Strade sicure e silenziose. Prima parte

Sicurezza e comfort acustico sono, negli ultimi anni, al centro delle ricerche effettuate per l’ottimizzazione dei tappeti stradali.
Per la costanza nel tempo dell’aderenza superficiale e per la riduzione delle emissioni sonore delle pavimentazioni, si sono verificate diverse soluzioni. In entrambi i casi di particolare efficacia si è dimostrato l’impiego di argilla espansa Leca.

L’argilla espansa Leca
L’argilla espansa è un aggregato naturale (certificato ANAB – giugno 2002) che si ottiene dalla cottura in forni rotanti a circa 1200°C di particolari argille.
La ricerca, la tecnologia e l’esperienza Laterlite nella gestione del processo produttivo, permettono di controllare il grado di espansione che ottimizza la qualità del prodotto finale.
Operando sulle temperature, sulla velocità di rotazione del forno e su altri parametri, sono controllate la densità, la resistenza dei granuli, e la curva granulometrica.
Leca è:
• leggero (densità variabile tra 350 e 900 kg/m3);
• chimicamente inerte;
• resistente alla compressione;
• incombustibile;
• non degradabile e duraturo nel tempo.

CARATTERISTICHE
Laterlite produce tre tipi di argilla espansa in dimensioni standard per impieghi in campo stradale.

Leca
Largamente impiegato in edilizia come aggregato leggero e isolante per conglomerati cementizi e calcestruzzi con caratteristiche di leggerezza, è utilizzato in campo geotecnico per la formazione di rilevati leggeri, riempimenti di cavità sotterranee e drenaggi (vedi pubblicazione LATERLITE: “GEOTECNICA – Soluzioni leggere in argilla espansa Leca”).

Leca resistente
Aggregato specifico per il confezionamento di conglomerati bituminosi per tappeti di usura a struttura chiusa ad elevata aderenza e fonoassorbenza, per strati di binder, basi ed altre applicazioni.

Leca strutturale
Idoneo per il confezionamento di conglomerati bituminosi drenanti, ecodrenanti e microdrenanti, dove sia richiesta una maggiore resistenza dei granuli e per conglomerati cementizi leggeri a medio alta resistenza meccanica (vedi pubblicazione LATERLITE: “CALCESTRUZZO leggero strutturale con argilla espansa Leca”).

Per scaricare le caratteristiche tecniche Leca in PDF
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PERCHÉ PAVIMENTARE CON ARGILLA ESPANSA
Le condizioni di esercizio delle pavimentazioni stradali influiscono sul comfort e sulla sicurezza dell’utente, in quanto il contatto tra il pneumatico e il manto d’usura risente della regolarità e delle caratteristiche di aderenza degli strati superficiali del piano viabile.
L’aderenza in un normale tappeto bituminoso dipende dalla tessitura della superficie e dalle caratteristiche di C.L.A. (Coefficiente di Levigabilità Accelerata) degli aggregati utilizzati.
Non sempre questa caratteristica resta costante nel tempo: infatti dopo la spogliazione superficiale degli aggregati dal bitume, inizia il processo di levigatura degli stessi attraverso il contatto con il pneumatico.
Questo fenomeno, che si verifica dopo qualche mese di esercizio della strada, tende a ridurne progressivamente l’aderenza (Coefficiente di Attrito Trasversale C.A.T.).
L’inserimento di argilla espansa, per il suo C.L.A., permette di mantenere costante e a valori elevati il C.A.T. della pavimentazione.

C.L.A. (Coefficiente di Levigabilità Accelerata)
Il C.L.A. rappresenta l’indice più significativo per evidenziare la perdita della microrugosità di un aggregato.
La prova simula l’effetto di usura causata dal passaggio ripetuto di una ruota gommata sull’aggregato con interposizione di polvere abrasiva (carborundum).

Valori C.L.A. (CNR B.U. 140/92)
Coefficiente di Levigabilità Accelerata (x 100)
Basalto 47 – 50
Calcare 32 – 37
Alluvionale Calcareo 48 – 52
Leca Resistente 73 – 75
Leca Strutturale 72 – 74

CONGLOMERATI BITUMINOSI IN ARGILLA ESPANSA
Il conglomerato bituminoso con argilla espansa è costituito da una miscela con aggregati naturali combinati percentualmente e legati con bitume a caldo in normali impianti di produzione. In funzione della percentuale di argilla espansa impiegata e dell’assortimento granulometrico, queste miscele presentano anche elevate caratteristiche di fonoassorbenza.
La quantità assoluta di bitume, per metro cubo di conglomerato, resta invariata rispetto a quella utilizzata in un conglomerato bituminoso tradizionale, così come resta invariato il processo di lavorazione.

Aggregati
L’aggregato grosso è costituito dai pietrischetti e dalla frazione delle graniglie trattenute al crivello da 5 mm (con provenienza e natura litologica diverse), e dall’argilla espansa.
Gli aggregati, costituiti da elementi sani, duri, durevoli, di forma poliedrica, puliti, con superficie ruvida, esenti da polvere e da materiali estranei, saranno non idrofili.
Gli elementi litoidi non avranno mai forma appiattita allungata o lenticolare.
Per gli strati d’usura, la perdita in massa alla prova Los Angeles eseguita sulle singole pezzature, con esclusione dell’argilla espansa, secondo le norme, sarà sempre inferiore al 30%.
L’aggregato fine costituito dalla frazione delle graniglie passanti al crivello da 5 mm e dalle sabbie naturali, sarà preferibilmente di frantumazione.

Argille espanse
In funzione del conglomerato bituminoso da realizzare possono essere utilizzati per la composizione delle miscele i seguenti tipi di argilla espansa.
• LECA tipo 3-11 RESISTENTE per usure a struttura chiusa
• LECA tipo 5-15 STRUTTURALE per usure drenanti
• LECA tipo 5-10 STRUTTURALE per microtappeti, per microdrenanti, per ecodrenanti

Miscele con argilla espansa
La percentuale di argilla espansa dipende dalle prestazioni richieste al conglomerato.
In particolare:
• per il confezionamento di tappeti di usura ad elevato coefficiente di attrito trasversale è sufficiente inserire argilla espansa in ragione del 7-10 % in peso sugli aggregati (20-25 % in volume) in una normale miscela bituminosa.
• per il confezionamento di tappeti di usura fonoassorbenti si dovrà inserire argilla espansa in ragione dell’11-13 % in peso sugli aggregati (27-33 % in volume).

Caratteristiche meccaniche del conglomerato
Per quanto riguarda i conglomerati bituminosi per usure a struttura chiusa con l’inserimento di argilla espansa LECA RESISTENTE 3-11, riportiamo di seguito lo studio Marshall realizzato su provini con percentuali di Leca crescenti inserite in fuso per usura tradizionale del tipo “A”.
Per scaricare lo studio Marshall in PDF
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Riciclaggio a caldo delle pavimentazioni
L’argilla espansa è utilizzata nei lavori di rigenerazione in sito a caldo, in percentuale massima del 10%, sul peso degli aggregati, per conferire alle pavimentazioni stradali elevate caratteristiche di aderenza superficiale (C.A.T. > 57).
Altra sua importante funzione è quella di stabilizzare la miscela bituminosa evitando accumuli di parti fini, e regolando la distribuzione del bitume.
Aggiungere argilla espansa, consente l’impiego di percentuali di legante più grandi, senza rischi di rifluimento e migliora le caratteristiche chimico-fisiche del conglomerato risultante per il suo elevato potere tampone.
Il riciclaggio a caldo con argilla espansa è applicabile sia per le pavimentazioni a struttura chiusa che per quelle drenanti.

TAPPETI DI USURA A STRUTTURA CHIUSA A ELEVATA ADERENZA
Le continue sollecitazioni prodotte dal traffico provocano la diminuzione dell’aderenza del pneumatico alla superficie stradale.
Tale “decadimento prestazionale” provoca una lenta ma costante lucidatura degli aggregati con conseguente riduzione della porosità superficiale degli stessi e quindi dell’aderenza.
Per risolvere questo problema si inseriscono nelle miscele bituminose aggregati porosi al fine di aumentare la microrugosità della superficie stradale.
A tale scopo l’argilla espansa Leca è l’inerte forse più testato dai vari laboratori e quello che in esercizio ha dato prova di maggiore costanza di valori di C.L.A. (Coefficiente di Levigabilità Accelerata), di C.A.T. (Coefficiente di Attrito Trasversale) e di affidabilità meccanica.

Aggregati
Le caratteristiche degli aggregati lapidei idonei al confezionamento dei conglomerati bituminosi risponderanno alle prescrizioni previste dagli enti appaltanti.
Per l’argilla espansa LECA RESISTENTE 3-11 valgono i seguenti requisiti aggiuntivi:
• percentuale tra il 7 ed il 10 % sul peso degli aggregati;
• resistenza alla frantumazione (secondo norma UNI EN 13055- 1/4.10 parte 7) maggiore o uguale a 2,7 N/mm2;
• Coefficiente di Levigabilità Accelerata (C.L.A.) maggiore o uguale a 0,65.

Bitume
Il tenore di bitume, del tipo Normale o Modificato (Medium o Hard) riferito al peso totale degli aggregati, deve essere compreso tra 5,5 % e 7 %.
Tali percentuali derivano dal basso peso di volume dell’argilla espansa.
L’eventuale aggiunta di fibre di natura minerale o artificiale potrà essere effettuata mediante uso di apposite apparecchiature di mescolazione, in percentuale variabile secondo le prescrizioni del fornitore.

Caratteristiche meccaniche del conglomerato
I valori Marshall del conglomerato saranno:
• Stabilità non inferiore a 1100 daN.
• Rigidezza non inferiore a 300 daN/mm.
• Volume dei vuoti residui compreso tra 4 % e 7 %.
• Volume dei vuoti residui risultante su carote prelevate a distanza di almeno 10 giorni dalla posa in opera sarà compreso tra 5 % e 8 %.
• Scorrimento compreso tra 2,0 mm e 3,5 mm.
• Coefficiente di Attrito Trasversale (C.A.T.) > 0,55.
Tale coefficiente, che da rilevamenti effettuati in più occasioni ha dato valori compresi tra 0,57 e 0,62, è costante nel tempo, in quanto l’argilla espansa è una componente della miscela e interessa l’intero spessore del tappeto (comportamento dissimile da quello di un semplice trattamento superficiale).

Il C.A.T.
Il C.A.T. (coefficiente di attrito trasversale) è un parametro che definisce il valore dell’aderenza di un pneumatico alla pavimentazione stradale e viene normalmente misurato con apparecchiatura: Skid-tester (CNR B.U. 105), Scrim (B.U. 147/92) o Sums.
L’uso di argilla espansa conferisce al conglomerato bituminoso valori di C.A.T. superiori a quelli ottenibili con i migliori basalti (sia per la realizzazione di tappeti a struttura chiusa che drenanti) e costanti nel tempo.

Per ridurre il rumore
Nel rispetto delle caratteristiche meccaniche degli aggregati, del bitume e del conglomerato indicate precedentemente, per ottenere un tappeto fonoassorbente che garantisca una riduzione del rumore di almeno 3 dB, sarà sufficiente aumentare dal 7-10% (quantità consigliate per pavimentazioni ad elevata aderenza) all’11-13 % in peso (27-33 % in volume) la percentuale di argilla espansa presente nella miscela.

TAPPETI DI USURA FONOASSORBENTI AD ELEVATA ADERENZA
Il potere fonoassorbente in un tappeto di usura stradale è caratteristica sempre più richiesta dagli Enti appaltanti che tengono in conto i problemi ambientali.
L’uso di barriere acustiche sia del tipo riflettente che fonoassorbente, crea in alcuni casi problemi di impatto ambientale, ed in altri, l’impossibilità d’uso delle stesse per questioni di spazio o strutturali.
Una pavimentazione fonoassorbente a struttura chiusa, permette, nella maggior parte dei casi, di ridurre il rumore nell’ambiente, senza creare problemi di ingombro ed escludendo il rischio di intasamento che può manifestarsi nelle pavimentazioni drenanti quando utilizzate su strade a medio o basso flusso di traffico.

Aggregati
Le caratteristiche degli aggregati lapidei idonei al confezionamento dei conglomerati bituminosi risponderanno alle prescrizioni previste dagli Enti appaltanti.
Per l’argilla espansa LECA RESISTENTE 3-11 valgono i seguenti requisiti aggiuntivi:
• percentuale di argilla espansa tra 11 % e 13 % sul peso degli aggregati (27-33 % in volume) per ridurre il livello di rumore di almeno 3 dB;
• resistenza alla frantumazione (secondo norma UNI EN 13055-1/4.10 parte 7) = 2,7 N/mm2;
• coefficiente di levigabilità accelerata (C.L.A.) = 0,65.

Bitume
Il tenore di bitume, del tipo Normale o Modificato (Medium o Hard) riferito al peso totale degli aggregati, deve essere compreso tra 5,5 % e 8 %.
Tali percentuali derivano dal basso peso di volume dell’argilla espansa.
L’eventuale aggiunta di fibre di natura minerale o artificiale potrà essere effettuata, mediante uso di apposite apparecchiature di mescolazione, in percentuale variabile secondo le prescrizioni del fornitore.

Caratteristiche meccaniche del conglomerato
I valori Marshall del conglomerato saranno:
• Stabilità non inferiore a 1100 daN.
• Rigidezza non inferiore a 300 daN/mm.
• Volume dei vuoti residui compreso tra 4 % e 8 %.
• Volume dei vuoti residui risultante su carote prelevate a distanza di almeno 10 giorni dalla posa in opera sarà compreso tra 5 % e 8 %.
• Scorrimento compreso tra 2,0 mm e 3,5 mm.
• Coefficiente di Attrito Trasversale (C.A.T.) > 0,55.
Tale coefficiente, che da rilevamenti effettuati in più occasioni ha dato valori compresi tra 0,57 e 0,62, è costante nel tempo, in quanto l’argilla espansa è una componente della miscela e interessa l’intero spessore del tappeto (comportamento dissimile da quello di un semplice trattamento superficiale).

Tappeti fonoassorbenti
La particolare struttura di Leca attenua il rumore riducendo sensibilmente la riflessione dell’onda acustica.
Questa caratteristica dell’inerte, unita ad una curva granulometrica ben studiata, conferisce al conglomerato buoni valori di assorbimento acustico. Con il metodo della “Tecnica impulsiva” sono stati effettuati rilevamenti secondo le AFNOR S 31-089 del 1989 su tappeti d’usura con Leca. I valori misurati hanno evidenziato un buon assorbimento acustico (a = 0,50 a frequenze prossime ai 500 Hz).

Per scaricare la tabella con i valori di rumore sulla A-14, in PDF
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Per ulteriori informazioni sui prodotti Leca
www.laterlite.it

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