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Prof. Prof. IngIng. Maurizio BOCCI . Maurizio BOCCI –– Costruzione del corpo stradale

DICEA Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e ArchitetturaUniversità Politecnica delle Marche – Facoltà di IngegneriaMantova 17 aprile 2015

Prof. Ing .Maurizio Bocci Università Politecnica delle Marche (Ancona)

Mantova 17 aprile 2015

COSTRUZIONE DEL CORPO STRADALE COSTRUZIONE DEL CORPO STRADALE materiali, modalitmateriali, modalitàà esecutive, prove di controlloesecutive, prove di controllo

PAVIMENTAZIONEPAVIMENTAZIONE

SOTTOFONDOSOTTOFONDO

RILEVATORILEVATO

ANTICAPILLAREANTICAPILLARE

PIANO DI POSAPIANO DI POSADEL RILEVATODEL RILEVATO

Il corpo stradale

La classifica delle terrenorma UNI EN 11531-1 (sostituisce la CNR UNI 10006)

norma UNI EN 11531-1

Le terre da scavo destinate allo smaltimento possono essere rese idonee mediante stabilizzazione

• CON CALCE

• CON CEMENTO

• CON CALCE E CEMENTO

• Bonifica dei piani di posa dei rilevati• Costruzione del corpo stradale• Sottofondi (formazione e risanamento)• Fondazioni stradali (formazione e risanamento)

Stabilizzazione a calce

Quando si può fareQuando si può fareTerre fini con IP > 10 (ATerre fini con IP > 10 (A66 –– AA77))Terre ghiaiose Terre ghiaiose –– argillose (Aargillose (A22--66 e Ae A22--77)con passante allo 0,4 mm < 35%)con passante allo 0,4 mm < 35%Presenza di sostanze e organiche inferiore al 2% (4%)Presenza di sostanze e organiche inferiore al 2% (4%)Presenza di solfati e solfuri inferiore allPresenza di solfati e solfuri inferiore all’’1%1%Valore del blu di metilene superiore a 200 Valore del blu di metilene superiore a 200

Quando non si può fareQuando non si può fareTerre con IP < 5Terre con IP < 5Presenza di sostanze e organiche superiore al 2% (4%)Presenza di sostanze e organiche superiore al 2% (4%)Presenza di solfati e solfuri superiore allPresenza di solfati e solfuri superiore all’’1%1%

Terre contenenti ciottoli e pietre di dimensioni superiori Terre contenenti ciottoli e pietre di dimensioni superiori a 100 mma 100 mm

Trattamento dei terreni con calce

Miscele:

• terre LIMO-ARGILLOSE CON IP > 10 (gruppi A6 e A7);

• terre GHIAIO-ARGILLOSE (gruppi A6 e A7) con Passante al setaccio 200 ASTM > 35 %;

Calce:

• viva CaO (terreni UMIDI);

• idrata o spenta Ca(OH)2 (terreni molto secchi);

Meccanismi di reazione a breve termine:

• ESSICCAZIONE dovuta al FISSAGGIO CHIMICO dell’acqua ed alla EVAPORAZIONE conseguente a un innalzamento della temperatura generato da una reazione fortemente esotermica

FLOCCULAZIONE dovuta allo scambio di ioni liberi in soluzione Ca++ con i cationi Na+, K+, ecc., che consente la formazione nelle primissime ore di legami tra le particelle disperse di argilla che vengono in tal modo agglomerate AGEVOLANDO LE OPERAZIONI DI MISCELAZIONE E COMPATTAZIONE.

Trattamento dei terreni con calceEffetti sulle miscele a breve termine:

• cambiamento dei Limiti di Atterberg; aumento del limite plastico Wp e conseguente riduzione di IP;

• modifica della distribuzione granulometrica a causa della flocculazione;

• costipamento: la curva Proctor risulta appiattita e l’optimum di densità secca si verifica con un tenore in acqua superiore; si rileva una riduzione generale delle densità per effetto dell’aumento dell’indice dei vuoti;

• riduzione del rigonfiamento e del ritiro a causa sia della diminuzione di affinitàall’acqua dei materiali trattati, sia della formazione di legami stabili che si oppongono ai cambiamenti di volume;

• l’indice CBR può essere moltiplicato da 4 a 10 volte al termine di 2h.

Effetti sulle Miscele a Lungo Termine:

• verifica della resistenza delle terre trattate con PROVE DI COMPRESSIONE E/O DI TRAZIONE INDIRETTA;

• la prova CBR è indicativa della resistenza SOLO nei casi in cui non si è sviluppata in modo diffuso la cementazione per via di una BREVE stagionatura o di una limitata reattività del terreno trattato (il test non risulta appropriato per caratterizzate le miscele stagionate a lungo termine poiché i valori ricavati da tale prova, superando 100, hanno scarso significato pratico);

• incrementi sensibili di RESISTENZA A TAGLIO (soprattutto in termini di coesioneed in parte anche di angolo di attrito);

• i valori del MODULO DI ELASTICITA’ aumentano considerevolmente;

• il modulo di Poisson ν varia tra 0.08 e 0.12 per sollecitazioni inferiori al 25% della resistenza ultima a compressione;

• incrementi significativi della RESISTENZA A FATICA;

• miglioramento della DURABILITA’ sotto l’azione dell’acqua e del gelo.

Progettazione del trattamento con calce

preliminarmente si richiede l’accertamento che il terreno sia idoneo ad essere trattato con calce:

• prelievo di campioni di terra da pozzetti esplorativi ogni 2000 m2 e distanze reciproche minori di 200 m (profondità pari almeno a quella da trattare);

PRINCIPALI PROVE DI IDENTIFICAZIONE DELLE TERRE

• curva granulometrica per setacciatura e sedimentazione;

• limiti di Atterberg;

• caratteristiche di costipamento (prova Proctor); N.B. per le miscele stabilizzate l’umidità ottima di costipamento è di solito lievemente inferiore (0.5 - 1%) a quella che consente il raggiungimento delle massime resistenze meccaniche

• contenuto di sostanze organiche (AFNOR NF 94-055);

• determinazione del valore di blu VB (UNI 8520 - 15a)

Fasi del trattamento a calceSpianamento o riporto dello strato di terra da stabilizzare• Lo spianamento si esegue per il trattamento delle terre già presenti in sito (piano di

posa del rilevato o sottofondo);

• Quando si deve stabilizzare un secondo (o ulteriore) strato (formazione del rilevato) si deve riportare la terra prelevata dal sito di prelievo e livellare per formare lo strato di adeguato spessore (30 – 40 cm);

• si devono rimuovere tutti i materiali nocivi come RADICI, RESIDUI ERBOSI E LEGNOSI, INERTI DI GROSSE DIMENSIONI (φ > 70 - 80 mm);

Spandimento della Calce e dell’Acqua

• metodo “ASCIUTTO” (in assenza di vento); distribuzione di sacchi di calce sulla superficie da trattare secondo il dosaggio previsto al mq oppure facendo uso di apposito spanditore meccanico; spandimento non superiore a quello della superficie lavorabile in 1 giorno per evitare asportazioni a causa del vento e CARBONATAZIONi;

• metodo “BAGNATO” (in zone ventose); preparazione delle miscele acqua-calce in MESCOLATORI CENTRALI in movimento continuo per evitare SEDIMENTAZIONI durante lo stoccaggio.

Spandimento della Calce e dell’Acqua

Miscelazione e polverizzazione della terraSi esegue con passate successive del pulvimixer

Miscelazione e polverizzazione della terrauna miscelazione uniforme è garantita da una adeguata polverizzazione della terra in sito, quindi per terre fortemente argillose si procede in due tempi:

• prima aggiunta di calce che da inizio al processo di essicazione e flocculazione;

• dopo 24 - 48 ore seconda aggiunta di calce che può omogeneizzarsi meglio fino alla riduzione delle zolle di argilla in forma sabbiosa passante almeno per il 65% al setaccio 4 ASTM.

Compattazione• da eseguirsi subito dopo la miscelazione finale e comunque non più tardi di una

settimana;

• densità pari al 98% di quella determinata con la prova Proctor modificata;

Stabilizzazione con calce Stabilizzazione con calce e cementoe cemento

Terre con 5 < IP < 10Terre con 5 < IP < 10

La stabilizzazione a calce e cemento

SS 620 Provincia di Bolzano

Stabilizzazione con cementoStabilizzazione con cementoTerre con IP < 5Terre con IP < 5

Risanamento della fondazione stradaleRisanamento della fondazione stradale

SS 76 Val d’Esino (AN)

Materiali di riciclo (C&D)norma UNI EN 11531-1

Compattazione (norma UNI EN 11531-1)

Controlli (norma UNI EN 11531-1)

Controllo della densità in situMETODO DEL VOLUMOMETRO A SABBIAMETODO DEL VOLUMOMETRO A SABBIA

Controllo della portanza

La piastra dinamica leggera (LWD)

Controllo della densità in situ

I capitolati prescrivono gs sito ≥ 95 ÷ 98 % gs max laboratorio

γs soffice = 1,6 kg/dm3 γs costipato = 2,0 kg/dm3

Addensamento = γs costipato - γs soffice = 2,0 - 1,6 = 0,4 kg/dm3

90 % di γs costipato = 0,9 • 2,0 = 1,8 kg/dm3

1,8 - 1,6 = 0, 2 kg/dm3 ⇒ 50 % di carenza di costipamento

Prof. Ing. Maurizio BOCCI Prof. Ing. Maurizio BOCCI –– Costruzione del corpo stradale

AnticapillareGli strati anticapillari sono strati di rilevato costituiti da materiali granulari ad alta permeabilità eventualmente protetti da geotessilicon funzione anticontaminante.

Lo strato anticapillare in materiale naturale, dallo spessore in genere compreso tra 25 e 40 cm, deve essere costituito da terre granulari (ghiaia, ghiaietto ghiaino), con granulometria compresa tra 2 e 50 mm, con passante al setaccio da 2 mm non superiore al 15% in peso e,comunque, con un passante al setaccio 0,075 mm non superiore al 3%.Il materiale deve risultare del tutto esente da componenti instabili (gelive, tenere, solubili, etc.) e da resti vegetali; è ammesso l'impiego di materiali frantumati ovvero riciclati.Salvo maggiori e più restrittive verifiche, il controllo qualitativo dello strato anticapillare va effettuato mediante analisi granulometriche.

Anticapillare

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Grazie per lGrazie per l’’attenzioneattenzione

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