ITBO20120498A1 - Strato in misto cementato per pavimentazioni stradali - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
"STRATO IN MISTO CEMENTATO PER PAVIMENTAZIONI STRADALI"
La presente invenzione è relativa ad uno strato in misto cementato per pavimentazioni stradali.
Come è noto, le pavimentazioni stradali e aeroportuali soggette a traffico pesante sono generalmente costituite da un pacchetto superficiale legato a bitume (strato superiore di usura, binder e strato di base) supportato da uno portante in misto cementato. A sua volta, lo strato in misto cementato può poggiare direttamente sul sottofondo oppure su una fondazione in misto granulare che ha principalmente la funzione di regolarizzare il piano di posa. Il misto cementato può inoltre trovare impiego anche nelle pavimentazioni rigide come piano di posa delle lastre in calcestruzzo in quanto offre il giusto supporto e protezione dai cedimenti strutturali.
Sotto i carichi ciclici di traffico gli strati legati della pavimentazione stradale vengono sollecitati a flessione. In particolare nello strato in misto cementato si sviluppano delle tensioni di trazione che portano all'innesco di microfessure che velocemente si propagano fino agli strati superiori della pavimentazione compromettendone la durata, il confort e la sicurezza di guida.
Il misto cementato è una miscela di aggregati selezionati legati con cemento che trova impiego nelle pavimentazioni stradali e aeroportuali. A seguito di uno studio di ottimizzazione, la miscela granulare può prevedere la sostituzione di una certa quantità di aggregati di cava con aggregati di recupero derivanti dalla demolizione di pavimentazioni stradali esauste.
Il misto cementato è un materiale rigido a comportamento fragile e potenzialmente soggetto a fessurazione da ritiro. Infatti l'elevata rigidezza dello strato in misto cementato può risultare controproducente in quanto induce un aumento del livello tensionale dello strato stesso che quindi tende a fessurarsi più rapidamente. Per ovviare a questo inconveniente si può prevedere l'introduzione nel misto cementato di fibre di rinforzo polimeriche, metalliche, fibrillate o discrete. Tali fibre sono costituite da dei piccoli segmenti rettilinei, a ridotto spessore ed estremamente flessibili. Scopo della presente invenzione è quello di realizzare uno strato in misto cementato che conservi le tipiche caratteristiche di portanza e rigidezza ovviando ai problemi di fessurazione prematura da ritiro o da comportamento fragile.
In base alla presente invenzione viene realizzato uno strato in misto cementato per pavimentazioni stradali definito da una miscela a base di cemento, acqua ed aggregati lapidei, caratterizzato dal fatto che nella miscela che costituisce il detto strato in misto cementato è inserita una pluralità di segmenti realizzati in PET (poli etilene tereftalato).
Per una migliore comprensione dell'invenzione è riportata di seguito una forma di realizzazione a puro titolo illustrativo e non limitativo con l'ausilio delle figure dei disegni annessi, in cui:
la figura 1 è una vista in sezione di una pavimentazione stradale presentante uno strato in misto cementato realizzato secondo i dettami della presente invenzione; e
la figura 2 è una vista in pianta ed in scala ingrandita di un particolare dello strato in misto cementato illustrato in figura 1.
Con riferimento alla figura 1 è indicata con 1 una pavimentazione stradale comprendente dal basso verso 1'alto:
un primo strato 2 in misto granulare eventualmente stabilizzato con l'aggiunta di cemento;
un secondo strato 3 in misto cementato definito da una miscela di cemento, acqua, aggregati lapidei ed eventualmente conglomerato bituminoso di recupero (detto comunemente "fresato"); ed
un terzo strato 4 che può essere in calcestruzzo armato o no, in materiale bituminoso (conglomerato bituminoso) o in due semistrati in calcestruzzo ed in materiale bituminoso.
La principale caratteristica della presente invenzione consiste nel fatto che nella miscela dello strato 3 in misto cementato è inserita (prima della posa di tale materiale) una pluralità di segmenti 5 realizzati in PET (poli etilene tereftalato). Preferibilmente la quantità in peso dei segmenti 5 è superore a 1 kg/m<3>. Preferibilmente lo spessore dei segmenti 5 è compreso fra 0,2 mm e 1,7 mm in modo da ottenere una prefissata rigidità. Inoltre la lunghezza dei segmenti 5 è preferibilmente compresa fra 2 cm e 10 cm.
Il segmento 5 può presentare una pluralità di tratti in cui ogni tratto presenta una angolazione diversa dal tratto precedente e successivo. Inoltre ogni tratto può essere rettilineo o curvilineo e fra tratti successivi può essere previsto uno spigolo o un raccordo curvo. Infine lungo il medesimo segmento 5, fra tratto e tratto, può essere previsto uno spessore diverso.
Il principale vantaggio che si ottiene dalla presente invenzione è dovuto all'utilizzo di PET (poli etilene tereftalato) per la realizzazione dei segmenti 5.
Infatti, il PET è un polimero meno costoso rispetto ad altri polimeri (es. polipropilene) e ai metalli grazie al minor costo della materia prima e alle minori difficoltà nel processo di estrusione. Inoltre, essendo resistente agli agenti atmosferici, può essere stoccato all'aperto senza necessità di manutenzione, abbattendo i costi aziendali. Il PET è in grado di offrire ottime resistenze alle sollecitazioni meccaniche, all'abrasione e all'usura essendo caratterizzato da un'elevata rigidità e resistenza superficiale. Queste caratteristiche ne fanno un materiale particolarmente indicato nella realizzazione di segmenti strutturali, idonei ad essere miscelati con inerti e leganti nel confezionamento del misto cementato fibrorinforzato. Il PET è un materiale completamente riciclabile, più leggero di altri materiali plastici e ferrosi. Questo lo rende un materiale eco-compatibile e a basso impatto ambientale, essendo richiesta minor energia per produrlo, trasportarlo e metterlo in opera. E' quindi ottimale per produrre segmenti plastici strutturali da doversi trasportare su lunghe distanze nelle centrali di confezionamento del conglomerato cementizio. Il PET è sostanzialmente inerte, mantiene inalterate le proprie caratteristiche fisico meccaniche anche in ambienti fortemente acidi e basici, ed è inattaccabile da microrganismi come funghi, muffe e batteri. Questo lo rende particolarmente indicato per la produzione di segmenti da immergere in una matrice cementizia in ambiente umido, a contatto con aggregati e terreno. Il PET è un materiale ignifugo ed autoestinguente, atossico e non rilascia gas o vapori in fase di messa in opera, può quindi essere impiegato senza particolari precauzioni sia nelle fasi di lavorazione che di messa in opera, con notevoli vantaggi per la sicurezza dei lavoratori.
Un ulteriore vantaggio della presente invenzione è dovuto alla forma con cui sono realizzati i segmenti 5. Infatti si è notato che il misto cementato fibrorinforzato con i segmenti 5 della suddetta forma è soggetto ad un ridotto stato fessurativo in quanto i segmenti 5 collaborando con la struttura granulare si oppongono alla propagazione delle fessure. A differenza dei segmenti rettilinei attualmente utilizzati, i segmenti 5 presentano un profilo longitudinale ottimizzato per massimizzare l'attrito e sfruttare l'effetto di ingranamento nella matrice cementizia . Questo offre una maggiore resistenza allo sfilamento dei segmenti 5, requisito essenziale per la corretta trasmissione delle sollecitazioni tra segmenti 5 e matrice cementizia. La forma particolare conferita ai segmenti 5 può essere diversificata in base alla granulometria e al dosaggio degli inerti previsti nel conglomerato, potendo variare ampiezza, periodo e inclinazione dei tratti che compongono il segmento 5 a seconda delle esigenze.
Il segmento 5 presenta una forma che risulta ottimale anche in fase di miscelazione facilitando questa in quanto tale forma del segmento 5 non ostacola la miscelazione e la compattazione della miscela in sito. Infine la forma del segmento 5, per appropriati valori del rapporto di aspetto (rapporto tra lunghezza e diametro del segmento 5), agevola l'incorporazione dei segmenti 5 nella miscela limitando i fenomeni di segregazione e favorendo l'uniforme distribuzione degli stessi nell'impasto.
In definitiva, l'impiego dei segmenti (in PET e con la forma descritta) nello strato in misto cementato di una pavimentazione stradale rende 1'infrastruttura più resistente, riducendo il rischio della propagazione delle fessure agli strati superficiali, con notevoli vantaggi sia in termini di un minor costo di manutenzione che di una maggior regolarità del piano viabile. Di conseguenza ne giovano anche il confort e la sicurezza di guida.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1. Strato in misto cementato (3) per pavimentazioni stradali (1) definito da una miscela a base di cemento, acqua ed aggregati lapidei, caratterizzato dal fatto che nella miscela che costituisce il detto strato in misto cementato (3) è inserita una pluralità di segmenti (5) realizzati in PET (poli etilene tereftalato).
- 2. Strato in misto cementato (3) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che ognuno dei detti segmenti (5) presenta una pluralità di tratti in cui ogni tratto presenta una angolazione diversa dal tratto precedente e successivo.
- 3. Strato in misto cementato (3) secondo la rivendicazione 1 e/o 2 caratterizzato dal fatto che ognuno dei detti segmenti (5) presenta uno sviluppo longitudinale sinusoidale.
- 4. Strato in misto cementato (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che almeno un tratto del detto segmento (5) presenta uno spessore diverso da quello del tratto precedente e/o successivo.
- 5. Strato in misto cementato (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la quantità in peso dei detti segmenti (5) è superiore a 1 kg/m<3>.
- 6. Strato in misto cementato (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che lo spessore dei detti segmenti (5) è compreso fra 0.2 mm e 1,7 mm.
- 7. Strato in misto cementato (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la lunghezza dei detti segmenti (5) è compresa fra 2 cm e 10 cm.
- 8. Pavimentazione stradale (1) caratterizzata dal fatto di comprendere uno strato in misto cementato (3) realizzato secondo una delle rivendicazioni precedenti.
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