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LE NUOVE PROSPETTIVE TECNOLOGICHE PER LA MANUTENZIONE DELLE PAVIMENTAZIONI STRADALI
IL RACCORDO AUTOSTRADALE PAVIA-BEREGUARDO
MILANO, 7 LUGLIO 2016
PhD. Susanna Lambrugo
Direzione Tecnica - Milano Serravalle Milano Tangenziali S.p.A.
Indice
� Introduzione al progetto della pavimentazione stradale
� Il progetto di riqualifica della Pavia Bereguardo
- La soluzione di progetto
- La soluzione migliorativa in variante
- L’esecuzione dei lavori
� Conclusioni
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� La sovrastruttura stradale- Funzione
Garantire una superficie di rotolamento regolare e poco deformabile
Ripartire sul terreno i carichi statici e dinamici del traffico (normali etangenziali)
- Struttura
- pavimentazione
- semi-flessibile
Introduzione al progetto della pavimentazione stradale3
usura
binder
base
misto cementato
misto granulare
� Gli obiettivi del progetto
Individuare la soluzione progettuale (spessori, materiali) che ottimizzi
costo complessivo e vita utile nel rispetto dei vincoli
Introduzione al progetto della pavimentazione strad ale
Tipologia infrastruttura
Traffico
Condizioni contorno
COSTIcostruzione
manutenzioneindiretti
MATERIALIVINCOLIesecutivi
manutentiviesercizioVita utile
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� Il pre-dimensionamento con il catalogo dellepavimentazioni
- Tipo di strada
- Traffico
- Portanza del sottofondo
- Tipologia
- Caratteristiche materiali
- Condizioni climatiche
Introduzione al progetto della pavimentazione strad ale5
� La verifica della soluzione di progettoMetodo empico AASHTO
Il metodo consente di ricavare il numero totale di passaggi di assi standard (8,2t) che la pavimentazione è in grado di sopportare sino al raggiungimento deltermine della vita utile
PSI = 5 – 0
PSIi = 4,2
PSIf = 3 - 2,5
N(8,2t)max = f(caratteristiche meccaniche di ciascuno strato (SN), DPSI.Caratteristiche del sottofondo, affidabilità)
Introduzione al progetto della pavimentazione strad ale6
�
Introduzione al progetto della pavimentazione strad ale7
>>>>
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Introduzione al progetto della pavimentazione strad ale8
� La verifica della soluzione di progettoMetodo empirico meccanicistico - MEPDGPrevisione del comportamento della sovrastruttura nei 20 anni di vita
utile in termini di: regolarità superficiale (IRI), fessure termiche (%), deformazioni permanenti deli strati in CB, deformazioni permanenti dell’intera sovrastruttura.
Dati: Traffico (distribuzione giornaliera, mensile, annuale della diverse classi
di veicoli) – dati uniformati alla classe maggiormente degradante per la pavimentazione (definire caratteristiche di ogni classe)
Climatici (temperature min e max, escursione termica, gelo, pioggia)Pavimentazione (curva granulometrica, proprietà chimico-fisiche del
bitume, caratteristiche volumetriche e meccaniche delle miscele)
Introduzione al progetto della pavimentazione strad ale9
� La verifica della soluzione di progettoMetodo empirico meccanicistico - MEPDG
Introduzione al progetto della pavimentazione strad ale10
Il progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Il Raccordo Il Raccordo collega il casello di Bereguardo, sull’Autostrada A7, e la Tangenziale Ovest di Pavia
Costruzione fine anni ’70
Realizzazione: ANAS S.p.A.
Gestione: Serravalle dal 1993
9+200 km circa
Strada tipo B
Extraurbana Principale
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� Il Raccordo SEZIONE
2 corsie da 3,50 m
Spartitraffico 1,20 m
Banchina variabile ~0,35 m (!!)
Il progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo12
Il progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Il progetto di riqualifica
o Riqualifica sicurvia spartitraffico e laterale
o Adeguamento segnaletica
o Adeguamento di elementi funzionali non a norma: banchine laterali, piazzole di sosta, rete di smaltimento acque di piattaforma, illuminazione
Progettista: Milano Serravalle Engineering S.r.l.
Stazione Appaltante: Milano Serravalle
Approvazione progetto ANAS S.p.A.
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Il progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Il progetto di riqualifica Nuova sezione
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� La pavimentazione di progetto L’intervento di adeguamento dello spartitraffico rende necessario unmodesto allargamento del pacchetto stradale
SOVRASTRUTTURA ESISTENTE
Adeguamento della sovrastruttura per la corsia di marcia
Il progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo15
Il progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� La sovrastruttura di progettoPredimensionamento con il catalogo delle pavimentazioni
- vita utile 20 anni
- n° passaggi veicoli commerciali c.m. 9.690.842
- extraurbana principale a forte traffico
- Mr = 90 N/mm2
PAVIMENTAZIONE
DA CATALOGO 3SR
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5 cm USURA
6 cm BINDER
15 cm BASE
20 cm MC
20 cm MGS
SOTTOFONDO
Il progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� La sovrastruttura di progetto Soluzione di progetto
CSA
MGS
MC stab. in sito 3,5-5%,
BASE, BINDER tradizionali
USURA DRENANTE
Non è previsto l’impiego di fresato
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� La sovrastruttura di progetto Verifica con metodo semi-empiricoIl metodo consente di ricavare il numero di passaggi di assi standardche la pavimentazione riesce a sopportare prima che ne sia necessarioil rifacimento
PSI = 5 – 0 PSI (0) = 4,2 PSI (f) = 2,5
Is = 14,45
Mr da catalogo (90MPa)
Affidabilità 95%
N (8,2t) max = 2,97 * 10^7
N (8,2t) 20 anni = 2,24 * 10^7
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� La proposta in variante
Progetto:- CORSIA DI MARCIA: riqualifica pavimentazione- CORSIA DI SORPASSO: riprofilatura e ripristino pendenza
ANALISI VITA A FATICA RESIDUA DELLA CORSIA DI SORPA SSO
� Campagna di indagini ad alto rendimento (FWD)
� Stato della pavimentazione caratterizzato da forte dis continuità
� Valutazione della vita residua a fatica con metodo e mpirico-
razionale
� Stima della vita utile a fatica residua
VARIANTE MIGLIORATIVA
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
SORPASSO MARCIA
BINDER
BASE
MC
PAVIMENTAZIONE
ESISTENTE
USURA DRENANTE
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� La proposta in varianteAppaltatore R.T.I. Itinera S.p.A.- Caffù S.r.l. – Strago S.p.A.
Progettista Studio Prof. Ing. Maurizio Crispino
Direzione Lavori Milano Serravalle Engineering S.r.l.
� Intervento corsia marcia� Miglioramento corsia sorpasso
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
SORPASSO MARCIA
5 cm USURA
6 cm BINDER
15 cm BASE
20 cm MC
20 cm MGS
SOTTOFONDO
PROGETTO
PAVIMENTAZIONE
ESISTENTE
20
SORPASSO MARCIA
8 cm BBHM
30 cm
MC fibrorinforzato
30 cm
sottofondazione
supercompattata
sottofondo
pavimentazione
esistente
7-9 cm UHM
VARIANTE
� La proposta in varianteStrato di fondazione supercompattato
Per la sottofondazione in MGS è prevista
la compattazione, come da note integrative di capitolato, sino al raggiungimento di un
Md = 80 MPa
In luogo della compattazione prevista da CSA originario sino al raggiungimento di
Md = 50 MPa
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo21
� La proposta in varianteMisto cementato fibrorinforzato al altre prestazion i
- - Trattamento in sito (secondo le due modalità di cui di seguito)
- - Fresato
- - Cemento 2,5-3,5%
- - Fibre propileniche 1kg/mc (su miscela finita)
- Md > 150 MPa a 5 gg
- Rc > 2,5 MPa (provini a 7 gg)
- Rt >>>> 0,38 MPa
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo22
� La proposta in variante Lo strato BINDER-BASE ad alto modulo
- miscela additivata con polimeri e fibre
- legante: bitume ordinario 50/70 – 4,5% /a
- aggregati come da CSA
- materiale da fresato entro il 30%
- Polimeri (immessi nel mescolatore)
- (rigenerante, additivante di adesione, migliorelavorabilità miscela, maggiore resistenzaall’invecchiamento, minore suscettibilitàtermica)
- Fibre (immesse direttamente nel mescolatore)
- (incremento resistenza meccanica, miglioramento del comportamento a fatica e della resistenza alle deformazioni permanenti, maggiore resistenza a trazione)
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo23
� La proposta in variante Lo strato USURA ad alto modulo
- Mano di attacco per massimizzare l’interazione tra gli strati:
- - micro fresatura (1 cm)
- - stesa emulsione cat. mod. a media rottura
- semi-drenante
- miscela additivata con compound polimeri (immessi direttamente nel mescolatore)
- legante: bitume ordinario 50/70 – 5,5% /a
- aggregati come da CSA/integrativoVerifica requisiti aggregati miscelaLA = 15,2 < 20CLA = 0,46 > 0,43
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo24
� La proposta in variante Lo strato USURA ad alto moduloVerifica caratteristiche superficiali
CAMPO PROVE
Aderenza/microtessituraMISURA DELLA RESISTENZA DI ATTRITO RADENTE CON L’APPARECCHIO PORTATILE A PENDOLONormativa di riferimento CNR BU n.105/85
BPN ~~~~62
MacrotessituraMISURA DELL’ALTEZZA IN SABBIANormativa di riferimento CNR BU 94
HS > 1.2
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo25
� La verifica della soluzione migliorativa
Catalogo delle pavimentazioni
- Mr 90 MPa
- 10.000.000 passaggi
- 25.000.000 passaggi
La pavimentazione in variante risulta OK
- CB ordinario/CB caratteristiche superiori
- MC 25cm ordinario/ MC 30cm+fibre
- Md sottofondo 45MPa / superc. 80 Mpa
- Vantaggi esecutivi
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo26
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� La verifica della soluzione migliorativaConfronto PE – variante
Metodo empirico-razionale- Analisi delle deformazioni orizzontali determinate alla base degli stati
legati a bitume (26 cm per la pavimentazione di PE, 16 cm per lapavimentazione in variante)
- Riduzione delle deformazioni orizzontali- Verifica rottura a fatica
Numero di Miner PE = 0,28
Numero di Miner PV = 0,225
Metodo empirico-razionale- Verifica ormaiamentosia la soluzione PE che la soluzione in variante risultano verificate
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Studio di due differenti alternative per l’esecuzionedel MC
Stabilizzazione in sito con materiale di riporto (AM 1)Verifiche: materiale di riporto (A1) + fresato + fibre (1kg/mc) + cemento (2,5-3,5%) + acqua
Stabilizzazione in sito con materiale presente in sito (AM 2)Verifica dell’idoneità tecnico-prestazionale del materiale presente in sito- Prove in sito (carico su piastra, prelievi, ..)- Prove in laboratorio (caratterizzazione materiale, campioni di MC
realizzati con materiale prelevato, ..)Le prestazioni dei campioni ottenuti con il materiale presente in sitosono direttamente confrontabili a quelle ottenute in laboratorio
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Studio di due differenti alternative per l’esecuzionedel MC
Metodo razionale
Confronto pavimentazioni AM1 e AM2
Equivalenti
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
- CORSIA DI MARCIA: raggiungimento obiettivi di progetto conmiglioramento delle performance (strutturali e funzionali) dellapavimentazione rispetto al progetto
- CORSIA DI SORPASSO: miglioramento della soluzione di progettocon introduzione di uno strato con caratteristiche migliorate
- MANUTENZIONE: incremento della vita utile della pavimentazione –sia marcia che soprasso – con riduzione del numero dei futuriinterventi manutentivi
- OTTIMIZZAZIONE dei costi dell’intervento
- VANTAGGI ESECUTIVI
- BENEFICI AMBIENTALI
- BENEFICI INDIRETTI
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavoriCorsia di marcia
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subfondazione
supercompatta
ta
subfondazione
supercompatta
ta
subfondazione
supercompatta
ta
subfondazione
supercompatta
ta
esistente allargamento esistente allargamento esistente allargamento esistente allargamento
PAVIMENT.
ESiSTENTE
MGS esistente
stesa materiale
vergine
MGS esistente
stesa materiale
vergine
MC stabilizzato
in sito
MC stabilizzato
in sito
BB-HM BB-HM
U-HM
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavoriSottofondazione in allargamento
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� Esecuzione dei lavoriQuota MC
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo33
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
Stesa fibre
e cemento
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
stabilizzazione
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
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Compattazione MC
ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
Md = 150 MPa
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
Stesa BBHM
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
Stesa BBHM
compattazione
gomma + ferro
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
Stesa UHM
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
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ll progetto di riqualifica del Raccordo Pavia – Bere guardo
� Esecuzione dei lavori
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Conclusioni
L’uso di tecnologie innovative
� risoluzione delle criticità esecutive
� miglioramento delle caratteristiche dell’infrastruttura
� benefici ambientali
� benefici sicurezza utenza
� ottimizzazione del progetto senza incremento di spesa
� progettazione più accurata
� idoneità appaltatore
� maggiori controlli in corso d’opera
� valutazione in fase di gara
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Grazie per l’attenzione
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