
La prova di carico su piastra serve per il controllo dei terreni di sottofondo, di fondazione e dello strato di base delle pavimentazioni. Il suo utilizzo va esteso anche per la determinazione della portanza in sito , per la quale può̀ essere adottata sia la prova su piastra statica che su piastra dinamica; la prova consiste nell’applicare un carico P, che corrisponde ad una pressione, via via crescente attraverso una piastra di acciaio circolare di diametro D pari a 30 cm e misurando il cedimento sotto la piastra. Il carico viene applicato mediante un martinetto idraulico fissato su un contrasto (camion, rullo), il carico viene determinato mediante la pressione raggiunta dal fluido nel martinetto attraverso la lettura dell’anello dinamometrico mentre i cedimenti si ottengono dai comparatori. Questa prova può essere anche utilizzata per determinare l’efficacia della compattazione.
51 QUALI SONO I VANTAGGI DELLA STABILIZZAZIONE A CALCE DI UNA TERRA?
La stabilizzazione viene utilizzata quando il terreno risulta scadente e quindi occorre aumentare le proprietà fisico-meccaniche. Essa può essere meccanica (sostituzione di alcune frazioni granulometriche), con
cemento, con calce e con calce e cemento. Con la stabilizzazione a calce di una terra, si possono osservare vantaggi a breve termine in riferimento ai limiti di Atterberg, con un aumento del limite plastico; relativamente al costipamento, l'umidità ottima si alza e diminuisce inoltre la massa volumica secca per effetto dell'aumento dell'indice dei vuoti; si ha poi una riduzione del rigonfiamento e del ritiro a causa della diminuzione di affinità̀ all'acqua dei materiali trattati; mentre a lungo termine si hanno incrementi sensibili di resistenza e rigidezza, incrementi significativi della resistenza all'accumulo di deformazione permanente e miglioramento della durabilità̀ sotto l'azione dell'acqua e del gelo.
52 CHE DIFFERENZA C’E’ TRA RILEVATO E SOTTOFONDO?
I rilevati sono tutte le opere costituite da strati successivi di materiali granulari che servono a formare dopo il costipamento il corpo stradale. Per sottofondo di una pavimentazione stradale si intende la parte dell’ammasso su cui poggia la pavimentazione. I sottofondi sono infatti proprio delle superfici d’appoggio della pavimentazione. La loro capacità portante deve essere corrispondente ai dati di progetto e quindi occorre verificarla prima della posa della fondazione.
53 DESCRIVERE BREVEMENTE LE FASI DI COSTRUZIONE DI UN RILEVATO
STRADALE
I rilevati stradali vanno costruiti in sequenza: prima c’è lo strato anticapillare, che deve impedire la risalita dell’acqua e deve essere costituito da terre granulari, poi si ha la posa del filtro geotessile , uno strato di tessuto sintetico con capacità di filtrazione, rinforzo, separazione e flessibilità. Si procede quindi alla compattazione eseguita con rulli meccanici per un addensamento uniforme all’interno dello strato ed infine abbiamo lo strato di protezione che ha l’obiettivo di proteggere le scarpate stendendo uno strato di terreno vegetale dello spessore di 30 cm circa.
54 CHE COS’E’ IL FILLER?
Il termine filler deriva dall'inglese to fill, che significa “riempire”. Il filler è una frazione minerale e costituisce una categoria particolare di aggregato perché per le sue caratteristiche dimensionali, influisce non solo sulla granulometria di una miscela ma interagisce direttamente anche con le altre componenti (legante). Il filler viene aggiunto alla miscela di aggregati per correggere la curva granulometrica nella sua parte inferiore e/o per riempire i vuoti intergranulari lasciati liberi dagli elementi più̀ grossi.
55 DESCRIVERE LE PRINCIPALI DIFFERENZE TRA UN MISTO GRANULARE ED UN
MISTO CEMENTATO.
Il misto granulare èuna miscela di aggregati lapidei di primo impiego, che può essere corretta tramite l’aggiunta o la sottrazione di determinate frazioni granulometriche per migliorarne le proprietà̀ fisico- meccaniche. Nella sovrastruttura stradale è impiegato in larga parte per la costruzione di strati di fondazione. Una proprietà̀ fondamentale è la sua composizione granulometrica, l’assortimento dei granuli influenza la capacità di addensamento della miscela, la sua stabilità e la risposta meccanica sotto carico. Il misto cementato ècostituito da una miscela di aggregati lapidei di primo impiego, trattata con cemento. Il suo impiego come strato di fondazione nelle pavimentazioni semi-rigide si è progressivamente imposto soprattutto nelle strade primarie e principali in quanto esso determina un considerevole incremento delle caratteristiche strutturali consentendo di ottenere un’adeguata durabilità̀ della sovrastruttura anche in presenza di forti volumi di traffico pesante. Dal punto di vista granulometrico, la miscela di aggregati che compone il misto cementato è del tutto assimilabile a quella di un misto granulare.
56 DESCRIVERE LE PRINCIPALI PROVE DI LABORATORIO CHE CONSENTONO DI
CARATTERIZZARE UN BITUME
Le prove eseguibili sul bitume sono: la prova di penetrazione che serve per trarre indicazioni sulle caratteristiche del bitume alle temperature di servizio intermedie e viene utilizzata per distinguere i diversi tipi
prefissata e durante la compattazione viene esercitata una pressione verticale costante. Questo metodo può̀ essere usato per: determinare il contenuto dei vuoti per un dato numero di rotazioni, per la redazione di curva densità̀/numero di rotazioni e per la preparazione dei campioni di altezza e densità̀ predeterminate da utilizzare per la determinazione delle proprietà̀ meccaniche.
62 IN COSA CONSISTE LA PROVA MARSHALL?
La prova di Marshall inizialmente determina la percentuale dei vuoti della miscela, poi si sottopone a carico un provino di conglomerato bituminoso ottenuto in laboratorio mediante compattatore ad impatto, ad una temperatura in funzione del tipo di legante bituminoso e coincidente con quella di lavorazione della miscela. Si determina il carico di rottura e la deformazione sul provino precedentemente condizionato in acqua alla temperatura di 60° (temperatura massima della pavimentazione al sole). Il massimo carico registrato indica la “ Stabilità Marshall ”; la deformazione in corrispondenza del carico massimo lo “ Scorrimento Marshall ”, mentre il rapporto tra stabilità e scorrimento determina la “ Rigidezza Marshall ”.
63 COME SI DETERMINA LA RESISTENZA A TRAZIONE INDIRETTA DI UN
CONGLOMERATO BITUMINOSO?
La valutazione di un conglomerato bituminoso può̀ essere effettuata attraverso la prova di trazione indiretta. I parametri della prova sono la Velocità costante di deformazione di 50 ± 2 mm/min e la Temperatura tipica pari a 25 gradi. Inoltre, per i provini con diametro nominale di 100 mm, la dimensione massima dell'aggregato della miscela bituminosa non deve eccedere 22 mm. Per i provini con diametro nominale di 150 mm, la dimensione massima dell'aggregato non deve eccedere 40 mm. La resistenza a trazione indiretta, che è data da una formula direttamente proporzionale al carico verticale massimo a rottura e inversamente proporzionale all’altezza e al diametro del provino, è la massima tensione di trazione applicata a un provino sottoposto a compressione verticale. Le deformazioni vengono lette sul diametro orizzontale che per effetto del carico tende ad allungarsi. Quindi, nonostante venga applicata una compressione, la distribuzione delle tensioni nel piano verticale è di trazione. La rottura del provino attraverso questa prova può avvenire per: rottura per trazione : provino chiaramente rotto lungo una linea diametrale; rottura per deformazione : provini senza una linea di rottura per trazione chiaramente visibile; combinazione : provini con una linea di rottura per trazione limitata e vaste aree deformate vicino alle bande di carico.
64 COME SI CALCOLANO I VUOTI IN UN CONGLOMERATO BITUMINOSO?
Il contenuto dei vuoti incide molto sulle proprietà meccaniche della miscela e si determina con l’analisi volumetrica attraverso una formula che è data dal rapporto tra la differenza tra massa volumica massima e massa volumica apparente e massa volumica massima il tutto moltiplicato per 100. La massa volumica massima viene determinata dal volume del campione senza vuoti e dalla sua massa essiccata (umidità pari a zero) e viene determinata con vari procedimenti: volumetrico, idrostatico, matematico. Nel procedimento volumetrico , ad esempio, si utilizza il picnometro; la prova consiste in varie fasi: si pesa il picnometro vuoto compreso di testa, si colloca il provino essiccato e si pesa insieme alla testa quindi si riempie d’acqua (espellendo l’aria) e si porta il contenitore con l’acqua alla temperatura di prova in un bagno d’acqua ed infine si estrae il picnometro dal bagno d’acqua, si asciuga l’esterno e si pesa subito (attraverso una formula si determina la massa volumica massima). La massa volumica apparente di un conglomerato bituminoso invece può̀ essere espressa e determinata con differenti procedure. La scelta della procedura dipende dal contenuto in vuoti stimato nel provino e della loro interconnessione infatti usiamo la massa volumica apparente - secca ( per provini con superficie molto chiusa e densa ); la massa volumica apparente - superficie saturata asciutta (SSD) ( per provini con superficie chiusa e densa ); la massa volumica apparente - provino sigillato ( per provini con superficie aperta, irregolare e porosa ) che è la più̀ precisa ed è quella generalmente impiegata; la massa volumica apparente - geometrica ( per provini con superficie regolare e a forma geometrica ). Il volume dei vuoti viene calcolato immergendo il provino in acqua e misurando l’incremento di volume di acqua dopo che l’acqua si è quietata oppure dopo 30 minuti dall’immersione a seconda del tipo di massa che si vuole ricavare. Le prime tre modalità̀ di prova prevedono
pesate in aria e calcolo del volume tramite pesate in acqua (Principio di Archimede). La procedura geometrica, invece, sfrutta la geometria nota del provino per calcolarne il volume.
65 DESCRIVERE UNA PROCEDURA PER LA DETERMINAZIONE DELLA MASSA
VOLUMICA APPARENTE DI UN PROVINO IN CONGLOMERATO BITUMINOSO
La massa volumica apparente secca è il rapporto tra la massa del provino (massa degli aggregati e del bitume) ed il volume occupato da aggregati, bitume e vuoti interni. La procedura consiste nei seguenti passaggi: si determina la massa del provino secco poi la massa volumica dell’acqua alla temperatura di prova; quindi, si immerge il provino nel bagno d’acqua tenuto alla temperatura di prova ed in fine si determina la massa del provino immerso subito dopo che l’acqua si è quietata. La massa volumica apparente è data dal rapporto tra la massa del provino secco e la differenza tra la massa del provino secco e la massa del provino immerso subito dopo che l’acqua si è quietata il tutto moltiplicato per la massa volumica dell’acqua che è un dato noto e varia in funzione della temperatura.
66 IN COSA CONSISTE IL MIX DESIGN DEL CONGLOMERATO BITUMINOSO?
I conglomerati bituminosi a caldo sono miscele composte lapidei di primo impiego, bitume, additivi ed eventuale conglomerato riciclato. Il dosaggio di bitume e il contenuto d’acqua devono essere valutate attraverso uno studio di miscela o Mix Design che serve per definire con esattezza la percentuale di bitume da utilizzare nella miscela e si segue la seguente procedura: si impastano 4 (o 5) miscele con differenti dosaggi di bitume, si compattano le miscele, si verificano le proprietà̀ volumetriche e meccaniche di ciascuna miscela, si determina la ricetta della miscela ottima. Per determinarne il valore ottimale di bitume si valutano le variazioni dei parametri caratteristici (stabilità, scorrimento, rigidezza e vuoti) al variare del contenuto di bitume.
67 DESCRIVERE IL PROCESSO DI PRODUZIONE DEL CONGLOMERATO
BITUMINOSO A CALDO IN UN IMPIANTO DISCONTINUO
Negli impianti discontinui gli aggregati, separati nelle diverse pezzature, vengono stoccati in apposite vasche e dosati ( pre-dosatura ) in modo da ricostruire la curva di progetto. Grazie ad un nastro trasportatore gli aggregati vengono portati all’interno dell’essiccatore al fine di rimuovere l’umidità e raggiungere la temperatura corretta per essere mescolati e ricoperti dal bitume. Parte importante degli impianti discontinui è la torre di miscelazione dove gli inerti caldi ed essiccati raggiungono la sua sommità per mezzo di un elevatore a tazze. In questa parte dell'impianto la movimentazione degli inerti avviene per gravità e si possono distinguere tre zone: Nella prima zona gli inerti caldi vengono riselezionati per mezzo di un vaglio vibrante, nella seconda la macchina provvede alla pesatura dei tre elementi primari: inerti, filler, bitume ; i materiali pesati vengono introdotti direttamente nel miscelatore e precisamente prima gli inerti e in seguito il bitume, eventuali additivi ed il filler; infine , il conglomerato scaricato dal miscelatore viene poi avviato al silo di deposito (negli impianti a torre si trova direttamente sotto al miscelatore) e scaricato quindi sui camion. Quando lo scarico del miscelatore si chiude inizia un nuovo ciclo.
68 DESCRIVERE IL PROCESSO DI PRODUZIONE DEL CONGLOMERATO
BITUMINOSO A CALDO IN UN IMPIANTO CONTINUO
Gli impianti continui sono così chiamati perché non vi è interruzione (o discontinuità) nel processo produttivo del conglomerato bituminoso. Caratteristica principale è che l'essiccazione degli inerti e la miscelazione con il bitume avvengono entrambe all’interno del cilindro e per questo vengono chiamati “ Drum
Mixer ”). Il processo di produzione consiste nell’immettere il materiale raccolto dalle vasche su di un nastro
trasportatore che lo porta nel cilindro essiccatore. Sul fondo delle vasche si trova una paratia regolabile e un regolatore di velocità di caduta che serve a proporzionare il materiale da ogni vasca ricostruendo così la curva granulometrica di progetto. A differenza di quelli discontinui la dosatura degli aggregati che escono
