ITMI20090508A1

ITMI20090508A1 - Elemento lastriforme per il rinforzo, la separazione ed il drenaggio di grandi strutture, come rilevati stradali.

Info

Publication number: ITMI20090508A1
Application number: IT000508A
Authority: IT
Inventors: Cesare Beretta; Pierluigi Maggioni
Original assignee: Tenax Spa
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-01
Also published as: RU2520597C2; CN101851889A; CN101851889B; US20100247239A1; ES2569614T3; EP2236668A1; RU2010112360A; US8206060B2; IT1393817B1; EP2236668B1

Description

ELEMENTO LASTRIFORME PER IL RINFORZO, LA SEPARAZIONE ED IL DRENAGGIO DI GRANDI STRUTTURE, COME RILEVATI STRADALI.

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un elemento lastriforme per il rinforzo, la separazione ed il drenaggio di grandi strutture, come rilevati stradali.

Come Ã ̈ noto, nella fase di realizzazione di una strada carrabile, pavimentata o sterrata che sia, su un terreno soffice o saturo, si ha la necessitÃ di impedire che possano avvenire cedimenti che creano seri problemi alla viabilitÃ .

Lo strato di base, costituito da materiale granulare compatto, eventualmente cementato, puÃ² infatti danneggiarsi e sprofondare in profonditÃ nel terreno di fondazione, oppure si possono verificare delle deformazioni o dei movimenti orizzontali e verticali alla base, i quali risultano in grado di provocare la formazione di solchi ed avvallamenti.

Al fine di evitare questi fenomeni, Ã ̈ prassi comune quella di interporre, tra il rilevato ed il terreno di sottofondo, uno o piÃ¹ strati di prodotti biosintetici di rinforzo che hanno la funzione di ripartire il carico e di garantire il fattore di sicurezza richiesto per la struttura.

La tecnica del rinforzo della sede stradale tradizionale oppure sospesa, come nel caso di viadotti, ponti, rampe e simili, mediante elementi reticolari quali griglie metalliche, reti in materia plastica o di tipo tessuto ad alta resistenza, Ã ̈ sempre piÃ¹ adottata nelle piccole e grosse infrastrutture civili, spingendo i progettisti a rivedere con nuovi concetti la fase di costruzione, per migliorare la stabilitÃ e la tenuta dei vari strati costruttivi.

Le soluzioni che vengono attualmente adottate non sempre sono in grado di risolvere il problema, in quanto l'ancoraggio della rete nel terreno non sempre Ã ̈ efficace con la possibilitÃ che il carico, determinato dal passaggio del traffico, anche pesante, porti ad una destabilizzazione del posizionamento della rete, con possibilitÃ di sua estrazione rispetto al fondo.

Il compito che si propone il trovato Ã ̈ appunto quello di risolvere il problema sopra esposto realizzando un elemento lastriforme per il rinforzo, la separazione ed il drenaggio di grandi strutture, come rilevati stradali che presenti un maggior attrito tra l'elemento lastriforme stesso e il materiale di riempimento, rendendo cosÃ¬ piÃ¹ facile l'ancoraggio dell'elemento lastriforme al terreno e consentendo conseguentemente dei carichi maggiori senza danneggiamento.

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato Ã ̈ costituito dal fatto che l'elemento lastriforme presenti una tendenza a bloccarsi rispetto al materiale di riempimento, per cui la forza necessaria per svincolare l'elemento lastriforme dal suo posizionamento risulta incrementata rispetto alla forza necessaria per svincolare l'elemento lastriforme delle soluzioni della tecnica nota.

Ancora uno scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un elemento lastriforme per il rinforzo, la separazione ed il drenaggio di grandi strutture, come rilevati stradali che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative , sia in grado di dare le piÃ¹ ampie garanzie di affidabilitÃ e sicurezza nell'uso.

Non ultimo scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un elemento lastriforme che risulti facilmente ottenibile partendo da elementi e materiali di comune reperibilitÃ in commercio, e che, inoltre, sia competitivo da un punto di vista puramente economico.

Il compito sopra esposto, nonchÃ© gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un elemento lastriforme per il rinforzo, la separazione ed il drenaggio di grandi strutture come rilevati stradali, secondo il trovato, comprendente un corpo lastriforme a conformazione reticolare con fili principali e fili trasversali stirati lungo due direzioni tra loro sostanzialmente perpendicolari, caratterizzato dal fatto che detti fili principali , cioÃ ̈ nella direzione di estrusione del semilavorato realizzante detto corpo lastriforme, presentano una sezione sostanzialmente quadrangolare ed uno spessore in direzione perpendicolare al piano di giacitura di detto corpo lastriforme pari ad almeno tre volte lo spessore di detti fili trasversali.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un elemento lastriforme per il rinforzo, la separazione ed il drenaggio di grandi strutture, come rilevati stradali, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente in sezione una strada con posizionato l'elemento lastriforme, secondo il trovato;

la figura 2 evidenzia l'elemento lastriforme visto in pianta;

la figura 3 rappresenta una sezione lungo la linea III-III di figura 2;

la figura 4 rappresenta una sezione lungo la linea IV-IV di figura 2;

la figura 5 evidenzia una sezione, in corrispondenza del nodo, di una diversa forma dÃ¬ realizzazione;

la figura 6 evidenzia l'elemento visto in sezione lungo la linea perpendicolare ai fili principali in corrispondenza di un mediano delle maglie ;

la figura 7 rappresenta una sezione in corrispondenza dei nodi in una direzione perpendicolare allo sviluppo dei fili principali;

la figura 8 rappresenta, in vista prospettica il corpo lastriforme accoppiato ad uno strato geotessile inferiore;

la figura 9 rappresenta, in vista prospettica il corpo lastriforme accoppiato ad uno strato geotessile inferiore e ad uno strato geotessile superiore;

la figura 10 rappresenta una sezione lungo la linea X-X di figura 8;

la figura 11 rappresenta una sezione lungo la linea XI-XI di figura 9.

Con riferimento alle citate figure, l'elemento lastriforme per il rinforzo, la separazione ed il drenaggio di grandi strutture, come rilevati stradali comprende un corpo lastriforme, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, il quale risulta a conformazione reticolare con fili principali 2 e fili trasversali 3 che sono stirati lungo direzioni tra loro sostanzialmente perpendicolari. PiÃ¹ in particolare i fili principali si sviluppano nella direzione di estrusione del semilavorato che realizza il corpo lastriforme 1, mentre i fili trasversali sono sostanzialmente perpendicolari.

I fili 2 e 3 si incrociano nei nodi 4 e sono, come d'uso, orientati cioÃ ̈ stirati in due direzioni tra loro ortogonali.

In sostanza il corpo lastriforme risulta realizzato mediante due ordini di fili incrociati legati tra di loro per formare un estruso monoblocco, preferibilmente, ma non necessariamente in polipropilene che Ã ̈ una materia plastica in grado di conferire leggerezza e buona rigidezza, unitamente alla resistenza agli agenti atmosferici e agli sbalzi termici, con possibilitÃ di completa riciclabilitÃ in caso di smaltimento.

In particolare i fili principali 2 presentano, in sezione trasversale, una conformazione sostanzialmente, quadrangolare mentre i fili trasversali 3 presentano una conformazione piÃ¹ piatta ed allargata, per cui si ha una importante rigidezza alla flessione sottoponendo a sforzo i fili principali, mentre i fili trasversali sono piÃ¹ agevolmente flessibili.

Preferibilmente il rapporto di stiro nella direzione principale e nella direzione trasversale Ã ̈ compreso tra 2,8 e 5,5.

I fili principali, che sono orientati nella direzione di estrusione, sono ben definiti nella forma ed hanno la peculiaritÃ di presentare, in corrispondenza del bordo superiÃ³re che fuoriesce rispetto al nodo 4 degli spigoli superiori sostanzialmente vivi, indicati con 10, ed analogamente sono previsti degli spigoli inferiori sostanzialmente vivi 11, che sono realizzati in corrispondenza del bordo inferiore.

Lo spessore del filo principale in corrispondenza del nodo ha uno spessore almeno tre volte superiore rispetto allo spessore del filo trasversale 3 misurato lungo la direzione perpendicolare al piano di giacitura dell'elemento lastriforme .

Nelle zone lontane dal nodo, lo spessore deve essere di almeno due volte superiore.

La sezione trasversale del filo principale che, come in precedenza accennato, ha spigoli ben distinguibili sull'estremitÃ del filo ha delle dimensioni comprese tra 8 per 6 mm e 8 per 8 rati.

La presenza degli spigoli vivi Ã ̈ un elemento fondamentale nel caso specifico per la resa del prodotto in caso di scorrimento tangenziale rispetto al terreno e questo risulta essere un elemento essenziale anche dalle prove meccaniche effettuate .

L'angolo formato a. in corrispondenza del nodo come illustrato nelle figure 3 e 4 risulta vantaggiosamente inferiore a 90°, mentre Ã ̈ anche possibile una variante realizzativa, illustrata in figura 5 in cui l'angolo Î² formato tra i fianchi del nodo e i fili trasversali risulta di poco superiore ai 90°.

Nella pratica realizzazione l'elemento reticolare presenta delle aperture di forma sostanzialmente regolare con un passo tra i fili principali compreso tra 50 e 70 mm e con un passo dei fili trasversali all'incirca di 60 mm, mentre l'apertura delle maglie puÃ² variare da 42 a 65 mm per i fili principali e attorno ai 58 mm per i fili trasversali.

Come indicato nelle figure da 8 a 11, Ã ̈ possibile applicare a caldo uno strato geotessile inferiore 20 in modo da unire la capacitÃ drenante di un geocomposito alla maggiorata capacitÃ di resistenza e rinforzo del terreno propria del trovato .

Inoltre la presenza di pareti laterali dei fili principali 2 sostanzialmente verticali che definiscono superiormente zone appiattite permette di utilizzare il trovato come elemento di separazione di strati differenti di terreno tramite l'applicazione di uno strato geotessile superiore 21 che, unitamente allo strato 20, racchiude, in pratica, il corpo lastriforme.

La particolare sezione sostanzialmente quadrangolare dei fili principali 2 consente di avere sul lato superiore del filo la massima superficie di contatto possibile tra i geotessili che risultano tra loro ben separati per la costanza nell'altezza della sezione del corpo lastriforme 1.

Un elemento significativo del trovato Ã ̈ costituito dal fatto che la presenza degli spigoli vivi in corrispondenza dei fili trasversali dÃ la possibilitÃ di meglio ancorare il materiale granulare sia esso costituito da sabbia o ghiaia, per cui alle prove di estrazione si riscontra che i rilievi a spigolo vivo creati sul filo, permettono un maggiore attrito anche in mezzi come sabbia a paritÃ di dimensioni di maglie di peso unitario inferiore rispetto alle reti tradizionali .

In particolare facendo riferimento allo schema vettoriale illustrato in figura 1, ove la curvatura del piano stradale Ã ̈ stata incrementata per evidenziare il concetto, si ha che il peso P del veicolo si scompone nella componente Pn del peso normale al fondo e la componente Pt si scompone tangenzialmente al fondo e viene contenuta dalla presenza degli spigoli vivi presenti sulla rete.

Da guanto sopra illustrato si vede quindi come il trovato raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che risulta di particolare importanza l'aver realizzato dei fili principali che presentano una sezione quadrangolare con spigoli vivi che consentono al manufatto di resistere a sforzi in una direzione preferenziale con la conseguente possibilitÃ di risparmiare del materiale, e di conseguenza del peso, nella direzione non interessata dallo stato di sforzo primario.

La presenza dei rinforzi su tutta l'estensione dei fili principali, senza interruzione in corrispondenza dei nodi, permette di mantenere la struttura sotto uno stato di sforzo distribuito in modo ideale per la struttura in questione, senza presentare zone di discontinuitÃ che potrebbero provocare le deformazioni locali.

Il trovato qui concepito Ã ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elemento lastriforme per il rinforzo, la separazione ed il drenaggio di grandi strutture come rilevati stradali comprendente un corpo lastriforme (1) a conformazione reticolare con fili principali (2) e fili trasversali (3) stirati lungo due direzioni tra loro sostanzialmente perpendicolari, caratterizzato dal fatto che detti fili principali (2), cioÃ ̈ nella direzione di estrusione del semilavorato realizzante detto corpo lastriforme, presentano una sezione sostanzialmente quadrangolare ed uno spessore in direzione perpendicolare al piano di giacitura di detto corpo lastriforme (1) pari ad almeno tre volte lo spessore di detti fili trasversali (3).
2. Elemento lastriforme, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti fili (2, 3) sono biorientati con rapporto di stiro in dette due direzioni tra loro sostanzialmente perpendicolari compreso tra 2,8 e 5,5.
3. Elemento lastriforme, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti fili principali presentano spigoli sostanzialmente vivi (10, 11) almeno in corrispondenza del bordo superiore.
4. Elemento lastriforme, secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti fili principali (2) comprendono spigoli superiori (10) sostanzialmente vivi e spigoli inferiori (11) sostanzialmente vivi .
5. Elemento lastriforme, secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti fili principali (2) presentano, in zone lontane dai nodi (4), uno spessore almeno due volte superiore rispetto allo spessore di detti fili trasversali (3).
6. Elemento lastriforme, secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti fili principali (2) presentano, in direzione sostanzialmente perpendicolare a detta direzione di estrusione, dimensioni comprese tra 8 per 6 mm e 8 per 8 mm.
7. Elemento lastriforme, secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'angolo (oi, Î²) formato dai fianchi dei fili principali (2) in detto nodo (4) ed il piano di giacitura di detto corpo lastriforme (1) Ã ̈ sostanzialmente prossimo a 90°.
8. Elemento lastriforme, secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'angolo formato (Î²) tra i fianchi di detti fili principali (2) in detto nodo ed il piano di giacitura di detto corpo lastriforme (1), in corrispondenza di detto nodo (4), Ã ̈ inferiore a 90° .
9. Elemento lastriforme, secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti fili principali (2) presentano un passo compreso tra 60 e 70 mm e detti fili trasversali (3) presentano un passo all'incirca di 60 mm.
10. Elemento lastriforme, secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere uno strato geotessile inferiore (20) connesso alla faccia inferiore di detto corpo lastriforme (1).
11. Elemento lastriforme, secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere uno strato geotessile superiore (21) accoppiato alla faccia superiore di detto corpo lastriforme (1).