Pavimentazioni con 100% fresato prodotte a freddo

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PAVIMENTAZIONI CON 100% FRESATO

PRODOTTE A FREDDO

ITERCHIMICA DÀ IL VIA A UNA SPERIMENTAZIONE SVILUPPATA IN SPAGNA

L’incremento del consumo di risorse naturali e della produzione di materiali di scarto derivanti dalla realizzazione di strade ha enfatizzato l’importanza della sostenibilità ambientale nella progettazione e nella costruzione delle pavimentazioni stradali. Per questo motivo vi è sempre più una tendenza verso la scelta di soluzioni progettuali sostenibili, agendo sulla riduzione della manutenzione e sull’incremento della vita utile. Visti i benefici ambientali derivanti dall’utilizzo di materiali di riciclo, si stanno sviluppando tecnologie innovative che permettono sempre più l’utilizzo di elevate percentuali di RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) per la produzione delle miscele di conglomerato bituminoso. Tali metodologie consentono in particolare la riduzione degli impatti ambientali correlati al trasporto, al consumo energetico e all’utilizzo di bitume ed aggregati di primo utilizzo. Caratteristica dell’utilizzo del fresato, derivante dalla demolizione di pavimentazione a fine ciclo di vita, è la presenza di bitume invecchiato che comporta una riduzione della vita utile della nuova pavimentazione. Per questo motivo nasce la necessità dell’utilizzo di additivi rigeneranti, i quali permettono di reintegrare le componenti volatili perse nel corso della vita utile della precedente pavimentazione, consentendo quindi al bitume di riacquistare prestazioni equiparabili a quelle di un bitume di primo utilizzo. In questo contesto si inserisce la tecnologia Iterchimica di riciclaggio con Iterlene ACF 1000 HP Green (Figura 2). L’utilizzo di tale soluzione tecnologica permette la realizzazione di una mi-

1. L’inizio della posa in opera di un conglomerato bituminoso con 100% fresato a freddo 2. Un campione di Cold Mix Asphalt (CMA) con 100% fresato rigenerato con Iterlene ACF 1000 HP Green

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3. La localizzazione dell’area della Trial Section

scela di conglomerato bituminoso con 100% fresato prodotto a freddo, garantendo anche una riduzione dei consumi energetici che sarebbero necessari per la realizzazione di un tradizionale HMA (Hot Mix Asphalt). Questa tecnologia trova principalmente impiego come tappabuche e per la realizzazione di piste ciclabili eco-sostenibili.

UNA SCOMMESSA VINTA: L’ESPERIENZA A MURCIA

Dopo i primi anni di ricerca, tale tecnologia - inizialmente sviluppata per il riempimento di buche - è stata ritenuta adatta anche per la realizzazione di pavimentazioni sottoposte a bassi carichi veicolari, quali le piste ciclabili. Dopo la fase di prequalifica di laboratorio, una Trial Section è stata realizzata nella Regione di Murcia nel Sud della Spagna. Il progetto riguarda la strada secondaria RM B36 situata nella periferia di Murcia città (Figura 3). Tale strada è caratterizzata da livelli di traffico limitati: categoria T32, ovvero con una media giornaliera di veicoli pesanti compresi tra i 50 e i 99. Il progetto è stato sviluppato su richiesta del Ministerio de Fomento (Ministero delle Infrastrutture in Spagna) che, in via cautelativa, ha accolto la proposta, che prevedeva la realizzazione dello strato di binder, da ricoprire successivamente dopo un periodo di traffico, con uno strato d’usura a caldo.

Fase 1: la prequalifica tramite studio in laboratorio

La prima fase del progetto ha previsto lo studio del mix design, realizzato con il fresato disponibile in loco, con lo scopo di valutare le relative prestazioni finali con test di laboratorio e determinare la percentuale di rigenerante da utilizzare. La Direzione Tecnica spagnola ha dato la possibilità di utilizzare il fuso granulometrico che si ritenesse più idoneo. Pertanto, in funzione delle esperienze pregresse, si è proceduto alla selezione del fresato in impianto dividendolo in due pezzature: 0/4 e 4/12. Tale suddivisione ha permesso di rientrare con adeguato proporzionamento nel fuso ANAS preso a riferimento (Figure 4A e 4B). Per quanto concerne le prestazioni meccaniche è stato preso invece come riferimento il Capitolato di Milano, il quale prevede lo studio della rottura Marshall e della rottura a trazione indiretta (ITS) dopo sette giorni di maturazione a 25 °C. Oltre a queste prove, su richiesta specifica dovuta al Capitolato spagnolo, è stata valutata la sensibilità all’acqua tramite la prova di ITSR.

4A e 4B. La selezione del RAP in pezzatura 0/4 (in grande) e in pezzatura 4/12 (in piccolo)

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PROVA MARSHALL “CONGLOMERATO PLASTICO” - 50 COLPI PER FACCIA

Miscela (–) Stagionatura 25 °C (giorni) Stabilità (kN) Scorrimento (mm) Rigidezza Marshall (kN/mm)

M1 3,5%w_2%c_1,5%Hp M2 3,5%w_2%c_2%Hp M3 3,5%w_2%c_2,5%Hp 7

9,50 3,35 2,84 8,20 3,65 2,25 5,60 3,40 1,65 TRAZIONE INDIRETTA “CONGLOMERATO PLASTICO” - 50 COLPI PER FACCIA Miscela (–) ITSR "CONGLOMERATO PLASTICO" - 50 COLPI PER FACCIA Parametro 3,5%w_2%c_1,5%Hp 3,5%w_2%c_2%Hp 3,5%w_2%c_2,5%Hp ITSdry [Mpa] 0,152 0,141 0,081 ITSwet [Mpa] 0,130 0,136 0,084

ITSR [%] 85,5 96,5 103,7

Stagionatura 25 °C (giorni)

ITS (MPa) M1 3,5%w_2%c_1,5%Hp

7

0,17 M2 3,5%w_2%c_2%Hp 0,12 M3 3,5%w_2%c_2,5%Hp 0,08

5A, 5B e 5C. I risultati medi delle prove a rottura Marshall (5A), resistenza a trazione indiretta (ITS - 5B) e sensibilità all’acqua (ITSR - 5C)

6. La fase di lisciatura della stesa

Con lo scopo di ottenere la miscela ottimale e con massime prestazioni, per questo progetto sono state studiate tre differenti miscele: mantenendo invariata l’umidità (3,5%) e la percentuale di cemento (2%), si è proceduto a variare la percentuale di rigenerante (1,5%, 2% e 2,5%). Le analisi hanno mostrato come tutte le miscele presentassero prestazioni superiori ai requisiti minimi per quanto riguarda la stabilità Marshall e la resistenza a trazione indiretta, oltre all’avere una bassa sensibilità all’acqua (Figure 5A, 5B e 5C). Ulteriore fattore fisicomeccanico valutato è stato il ricoprimento degli elementi del RAP. Pertanto, come miscela ottimale è stata quindi scelta quella con al suo interno il 2% di rigenerante, in quanto abbina le buone prestazioni meccaniche a un buon ricoprimento della miscela.

Fase 2: la scelta del sistema produttivo e messa in opera

Situato a 80 km di distanza dal cantiere, l’impianto produttivo scelto permette elevata produttività e buon grado di miscelazione, essendo un impianto discontinuo per calcestruzzi. Effettuate le prime prove di taratura, è stato possibile iniziare i lavori di messa in opera della Trial Section. L’area di stesa è inserita in un trac-

7. Un dettaglio della superficie della pavimentazione a fine stesa

ciato stradale caratterizzato da una curva con pendenza longitudinale del 5%. Trattandosi di un CMA (Cold Mix Asphalt), la finitrice utilizzata per la posa era di tipo tradizionale, però senza riscaldamento del banco di stesa. Per la successiva compattazione è stato utilizzato dapprima un rullo gommato e in seguito un rullo ferro-ferro per la lisciatura superficiale (Figura 6). Si evidenzia che la posa in opera è avvenuta parzialmente in condizioni di pioggia (condizioni meteorologiche avverse), decisione approvata dal Direttore dei Lavori considerata la minor suscettibilità del CMA alla presenza di acqua rispetto ad un tradizionale HMA (Figura 7).

FASE 3: IL MONITORAGGIO

Dopo 12 ore dalla realizzazione del tratto sperimentale, si è proceduto alla riapertura del traffico. La sezione di prova è stata costantemente monitorata per rilevare eventuali anomalie o ammaloramenti e, secondo cronoprogramma, sarebbe dovuta essere coperta da uno strato a caldo dopo un mese di esercizio (Figura 8).

Durante la fase di monitoraggio non sono stati rilevati né segni di ormaiamento né perdita di aggregati, nemmeno nel tratto più critico corrispondente alla curva in discesa. Con lo scopo di valutare in modo dettagliato le caratteristiche fisico-meccaniche, sono stati effettuati dei carotaggi. Tali campioni hanno dimostrato buona adesione tra lo strato d’appoggio, corrispondente allo strato di binder della pavimentazione esistente dopo fresatura dell’usura, e quello posato a freddo con il 100% di fresato. Inoltre hanno mostrato ottimi valori di densità e confermato le caratteristiche prestazionali valutate durante la fase di prequalifica (Figura 9). Contrariamente a quanto concordato inizialmente, il monitoraggio è proseguito per più di un mese, e solo dopo il quarto mese si è proceduto come da programma al ricoprimento con un HMA. Al momento della ricopertura la pavimentazione risultava in buone condizioni senza sgranamenti od ormaiamento, tranne che in limitate sezioni dove si erano formate delle modeste fessurazioni (Figura 10). Tale Trial Section è tuttora sotto monitoraggio e, a quasi un anno dalla messa in opera, si presenta in ottime condizioni, priva di ammaloramenti quali ormaiamento o risalita di fessurazioni.

CONCLUSIONI

Studiato inizialmente per la produzione di conglomerati bituminosi invernali tappabuche, il rigenerante Iterlene ACF 1000 HP Green è usato con 100% RAP a freddo. Grazie alla ricerca e allo sviluppo dei laboratori interni di Iterchimica, la sperimentazione ha dimostrato come tale rigenerante possa essere utilizzato anche per la costruzione di piste ciclabili ed, eventualmente, per strade a basso carico veicolare. La Trial Section nella Regione di Murcia ha dato ottimi risultati in quanto il conglomerato bituminoso prodotto, se pur adibito a strato di binder, dopo la messa in opera e apertura al traffico ha mostrato buone caratteristiche fisico-meccaniche. Questi risultati sono incoraggianti per ulteriori studi futuri e applicazioni per pavimentazioni stradali a bassi livelli di traffico, oltre agli attuali impieghi come tappabuche e per piste ciclabili eco-sostenibili. n

8. La pavimentazione di CMA con 100% RAP dopo la riapertura al traffico PAVIMENTAZIONI

9. Un dettaglio del carotaggio

(1) Ingegnere, Area Manager Spagna di Iterchimica Srl (2) Ingegnere, Direttore Tecnico di Iterchimica Srl (3) Ingegnere, Tecnico di laboratorio di Iterchimica Srl

10. La verifica dell’ormaiamento dopo quattro mesi di apertura al traffico