SELENIZZA: IL BITUME NATURALE PER MIGLIORARE LE VOSTRE PAVIMENTAZIONI

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1 SELENIZZA: IL BITUME NATURALE PER MIGLIORARE LE VOSTRE PAVIMENTAZIONI
ESEMPIO DELL’IMPIEGO DI SELENIZZA SLN 120 NEI CONGLOMERATI BITUMINOSI DEL PROGETTO OLIMPIA ODOS IN GRECIA Dott. Ing. Fabio Picariello Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl

2 SOMMARIO DELLA PRESENTAZIONE Il contesto costruttivo
Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl Il contesto costruttivo Sperimentazione di laboratorio Analisi dei dati e scelta degli interventi Considerazioni conclusive

3 EFFETTI PRESTAZIONALI
METODI DI IMPIEGO ED EFFETTI PRESTAZIONALI Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl Viene impiegato per la modifica dei bitumi in percentuali comprese tra 5% e 15% rispetto al peso del bitume di partenza con temperature da circa 150 fino a 180°C per assicurarne la completa solubilizzazione. In alcuni casi può essere introdotto direttamente nel mescolatore come additivo della miscela. Dal punto di vista chimico la modifica col granulato naturale Selenizza SLN 120 ha l’effetto di incrementare la viscosità del legante in maniera strettamente dipendente con la % introdotta. La curva di viscosità-temperatura mantiene inalterata la sua forma e la sua pendenza che fornisce garanzia di totale compatibilità col bitume.

4 CARATTERISTICHE TECNICHE
Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl prova norma u.m. valore 25°C EN 1426 dmm Rammollimento EN 1427 °C Indice di penetrazione UNI EN 12591 [-] ≥3 Densità EN ISO 3838 [gr/cm3] 1,16 Punto di infiammabilità EN ISO 2592 [°C] > 296 Solubilità in CS2 UNI EN 12592 [%] Da 85 a 95 Particelle silicee insolubili - Da 5 a 15 Tenore di asflateni [% in peso] >50 Il Selenizza SLN 120 ha la capacità di: apportare asfalteni senza influenzare la struttura colloidale della matrice bituminosa che garantisce l’effetto solvente tra essi. incrementare il modulo complesso del legante additivato diminuire la suscettibilità del legante additivato alla temperatura

5 Costo dell’opera presunto: 2,8 miliardi di euro
DESCRIZIONE DELL’OPERA AUTOSTRADA A8 OLIMPIA ODOS, GRECIA Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl Rappresenta il più grande project financing mai realizzato in Grecia per la realizzazione di 375 km di autostrada che attraversa il Peloponneso da Est ad ovest. ‘Autostrada di collegamento delle città Elefsina-Korinto-Patrasso-Pirgo-Tsakona denominato EKPPT Motorway’ Costo dell’opera presunto: 2,8 miliardi di euro [ euro coperti dal Governo greco ed il resto da 70 investitori tra cui banche e privati] 283,7 km di autostrada di nuova realizzazione di cui: 120 Km del tratto Corinto – Patrasso con 3 corsie marcia – sorpasso – emergenza + corsia di servizio centrale 164 Km del tratto Patrasso-Pirgos con 3 corsie marcia – sorpasso – emergenza + corsia di servizio centrale nella prima sezione e 2 corsie marcia – sorpasso + corsia di servizio centrale nel secondo tratto. 81,7 km di autostrada da innestare sulla rete autostradale esistente di cui: 63 Km del tratto Elefsina Corinto a 3 corsie 18 km del bypass di Patrasso a 2 corsie

6 DESCRIZIONE DELL’OPERA AUTOSTRADA A8 OLIMPIA ODOS, GRECIA
Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl Concessionario per 30 anni: OLIMPIA ODOS S.A. Varie consulenze esterne tra cui: NTUA National Technical University of Athens, Egis Route, laboratorio Eurovia, laboratorio ERGOTEST di Atene, ELLETIPI SRL di Ferrara

7 DESCRIZIONE DELL’OPERA AUTOSTRADA A8 OLIMPIA ODOS, GRECIA
Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl Ruolo di ELLETIPI contributo alla progettazione delle pavimentazioni per i tratti in sovrapposizione con la viabilità esistente indagini con fwd e backanalisys caratterizzazione dei materiali in sito in termini di: Modulo elastico del sottofondo Modulo elastico degli strati in conglomerato bituminoso Resistenza a fatica dei conglomerati bituminosi prelevati in sito Indagini di laboratorio sui conglomerati bituminosi finalizzati a Definire le miscele ottimali in rispondenza ai parametri di progetto

8 DEFINIZIONE DEL PROGETTO
APPROCCIO ALLA DEFINIZIONE DEL PROGETTO Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl Condizioni climatico/ ambientali Studio dello spettro di traffico Indagine sulle materie prime/studio delle cave Indagini conoscitive sottofondo Capacità portante Dimensionamento delle pavimentazioni Teoria multistrato elastico/Burmister Mix design Prelievi/trincee esplorative FWD Parametri di Capitolato PROGETTO CONDOTTO SECONDO LE PRESCRIZIONI DEGLI STANDARDS FRANCESI CALATI SULLA REALTÀ ED ESPERIENZA GRECA

9 INTERVENTO DI MANUTENZIONE 1 INTERVENTO DI MANUTENZIONE 2
FILOSOFIA DI PROGETTO PROGRESSIVE PAVEMENT DESIGN Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl ANNI 0 12 24 36 INTERVENTO DI MANUTENZIONE 1 FRESATURA 10 cm + RINFORZO con strato di usura 4 cm INTERVENTO DI MANUTENZIONE 2 FRESATURA 4 cm + RIFACIMENTO strato di usura 4 cm LA FILOSOFIA PROGETTUALE E’ BASATA SUL METODO PROGRESSIVE PAVEMENT DESIGN CHE COLLEGA I PARAMETRI PROGETTUALI AD UNA SPECIFICA STRATEGIA MANUTENTIVA 9

10 Tm= 18°C Temperatura media di progetto
INPUT DI PROGETTO TEMPERATURE MEDIE MENSILI Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl T1= 10°C T2= 15°C T3= 18°C T4= 28°C Tm= 18°C Temperatura media di progetto La determinazione delle temperature di esercizio è fondamentale per la caratterizzazione degli strati legati a bitume in quanto materiali visco-plastici. Ai fini progettuali, i materiali costituenti il corpo del rilevato e il sottofondo si considerano con comportamento lineare NON dipendente dalla Temperatura.

11 INPUT DI PROGETTO DATI DI TRAFFICO Dott. Ing. Fabio Picariello
Laboratorio prove materiali Elletipi srl

12 ANALISI TENSO-DEFORMATIVA STATICA ANALISI DEI CICLI DI CARICO DINAMICA
ANALISI TENSIONALE E DEFORMATIVA DELLA PAVIMENTAZIONE Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl PROGETTAZIONE A 2 FASI ANALISI TENSO-DEFORMATIVA STATICA ANALISI DEI CICLI DI CARICO DINAMICA Ogni strato è assunto a comportamento lineare elastico imponendo E, s, coefficiente di Poisson Il carico di progetto è definito pari a ESAL statico gemellato da 13KN Viene ipotizzata una opportuna condizione di adesione all’interfaccia degli strati Si calcola la risposta della pavimentazione in termini di σ e ε in punti di controllo ‘sensibili’ L’analisi tiene in considerazione le variate caratteristiche dei conglomerati bituminosi a seconda della variazione termica con variazione dei Moduli elastici

13 VERIFICHE A FATICA E ORMAIAMENTO Ncr = k1εt-k2 E -k3
Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl Calcolo del numero di passaggi che portano a rottura per fatica o per accumulo di deformazioni permanenti FATICA RUTTING INPUT Deformazioni orizzontali di trazione alla base degli strati in conglomerato bituminoso Deformazioni verticali a metà degli strati in conglomerato bituminoso Ncr = k1εt-k2 E -k3 εp =εrvβσ3 (β1k1Tβ2k2 N β2k2) CONFRONTO CON IL REALE NUMERO DI PASSAGGI SULL’INFRASTRUTTURA

14 ANALISI DEL PACCHETTO STRADALE NUOVA REALIZZAZIONE
ANALISI TENSO-DEFORMATIVA STATICA Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl ANALISI DEL PACCHETTO STRADALE NUOVA REALIZZAZIONE Analisi delle deformazioni di trazione Analisi delle tensioni di trazione Analisi delle deformazioni verticali

15 ANALISI DEL PACCHETTO STRADALE INTERFERENZE
ANALISI TENSO-DEFORMATIVA STATICA Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl ANALISI DEL PACCHETTO STRADALE INTERFERENZE NECESSARIA CONOSCENZA DELLE CARATTERISTICHE DEL SOTTOFONDO Analisi stratigrafica con carote e trincee esplorative Analisi stratigrafica con GPR Analisi deflettometrica con FWD Determinazione della risposta con modulo elastico equivalente dei sottofondi PF23 (80 Mpa) – PF3 (120 Mpa) – PF4 (200 Mpa) – PF4+ (250 Mpa)

16 ANALISI DEL PACCHETTO STRADALE INTERFERENZE
INDAGINI NON DISTRUTTIVE DELLE PAVIMENTAZIONI ESISTENTI Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl ANALISI DEL PACCHETTO STRADALE INTERFERENZE DETERMINAZIONE DEGLI SPESSORI CARICO IMPULSIVO 65KN

17 DEFINIZIONE PRESTAZIONALE DEI MATERIALI
Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl STRATI LEGATI A BITUME TAC: CB USURA ANTISKID 2,5 cm AC: CB BINDER ANTIRUTTING 5 cm DBM n: CB BASE CLASSE 1 o 2 o 3 o 4 HDM: CB ad alto modulo BC n: MISTI CEMENTATI DI CLASSE 2 o 3 o 5 FONDAZIONE IN MISTO CEMENTATO MATERIALI E MISCELE DISPONIBILI IN GRECIA

18 SCENARI DI CALCOLO Dott. Ing. Fabio Picariello
Laboratorio prove materiali Elletipi srl

19 DEFINIZIONE PRESTAZIONALE DEI MATERIALI
Dott. Ing. Fabio Picariello Laboratorio prove materiali Elletipi srl VALORI DI CAPITOLATO

20 DEFINIZIONE PRESTAZIONALE DEI MATERIALI
Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl RIGIDEZZA FATICA VALIDAZIONE TEST DI LABORATORIO 20

21 STUDIO E VALIDAZIONE DEI CONGLOMERATI BITUMINOSI
Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl AS 12.5 A 265 C’ BINDER sono state selezionate e sottoposte a prova 5 differenti miscele di cui 2 con dimensione massima dell’aggregato pari a 3/4” 3 con dimensione massima dell’aggregato pari a 1” A260 D’ A265 B’ AS 20 BASE BINDER BASE AS 12.5 A 265 C’ A 265 B’ A 260 D’ AS 20 Bitume 50/70 Bitume 50/70 + 8% SELENIZZA Bitume 30/50 Bitume modificato PR PLAST Bitume 50/70 Bitume 50/70 + 8% SELENIZZA Bitume 30/50 Bitume modificato PR PLAST

22 DIMENSIONE MASSIMA DELL’AGGREGATO: ¾’’
STUDIO E VALIDAZIONE DEI CONGLOMERATI BITUMINOSI Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl BINDER DIMENSIONE MASSIMA DELL’AGGREGATO: ¾’’ A 265 C’ AS 12,5

23 DIMENSIONE MASSIMA DELL’AGGREGATO: 1’’
STUDIO E VALIDAZIONE DEI CONGLOMERATI BITUMINOSI Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl BASE DIMENSIONE MASSIMA DELL’AGGREGATO: 1’’ A 265 B’ AS 20 A 260 D’

24 ELLETIPI TWO POINT BENDING ELLETIPI TWO POINT BENDING
STUDIO E VALIDAZIONE DEI CONGLOMERATI BITUMINOSI Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl TEST DI LABORATORIO RIGIDEZZA FATICA INDIRECT TENSILE FATIGUE TEST ELLETIPI TWO POINT BENDING ELLETIPI TWO POINT BENDING

25 MODULO DI RIGIDEZZA IT-CY
TEST DI LABORATORIO MODULO DI RIGIDEZZA IT-CY Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl UNI EN , ALLEGATO C Deformazione massima sull’asse ortogonale al carico, 7 με Carico impulsivo, tempo di crescita 124 msec Temperature di 18°C e 22°C (caratteristico per la Grecia) COMPATTAZIONE ESECUZIONE TEST 18°C e 22°C

26 MODULO DI RIGIDEZZA 2PB-TR
TEST DI LABORATORIO MODULO DI RIGIDEZZA 2PB-TR Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl UNI EN , ALLEGATO A PREPARAZIONE PROVINI TRAPEZOIDALI COMPATTAZIONE CON ROLLER COMPACTOR ELLETIPI TAGLIO PROVINI TRAPEZOIDALI INCOLLAGGIO DEI SUPPORTI PROVINO COMPLETATO

27 CONFIGURAZIONE TELAIO DI PROVA ELLETIPI AGGANCIO DEL PROVINO AL TELAIO
TEST DI LABORATORIO MODULO DI RIGIDEZZA 2PB-TR Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl UNI EN , ALLEGATO A CONFIGURAZIONE TELAIO DI PROVA ELLETIPI FISSAGGIO TELAIO AGGANCIO DEL PROVINO AL TELAIO CELLA DI CARICO ALLOGGIAMENTO LVDT

28 MODULO DI RIGIDEZZA 2PB-TR
TEST DI LABORATORIO MODULO DI RIGIDEZZA 2PB-TR Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl UNI EN , ALLEGATO A ESECUZIONE DEL TEST Test di laboratorio in controllo di deformazione, 50 με Carico sinusoidale, frequenza 10 Hz Temperatura di 15°C Acquisizione valore del modulo complesso al 100° ciclo di carico

29 RISULTATI TEST DI LABORATORIO MODULO DI RIGIDEZZA
Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl

30 RISULTATI TEST DI LABORATORIO MODULO DI RIGIDEZZA
Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl

31 RISULTATI TEST DI LABORATORIO MODULO DI RIGIDEZZA
Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl

32 CARATTERIZZAZIONE A FATICA
TEST DI LABORATORIO RESISTENZA A FATICA PER FLESSIONE 2PB-TR Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl CARATTERIZZAZIONE A FATICA DEFORMAZIONE NUMERO DEI CICLI DI CARICO

33 RESISTENZA ALLA FATICA 2PB-TR
TEST DI LABORATORIO RESISTENZA ALLA FATICA 2PB-TR Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl UNI EN , ALLEGATO A 2PB-TR TRADIZIONALE 2PB-TR ELLETIPI Test in controllo di deformazione, με Carico sinusoidale, frequenza 25 Hz Temperatura di 10°C Criterio di rottura Nf50 (termine prova)

34 RISULTATI TEST DI LABORATORIO RESISTENZA ALLA FATICA 2PB-TR
Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl

35 RISULTATI TEST DI LABORATORIO RESISTENZA ALLA FATICA 2PB-TR
Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl Materiale legante bituminoso Fatigue ε6 10 °C, 25 Hz Class asphalt mix STS A265 B’ binder course 50/70 + 8% Selenice Pen = 39 101.6 DBM4 STS A 260 D’ base course 30/50 Pene = 45 108 DBM3 50/70 + 8% Selenizza Pen=39 112 AS 20 base course 110 Pen= 45 95

36 RISULTATI TEST DI LABORATORIO CONCLUSIONI
Dott. Ing. Luca Noferini Laboratorio prove materiali Elletipi srl L’impiego di Selenizza SLN 120 additivato al legante bituminoso tradizionale 50/70 permette di produrre conglomerati bituminosi della categoria progettuale superiore DBM 4 L’uso di legante bituminoso 30/50 mostra risultati di rigidezza e fatica inferiori per le miscele in cui è impiegato, rispetto al tradizionale 50/70 con Selenizza SLN 120 I conglomerati bituminosi appartenenti alla categoria progettuale DBM 4 permettono una riduzione dello spessore del pacchetto stradale di almeno 4 cm

37 GRAZIE PER L’ATTENZIONE!
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