Le nuove frontiere delle pavimentazioni stradali

La tecnologia nella costruzione delle strade si è notevolmente evoluta in questi ultimi anni. Facendo riferimento alle pavimentazioni stradali si può affermare che oggi essa assolve ad un complesso di prestazioni che vanno ben oltre la funzione classica del garantire l’aderenza. Infatti si vogliono perseguire diverse finalità che si possono riassumere nel:

• garantire una superficie di rotolamento regolare e poco deformabile;
• ripartire sul terreno le azioni statiche e dinamiche dei veicoli, in modo tale da non determinare deformazioni permanenti dannose alla sicurezza ed al comfort di percorrenza;
• proteggere il corpo stradale dagli agenti atmosferici, che possono provocare instabilità del piano viabile;
• ridurre l’inquinamento ambientale ed aumentare il risparmio energetico.

Facendo riferimento al solo strato di usura, di seguito vengono esposte le principali innovazioni a livello di conglomerato bituminoso.

Conglomerati bituminosi tiepidi

Le tecnologie “a tiepido” con bitume ad alta lavorabilità si applicano a qualsiasi tipo di conglomerato bituminoso, senza bisogno di modificare l’impianto di produzione. Per la realizzazione delle pavimentazioni stradali, si tratta di confezionare il conglomerato bituminoso prodotto a temperature ribassate a circa 130°C. Ciò comporta:

• annullamento della fumosità tipica del bitume nel conglomerato bituminoso, ottenendo condizioni lavorative migliori con evidenti vantaggi nei cantieri siti all’interno dei centri abitati;
• riduzione dei consumi energetici di impianto, delle emissioni di fumi in produzione e stesa, con conseguente minor impatto sul sociale e tutela ambientale;
• maggiore sicurezza in cantiere e agio per gli operatori che lavorano con un materiale a temperature più basse;
• riduzione dei tempi di attesa per l’apertura al traffico della viabilità interessata in quanto il conglomerato, presentandosi da subito a temperature più basse, raggiunge più velocemente le normali temperature di esercizio;
• maggiore versatilità di impiego, potendo lavorare anche in giornate fredde;
• contenimento dell’invecchiamento subito (minore stress termico) dal bitume durante le fasi di miscelazione, trasporto e stesa con conseguente salvaguardia delle prestazioni del bitume e allungamento della vita utile;
• incremento della resistenza alle deformazioni permanenti e ormaiamento.

Conglomerati bituminosi ad alto modulo

La definizione “ad alto modulo” deriva dalle caratteristiche meccaniche, che evidenziano valori nettamente superiori rispetto a quelli dei conglomerati tradizionali.
Infatti vengono utilizzati bitumi modificati, ovvero dei bitumi tradizionali additivati con particolati polimeri, che elevano la temperatura di rammollimento e diminuiscono la temperatura di rottura.
Il confezionamento e la posa di questi conglomerati vengono realizzati con le stesse attrezzature normalmente utilizzate per i conglomerati tradizionali, aumentando i tempi di mescolamento per compensare la maggiore viscosità del legante e utilizzando un rullo gommato di peso elevato per la compattazione. A lavoro finito la percentuale dei vuoti è contenuta in un massimo del 4%.

Conglomerati bituminosi fibrorinforzati

La manutenzione ed il rifacimento di pavimentazioni stradali ammalorate costituisce oggi il maggiore impegno tecnico ed economico nel campo stradale. La semplice posa di un nuovo strato di usura, come generalmente si è fatto fino ad oggi, risolve il problema per un limitato periodo di tempo in conseguenza di difetti strutturali di portanza, di propagazione delle rotture a fatica e di fessurazioni provenienti dagli strati sottostanti.
Per prolungare la vita utile della pavimentazione, si utilizzano conglomerati bituminosi con fibre di materiali sintetici ad alta tenacità. Le tecnologie utilizzate sono due:

• La prima consiste nell’utilizzare prodotti di rinforzo come geotessili e geogriglie che possono essere posizionati all’interno dello spessore dello strato oppure, più agevolmente, nella parte inferiore;
• La seconda tecnologia consiste nell’aggiungere al conglomerato bituminoso all’atto della sua confezione delle fibre sintetiche.

Conglomerati bituminosi drenati e fonoassorbenti

Si tratta di conglomerati che permettono lo scolo delle acque in profondità, assicurando l’aderenza anche in condizioni atmosferiche sfavorevoli. Infatti, per la loro struttura granulometrica aperta, costituita principalmente da pezzatura grossa, l’acqua di pioggia non scorre sulla superficie stradale, ma penetra in profondità e viene allontanata attraverso i vuoti all’interno del conglomerato. In questo modo si assicura la sicurezza della circolazione in quanto la superficie stradale è bagnata, ma non è sede di scorrimento di acqua.
Il conglomerato drenante ha una percentuale di vuoti attorno al 20% e proprio per questa sua caratteristica l’acqua scorre attraverso lo spessore dello strato. Purtroppo, l’effetto drenante si attenua rapidamente (2-3 anni) a causa del compattamento dovuto al traffico e, soprattutto, per l’intasamento dei vuoti dovuto a polvere, gomma, e altre impurità.

Per questi motivi è nato lo splittmastix (SMA), che presenta una percentuale di vuoti più limitata del drenante tradizionale e affida la sua permeabilità principalmente al drenaggio superficiale garantito dalla discontinuità granulometrica.
Questi conglomerati hanno anche caratteristiche fonoassorbenti, quindi migliorano l’impatto ambientale per quanto riguarda il rumore da traffico. L’impiego di asfalti fonoassorbenti può essere considerato come un intervento sia attivo che passivo. Infatti esso agisce attivamente in quanto riduce le emissioni di rumore prodotte dal contatto pneumatico-pavimentazione ed agisce passivamente anche assorbendo una parte di energia sonora emessa dalle parti in movimento del veicolo. L’abbattimento complessivo del rumore risulta essere dell’ordine di 3-5 dB(A).

Conglomerati bituminosi con PFU

Il problema ambientale ha imposto l’utilizzo di materiali di scarto altrimenti destinati a rifiuto. Uno dei prodotti di scarto disponibile in grande quantità che si utilizza nelle pavimentazioni è il granulato di gomma proveniente dagli PFU (pneumatici fuori uso). L’impiego di questo materiale è notevolmente interessante non solo per il fattore ambientale, ma anche perché si ottengono conglomerati bituminosi con notevoli vantaggi prestazionali in termini di resistenza meccanica, sicurezza della circolazione, impatto ambientale e costi.

Conglomerati bituminosi fotocatalitici

La fotocatalisi è il fenomeno naturale in cui una sostanza attraverso l’azione della luce modifica la velocità di una reazione chimica. Il suo funzionamento imita il fenomeno della fotosintesi clorofilliana. Il processo chimico che sta alla base è infatti un’ossidazione che si avvia grazie all’azione combinata della luce e dell’aria. I due elementi (luce ed aria), a contatto con il rivestimento delle superfici, favoriscono infatti l’attivazione della reazione e la conseguente decomposizione delle sostanze inquinanti.
Il termine “fotocatalitico” in campo stradale è utilizzato per classificare i diversi prodotti commerciali che hanno la funzione di abbattere proprio questo inquinamento atmosferico. L’ingrediente principale dei prodotti fotocatalitici è il biossido di titanio.

Conglomerati bituminosi colorati

In particolare nelle città le pavimentazioni costituiscono un elemento di arredo e, in contemporanea, devono fornire la capacità portante per sopportare i carichi da traffico. Si tratta di due esigenze che, con le moderne tecnologie nel campo stradale, sono oggi conciliabili e raggiungibili. Si utilizzano generalmente due soluzioni.
La prima consiste nel confezionare conglomerati con leganti trasparenti: l’inerte viene direttamente “a vista” e, con il suo colore naturale, viene scelto in relazione all’ambiente in cui l’opera si inserisce. Così, specialmente in città, si può usare il materiale tradizionalmente impiegato nei palazzi storici oppure creare nuovi abbinamenti con altre pietre per effetti e contrasti scenografici.
La seconda soluzione consiste nel pigmentare un bitume trasparente per colorarlo secondo le esigenze. Si ha in questo modo la possibilità di mixare i colori degli inerti con quelli del legante accrescendo così le sfumature e le opportunità.
Con queste tecnologie la pavimentazione stradale diviene strumento del linguaggio architettonico e dello stile urbano. La pavimentazione esce dal banale bianco e nero dei conglomerati cementizi e bituminosi e svolge con stile il suo ruolo, accrescendo l’appeal ed il valore dell’intero contesto in cui si inserisce.