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Conglomerato bituminoso Il conglomerato bituminoso è costituito da una miscela di aggregati (materiali rocciosi di diversa granulometria quali filler, sabbia e pietrisco) e un legante. Nei conglomerati si prevede anche l'aggiunta di polimeri (resine sintetiche) che influenzano le caratteristiche fisiche e/o chimiche del materiale. Viene utilizzato, di norma, per la realizzazione delle superfici carrabili (strade, piste di atterraggio, ecc.) ma non ne è l'unico costituente. Il conglomerato bituminoso viene chiamato anche asfalto, termine con cui storicamente viene anche chiamato il bitume che affiora naturalmente in superficie. InertiNel confezionamento di conglomerati bituminosi vengono impiegati inerti di origine naturale oppure provenienti dalla frantumazione delle rocce, aventi granulometria variabile. Quelli naturali sono la ghiaia e la sabbia provenienti da depositi naturali, mentre quelli artificiali sono pietrischi e graniglie che si ottengono per estrazione dalle cave e successiva frantumazione. Si parla inoltre di:
I materiali molto fini che hanno il compito di riempire gli spazi lasciati liberi dagli aggregati più grossi vengono chiamati filler o additivi. Leganti bituminosi Come il cemento nei conglomerati cementizi, i leganti bituminosi hanno la funzione di legare gli inerti fra di loro. I leganti bituminosi possono essere:
Produzione I conglomerati bituminosi vengono prodotti in appositi impianti. I vari ingredienti vengono mescolati a caldo (150 °C circa). Per primo vengono mescolate le varie pezzature degli inerti fino a ottenere la curva granulometrica richiesta, successivamente si spruzza il bitume e, nel caso di bitumi additivati, le resine sintetiche. Il conglomerato viene successivamente trasportato fino al luogo di posa mediante macchine stenditrici mantenendo la miscela a una temperatura adatta alla lavorazione. Modalità di posaCome accennato precedentemente il conglomerato bitumioso è un materiale che viene impastato e posato a caldo. Di norma le temperature che devono raggiungere i conglomerati variano da 130 a 150 °C; nel caso di bitumi modificati tali temperature possono essere maggiori. I conglomerati bituminosi non vanno sottoposti a temperature eccessivamente elevate poiché si potrebbero danneggiare le proprietà leganti del bitume inoltre, poiché la lavorabilità del materiale è garantita dalla sua temperatura, questa non deve essere neppure troppo bassa per non compromettere le caratteristiche finali del conglomerato posato. Il periodo ideale di preparazione e di posa della miscela bituminosa è pertanto quello che va da marzo a novembre, a condizione che le condizioni meteorologiche siano buone, ovvero con livelli di umidità non troppo elevati. Strati in conglomerato bituminoso La parte di pavimentazione in conglomerato bituminoso si chiama manto [1] e di norma si suddivide in due strati denominati:
Spesso anche lo strato di base è costituito da conglomerato bituminoso in luogo del misto bitumato. Nelle pavimentazione a tutto-asfalto si realizza la pavimentazione bituminosa in più strati direttamente sul sottofondo stradale che deve possedere le idonee capacità portanti. Gli spessori di questi strati sono funzione del traffico stradale; in particolare per un traffico molto ridotto lo spessore dello strato sarà esiguo mentre per un traffico pesante si realizzerà uno strato spesso. Realizzazione di un manto stradale bituminoso Il conglomerato bituminoso viene prodotto in impianti e successivamente trasportato in cantiere per la sua posa in opera. Prima della posa del materiale si deve provvedere alla preparazione del piano di posa: questo deve essere pulito, asciutto e privo di eccessiva umidità (si devono eliminare eventuali veli d'acqua). Se si sta provvedendo al rifacimento di un manto stradale, si deve provvedere alla rimozione del vecchio conglomerato mediante scarificazione del manto attraverso l’utilizzo di apposite fresatrici stradali. Se invece si sta realizzando una nuova strada il terreno deve essere a granulometria e caratteristiche controllate e deve essere compattato e rullato con rullo compressore fino a raggiungere il grado di compattazione richiesto. Le caratteristiche del terreno possono essere migliorate mediante apporto di materiale stabilizzato granulometricamente e compattato come sopra. Per garantire l'ancoraggio tra piano di posa e conglomerato bituminoso deve essere spruzzata con macchina spargitrice un'emulsione bituminosa, di regola al 60%. Dopo che lo strato di ancoraggio si è ossidato (10 - 60 min) si può procedere con la stesa del conglomerato mediante macchina vibrofinitrice e successiva compattazione effettuata con un rullo compressore. Questa lavorazione viene effettuata generalmente in uno o più strati per uno spessore totale minimo di 7–10 cm (strade locali e urbane) a 15–25 cm (strade extraurbane e autostrade).  Un'eventuale lavorazione a cui può essere sottoposta questo tipo di strada è la fresatura superficiale, che permette di creare dei solchi che conferiscono delle caratteristiche più simili agli asfalti drenanti. Fessurazioni a fatica Quando sul piano viabile transita un veicolo questo esercita sugli strati bituminosi costituenti una pavimentazione stradale un carico di breve durata. Poiché l'entità del traffico e le tipologie di mezzi transitanti è variabile nel tempo il piano viario è soggetto a cicli di carico variabili. A ogni passaggio è associato la formazione di micro-lesioni che poi degenerano in fessure visibili anche a occhio nudo. Tale tipo di danneggiamento degli strati bituminosi prende il nome di fessurazione per fatica (fatigue cracking) e determina il degrado della sovrastruttura e la sua perdita di funzionalità. Oltre all'azione del traffico, il decadimento del conglomerato bituminoso può essere amplificato dalle escursioni di temperatura. Tra le fessure più comuni rientrano quelle identificate col termine inglese bottom-up, cioè lesioni che si innescano alla base dei conglomerati bituminosi, per effetto delle ripetute sollecitazioni flessionali cui è soggetta la trave bituminosa, e si propagano successivamente verso la superficie Molto comuni sono anche le fessure cosiddette top-down che si generano in superficie, per effetto delle azioni tangenziali a cui è soggetto il piano viabile (tra queste si ricordano quelle generate dall'adattamento della superficie torica dello pneumatico col piano e quelle indotte dagli sforzi di trazione e di frenatura), che successivamente si propagano all'interno dello spessore bituminoso. Al fine di scongiurare tale degrado è necessario studiare opportunamente la miscela, soprattutto con riferimento al tenore di bitume e di filler. Normativa di riferimento
Note
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