ITMI20082335A1 - SEMI-FLEXIBLE MULTI-LAYER FLOORING - Google Patents
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- E01C7/00—Coherent pavings made in situ
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Description
Descrizione dell’invenzione avente per titolo: Description of the invention entitled:
“PAVIMENTAZIONE MULTISTRATO SEMIFLESSIBILE†⠀ œMULTI-LAYER SEMI-FLEXIBLE FLOORINGâ €
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad una pavimentazione multistrato di tipo semi-flessibile ad elevata capacità portante da utilizzarsi in particolare in ambito aeroportuale, in cui lo strato superficiale à ̈ formato da un conglomerato bituminoso aperto, tipo “open graded†, i cui spazi intergranulari sono riempiti con malta cementizia iperfluida. The present invention refers to a semi-flexible multi-layer flooring with high load-bearing capacity to be used in particular in the airport environment, in which the surface layer is formed by an open bituminous conglomerate, of the â € œopen gradedâ € type, whose spaces intergranular are filled with hyperfluid cement mortar.
In particolare la presente invenzione si riferisce ad una pavimentazione come sopra definita comprendente inoltre due strati sottostanti, uno strato di fondazione e uno strato di base, di spessori differenti formati da materiale lapideo di riciclo legato con cemento, detta pavimentazione avendo una rigidezza crescente dagli strati più profondi fino allo strato superficiale. In particular, the present invention refers to a flooring as defined above which also comprises two underlying layers, a foundation layer and a base layer, of different thicknesses formed by recycled stone material bonded with cement, said flooring having an increasing stiffness from the layers deeper to the surface layer.
Generalmente le pavimentazioni aeroportuali sono realizzate con lastre in calcestruzzo (pavimentazioni rigide) o in conglomerato bituminoso (pavimentazioni semi-rigide). In entrambe le tipologie di pavimentazione à ̈ prevista una fondazione rigida. Airport flooring is generally made with concrete slabs (rigid flooring) or bituminous conglomerate (semi-rigid flooring). A rigid foundation is provided for both types of flooring.
Nelle pavimentazioni rigide, lo strato superficiale, costituito da lastre in calcestruzzo eventualmente collaboranti mediante barre in acciaio di collegamento e in taluni casi dotate di rete metallica di ripartizione degli sforzi, à ̈ posto sopra ad uno strato base costituito da materiale lapideo vergine derivante da cava legato con cemento, il quale a sua volta à ̈ posto sopra al terreno di fondo compattato. Questo tipo di pavimentazione presenta una elevata capacità portante ma presenta diversi svantaggi: lunghi tempi di realizzazione e di apertura al traffico a lavorazione conclusa, manutenzione complessa, pressoché totale impossibilità di posa in opera dei sottoservizi se non ricorrendo alla demolizione delle lastre. In rigid floors, the surface layer, consisting of concrete slabs possibly collaborating by means of connecting steel bars and in some cases equipped with a metal mesh to distribute the stresses, is placed on top of a base layer consisting of virgin stone material deriving from quarry bonded with concrete, which in turn is placed on top of the compacted bottom soil. This type of flooring has a high load-bearing capacity but has several disadvantages: long construction times and opening to traffic at the end of the work, complex maintenance, almost total impossibility of laying the underground utilities except by resorting to the demolition of the slabs.
Le pavimentazione semi-rigide sono caratterizzate dalla sovrapposizione di strati in conglomerato bituminoso poggiati su una fondazione rigida in misto cementato. Normalmente, per tali pavimentazioni semi-rigide, vengono utilizzati tre strati legati a bitume con caratteristiche volumetriche e meccaniche via, via crescenti verso la superfìcie della pavimentazione. L’impiego di leganti bituminosi presenta elevati vantaggi sia nell’applicazione, dovuti alla semplicità ed alla velocità di posa, sia nella manutenzione, derivanti dalla facilità di rimozione e ripristino di piccole porzioni della pavimentazione, oltre alla semplicità di posa di sottoservizi nel corso della vita utile dell’opera. Tale soluzione tipologica tuttavia presenta diverse criticità legate alla termo sensibilità del bitume, con formazione di diverse tipologie di dissesti quali l’ormaimento, dovuto alla perdita di rigidezza del bitume alle alte temperature di esercizio, e la fessurazione di origine termica, derivante dalla rottura per trazione del conglomerato bituminoso in condizione di elevato gradiente termico alle basse temperature. Semi-rigid pavements are characterized by the overlapping of layers of bituminous conglomerate resting on a rigid foundation in cement mix. Normally, for these semi-rigid pavements, three layers bonded to bitumen are used with volumetric and mechanical characteristics gradually increasing towards the surface of the pavement. The use of bituminous binders has high advantages both in application, due to the simplicity and speed of installation, and in maintenance, deriving from the ease of removal and restoration of small portions of the pavement, in addition to the simplicity of laying underground utilities. during the useful life of the work. However, this typological solution presents various critical issues related to the thermo sensitivity of the bitumen, with the formation of different types of instability such as rutting, due to the loss of stiffness of the bitumen at high operating temperatures, and cracking of thermal origin, resulting from breaking by traction of the bituminous conglomerate in conditions of high thermal gradient at low temperatures.
In ambito aeroportuale à ̈ continuamente sentita l’esigenza di avere a disposizione pavimentazioni aventi una manutenzione semplice e veloce, senza diminuire capacità portante e vita utile della pavimentazione e consentendo l’operatività in sicurezza dell’ aeroporto. Quest’ ultima necessità à ̈ aumentata in questi ultimi anni poiché la domanda mondiale di mobilità aerea di persone e merci ha subito una forte crescita sottoponendo dette pavimentazioni aeroportuali a crescenti sollecitazioni di carico accelerando il loro degrado. In the airport sector, the need is continually felt to have flooring available with simple and quick maintenance, without decreasing the load-bearing capacity and useful life of the flooring and allowing safe operation of the airport. This latter need has increased in recent years as the world demand for air mobility of people and goods has undergone strong growth, subjecting these airport floors to increasing load stresses, accelerating their degradation.
Inoltre l’impiego di notevoli quantità di materiali lapidei vergini comporta degli ulteriori svantaggi, quali ad esempio una gravosa e lunga movimentazione del materiale dal suo sito di estrazione (cava) al sito di costruzione della pavimentazione. Tale movimentazione comporta un aumento notevole del traffico di camion con conseguenti problemi di inquinamento e notevoli costi di trasporto visto che detti siti sono generalmente distanti tra loro. Ciò à ̈ particolarmente oneroso nella costruzione di estese pavimentazioni come nel caso di quelle aeroportuali. Inoltre l’estrazione continua di materiali nuovi da cava comporta un deterioramento ed impoverimento dell’ambiente. Furthermore, the use of considerable quantities of virgin stone materials involves further disadvantages, such as for example a heavy and long movement of the material from its extraction site (quarry) to the construction site of the pavement. This handling involves a considerable increase in the traffic of trucks with consequent problems of pollution and considerable transport costs since said sites are generally distant from each other. This is particularly burdensome in the construction of extensive pavements as in the case of airport ones. Furthermore, the continuous extraction of new materials from the quarry leads to a deterioration and impoverishment of the environment.
Allo stato della tecnica, nella costruzione di pavimentazioni per infrastrutture viarie vengono utilizzati in parte aggregati derivanti da materiali lapidei di riciclo aventi varie dimensioni. L’utilizzo però di tali materiali à ̈ limitato ad un solo strato della pavimentazione, normalmente di sottobase o sottofondazione comunque sufficientemente distanti dal piano di rotolamento degli pneumatici (superiore a 15cm), mentre gli altri strati sono costituiti da materiali lapidei pregiati. Generalmente, posto cento lo spessore di detta pavimentazione l’impiego di materiale di riciclo à ̈ limitato a circa il 35-40%, mentre la parte preponderante dello spessore à ̈ rappresentata da materiali inerti nuovi. Ciò à ̈ dovuto al fatto che la granulometria degli aggregati da cui dipendono le proprietà strutturali della pavimentazione à ̈ più facilmente regolabile quando i materiali lapidei sono nuovi anziché riciclati. At the state of the art, in the construction of paving for road infrastructures, aggregates deriving from recycled stone materials of various sizes are used in part. However, the use of these materials is limited to a single layer of the flooring, normally of sub-base or sub-foundation, however sufficiently distant from the rolling surface of the tires (more than 15cm), while the other layers are made of precious stone materials. Generally, once the thickness of said flooring is 100, the use of recycled material is limited to about 35-40%, while the preponderant part of the thickness is represented by new inert materials. This is due to the fact that the granulometry of the aggregates on which the structural properties of the flooring depend is more easily adjustable when the stone materials are new rather than recycled.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di eliminare gli inconvenienti delia tecnica nota fornendo una pavimentazione aeroportuale avente capacità portante, rigidezza e durabilità assolutamente comparabili con quelle di pavimentazioni aeroportuali rigide e semi-rigide note allo stato della tecnica. The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the known technique by providing an airport flooring having load-bearing capacity, stiffness and durability absolutely comparable with those of rigid and semi-rigid airport flooring known in the state of the art.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire una pavimentazione aeroportuale realizzabile con l’impiego di materiali alternativi ecologici capaci di dare le stesse prestazioni dei materiali da cava senza richiedere eccessiva movimentazione. A further object of the present invention is to provide airport flooring that can be made with the use of alternative ecological materials capable of giving the same performance as quarry materials without requiring excessive handling.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione con le caratteristiche della pavimentazione elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1. These objects are achieved in accordance with the invention with the characteristics of the flooring listed in the attached independent claim 1.
Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti. Advantageous embodiments of the invention appear from the dependent claims.
La pavimentazione della presente invenzione comprende tre differenti strati sovrapposti in cui un primo strato cementizio di fondazione e uno strato intermedio cementizio di base sono costituiti da materiale lapideo di riciclo legati con cemento, in quantità differenti, mentre lo strato superficiale à ̈ formato da un conglomerato bituminoso di aggregati lapidei i cui spazi intergranulari sono riempiti con malta cementizia iperfluida. La pavimentazione della presente invenzione risulta essere semiflessibile e ad elevata capacità portante. Questa pavimentazione ha inoltre una rigidezza crescente dagli strati più profondi fino allo strato superficiale. La pavimentazione della presente invenzione à ̈ pertanto idonea per la costruzione di piani viabili ad elevate sollecitazioni di carico, in particolare per aeroporti. The flooring of the present invention comprises three different superimposed layers in which a first cementitious foundation layer and an intermediate cementitious base layer are made of recycled stone material bonded with cement, in different quantities, while the surface layer is formed by a conglomerate bituminous of stone aggregates whose intergranular spaces are filled with hyperfluid cement mortar. The flooring of the present invention is semi-flexible and has a high load-bearing capacity. This flooring also has an increasing stiffness from the deepest layers up to the surface layer. The flooring of the present invention is therefore suitable for the construction of road surfaces with high load stresses, in particular for airports.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue riferita ad una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa, riportata nel disegno annesso, che illustra una sezione verticale della pavimentazione secondo l’invenzione avente i cui strati hanno specifici spessori. Further characteristics of the invention will become clearer from the detailed description that follows referring to a purely exemplary and therefore non-limiting embodiment thereof, shown in the attached drawing, which illustrates a vertical section of the flooring according to the invention having the layers of which specific thicknesses.
La pavimentazione multistrato comprende: The multilayer flooring includes:
uno strato 1 più profondo di fondazione comprendente una miscela di cemento con aggregati lapidei, a deeper layer 1 of foundation comprising a mixture of concrete with stone aggregates,
uno strato base 2 costituito da una miscela di cemento con aggregati lapidei ad alto contenuto di cemento e posizionato sopra lo strato 1 ; a base layer 2 consisting of a mixture of cement with stone aggregates with a high cement content and positioned above layer 1;
uno strato superficiale 3 continuo, posizionato sopra lo strato base 2, costituito da una miscela composita derivante da una matrice formata da un conglomerato bituminoso avente idoneo contenuto di vuoti intergranulari e dall’intasamento di tali vuoti con malta cementizia iperfluida a continuous surface layer 3, positioned above the base layer 2, consisting of a composite mixture deriving from a matrix formed by a bituminous conglomerate having a suitable content of intergranular voids and the clogging of these voids with hyperfluid cement mortar
una mano di attacco tra gli strati 2 e 3 costituita da emulsione bituminosa sovra stabilizzata; an etching coat between layers 2 and 3 consisting of over-stabilized bituminous emulsion;
in cui gli aggregati lapidei dello strato 1 e dello strato 2 sono materiali cementizi di riciclo derivanti dalla granulazione di calcestruzzo di riciclo. in which the stone aggregates of layer 1 and layer 2 are recycled cementitious materials deriving from the granulation of recycled concrete.
Nello strato 3 la quantità di conglomerato bituminoso varia da 70% a 80% in volume e la quantità di malta cementizia varia da 20% a 30% in volume. In layer 3 the quantity of bituminous conglomerate varies from 70% to 80% by volume and the quantity of cement mortar varies from 20% to 30% by volume.
I componenti che formano lo strato 3 sono caratterizzati come descritto qui di seguito. The components that form layer 3 are characterized as described below.
II conglomerato bituminoso open-graded dello strato 3 comprende essenzialmente aggregati lapidei vergini a granulometria discontinua e bitume, quest’ultimo in quantità che varia dal 3% al 5% in peso rispetto agli aggregati, preferibilmente 3-4%. The open-graded bituminous conglomerate of layer 3 essentially comprises virgin stone aggregates with discontinuous grain size and bitumen, the latter in quantities ranging from 3% to 5% by weight with respect to the aggregates, preferably 3-4%.
Il bitume dello strato 3 può essere di tipo standard, oppure un bitume modificato con polimeri. Quest’ultimo tipo di bitume permette alla pavimentazione open-graded non ancora intasata di raggiungere gli opportuni livelli di resistenza, al fine di ottenere uno strato in grado di non deteriorarsi sotto l’applicazione di carichi transienti. Tale caratteristica del conglomerato bituminoso open-graded risulta particolarmente interessante per applicazioni stradali e aeroportuali per le quali sia necessaria la rimozione temporanea del cantiere di lavorazione e l’apertura al traffico tra le fasi di stesa del conglomerato bituminoso aperto e quella di iniezione della malta cementizia. The bitumen of layer 3 can be of the standard type, or a bitumen modified with polymers. This last type of bitumen allows the open-graded pavement not yet clogged to reach the appropriate levels of resistance, in order to obtain a layer capable of not deteriorating under the application of transient loads. This characteristic of the open-graded bituminous conglomerate is particularly interesting for road and airport applications for which it is necessary to temporarily remove the working site and open to traffic between the paving phases of the open bituminous conglomerate and the injection of the mortar. cementitious.
Esempi di bitume utilizzabile per ottenere il presente conglomerato bituminoso sono i seguenti Examples of bitumen that can be used to obtain the present bituminous conglomerate are the following
Parametro Bitume Tal Quale Bitume Modificato tipo 50/70 80/100 50/70-65 50/70-60 Penetrazione a 25°C[dmm] 50-70 80-100 50-70 50-70 Bitumen Parameter As Is Modified Bitumen type 50/70 80/100 50 / 70-65 50 / 70-60 Penetration at 25 ° C [dmm] 50-70 80-100 50-70 50-70
[EN 1426/2002] [EN 1426/2002]
Temperatura Rammollimento Softening temperature
[EN 1427/2002] [°C] 46-56 40-44 > 65 > 60 Punto di rottura Fraas [°C] [EN 1427/2002] [° C] 46-56 40-44> 65> 60 Fraas breaking point [° C]
[EN 12593] < -10 < -8 < -15 < -12 Ritorno elastico a 25°C [%1 [EN 12593] <-10 <-8 <-15 <-12 Elastic recovery at 25 ° C [% 1
[EN 13398] > 80 > 80 > 75 > 50 [EN 13398]> 80> 80> 75> 50
Gli aggregati lapidei del conglomerato bituminoso dello strato 3 derivano dalla frantumazione di materiale lapideo vergine, come ad esempio rocce calcaree, privati di eventuali impurità , e vengono opportunamente selezionati in grandezza. Preferibilmente gli aggregati lapidei mostrano le seguenti caratteristiche: The stone aggregates of the bituminous conglomerate of layer 3 derive from the crushing of virgin stone material, such as limestone rocks, deprived of any impurities, and are suitably selected in size. Preferably the stone aggregates show the following characteristics:
Norma valore Norm value
Coefficiente Los Angeles AASHTO T96 < 25% Los Angeles AASHTO T96 coefficient <25%
Angolarità ASTM D5821 100/100 ASTM D5821 100/100 angularity
Coefficiente di appiattimento BS 812 < 20% BS 812 flattening coefficient <20%
Massa Volumica apparente AASHTO T85 > 2,6 g/cm<3>Apparent density AASHTO T85> 2.6 g / cm <3>
La varietà granulometrica degli aggregati lapidei del conglomerato bituminoso dello strato 3 permette la formazione, nella miscela bituminosa posta in opera, di una rete di vuoti intergranulari comunicanti in grado di accogliere la malta nel corso della fase di iniezione. The granulometric variety of the stone aggregates of the bituminous conglomerate of layer 3 allows the formation, in the bituminous mixture placed in place, of a network of intergranular intergranular voids capable of receiving the mortar during the injection phase.
Il conglomerato bituminoso dello strato 3 ha un contenuto di vuoti compreso tra il 20% e il 30%, più preferibilmente neU’ del 30%. In particolare il conglomerato presenta le seguenti caratteristiche: The bituminous conglomerate of layer 3 has a void content of between 20% and 30%, more preferably 30% neU. In particular, the conglomerate has the following characteristics:
Norma Valore Norm Value
Massa volumica [g/cm<3>] ASTM D2726-88 1,8 ÷ 2,0 Density [g / cm <3>] ASTM D2726-88 1.8 à · 2.0
Contenuto di vuoti [%] CNR BU 39/73 20 ÷ 30 Vacuum content [%] CNR BU 39/73 20 à · 30
Per quanto concerne le proprietà di tipo meccanico, il conglomerato bituminoso ha preferibilmente le seguenti caratteristiche: As regards the mechanical properties, the bituminous conglomerate preferably has the following characteristics:
Norma Valore Norm Value
Stabilità [kN] CNR BU 30/73 > 4,00 Stability [kN] CNR BU 30/73> 4.00
Scorrimento [mm] “ 2 ÷ 3 Scrolling [mm] â € œ 2 à · 3
Rigidezza [kN/mm] “ > 1,30 Stiffness [kN / mm] â € œ> 1.30
RTI [MPa] CNR BU 97/84 > 0,50 RTI [MPa] CNR BU 97/84> 0.50
dove RTI à ̈ la misura della Resistenza a Trazione Indiretta condotta in condizioni di carico quasi-statico (v - 51 mm/min) ed alla temperatura di 20°C e la Rigidezza à ̈ quella Marshall alla temperatura di 60°C. Il controllo delle caratteristiche sopra riportate del conglomerato bituminoso avviene attraverso la preparazione di campioni cilindrici con il metodo di compattazione Marshall (CNR BU 30/73), applicando un numero di colpi pari a 75 per faccia. where RTI is the measure of the Indirect Tensile Strength conducted under quasi-static load conditions (v - 51 mm / min) and at a temperature of 20 ° C and the Stiffness is that of Marshall at a temperature of 60 ° C. The control of the above-mentioned characteristics of the bituminous conglomerate takes place through the preparation of cylindrical samples with the Marshall compaction method (CNR BU 30/73), applying a number of strokes equal to 75 per face.
La malta cementizia iperfluida, nota anche commercialmente con il nome Darimix®, à ̈ composta da una miscela di cementi selezionati, atti a garantire i necessari requisiti di fluidità e lavorabilità per un tempo utile alla posa in opera oltre alla costanza delle caratteristiche fisico-chimiche, additivi iperfluidificanti, espansivi, acceleranti, antiareanti, ritardanti di presa, antisegreganti, anti impaccanti, con specifiche quantità d’acqua in modo tale da conferire alla miscela una fluidità tale da riempire senza difficoltà i vuoti intergranulari. Generalmente la quantità d’acqua da addizionare à ̈ inferiore al 40% in peso rispetto alla miscela cementizia contenente additivi, preferibilmente compresa tra 30-35%. Preferibilmente la malta cementizia ha una fluidità al cono con ugello da mm 8 (UNI EN 445) compresa tra 20 e 50 sec, più preferibilmente 25 sec ± 3 sec. The hyperfluid cementitious mortar, also known commercially by the name Darimix®, is composed of a mixture of selected cements, designed to guarantee the necessary requirements of fluidity and workability for a useful time for installation in addition to the constancy of the physico-chemical characteristics. , hyperplasticizing, expansive, accelerating, antiareanti, setting retardants, antisegregating, anti-sticking additives, with specific quantities of water in such a way as to give the mixture a fluidity that can easily fill the intergranular voids. Generally the quantity of water to be added is less than 40% by weight with respect to the cement mixture containing additives, preferably between 30-35%. Preferably the cement mortar has a fluidity at the cone with 8 mm nozzle (UNI EN 445) between 20 and 50 sec, more preferably 25 sec ± 3 sec.
Altre caratteristiche della malta sono le seguenti: Other characteristics of the mortar are the following:
massa volumica 1,98 kg/dm<3>± 0,02 mantenimento della lavorabilità in agitazione 60 min density 1.98 kg / dm <3> ± 0.02 maintenance of workability while stirring 60 min
La malta cementizia così ottenuta ha una elevata resistenza meccanica e un sostanziale contenimento del ritiro idraulico che viene compensato anche dalla presenza di additivi espansivi. La malta così ottenuta mostra le seguenti caratteristiche : The cement mortar thus obtained has a high mechanical resistance and a substantial containment of hydraulic shrinkage which is also compensated by the presence of expansive additives. The mortar thus obtained shows the following characteristics:
Norma Valore Resistenza a compressione a 24h UNI EN 445 > 20 [MPa] Resistenza a compressione a 7gg UNI EN 445 > 55 [MPa] Resistenza a compressione a 28gg UNI EN 445 > 70 [MPa] Standard Value Compressive strength after 24h UNI EN 445> 20 [MPa] Compressive strength after 7 days UNI EN 445> 55 [MPa] Compressive strength after 28 days UNI EN 445> 70 [MPa]
Lo strato 3 che deriva dall’ intasamento del conglomerato bituminoso opengraded con la malta cementizia presenta caratteristiche intermedie tra un conglomerato bituminoso ed uno cementizio di tipo tradizionale e presenta le seguenti caratteristiche tecniche (dopo indurimento): The layer 3 which derives from the clogging of the bituminous conglomerate opengraded with the cementitious mortar has intermediate characteristics between a bituminous conglomerate and a traditional cementitious one and has the following technical characteristics (after hardening):
Norma Valore Norm Value
Massa Volumica [g/cm<3>] ASTM 2726/88 > 2,30 Density [g / cm <3>] ASTM 2726/88> 2.30
Modulo Elastico a 20°C [MPa] EN UNI 12697-26 > 7000 Elastic Modulus at 20 ° C [MPa] EN UNI 12697-26> 7000
RTI a 20°C [MPa] CNRBU 97/84 > 1,60 RTI at 20 ° C [MPa] CNRBU 97/84> 1.60
dove RTI Ã ̈ la misura della Resistenza a Trazione Indiretta condotta in condizioni di carico quasi-statico (v = 51 mm/min) ed alla temperatura di 20°C. where RTI is the measure of the Indirect Tensile Strength conducted under quasi-static load conditions (v = 51 mm / min) and at a temperature of 20 ° C.
Lo strato 3 ha generalmente un modulo elastico circa pari a quello dello strato base 2 sottostante. Inoltre lo spessore dello strato 3 à ̈ inferiore agli spessori dello strato 2 e strato 1 poiché la sua funzione à ̈ sostanzialmente di trasferimento dei carichi agli strati sottostanti. The layer 3 generally has an elastic modulus approximately equal to that of the underlying base layer 2. Furthermore, the thickness of the layer 3 is lower than the thicknesses of the layer 2 and layer 1 since its function is substantially to transfer the loads to the underlying layers.
Preferibilmente gli spessori di detto strato 3 sono compresi tra 4 e 8 cm, o possono essere anche superiori, ad esempio fino a 12 cm. Preferably the thicknesses of said layer 3 are comprised between 4 and 8 cm, or they can be even greater, for example up to 12 cm.
Tale strato 3 ha anche il compito di sopperire ad elevate sollecitazioni localizzate, anche di taglio, dovute alla diretta interazione con i velivoli\veicoli in transito o stazionamento. This layer 3 also has the task of overcoming high localized stresses, including shear stresses, due to direct interaction with the aircraft / vehicles in transit or stationary.
La completa interazione tra lo strato superficiale 3 posato in opera con tecnologia bitume-cemento e lo strato base 2 viene garantita mediante l’utilizzo di una emulsione bituminosa cationica sovra stabilizzata a rottura lenta come mano di attacco, nella quale il bitume residuo, legante per mezzo del quale avviene la trasmissione degli sforzi, à ̈ modificato con polimeri SBS (stirene-butadiene-stirene) in grado di offrire una elevata affinità chimica e di adesione con leganti idraulici (cemento) e bituminosi. The complete interaction between the surface layer 3 laid in place with bitumen-cement technology and the base layer 2 is guaranteed by the use of an over-stabilized slow breaking cationic bituminous emulsion as a primer coat, in which the residual bitumen, binder by means of which the stress transmission takes place, it is modified with SBS polymers (styrene-butadiene-styrene) able to offer a high chemical and adhesion affinity with hydraulic binders (cement) and bituminous.
In virtù della particolare composizione dello strato 3 sopra descritto, questo à ̈ in grado di assorbire gli sforzi per mezzo della mutua collaborazione tra aggregati lapidei e malta cementizia mostrando quindi meccanismi di interazione strutturale sostanzialmente differenti rispetto a quelli che si instaurano all’interno di uno strato di conglomerato bituminoso (asfalto), nei quali la ripartizione degli sforzi avviene mediante il trasferimento delle sollecitazioni nei punti di contatto tra i grani. By virtue of the particular composition of the layer 3 described above, this is able to absorb the efforts by means of the mutual collaboration between stone aggregates and cement mortar thus showing substantially different structural interaction mechanisms compared to those that are established within a layer of bituminous conglomerate (asphalt), in which the distribution of the stresses occurs through the transfer of the stresses in the contact points between the grains.
Pertanto la risposta alle sollecitazioni da parte dello strato 3 non à ̈ di tipo discreto, bensì di tipo continuo con una conseguente maggiore omogeneità nella distribuzione delle sollecitazioni raggiungendo elevati livelli di portanza. Inoltre tale distribuzione continua di sollecitazioni determina una minore esigenza di qualità per gli inerti impiegati negli strati sottostanti. Therefore the response to the stresses by the layer 3 is not of the discrete type, but of the continuous type with a consequent greater homogeneity in the distribution of the stresses, reaching high levels of lift. Furthermore, this continuous distribution of stresses determines a lower quality requirement for the aggregates used in the underlying layers.
Lo strato di base 2 à ̈ uno strato intermedio costituito da una miscela di cemento, in elevate quantità comprese tra il 4% e il 7% rispetto al peso totale della miscela e acqua, in quantità compresa tra il 6% e il 10% in peso rispetto al peso della miscela, con aggregati lapidei cementizi di riciclo derivanti da calcestruzzo di riciclo granulato. The base layer 2 is an intermediate layer consisting of a cement mixture, in high quantities between 4% and 7% of the total weight of the mixture and water, in quantities between 6% and 10% in weight compared to the weight of the mixture, with recycled cement-based stone aggregates deriving from recycled granulated concrete.
Gli aggregati di riciclo utilizzati sono di classe 0/40mm derivanti dalla frantumazione di macerie di demolizione di opere strutturali in calcestruzzo e successiva selezione granulometrica. The recycled aggregates used are of class 0 / 40mm deriving from the crushing of demolition rubble of concrete structural works and subsequent granulometric selection.
La miscela cemento/aggregati dello strato 2 viene preparata in un impianto di betonaggio, applicata e messa in opera mediante vibrofinitrice mobile e rullo compattatore, facendo poi seguire una successiva procedura di de-stress nella fase di indurimento del cemento. Tale procedura di de-stress à ̈ effettuata con rulli metallici in modalità statica, dopo 24 ore dal termine delle lavorazioni. The cement / aggregate mixture of layer 2 is prepared in a concrete mixing plant, applied and installed by means of a mobile paver and compactor roller, followed by a subsequent de-stressing procedure in the hardening phase of the cement. This de-stress procedure is carried out with metal rollers in static mode, after 24 hours from the end of the work.
L’operazione di de-stress permette la formazione di micro-fessurazioni in grado di assorbire le sovratensioni derivanti dai tipici effetti di ritiro del cemento quando utilizzato in quantità predominanti. The de-stressing operation allows the formation of micro-cracks capable of absorbing the overvoltages deriving from the typical shrinkage effects of cement when used in predominant quantities.
Pertanto lo strato 2 si presenta come un materiale sufficientemente rigido (modulo elastico circa pari a quello dello strato 1), dovuto all’elevata quantità di cemento (tra il 4% e il 7%) tale da fornire le prestazioni strutturali, ma non fragile grazie alla procedura di de-stress. Il modulo elastico della miscela di cemento e aggregati (misto cementato) con cui viene realizzato lo strato 2 à ̈ compreso tra 6000 MPa e 9000 MPa, misurato secondo la UNI EN 13286-43:2006 su campioni ricostruiti in laboratorio, dopo maturazione in camera umida per un tempo di 7 giorni. Therefore layer 2 appears as a sufficiently rigid material (elastic modulus approximately equal to that of layer 1), due to the high quantity of cement (between 4% and 7%) such as to provide structural performance, but not fragile thanks to the de-stress procedure. The elastic modulus of the mixture of cement and aggregates (mixed cement) with which layer 2 is made is between 6000 MPa and 9000 MPa, measured according to UNI EN 13286-43: 2006 on samples reconstructed in the laboratory, after curing in the chamber humid for 7 days.
Lo spessore dello strato 2 varia a seconda dell’applicazione finale della pavimentazione e comunque generalmente à ̈ compreso tra 20 e 30 cm. The thickness of the layer 2 varies according to the final application of the flooring and in any case is generally between 20 and 30 cm.
Lo strato di fondazione 1 comprende una miscela di cemento, in quantità comprese tra 3% e 5% in peso rispetto al peso totale della miscela, acqua, in quantità comprese tra 7% e 10% rispetto al peso totale della miscela, con aggregati lapidei esclusivamente derivanti da calcestruzzo di riciclo granulato. Detto strato 1 viene realizzato miscelando cemento e acqua con gli aggregati di riciclo preferibilmente di classe 0/70 mm derivanti dalla frantumazione di lastre in calcestruzzo al termine della propria vita utile. The foundation layer 1 includes a cement mixture, in quantities between 3% and 5% by weight with respect to the total weight of the mixture, water, in quantities between 7% and 10% with respect to the total weight of the mixture, with stone aggregates exclusively deriving from recycled granulated concrete. Said layer 1 is made by mixing cement and water with preferably class 0/70 mm recycled aggregates deriving from the crushing of concrete slabs at the end of their useful life.
La posa in opera dello strato 1 avviene mediante tecnica di stabilizzazione in sito. Tale tecnica, nota all’esperto del ramo, avviene mediante stesa degli aggregati di riciclo, additivazione con i necessari contenuti di acqua e cemento, miscelazione mediante apposita macchina da cantiere, livellamento con grader e successiva compattazione. Laying of layer 1 takes place by means of on-site stabilization technique. This technique, known to the skilled in the art, takes place by laying the recycled aggregates, adding the necessary contents of water and cement, mixing with a special construction machine, leveling with a grader and subsequent compaction.
Lo spessore dello strato di fondazione 1 varia a seconda dell’applicazione finale della pavimentazione e comunque generalmente compreso tra 30 e 50cm. The thickness of the foundation layer 1 varies according to the final application of the flooring and in any case generally between 30 and 50cm.
A riguardo delle prestazioni meccaniche, lo strato di fondazione 1 presenta un modulo elastico compreso tra 3000 e 5000 MPa, misurato secondo la LINI EN 13286-43:2006 su campioni ricostruiti in laboratorio, dopo maturazione in camera umida per un tempo di 7 giorni. Regarding the mechanical performance, the foundation layer 1 has an elastic modulus between 3000 and 5000 MPa, measured according to LINI EN 13286-43: 2006 on samples reconstructed in the laboratory, after curing in a humid chamber for a period of 7 days.
Generalmente le rigidezze degli strati 1,2,3 sono tali per cui il modulo elastico dello strato superficiale 3 à ̈ sostanzialmente pari al modulo elastico dello strato intermedio 2 e tali che la rigidezza della pavimentazione à ̈ crescente dallo strato 1 allo strato 3 e la rigidezza dello strato di fondazione 1 à ̈ pari al 50% rispetto allo strato base 2. Generally the stiffnesses of the layers 1,2,3 are such that the elastic modulus of the surface layer 3 is substantially equal to the elastic modulus of the intermediate layer 2 and such that the stiffness of the flooring increases from layer 1 to layer 3 and the stiffness of the foundation layer 1 is equal to 50% compared to the base layer 2.
Gli spessori degli strati 1, 2, 3 che compongono la pavimentazione della presente invenzione sono proporzionati in maniera tale da avere una distribuzione delle sollecitazioni lungo lo spessore della pavimentazione in funzione dell’utilizzo finale della pavimentazione e del tipo di prestazioni strutturali richieste a detta pavimentazione. The thicknesses of the layers 1, 2, 3 that make up the flooring of the present invention are proportioned in such a way as to have a distribution of the stresses along the thickness of the flooring according to the final use of the flooring and the type of structural performance required for that flooring.
Nella realizzazione di figura 1 la pavimentazione ha i seguenti spessori: - strato 1 40 cm In the realization of figure 1 the flooring has the following thicknesses: - layer 1 40 cm
- strato 2 30 cm - layer 2 30 cm
- strato 3 6 cm - layer 3 6 cm
Nella pavimentazione della presente invenzione lo strato 1 Ã ̈ tale da avere una rigidezza pari a circa il 50% rispetto a quella dello strato 2. Inoltre lo spessore totale degli strati 1 e 2 contenenti materiali di riciclo rappresenta sostanzialmente almeno il 90% dello spessore totale della pavimentazione. In the flooring of the present invention, layer 1 is such as to have a stiffness equal to about 50% with respect to that of layer 2. Furthermore, the total thickness of layers 1 and 2 containing recycled materials substantially represents at least 90% of the total thickness of the flooring.
Un vantaggio della pavimentazione dell’invenzione à ̈ rappresentato dall’elevato contenuto di materiali da riciclo: come detto, infatti, fatto 100 lo spessore totale della presente pavimentazione, essi rappresentano almeno il 90% dello spessore totale. Ciò comporta una maggiore facilità di reperimento dei materiali, una diminuzione dei costi di approvvigionamento per le imprese, e un non sfruttamento di risorse naturali pregiate derivanti da cave di prestito. In aggiunta la pavimentazione così realizzata à ̈ in grado di raggiungere le elevate prestazioni tipiche di pavimentazioni aeroportuali. An advantage of the flooring of the invention is represented by the high content of recycled materials: as mentioned, in fact, given the total thickness of this flooring, they represent at least 90% of the total thickness. This implies a greater ease of procurement of materials, a decrease in procurement costs for businesses, and a non-exploitation of valuable natural resources deriving from loan quarries. In addition, the flooring thus created is able to achieve the high performance typical of airport flooring.
Pertanto con la pavimentazione della presente invenzione à ̈ possibile abbinare i vantaggi ambientali derivati dall’uso di materiale di riciclo negli strati inferiori di fondazione e base alle elevate prestazioni di uno strato superficiale realizzato con la tecnologia bitume-cemento descritta sopra. Therefore, with the flooring of the present invention it is possible to combine the environmental advantages deriving from the use of recycled material in the lower foundation and base layers with the high performance of a surface layer made with the bitumen-cement technology described above.
Un ulteriore vantaggio della pavimentazione della presente invenzione à ̈ rappresentato dalla considerevole capacità portante del pacchetto di pavimentazione sostanzialmente in grado di accogliere i medesimi carichi delle pavimentazioni rigide e semi-rigide note allo stato della tecnica. In tale maniera sono combinati i vantaggi tipici di una superficie continua derivante dalle usuali lavorazioni degli strati in conglomerato bituminoso e di resistenza delle pavimentazioni in calcestruzzo. Inoltre lo strato superficiale mostra una modesta sensibilità alle variazioni di temperatura e di carico se paragonata alle tipiche pavimentazioni in conglomerato bituminoso; ciò à ̈ dovuto alla matrice continua costituita dagli aggregati lapidei contenuti nella miscela bituminosa e dal cemento contenuto nella malta. A further advantage of the flooring of the present invention is represented by the considerable bearing capacity of the flooring package which is substantially capable of accommodating the same loads as the rigid and semi-rigid flooring known in the state of the art. In this way, the typical advantages of a continuous surface deriving from the usual processing of the bituminous conglomerate layers and the resistance of concrete floors are combined. Furthermore, the surface layer shows a modest sensitivity to variations in temperature and load if compared to the typical asphalt pavements; this is due to the continuous matrix consisting of the stone aggregates contained in the bituminous mixture and the cement contained in the mortar.
La pavimentazione secondo la presente invenzione può essere realizzata secondo varie metodologie note nell’arte. Un esempio di processo à ̈ quello che comprende: The flooring according to the present invention can be made according to various methods known in the art. An example of a process is the one that includes:
- preparazione di un sottofondo 4 per la pavimentazione comprendente lo scavo della sede della pavimentazione e la compattazione del terreno di detta sede; - posa in opera dello strato 1 mediante stesura degli aggregati di riciclo sul sottofondo, additivazione in sito con acqua e cemento, e successiva compattazione; - preparation of a foundation 4 for the pavement comprising the excavation of the seat of the pavement and the compaction of the soil of said seat; - laying of layer 1 by spreading the recycled aggregates on the substrate, adding on site with water and cement, and subsequent compaction;
- posa in opera dello strato 2 comprendente la realizzazione del misto cementato sopra definito in un impianto di betonaggio fisso o mobile, applicazione del misto sopra lo strato 1 mediante vibrofinitrice mobile e successiva compattazione; - laying of the layer 2 comprising the realization of the cemented mixture defined above in a fixed or mobile concrete mixing plant, application of the mixture on top of the layer 1 by means of a mobile paver and subsequent compaction;
- passaggio sullo strato 2 di rulli metallici in modalità statica, dopo 24 ore dal termine delle lavorazioni per effettuare il de-stress; - passage on layer 2 of metal rollers in static mode, after 24 hours from the end of the work to carry out the de-stress;
- applicazione sullo strato 2 dell’ emulsione bituminosa sovrastabilizzata; - applicazione del conglomerato bituminoso sullo strato 2 ottenuto dalla fase precedente e successiva iniezione della malta. - application on layer 2 of the over-stabilized bituminous emulsion; - application of the bituminous conglomerate on layer 2 obtained from the previous phase and subsequent injection of the mortar.
Come detto, la pavimentazione della presente invenzione trova impiego in ambito aeroportuale grazie alla sua facilità di realizzazione, alla assenza di giunti superficiali, alla sua elevata resistenza e capacità portante. As mentioned, the flooring of the present invention is used in the airport field thanks to its ease of construction, the absence of surface joints, its high resistance and bearing capacity.
Proprio grazie a tali proprietà , detta pavimentazione trova applicazione anche in altri settori, sia per costruzioni ex-novo di pavimentazioni di particolare impegno statico e dinamico, sia per interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria, con esigenze non solo di ripristino ma anche di rafforzamento dei piani viabili in elevato stato di degrado funzionale, e nella costruzione di tutte quelle infrastrutture la cui destinazione d’uso prevede elevate sollecitazioni di carico, anche di tipo statico. Tra i settori maggiormente interessati vi sono le industrie (e.g. magazzini e depositi, centri di distribuzione, aree di vendita, terminali merci, pavimenti industriali, piazzali di stoccaggio merci anche in forma di pallets e containers), porti e interporti (e.g. aree di movimentazione e stoccaggio merci, magazzini e depositi), strade soggette a traffico pesante o attacco chimico (e.g. corsie preferenziali, zone di fermata e capolinea per i mezzi pubblici, strade urbane a traffico pesante, corsie di arrampicamento per mezzi pesanti, intersezioni stradali, aree di sostai, gallerie, caselli autostradali, stazioni di servizio e rifornimento carburanti, piazzali ed aree di stoccaggio rifiuti), aeroporti/eliporti (e.g. pista di volo e testate di decollo\atterraggio, vie di rullaggio, raccordi, piazzali di parcheggio aeromobili, piazzole De-icing, piattaforme di rifornimento carburante, risanamento lastre esistenti). Thanks to these properties, said flooring is also applied in other sectors, both for new construction of flooring with particular static and dynamic commitment, and for ordinary and extraordinary maintenance interventions, with needs not only of restoration but also of strengthening of the roads in a high state of functional degradation, and in the construction of all those infrastructures whose intended use involves high load stresses, including static ones. Among the sectors most affected are industries (e.g. warehouses and warehouses, distribution centers, sales areas, freight terminals, industrial floors, goods storage areas also in the form of pallets and containers), ports and interports (e.g. handling areas and storage of goods, warehouses and warehouses), roads subject to heavy traffic or chemical attack (e.g. preferential lanes, stop areas and terminus for public transport, heavy traffic urban roads, climbing lanes for heavy vehicles, road intersections, parking areas, tunnels, motorway toll booths, service and refueling stations, aprons and waste storage areas), airports / heliports (e.g. runway and take-off / landing heads, taxiways, junctions, aircraft parking areas, De -icing, refueling platforms, rehabilitation of existing plates).
Alle presenti forme di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione, espresso dalle rivendicazioni annesse. Numerous variations and modifications of detail within the reach of a person skilled in the art can be made to the present embodiments of the invention, however falling within the scope of the invention, expressed by the appended claims.
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Also Published As
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| EP2202359A1 (en) | 2010-06-30 |
| IT1392494B1 (en) | 2012-03-09 |
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