ITCR20110010A1 - Microtappeto stradale antighiaccio a ridotto impatto ambientale ad elevata aderenza e fonoassorbenza - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Description
DESCRIZIONE
dell'invenzione industriale dal titolo:
MICROTAPPETO STRADALE ANTIGHIACCIO A RIDOTTO IMPATTO AMBIENTALE AD ELEVATA ADERENZA E FONOASSORBENZA
CAMPO DI APPLICAZIONE DEL MICROTAPPETO
Questo microtappeto verrà impiegato come manto d’usura stradale, ovvero lo strato in conglomerato bituminoso superficiale di finitura delle strade, che deve avere tutte le migliori caratteristiche prestazionali possibili, in quanto a diretto contatto sia con i veicoli che con l’ambiente.
STATO DELLA TECNICA PREESISTENTE
Un manto d’usura stradale deve massimizzare le seguenti caratteristiche di sicurezza e ridotto impatto ambientale:
microrugosità superficiale e di conseguenza grande aderenza pneumatico/strada;
potere fonoassorbente del rumore da rotolamento dei pneumatici; potere fondente del film di ghiaccio invernale che si forma sui piani iabili in determinate condizioni metereologiche avverse;
ridotto peso specifico se la sovrastruttura stradale rappresenta un carico ermanente di un ponte o di un viadotto;
risparmio energetico in fase sia di produzione che di stesa;
ridotta produzione di fumi e odori in fase sia di produzione che di stesa; ridotta produzione di CO2in fase sia di produzione che di stesa;
• valorizzazione di materiali di recupero utilizzando in parte aggregati o additivi da recycling prodotti con processi di recupero da ditte autorizzate. In un pacchetto stradale non sono viceversa caratteristiche da richiedere ad un manto d’usura bensì agli strati inferiori la portanza e la regolarità .
Tutte le qualità e prerogative sopra descritte vengono rispettate contemporaneamente in questa invenzione industriale, mentre non risulta al sottoscritto che nessun altro manto d’usura stradale raggruppi tutte queste caratteristiche.
CARATTERISTICHE DEI MATERIALI COSTITUENTI LA RICETTA DEL MICROTAPPETO
L'inerte per questo conglomerato bituminoso sarà costituito da:
- pietrischetti e graniglie con coefficiente di abrasione Los Angeles LA (UNI EN 1097-2) minore di 20 e Coefficiente di Levigabilità Accelerata CLA (CNR B.U. 140/92 e UNI EN 1097-8 App.A) maggiore di 0,42;
- argilla espansa strutturale (solo nella versione “alleggerito per ponti e viadotti stradali") pezzatura 5-10 mm con CLA maggiore di 0,65, Massa Volumica in mucchio (UNI EN 13055-2) minore di 750 Kg/m<3>e Resistenza alla Frantumazione (UNI EN 13055-2) maggiore di 4,5 N/mm<3>;
ovvero
- aggregati riciclati (solo nella versione “per trincee e rilevati stradali†) provenienti dal recupero delle scorie d’altoforno pezzatura 5-10 mm con LA minore di 15 e CLA maggiore di 0,48;
sabbia da frantoio pezzatura 0-4 mm con Equivalente in Sabbia (UNI EN 933-8) maggiore del 80%;
- additivo composto da polverino di gomma di recupero pezzatura 0-1 passante per il 100% al setaccio 2 mm; il polverino dovrà da materiale di scarto recuperato da pneumatici esausti riavviato poi in un processo di recupero e trasformato in materia prima secondaria;
- filler costituito da particelle finissime di calcare, calce idrata, cemento portland od altra sostanza minerale assolutamente non plastica finemente macinata passante per almeno l80% al setaccio 0,063 mm e per il 100% al setaccio 0,125 mm; la parte di filler antighiaccio dovrà essere composta per il 90% da cloruri e carbonati e per il 10% da siliconati e carbonio libero in forma amorfa, mentre la restante parte dovrà avere un potere rigidificante, calcolato secondo la Norma UNI EN 13179, con rapporto filler\bitume=1,5, maggiore del 5%.
La miscela degli aggregati dovrà presentare una curva granulometrica avente un andamento continuo uniforme e parallelo alle curve di riferimento ed inoltre dovrà essere compresa fra i limiti prescritti sottoindicati, facendo presente che il fuso individuato si riferisce alla curva granulometrica in peso della miscela di inerti e filler:
- passante al setaccio ISO 565 12,5 mm 100%
10 mm 80-100%
6,3 mm 62-74%
4 mm 50-60%
2 mm 35-43%
1 mm 25-32%
0,5 mm 19-24%
0,25 mm 14-18%
0,125 mm 11-15%
0,063 mm 8-12%
Per quanto riguarda il microtappeto “alleggerito per ponti e viadotti stradali†dovrà essere utilizzata argilla espansa strutturale 5-10 in quantità 8% in peso.
Per quanto riguarda il microtappeto “per trincee e rilevati stradali" dovranno essere utilizzati aggregati riciclati provenienti dal recupero delle scorie d’altoforno pezzatura 5-10 in quantità 30% in peso. Gli inerti provenienti dal recupero delle scorie d’altoforno dovranno essere accompagnati da Certificazione di prodotto (rilasciata da un ente di certificazione notificato) ambientale attestante la conformità del materiale alle norme vigenti per l’utilizzo in miscele in conglomerato bituminoso.
Il filler, che dovrà comunque essere compreso nei limiti prescritti, dovrà contenere una parte in peso sugli inerti totali di filler antighiaccio pari a:
5,0% x 2,35/Ps
dove Ps à ̈ il peso specifico in Kg/m<3>della miscela ottima relativa allo studio di ottimizzazione con pressa giratoria.
Il polverino di gomma proveniente dal recupero degli pneumatici usati dovrà presentare una pezzatura compresa tra 0 e 1 mm passante per il 100% al setaccio 2 mm; questo additivo polimerico elastomerico dovrà essere fornito in granuli ed in qualità di “materia prima seconda†, accompagnato da Certificazione di prodotto (rilasciata da un ente di certificazione notificato) ambientale e iscrizione al repertorio dei beni riciclati del ministero de'Ambiente come da D.M. 203 del 08/05/2003.
La percentuale di additivo da utilizzarsi sarà nella misura del 1,5% sulla miscela degli aggregati e filler.
Il legante dovrà essere costituito da bitume normale avente penetrazione 50/70 conforme alle “Norme per l’accettazione dei bitumi" del CNR B.U.n°68\78 ADDITIVATO PER LA STESA A BASSA TEMPERATURA (temperatura di stesa compresa tra 95 e 120°C).
Per quel che riguarda la percentuale ottima di legante, una volta scelta la curva granulometrica che intenderà utilizzare, l'Impianto di produzione dovrà far eseguire presso un laboratorio prove materiali competente di fiducia anche della Committenza il preventivo studio di ottimizzazione con il metodo della pressa giratoria, valutandone il contenuto ottimale in funzione della massima prestazione meccanica mediante rottura a trazione indiretta e modulo di rigidezza.
La percentuale di bitume dovrà essere compresa tra il 6,0% e il 10,0% e comunque tale da garantire le prestazioni ottimali della miscela in termini di vuoti e resistenza a trazione indiretta nonché di modulo di rigidezza.
Tutte le percentuali sono riferite al peso della miscela di aggregati e filler. CARATTERISTICHE DI COMPATTAZIONE DELLA MISCELA
Si utilizzerà la pressa giratoria secondo la norma UNI EN 12697-31 con le seguenti condizioni di prova:
angolo di rotazione: 1 ,25°±0,02°; velocità di rotazione: 30 rotazioni al minuto; pressione verticale, Kpa: 600; diametro provino, mm: 150; n° giri: 180; peso campione: 4500/6000 g.
CARATTERISTICHE PRESTAZIONALI MINIME DELLA MISCELA
- Contenuto di vuoti su n.2 provini costipati mediante pressa giratoria alla temperatura di 120°C: 2,0% - 4,0%
- Resistenza a trazione indiretta su n.2 provini costipati mediante pressa giratoria alla temperatura di 120 °C: > 9 N/mm<2>
Modulo di rigidezza mediante trazione indiretta su n.2 provini costipati mediante pressa giratoria alla temperatura di 120 °C: > 3500 Mpa
Lo studio di ottimizzazione della miscela dovrà inoltre essere comprensivo di scheda tecnica del bitume, schede tecniche dei vari additivi utilizzati, scheda tecnica dell'argilla espansa strutturale se presente, scheda tecnica e di provenienza del polverino di gomma di recupero e certificazione di prodotto, scheda tecnica e di provenienza degli aggregati di recupero da scorie d’ altoforno e certificazione di prodotto se presenti.
PRODUZIONE E POSA IN OPERA DELLA MISCELA
Per il confezionamento e la posa di questi conglomerati si possono utilizzare gli stessi impianti e le stesse attrezzature relative ai conglomerati bituminosi tradizionali, avendo cura di dosare i vari materiali e additivi aggiunti nelle percentuali prestabilite in peso e nella fase precisa della lavorazione seguendo le prescrizioni delle schede tecniche.
CONFEZIONAMENTO
La produzione del materiale dovrà avvenire a temperature non superiori a 140 °C e non inferiori a 110 °C.
A livello operativo, per un confezionamento adeguato alle prestazioni richieste, Ã ̈ importante seguire le seguenti istruzioni:
Gli inerti vergini e di recupero (se presenti) e l’argilla espansa strutturale (se presente) dovranno essere caricati nei predosatori;
Il filler antighiaccio dovrà essere inserito nel mescolatore insieme al filler di recupero;
• Gli additivi per il confezionamento e la stesa a bassa temperatura dovranno essere inseriti nel mescolatore appena prima dello scarico del bitume;
• Il polverino di gomma dovrà essere inserito nel mescolatore qualche secondo dopo la spruzzatura del bitume.
Il tempo di mescolazione dovrà essere aumentato del 30% rispetto a quello consueto per ottenere un impasto omogeneo e ben rivestito.
STESA E RULLATURA
Il conglomerato dovrà essere posato a temperature non superiori a 120 °C e non inferiori a 90°C, ma comunque tali da consentire un compattamento che assicuri un indice di vuoti residui in opera uguale a quello di progetto a garanzia delle caratteristiche meccaniche dello strato. Il costipamento dovrà essere effettuato appena dopo la stesa, poiché il raffreddamento del materiale potrebbe compromettere in modo irreversibile la riuscita del lavoro a regola d'arte. Tale compattazione dovrà essere realizzata con rulli gommati di idoneo peso e caratteristiche tecnologiche e condotta a termine senza interruzione sino al raggiungimento di una temperatura della pavimentazione pari a 50 °C e comunque fino ad ottenere un sicuro costipamento; il rullo gommato dovrà essere carico per ruota superiore a 2 t e carico totale a 18 t.
Potrà essere utilizzato un rullo tandem a ruote metalliche con peso minimo di 10 t solo per le operazioni di finitura superficiale dei giunti.
Al termine della cilindratura il grado di costipamento in opera dovrà essere 97% di quello ottenuto mediante la pressa giratoria in laboratorio. Ciò si potrà verificare mettendo in relazione il peso specifico di carotaggio eseguiti in corso d’opera con il peso specifico dei provini costipati con la pressa.
CARATTERISTICHE PRESTAZIONALI FINALI DEL MICROTAPPETO RIDOTTO IMPATTO AMBIENTALE:
La produzione e la stesa del conglomerato bituminoso ad una temperatura inferiore di 40°C rispetto al consueto permetterà :
Notevoli riduzioni delle polveri e della CO2emesse in atmosfera durante la fase di produzione pertanto minor inquinamento;
Abbattimento pressoché totale dei fumi e degli odori in fase di produzione ma soprattutto di stesa, pertanto migliore qualità di lavoro nonché minor impatto ambientale;
Minor necessità di riscaldamento degli inerti all'impianto con conseguente risparmio energetico.
Il parziale utilizzo di materiale di recupero da pneumatici usati e, nel caso della versione “per trincee e rilevati stradali†, anche di materiale di recupero da scorie d’altoforno, permetterà un consistente riutilizzo di materiali altrimenti classificati rifiuti con i conseguenti problemi di smaltimento.
Per quanto riguarda questi materiali provenienti da recycling, dovranno essere richieste:
la prova della tracciabilità di tale riciclo effettuata da ditte autorizzate allo scopo ai sensi del Dlgs. 152/06 e s.m.i. e corrispondenza con le norme di settore;
lo studio di compatibilità ambientale contenente l’analisi del ciclo di vita (LCA), relativamente all’impiego del prodotto, effettuata da un centro di ricerca pubblico e/o privato riconosciuto .
CARATTERISTICHE ANTIGHIACCIO
Una delle principali prestazioni di questo microtappeto à ̈ quella di evitare la formazione di ghiaccio superficiale sul piano viabile nei periodi invernali grazie al potere fondante del filler antighiaccio, che dovrà essere completamente efficace a temperature dell’aria sino a - 5°C, con effetto parziale che acceleri comunque i processi di scioglimento del ghiaccio per temperature inferiori sino a - 15°C.
Considerato che, quando si interviene con lo spargimento di materiali antigelivi su manti d’usura esistenti, le quantità di sale posato sono comprese tra i 10 e i 50 g per ogni metro quadrato, si può affermare che la quantità di questo filler antighiaccio inserita nello strato, pari a circa 3 Kg per ogni metro quadrato di pavimentazione spessore 2,5 cm, permetterà il mantenimento della caratteristica antighiaccio per alcuni anni, per un periodo comunque compatibile con la vita della pavimentazione bituminosa prima dell’inevitabile degrado dovuto al traffico.
RIDOTTO PESO SPECIFICO:
Questo microtappeto, nella versione "alleggerito per ponti e viadotti stradali†, grazie all’ utilizzo deH’argilla espansa strutturale avrà un peso specifico inferiore di circa il 15% rispetto ad un manto d’usura tradizionale di uguale spessore, con conseguenze positive in termini di carichi permanenti che insistono sui manufatti.
La verifica tecnica di tale caratteristica potrà essere eseguita già in fase di studio di ottimizzazione, in quanto la densità geometrica determinata da pressa giratoria (Uni EN 12697-31 ) dopo 180 giri dovrà sempre essere inferiore a 2100 Kg/m<3>.
Questo valore in opera potrà essere controllato calcolando la densità geometrica di provini prelevati a mezzo di assaggi a carotaggio.
ADERENZA
Questo microtappeto, presentando una notevolissima microtessitura superficiale, dovrà possedere elevate caratteristiche di aderenza pneumatico/strada. Per la verifica tecnica di tale microrugosità , decorsi tre mesi dall'ultimazione si potrà far eseguire da un laboratorio prove materiali competente la misurazione della resistenza di attrito radente con l’apparecchio portatile a pendolo nelle modalità descritte dalla norma EN 13036-4, che dovrà risultare in ogni punto maggiore di 65 BPN.
FONOASSORBENZA:
Questo microtappeto, grazie alla presenza del polverino di gomma e, nella versione "alleggerito per ponti e viadotti stradali†, dell'argilla espansa strutturale, avrà un elevato potere fonoassorbente del rumore da rotolamento da pneumatici. Per la verifica tecnica di tale caratteristica, si potrà far eseguire da tecnici competenti in acustica ai sensi del dlgs.
447/1995 la misura degli abbattimenti acustici tramite rilevamenti sul campo con fonometro prima e dopo la stesa del conglomerato, da cui dovrà risultare in ogni punto una differenza in termini di soppressione del rumore maggiore di 3 dB.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1) Il microtappeto stradale antighiaccio a ridotto impatto ambientale ad elevata aderenza e fonoassorbenza nella versione “alleggerito per ponti e viadotti stradali†à ̈ un conglomerato bituminoso per manto d’usura stradale dello spessore compresso di 2,5 cm formato dai seguenti materiali. - inerti costituenti parte della curva granulometrica di diametro compreso tra 12,5 mm e 4 mm in quantità totali comprese tra il 40% e il 50% formati da: - pietrischetti e graniglie con coefficiente di abrasione Los Angeles LA (UNI EN 1097-2) minore di 20 e Coefficiente di Levigabilità Accelerata CLA (CNR B.U. 140/92 e UNI EN 1097-8 App.A) maggiore di 0,42 in percentuali adeguate tenuto conto della quantità di argilla espansa strutturale: - argilla espansa strutturale pezzatura 5-10 mm con CLA maggiore di 0,65, Massa Volumica in mucchio (UNI EN 13055-2) minore di 750 Kg/m<3>e Resistenza alla Frantumazione (UNI EN 13055-2) maggiore di 4,5 N/mm<3>in quantità 8% in peso; - inerti costituenti parte della curva granulometrica di diametro compreso tra 4 mm e 0,063 mm in quantità totali comprese tra il 42% e il 48% formati completamente da: - sabbia da frantoio pezzatura 0-4 mm con Equivalente in Sabbia (UNI EN 933-8) maggiore del 80%; - additivo composto da polverino di gomma di recupero proveniente da materiale di scarto recuperato da pneumatici esausti riavviato poi in un processo di recupero e trasformato in materia prima secondaria pezzatura 0-1 passante per il 100% al setaccio 2 mm, in quantità pari al 1 ,5% sulla miscela degli aggregati e filler; - inerti costituenti parte della curva granulometrica di diametro inferiore a 0,063 mm in quantità totali comprese tra il 8% e il 12% formati da: - filler costituito da particelle finissime di calcare, calce idrata, cemento portland od altra sostanza minerale assolutamente non plastica finemente macinata passante per almeno l'80% al setaccio 0,063 mm e per ii 100% al setaccio 0,125 mm, con potere rigidificante, con rapporto filler/bitume pari a 1 ,5, maggiore del 5%, in quantità compresa tra il 3% e il 7% rispetto al peso della miscela di inerti e filler; - filler antighiaccio composto per il 90% da cloruri e carbonati e per il 10% da siliconati e carbonio libero in forma amorfa, in quantità pari al 5%x2,35/Ps dove Ps à ̈ il peso specifico della miscela; - bitume avente penetrazione 50/70 conforme alle “'Norme per l’accettazione dei bitumi" del CNR B.U.n°68\78 CON ADDITIVI PER LA STESA A BASSA TEMPERATURA (temperatura di stesa compresa tra 95 e 120°C),in quantità compresa tra il 6% e il 10% rispetto al peso della miscela di aggregati e filler.
- 2) Il microtappeto stradale antighiaccio a ridotto impatto ambientale ad elevata aderenza e fonoassorbenza nella versione "alleggerito per ponti e viadotti stradali†à ̈ un conglomerato bituminoso per manto d'usura stradale dello spessore compresso di 2,5 cm che massimizza CONTEMPORANEAMENTE gli aspetti più importanti legati alla sicurezza stradale ed al ambiente; infatti, dal punto di vista della sicurezza, questo tappeto d'usura stradale possiede un'elevata aderenza pneumatico/strada (resistenza di attrito radente con l'apparecchio portatile a pendolo nelle modalità descritte dalla norma UNI EN 13036-4 maggiore di 65 BPN), ha un potere fondente che ritarda la formazione del film di ghiaccio invernale che si forma sui piani viabili quando la temperatura dell'aria à ̈ inferiore a 0°C che durerà per un lasso di tempo paragonabile alla vita utile della sovrastruttura stradale, à ̈ un carico strutturale permanente sulle opere d’arte inferiore a quello tradizionale (densità geometrica determinata da pressa giratoria UNI EN 12697-31 dopo 180 giri inferiore a 2100 Kg/m<3>), mentre, dal punto di vista del ridotto impatto ambientale, ha un elevato potere fonoassorbente del rumore di rotolamento dei pneumatici (abbattimento acustico maggiore di 3 dB tramite rilevamenti sul campo con fonometro ai sensi del dlgs. 447/1995 prima e dopo la stesa del conglomerato), à ̈ formato per il 1,50% da materiale di scarto recuperato da pneumatici esausti, à ̈ prodotto e posato ad una temperatura di circa 40°C inferiore a quella consueta pertanto con minor riscaldamento degli inerti all'impianto e conseguente risparmio energetico, notevoli riduzioni delle polveri e della CO2emesse in atmosfera e conseguente minor inquinamento, abbattimento pressoché totale dei fumi e degli odori in fase di produzione ma soprattutto di stesa, pertanto migliore qualità di lavoro.
- 3) Il microtappeto stradale antighiaccio a ridotto impatto ambientale ad elevata aderenza e fonoassorbenza nella versione "per trincee e rilevati stradali" à ̈ un conglomerato bituminoso per manto d’usura stradale dello spessore compresso di 2,5 cm formato dai seguenti materiali. - inerti costituenti parte della curva granulometrica di diametro compreso tra 12,5 mm e 4 mm in quantità totali comprese tra il 40% e il 50% formati da: pietrischetti e graniglie con coefficiente di abrasione Los Angeles LA (UNI EN 1097-2) minore di 20 e Coefficiente di Levigabilità Accelerata CLA (CNR B.U. 140/92 e UNI EN 1097-8 App.A) maggiore di 0,42 in percentuali adeguate tenuto conto della quantità di aggregati riciclati: - aggregati riciclati provenienti dal recupero delle scorie d' altoforno pezzatura 5-10 mm con LA minore di 15 e CLA maggiore di 0,48 accompagnati da Certificazione di prodotto ambientale (rilasciata da un ente di certificazione notificato) attestante la conformità del materiale alle norme vigenti per l’utilizzo in miscele in conglomerato bituminoso in quantità 30% in peso; - inerti costituenti parte della curva granulometrica di diametro compreso tra 4 mm e 0,063 mm come in rivendicazione 1 : - additivo composto da polverino di gomma di recupero come in rivendicazione 1 ; - - inerti costituenti parte della curva granulometrica di diametro inferiore a 0,063 mm come in rivendicazione 1; - bitume avente penetrazione 50/70 conforme alle "Norme per l’accettazione dei bitumi" del CNR B.U.n°68\78 CON ADDITIVI PER LA STESA A BASSA TEMPERATURA (temperatura di stesa compresa tra 95 e 120°C) come in rivendicazione 1.
- 4) Il microtappeto stradale antighiaccio a ridotto impatto ambientale ad elevata aderenza e fonoassorbenza nella versione "per trincee e rilevati stradali" à ̈ un conglomerato bituminoso per manto d'usura stradale dello spessore compresso di 2,5 cm che possiede CONTEMPORANEAMENTE quasi tutte le stesse caratteristiche di cui alla rivendicazione 2 con la differenza che, non essendo necessario un ridotto peso specifico in quanto il conglomerato non à ̈ un carico permanente di ponti o viadotti, il prodotto non viene alleggerito con argilla espansa strutturale, mentre viene massimizzata la percentuale dei materiali da ricycling con l'utilizzo, oltre che il polverino di gomma, per il 30% di materiale di recupero da scorie d’altoforno.
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|---|---|---|---|---|
| GB1354855A (en) * | 1971-06-15 | 1974-06-05 | Raffinage Cie Francaise | Method for the preparation of paving compositions and composi tions obtained by such method |
| EP0952188A1 (en) * | 1998-04-22 | 1999-10-27 | Giuseppe Biardi | Bituminous aggregate compounds, and process for its production |
| EP2151474A1 (de) * | 2008-07-29 | 2010-02-10 | Alessandro Mondini | Bitumen-Konglomerat zur Heissverlegung |
-
2011
- 2011-08-04 IT IT000010A patent/ITCR20110010A1/it unknown
Patent Citations (3)
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