ITMI20090696A1 - ROAD PAVING RESISTANT TO HEAT AND ITS MANUFACTURING PROCEDURE - Google Patents
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Description
“Pavimentazione stradale resistente al calore e relativo procedimento di fabbricazione†⠀ œHeat-resistant road pavement and its manufacturing processâ €
La presente invenzione concerne una pavimentazione stradale resistente al calore ed il relativo procedimento di fabbricazione. The present invention relates to a heat-resistant road pavement and the related manufacturing process.
Nel settore della costruzione delle infrastrutture viarie, le proprietà di resistenza al calore delle pavimentazioni stradali sono di cruciale importanza per la garanzia di elevati standard di sicurezza e di tutela dell’ambiente. In the construction of road infrastructures, the heat resistance properties of road pavements are of crucial importance for guaranteeing high standards of safety and protection of the environment.
La possibilità di produrre superfici stradali resistenti al calore assume particolare rilievo nella costruzione di pavimentazioni per gallerie stradali, all’interno delle quali, in caso di incidente con sviluppo di incendio, si possono raggiungere temperature anche molto elevate (sino a circa 1000°C). The possibility of producing heat-resistant road surfaces takes on particular importance in the construction of pavements for road tunnels, inside which, in the event of an accident with a fire development, even very high temperatures can be reached (up to about 1000 ° C ).
In tali situazioni di emergenza à ̈ importante che tutti gli elementi strutturali di una galleria, compresa la pavimentazione, siano in grado di resistere alle alte temperature in modo da agevolare l’evacuazione delle persone coinvolte e l’intervento dei soccorsi. In such emergency situations it is important that all the structural elements of a tunnel, including the pavement, are able to withstand high temperatures in order to facilitate the evacuation of the people involved and the intervention of rescue services.
Altrettanto importante, in caso di incendio, à ̈ la possibilità di evitare che la pavimentazione stradale divenga essa stessa un ulteriore combustibile. Una pavimentazione che brucia, infatti, sviluppando ulteriore calore, può danneggiare le attrezzature della galleria e i sistemi di sicurezza, compromettendo sia l’evacuazione delle persone che l’intervento dei soccorsi. Equally important, in the event of a fire, is the possibility of preventing the road pavement itself from becoming an additional fuel. A flooring that burns, in fact, by developing additional heat, can damage the tunnel equipment and the safety systems, compromising both the evacuation of people and the rescue services.
Le pavimentazioni stradali note dallo stato della tecnica sono generalmente prodotte utilizzando conglomerati bituminosi di varie tipologie o lastre in calcestruzzo. Road pavements known from the state of the art are generally produced using bituminous conglomerates of various types or concrete slabs.
Nel caso delle pavimentazioni per gallerie, i conglomerati bituminosi, tuttavia, presentano lo svantaggio di essere infiammabili a temperature relativamente basse (circa 450-500°C) se comparate con quelle sviluppate da un incendio. Inoltre, tali pavimentazioni sono facilmente deformabili per effetto del calore. La combustione della frazione bituminosa, inoltre, produce fumi tossici ed inquinanti, oltre ad aumentare la quantità di calore sviluppata dall’incendio. In the case of paving for tunnels, bituminous conglomerates, however, have the disadvantage of being flammable at relatively low temperatures (about 450-500 ° C) when compared with those developed by a fire. Furthermore, these floors are easily deformed by the effect of heat. Furthermore, the combustion of the bituminous fraction produces toxic and polluting fumes, as well as increasing the quantity of heat developed by the fire.
Per la specifica applicazione delle pavimentazioni per gallerie, più recentemente, à ̈ stato proposto anche l’impiego di lastre di calcestruzzo. More recently, the use of concrete slabs has also been proposed for the specific application of paving for tunnels.
Le pavimentazioni in calcestruzzo rappresentano una soluzione più adeguata al problema della resistenza ai carichi termici. Il calcestruzzo, infatti, à ̈ un materiale caratterizzato da maggiore inerzia, stabilità e resistenza al fuoco e, quindi, in grado di garantire il transito dei mezzi nel corso di un incendio, oltre a non originare emissioni nocive. Concrete floors represent a more adequate solution to the problem of resistance to thermal loads. In fact, concrete is a material characterized by greater inertia, stability and fire resistance and, therefore, able to guarantee the transit of vehicles during a fire, as well as not causing harmful emissions.
La realizzazione delle pavimentazioni in calcestruzzo, tuttavia, Ã ̈ onerosa dal punto di vista costruttivo, soprattutto per quanto riguarda la manutenzione di gallerie preesistenti. The construction of concrete floors, however, is costly from a construction point of view, especially as regards the maintenance of pre-existing tunnels.
Questa soluzione, pertanto, trova al momento soltanto una limitata applicazione nell’ambito della nuova costruzione di infrastrutture viarie. This solution, therefore, currently finds only a limited application in the context of the new construction of road infrastructures.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare gli inconvenienti evidenziati dallo stato della tecnica. The purpose of the present invention is to overcome the drawbacks highlighted by the state of the art.
È un primo oggetto della presente invenzione una pavimentazione stradale resistente al calore comprendente uno strato superficiale di un conglomerato bituminoso poroso intasato con una malta cementizia, detto strato essendo accoppiato con una griglia polimerica. A first object of the present invention is a heat resistant road pavement comprising a surface layer of a porous bituminous conglomerate filled with a cement mortar, said layer being coupled with a polymeric grid.
È un secondo oggetto della presente invenzione un procedimento per fabbricare la suddetta pavimentazione resistente al calore comprendente le seguenti fasi operative: A second object of the present invention is a process for manufacturing the aforementioned heat-resistant flooring comprising the following operating steps:
a) applicare su un sottofondo stradale una griglia polimerica; a) apply a polymeric grid to a road surface;
b) realizzare su detta griglia polimerica uno strato di conglomerato bituminoso ad alta porosità ; b) creating a layer of high porosity bituminous conglomerate on said polymeric grid;
c) intasare i pori di detto conglomerato bituminoso mediante iniezione di una malta cementizia, con formazione di uno strato superficiale di conglomerato bituminoso intasato con una malta cementizia. c) clog the pores of said bituminous conglomerate by injecting a cementitious mortar, with the formation of a surface layer of bituminous conglomerate clogged with a cementitious mortar.
La presente invenzione à ̈ descritta facendo riferimento alla figura 1 che illustra una rappresentazione schematica di una pavimentazione resistente al calore secondo la presente invenzione in cui 1 à ̈ uno strato superficiale di conglomerato bituminoso ad alta porosità intasato con malta cementizia, eventualmente additivata con fibre polimeriche e 2 à ̈ una griglia polimerica. The present invention is described with reference to figure 1 which illustrates a schematic representation of a heat resistant pavement according to the present invention in which 1 is a surface layer of high porosity bituminous conglomerate clogged with cement mortar, possibly with additives with polymeric fibers and 2 is a polymer grid.
La pavimentazione stradale secondo la presente invenzione comprende uno strato superficiale 1 di un conglomerato bituminoso ad alta porosità , definito anche conglomerato di tipo “open graded†, in cui i pori sono riempiti da una malta cementizia. The road pavement according to the present invention comprises a surface layer 1 of a high porosity bituminous conglomerate, also known as an â € œopen gradedâ € type conglomerate, in which the pores are filled with a cement mortar.
In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione la malta cementizia à ̈ additivata con fibre polimeriche. In a preferred embodiment of the present invention, the cement mortar is additive with polymeric fibers.
Lo spessore dello strato superficiale 1 Ã ̈ compreso tra 6 e 10 cm, preferibilmente 8 cm. The thickness of the surface layer 1 is between 6 and 10 cm, preferably 8 cm.
Il conglomerato bituminoso ad alta porosità à ̈ realizzato proporzionando opportunamente la pezzatura della componente lapidea, ovvero utilizzando aggregati lapidei e filler in modo da ottenere una granulometria molto discontinua. The high porosity bituminous conglomerate is made by appropriately proportioning the size of the stone component, or using stone aggregates and fillers in order to obtain a very discontinuous grain size.
In accordo alla presente invenzione, il suddetto conglomerato bituminoso comprende filler e una miscela di aggregati lapidei, eventualmente di costituzione mineralogica diversa, quali aggregati silicei, calcarei o basaltici. In accordance with the present invention, the aforesaid bituminous conglomerate comprises fillers and a mixture of stone aggregates, possibly of different mineralogical constitution, such as siliceous, calcareous or basaltic aggregates.
La discontinuità della granulometria della miscela di aggregati lapidei à ̈ ottenuta proporzionando opportunamente aggregati grossi, fini ed eventualmente aggregati appartenenti alle classi granulometriche dei pietrischetti, delle sabbie e delle sabbie fini. The discontinuity of the granulometry of the mixture of stone aggregates is obtained by appropriately proportioning large and fine aggregates and possibly aggregates belonging to the granulometric classes of small stones, sands and fine sands.
Gli aggregati grossi hanno granulometria continua nell’intervallo compreso tra 20 mm e 8 mm (secondo le serie ISO 3310-1 e 3310-2). Il diametro massimo dell’aggregato à ̈ compreso nell’intervallo 20-12 mm ed à ̈ scelto dall’esperto del ramo a seconda dello spessore dello strato superficiale 1. Coarse aggregates have a continuous granulometry in the range between 20 mm and 8 mm (according to the ISO 3310-1 and 3310-2 series). The maximum diameter of the aggregate is included in the range 20-12 mm and is chosen by the expert in the field according to the thickness of the surface layer 1.
Gli aggregati fini hanno granulometria continua nell’intervallo compreso tra 2 mm e 0,075 mm (secondo le serie ISO 3310-1 e 3310-2). The fine aggregates have a continuous granulometry in the range between 2 mm and 0.075 mm (according to the ISO 3310-1 and 3310-2 series).
Preferibilmente, la discontinuità della miscela di aggregati lapidei à ̈ ottenuta miscelando esclusivamente aggregati grossi e fini, ossia non includendo aggregati appartenenti alle classi granulometriche relative ai pietrischetti alle sabbie e alle sabbie fini, ossia aggregati lapidei di diametro compreso tra 8 mm e 2 mm (secondo le serie ISO 3310-1 e 3310-2). In tal caso il rapporto in peso tra gli aggregati grossi e il peso totale della miscela di aggregati lapidei anidra varia da 70% a 80%, mentre il rapporto in peso tra gli aggregati fini e il peso totale della miscela di aggregati lapidei anidra varia quindi da 20% a 30%. Preferably, the discontinuity of the mixture of stone aggregates is obtained by mixing only coarse and fine aggregates, i.e. not including aggregates belonging to the granulometric classes relating to small stones, sand and fine sands, i.e. stone aggregates with a diameter between 8 mm and 2 mm ( according to ISO 3310-1 and 3310-2 series). In this case the weight ratio between the coarse aggregates and the total weight of the anhydrous stone aggregate mixture varies from 70% to 80%, while the weight ratio between the fine aggregates and the total weight of the anhydrous stone aggregate mixture therefore varies. from 20% to 30%.
Nel caso in cui si utilizzino anche le classi granulometriche dei pietrischetti, delle sabbie e delle sabbie fini, queste classi sono presenti nella miscela di aggregati lapidei in quantità compresa tra 0% e 15% in peso rispetto al peso della miscela di aggregati lapidei anidra. In particolare, quando i pietrischetti, le sabbie e le sabbie fini sono presenti in quantità comprese tra il 10 e il 15% in peso rispetto al peso della miscela di aggregati lapidei anidra, gli aggregati grossi sono presenti in quantità variabili tra il 65 e il 70% in peso rispetto al peso della miscela di aggregati lapidei anidra. If the granulometric classes of small stones, sands and fine sands are also used, these classes are present in the mixture of stone aggregates in quantities between 0% and 15% by weight with respect to the weight of the mixture of anhydrous stone aggregates. In particular, when small stones, sands and fine sands are present in quantities between 10 and 15% by weight with respect to the weight of the mixture of anhydrous stone aggregates, the large aggregates are present in quantities ranging between 65 and 70% by weight with respect to the weight of the mixture of anhydrous stone aggregates.
Il filler, contenuto in una quantità compresa tra il 2 e il 4% del peso della miscela di aggregati lapidei anidra, à ̈ indifferentemente calcareo o di cemento. The filler, contained in a quantity between 2 and 4% of the weight of the mixture of anhydrous stone aggregates, is indifferently calcareous or cement.
Il bitume à ̈ di tipo non modificato ed à ̈ impiegato in quantità tali da garantire il solo ricoprimento della miscela di aggregati lapidei. Preferibilmente il bitume nello strato superficiale 1 à ̈ presente in una quantità variabile tra il 2,5% e il 3,5% in peso rispetto al peso della miscela di aggregati lapidei anidra. La classe del bitume da utilizzare à ̈ scelta dall’esperto del ramo in funzione delle caratteristiche climatiche del luogo di applicazione; ad esempio, in climi temperati come quelli mediterranei sono da preferirsi i bitumi appartenenti alle classi 50-70 e 70-100 (come definite dalla norma UNI EN 12591:2002). The bitumen is of the unmodified type and is used in such quantities as to guarantee only the covering of the mixture of stone aggregates. Preferably the bitumen in the surface layer 1 is present in a variable quantity between 2.5% and 3.5% by weight with respect to the weight of the mixture of anhydrous stone aggregates. The class of bitumen to be used is chosen by the expert in the field according to the climatic characteristics of the place of application; for example, in temperate climates such as the Mediterranean ones, bitumens belonging to classes 50-70 and 70-100 (as defined by the UNI EN 12591: 2002 standard) are preferred.
Lo strato di conglomerato bituminoso à ̈ posato sulla fondazione stradale mediante le metodologie di posa con vibrofinitrice e rullo compattatore note allo stato della tecnica. The bituminous conglomerate layer is laid on the road foundation using the laying methods with paver and compactor roller known to the state of the art.
La malta cementizia à ̈ di tipo iperfluido in ragione della presenza di agenti fluidificanti nella polvere cementizia ed à ̈ confezionata in sito dosando un contenuto di acqua pari a circa 1/3 del peso della polvere cementizia. La quantità di malta cementizia impiegata nello strato 1 à ̈ variabile dal 25 al 35% in volume rispetto al volume complessivo del conglomerato bituminoso posato in opera. The cementitious mortar is of the hyperfluid type due to the presence of fluidifying agents in the cementitious powder and is packaged on site by dosing a water content equal to about 1/3 of the weight of the cementitious powder. The quantity of cement mortar used in layer 1 varies from 25 to 35% by volume with respect to the overall volume of the bituminous conglomerate laid on site.
Nel caso dell’impiego di una malta cementizia additivata con fibre polimeriche, le fibre sono dosate in quantità compresa tra 0,15 kg/mc e 0,45 kg/mc di malta cementizia idrata, ovvero in quantità compresa tra 0,5 kg/mc e 1,5 kg/mc di pavimentazione finita. In the case of the use of a cementitious mortar with additive with polymeric fibers, the fibers are dosed in quantities between 0.15 kg / m³ and 0.45 kg / m³ of hydrated cement mortar, or in quantities between 0.5 kg / mc and 1.5 kg / mc of finished flooring.
Le fibre sono aggiunte in impianto all’atto della miscelazione della malta cementizia. The fibers are added in the plant when the cement mortar is mixed.
Ai fini della presente invenzione si possono utilizzare le fibre polimeriche generalmente impiegate nell’ambito delle costruzioni civili. For the purposes of the present invention, the polymeric fibers generally used in the field of civil constructions can be used.
Nell’ambito delle costruzioni civili, infatti, sono utilizzate diverse tipologie di fibre a seconda della funzione cui devono assolvere; sono disponibili sul mercato fibre realizzate con diversi materiali, quali polimeri (e.g. polipropilene, poliacrilonitrile, poliestere), vetro, cellulosa. In fact, in the field of civil constructions, different types of fibers are used depending on the function they have to perform; fibers made with different materials are available on the market, such as polymers (e.g. polypropylene, polyacrylonitrile, polyester), glass, cellulose.
Preferibilmente, secondo la presente invenzione le fibre da impiegarsi sono in polipropilene. Preferably, according to the present invention, the fibers to be used are in polypropylene.
Preferibilmente, le fibre polimeriche (in polipropilene o altro polimero) sono caratterizzate dall’avere lunghezza variabile tra 5 mm e 25 mm, diametro nominale minimo maggiore o uguale a 10 micron e punto di fusione non superiore a 200°C, misurato secondo la ASTM D7138-08. Preferably, the polymeric fibers (in polypropylene or other polymer) are characterized by having a variable length between 5 mm and 25 mm, a minimum nominal diameter greater than or equal to 10 microns and a melting point not exceeding 200 ° C, measured according to the ASTM D7138-08.
L’intasamento dei pori del conglomerato bituminoso à ̈ realizzato per mezzo di iniezioni di malta cementizia fluida, eventualmente additivata con fibre polimeriche, secondo le tecniche e con le apparecchiature note all’esperto del ramo. The clogging of the pores of the bituminous conglomerate is carried out by means of injections of fluid cement mortar, possibly with the addition of polymeric fibers, according to the techniques and equipment known to the expert in the art.
L’intasamento permette di ottenere uno strato superficiale avente uno scheletro litico, costituito da grani di aggregati legati per mezzo della componente bituminosa, racchiuso in una matrice cementizia eventualmente contenente fibre polimeriche. The clogging makes it possible to obtain a surface layer having a lithic skeleton, consisting of grains of aggregates bonded by means of the bituminous component, enclosed in a cement matrix possibly containing polymeric fibers.
Questa particolare combinazione strutturale di conglomerato bituminoso e malta cementizia, eventualmente additivata con fibre polimeriche, conferisce alla pavimentazione elevate proprietà meccaniche e di resistenza al calore, garantendo al tempo stesso un ridotto sviluppo di fumi nocivi in caso di incendio. In particolare, grazie a tale struttura, il problema dello sviluppo di emissioni nocive ed inquinanti non sussiste nel corso della vita utile della pavimentazione. This particular structural combination of bituminous conglomerate and cementitious mortar, possibly with the addition of polymeric fibers, gives the flooring high mechanical properties and heat resistance, while at the same time ensuring a reduced development of harmful fumes in the event of a fire. In particular, thanks to this structure, the problem of the development of noxious and polluting emissions does not exist during the useful life of the flooring.
In particolare, laddove presenti, le fibre polimeriche garantiscono una maggiore resistenza al fuoco della pavimentazione rispetto alla medesima pavimentazione realizzata con malta cementizia non additivata di fibre polimeriche. Le fibre infatti, avendo basso punto di fusione, fondono a temperature comprese tra 1/5 e 1/4 di quelle tipiche degli incendi in galleria. Fondendo, tali fibre liberano degli spazi all’interno della pavimentazione, favorendo la dissipazione delle tensioni di origine termica prodotte dall’incendio sulla pavimentazione e prevenendo i fenomeni di pull-out, tipici dei materiali a matrice cementizia. In particular, where present, the polymeric fibers guarantee greater fire resistance of the flooring compared to the same flooring made with cement mortar without additives of polymeric fibers. In fact, the fibers, having a low melting point, melt at temperatures between 1/5 and 1/4 of those typical of tunnel fires. By melting, these fibers free up spaces inside the flooring, favoring the dissipation of the tensions of thermal origin produced by the fire on the flooring and preventing the pull-out phenomena, typical of cement-based materials.
Per quanto riguarda la durata nel tempo della pavimentazione, questa à ̈ garantita dalla presenza della malta cementizia, che peraltro limita i fenomeni di sgranamento legati alla presenza di solventi (oli) oppure ad azioni meccaniche (frenata, accelerazione di un veicolo). As regards the duration over time of the flooring, this is guaranteed by the presence of cement mortar, which also limits the phenomena of shelling related to the presence of solvents (oils) or to mechanical actions (braking, acceleration of a vehicle).
Preferibilmente, nella pavimentazione oggetto della presente invenzione lo strato superficiale 1 ha la seguente composizione in volume: 20-30% di malta cementizia, eventualmente additivata con fibre polimeriche, 70-80% di conglomerato bituminoso ad alta porosità e 1-3% di vuoti (misurati secondo la norma UNI EN 12697-8:2003). Preferably, in the pavement object of the present invention, the surface layer 1 has the following composition by volume: 20-30% of cement mortar, optionally with the addition of polymeric fibers, 70-80% of high porosity bituminous conglomerate and 1-3% of voids (measured according to the UNI EN 12697-8: 2003 standard).
Lo strato superficiale 1 della pavimentazione stradale secondo la presente invenzione à ̈ accoppiato ad una griglia 2 polimerica, di tipo ortotropo, con irrigidimento in fibra di vetro lungo una direzione preferenziale. The surface layer 1 of the road pavement according to the present invention is coupled to a polymeric grid 2, of the orthotropic type, with stiffening in glass fiber along a preferential direction.
La griglia 2 polimerica, nota allo stato della tecnica e correntemente impiegata nelle costruzioni civili, Ã ̈ costituita da tessuto polimerico (ad esempio polipropilene o poliestere) bidirezionale e da un irrigidimento in fibra di vetro lungo una direzione, tutto impregnato di bitume distillato modificato con plastomeri e/o elastomeri. The polymeric grid 2, known to the state of the art and currently used in civil constructions, is made up of bidirectional polymeric fabric (for example polypropylene or polyester) and a stiffening in glass fiber along one direction, all impregnated with distilled bitumen modified with plastomers and / or elastomers.
Preferibilmente, secondo la presente invenzione, il bitume distillato modificato impregnante à ̈ presente in quantità compresa tra 1,0 kg/mq e 1,5 kg/mq di griglia polimerica (misurato secondo la ASTM D6140-97), mentre il polimero e la fibra di vetro sono a filamenti continui. Preferibilmente, il tessuto polimerico à ̈ un tessuto in polipropilene. Preferably, according to the present invention, the impregnating modified distilled bitumen is present in a quantity comprised between 1.0 kg / m2 and 1.5 kg / m2 of polymeric grid (measured according to ASTM D6140-97), while the polymer and the fiberglass are continuous filaments. Preferably, the polymeric fabric is a polypropylene fabric.
Sempre in una forma preferita della presente invenzione, la griglia 2 polimerica ha resistenza a trazione superiore a 10 kN/m (secondo la ISO 10319) nella direzione di orditura della sola fibra polimerica e resistenza a trazione superiore a 50 kN/m (ISO 10319) nella direzione in cui sono accoppiate le fibre polimeriche e di vetro. Still in a preferred form of the present invention, the polymeric grid 2 has a tensile strength greater than 10 kN / m (according to ISO 10319) in the warping direction of the polymer fiber alone and a tensile strength greater than 50 kN / m (ISO 10319 ) in the direction in which the polymer and glass fibers are coupled.
Ciò permette alla griglia 2 polimerica di assumere comportamento ortotropo, ovvero di garantire un incremento delle prestazioni lungo la direzione del moto dei veicoli, ove oltre alla fibra polimerica continua à ̈ anche presente la fibra di vetro. Ciò permette alla griglia 2 polimerica di presentare maggiore rigidezza nella direzione del moto dei veicoli, così da limitare l’accumulo di deformazioni permanenti (ormaie) sulla pavimentazione. This allows the polymeric grid 2 to assume orthotropic behavior, that is to guarantee an increase in performance along the direction of the motion of the vehicles, where in addition to the continuous polymer fiber there is also the glass fiber. This allows the polymeric grid 2 to present greater stiffness in the direction of the motion of the vehicles, so as to limit the accumulation of permanent deformations (ruts) on the pavement.
Grazie alla differente rigidezza direzionale, la griglia 2 polimerica à ̈ anche in grado di assorbire e distribuire gli sforzi di taglio e trazione derivanti dallo stazionamento e dal movimento dei veicoli. Thanks to the different directional stiffness, the polymer grid 2 is also able to absorb and distribute the shear and traction forces deriving from the parking and movement of the vehicles.
Inoltre, mediante la propria deformazione, la griglia 2 polimerica funge anche da barriera per la risalita sino alla superficie di eventuali fessurazioni degli stati sottostanti, tipicamente causate dalla presenza di acqua nel sottosuolo o da rottura per fatica di eventuali strati legati (a bitume o cemento) sottostanti. Furthermore, through its own deformation, the polymeric grid 2 also acts as a barrier for the rise up to the surface of any cracks in the underlying states, typically caused by the presence of water in the subsoil or by fatigue failure of any bonded layers (bitumen or cement ) below.
La griglia 2 polimerica à ̈ applicata alla fondazione stradale mediante le tecniche note allo stato dell’arte, avendo cura di sovrapporre eventuali giunzioni e di eliminare eventuali assenze di planarità della stessa griglia. The polymeric grid 2 is applied to the road foundation using techniques known to the state of the art, taking care to overlap any joints and to eliminate any absence of planarity of the grid itself.
Preferibilmente, le griglie polimeriche utilizzate per la fabbricazione della pavimentazione oggetto della presente invenzione sono griglie adesive. Normalmente esse hanno una superficie, quella di contatto con il sottofondo stradale o con lo strato preesistente, impregnata di un opportuno adesivo e l’altra superficie termoadesiva, caratterizzata dal fatto che sviluppa il proprio potere adesivo al contatto con il calore del conglomerato bituminoso all’atto della stesa. Preferably, the polymeric grids used for the manufacture of the flooring object of the present invention are adhesive grids. Normally they have a surface, that of contact with the road substrate or with the pre-existing layer, impregnated with a suitable adhesive and the other thermoadhesive surface, characterized by the fact that it develops its adhesive power in contact with the heat of the bituminous conglomerate at the € ™ deed of the spreading.
Nel caso in cui la griglia 2 polimerica non sia di tipo adesivo, nella fabbricazione della pavimentazione oggetto della presente invenzione à ̈ preferibile applicare, tra lo strato superficiale 1 e la griglia 2 polimerica una prima mano d’attacco costituita da un’emulsione bituminosa cationica, nella quale il bitume à ̈ modificato con polimero SBS. In the case in which the polymeric grid 2 is not of the adhesive type, in the manufacture of the flooring object of the present invention it is preferable to apply, between the surface layer 1 and the polymeric grid 2, a first coat of etching consisting of an emulsion cationic bituminous, in which the bitumen is modified with SBS polymer.
Altrettanto preferibile à ̈ applicare una seconda mano d’attacco della medesima emulsione bituminosa anche tra il sottofondo stradale e la griglia 2 polimerica. It is equally preferable to apply a second primer coat of the same bituminous emulsion also between the road substrate and the polymeric grid 2.
La mano d’attacco à ̈ applicata mediante la tecnica della spruzzatura in continuo nota all’esperto del ramo. The attack coat is applied by means of the continuous spraying technique known to the skilled in the art.
Pertanto, il procedimento oggetto della presente invenzione può comprendere, oltre alle fasi a) – c), anche le seguenti fasi operative: Therefore, the process object of the present invention can include, in addition to phases a) - c), also the following operating phases:
a1) prima della fase a), applicare sul sottofondo stradale una prima mano d’attacco in emulsione bituminosa cationica, nella quale il bitume à ̈ modificato con polimero SBS; a1) before step a), apply a first coat of cationic bituminous emulsion to the road substrate, in which the bitumen is modified with SBS polymer;
a2) dopo la fase a) e prima della fase b), applicare sulla griglia (2) polimerica una seconda mano d’attacco in emulsione bituminosa cationica, nella quale il bitume à ̈ modificato con polimero SBS. a2) after phase a) and before phase b), apply a second coat of cationic bituminous emulsion to the polymeric grid (2), in which the bitumen is modified with SBS polymer.
La mano d’attacco à ̈ posata in una quantità compresa tra 1,0 kg/mq e 2,0 kg/mq di superficie rivestita tra il sottofondo esistente e la griglia 2 polimerica (prima mano) ed in quantità compresa tra 0,5 kg/mq e 1,5 kg/mq tra la griglia 2 polimerica e lo strato superficiale 1 (seconda mano). The priming coat is laid in a quantity between 1.0 kg / m2 and 2.0 kg / m2 of coated surface between the existing substrate and the polymer grid 2 (first coat) and in a quantity between 0, 5 kg / m2 and 1.5 kg / m2 between the polymer grid 2 and the surface layer 1 (second coat).
L’applicazione dell’emulsione bituminosa offre il vantaggio ulteriore di assorbire gli sforzi di taglio e trazione derivanti dallo stazionamento e dal movimento dei veicoli e di trasferirli al sottofondo stradale senza mutui scorrimenti sia tra detto sottofondo e la griglia 2 polimerica sia tra detta griglia 2 polimerica e lo strato superficiale 1. The application of the bituminous emulsion offers the further advantage of absorbing the shear and traction forces deriving from the parking and movement of the vehicles and transferring them to the road substrate without mutual sliding both between said substrate and the polymeric grid 2 and between said polymer grid 2 and surface layer 1.
La pavimentazione stradale secondo la presente invenzione à ̈ realizzabile su diversi tipi di sottofondo stradale. Grazie alle caratteristiche di rigidezza e deformabilità , che sono intermedie tra quelle dei conglomerati legati a bitume e quelle dei conglomerati legati a cemento, la pavimentazione secondo la presente invenzione ed il relativo procedimento di fabbricazione risultano particolarmente adeguati per il ricoprimento di superfici costituite da solette in calcestruzzo, fondazioni legate a cemento (misti cementati) e non legate (misti granulari) oppure superfici in conglomerato bituminoso. Ciò à ̈ dovuto, in particolare, al fatto che la deformabilità della pavimentazione oggetto della presente invenzione à ̈ compatibile con quella dei materiali che costituiscono i succitati sottofondi. The road pavement according to the present invention can be made on different types of road substrate. Thanks to the characteristics of stiffness and deformability, which are intermediate between those of conglomerates bound to bitumen and those of conglomerates bound to cement, the flooring according to the present invention and the relative manufacturing process are particularly suitable for covering surfaces consisting of slabs in concrete, foundations bonded to cement (mixed cemented) and non-bonded (mixed granular) or surfaces in bituminous conglomerate. This is due, in particular, to the fact that the deformability of the flooring object of the present invention is compatible with that of the materials that make up the aforementioned substrates.
Come detto, l’intasamento dei pori del conglomerato bituminoso à ̈ realizzato per mezzo di iniezioni di malta cementizia fluida, eventualmente additivata con fibre polimeriche, secondo le metodologie note allo stato della tecnica. La miscelazione della polvere cementizia con acqua (in rapporto in peso pari a circa 1 a 3) avviene in apposito miscelatore meccanico provvisto di dosatori a peso. La medesima tipologia di dosatore à ̈ utilizzata per l’addizione delle fibre polimeriche nel corso della miscelazione della malta cementizia. As mentioned, the clogging of the pores of the bituminous conglomerate is achieved by means of injections of fluid cement mortar, possibly with the addition of polymeric fibers, according to the methods known to the state of the art. The mixing of the cementitious powder with water (in a weight ratio of approximately 1 to 3) takes place in a special mechanical mixer equipped with weight dispensers. The same type of dispenser is used for the addition of polymeric fibers during the mixing of the cement mortar.
Preferibilmente, nel conglomerato bituminoso ad alta porosità realizzato nella fase b) del procedimento secondo la presente invenzione il peso del bitume rispetto al peso della miscela di aggregati lapidei anidra à ̈ compreso tra 2,5% e 3,5%. Preferably, in the high porosity bituminous conglomerate carried out in step b) of the process according to the present invention, the weight of the bitumen with respect to the weight of the mixture of anhydrous stone aggregates is comprised between 2.5% and 3.5%.
Preferibilmente, la malta cementizia eventualmente additivata con fibre polimeriche, Ã ̈ iniettata nella fase c) del procedimento secondo la presente invenzione in un rapporto in volume pari al 20-30% rispetto al volume del conglomerato bituminoso posato in opera. Preferably, the cementitious mortar possibly with the addition of polymeric fibers, is injected in step c) of the process according to the present invention in a volume ratio equal to 20-30% with respect to the volume of the bituminous conglomerate laid on site.
Il procedimento sopra descritto à ̈ di facile e rapida attuazione con le tecniche e mediante le apparecchiature note dallo stato della tecnica. Esso risulta, quindi, applicabile sia per la realizzazione di nuove pavimentazioni sia per la manutenzione di pavimentazioni esistenti, dove à ̈ possibile eseguire anche ripristini localizzati anche in strati sottili (inferiori a ca. 2 cm) opportunamente variando la granulometria degli aggregati lapidei. The procedure described above is easy and rapid to implement with the techniques and by means of the apparatuses known from the state of the art. It is therefore applicable both for the construction of new floors and for the maintenance of existing floors, where it is also possible to perform localized restorations even in thin layers (less than approx. 2 cm) by suitably varying the grain size of the stone aggregates.
I vantaggi offerti dalla presente invenzione rispetto allo stato della tecnica sono molteplici. The advantages offered by the present invention with respect to the state of the art are many.
La pavimentazione secondo la presente invenzione, in particolare nella forma di realizzazione che prevede l’impiego di malta cementizia additivata con fibre polimeriche, presenta una deformabilità per esposizioni prolungate ad elevate temperature e alle fiamme dirette comparabile con quelle delle pavimentazioni in calcestruzzo. The flooring according to the present invention, in particular in the embodiment which provides for the use of cement mortar with additive with polymeric fibers, has a deformability for prolonged exposure to high temperatures and direct flames comparable to those of concrete flooring.
Tuttavia, il procedimento di fabbricazione à ̈ decisamente più semplice rispetto a quello delle pavimentazioni in calcestruzzo e, quindi, adatto sia per nuove realizzazioni sia per interventi manutentivi, soprattutto in gallerie stradali dove à ̈ fondamentale ridurre il più possibile i tempi d’opera. However, the manufacturing process is decidedly simpler than that of concrete flooring and, therefore, suitable for both new constructions and maintenance interventions, especially in road tunnels where it is essential to reduce work times as much as possible. .
La particolare struttura e composizione della pavimentazione secondo la presente invenzione, poi, prevengono lo sviluppo di fumi nocivi e di emissioni inquinanti a seguito di riscaldamento, con evidenti vantaggi rispetto all’impiego di conglomerati bituminosi tradizionali. The particular structure and composition of the pavement according to the present invention also prevent the development of noxious fumes and polluting emissions following heating, with obvious advantages over the use of traditional bituminous conglomerates.
Queste caratteristiche rendono la pavimentazione secondo la presente invenzione particolarmente adeguata per la realizzazione di pavimentazioni di gallerie stradali, dove grazie al loro impiego à ̈ possibile aumentare gli standard di sicurezza e di protezione dell’ambiente. These characteristics make the pavement according to the present invention particularly suitable for the construction of road tunnel pavements, where, thanks to their use, it is possible to increase the safety and environmental protection standards.
La pavimentazione stradale oggetto della presente invenzione ed il relativo procedimento di fabbricazione, inoltre, sono utilizzabili per rivestire diverse tipologie di sottofondi stradali. The road pavement object of the present invention and the relative manufacturing process, moreover, can be used to cover different types of road foundations.
Il seguente esempio di realizzazione à ̈ fornito a mero scopo illustrativo della presente invenzione e non deve essere inteso in senso limitativo dell’ambito di protezione definito dalle accluse rivendicazioni. The following embodiment is provided merely for illustrative purposes of the present invention and must not be construed as limiting the scope of protection defined by the attached claims.
Esempio 1 Example 1
Una pavimentazione stradale resistente al calore à ̈ stata realizzata in accordo alla presente invenzione, con riferimento allo schema di Figura 1, come di seguito descritto. A heat-resistant road pavement has been made in accordance with the present invention, with reference to the diagram of Figure 1, as described below.
Strato superficiale 1 in conglomerato bituminoso poroso intasato con una malta cementizia additivata con fibre, avente le seguenti caratteristiche: Surface layer 1 in porous bituminous conglomerate clogged with a cementitious mortar with fiber additives, having the following characteristics:
- spessore pari a 8 cm; - thickness equal to 8 cm;
- modulo elastico pari a 7000 MPa misurato alla temperatura di 20°C secondo la norma UNI EN 12697-26:2004; - elastic modulus equal to 7000 MPa measured at a temperature of 20 ° C according to the UNI EN 12697-26: 2004 standard;
- bitume ordinario non modificato di classe 50/70 secondo la norma UNI EN 12591:2002; - ordinary unmodified bitumen of class 50/70 according to the UNI EN 12591: 2002 standard;
- contenuto di bitume pari a 3% in peso rispetto al peso della miscela di aggregati; - bitumen content equal to 3% by weight with respect to the weight of the aggregate mixture;
- contenuto di filler di cemento pari a 3% in peso rispetto al peso della miscela di aggregati lapidei anidra; - cement filler content equal to 3% by weight with respect to the weight of the mixture of anhydrous stone aggregates;
- componente lapidea, avente granulometria discontinua di tipo “open graded†, costituita da una miscela di aggregati silicei, calcarei e basaltici, avente la seguente composizione percentuale (percentuali riferite al peso complessivo della miscela di aggregati anidri): 65% di aggregati grossi (diametro compreso tra 20 mm e 8 mm secondo le serie ISO 3310-1 e 3310-2), 5% di aggregati appartenenti alla classe dei pietrischetti, delle sabbie e sabbie fini (diametro compreso tra 8 mm e 2 mm secondo le serie ISO 3310-1 e 3310-2), 30% di aggregati fini (diametro compreso tra 2 mm e 0 mm secondo le serie ISO 3310-1 e 3310-2); - stone component, with discontinuous granulometry of the â € œopen gradedâ € type, consisting of a mixture of siliceous, calcareous and basaltic aggregates, having the following percentage composition (percentages referring to the total weight of the mixture of anhydrous aggregates): 65% of large aggregates (diameter between 20 mm and 8 mm according to the ISO 3310-1 and 3310-2 series), 5% of aggregates belonging to the class of small stones, sands and fine sands (diameter between 8 mm and 2 mm according to the ISO series 3310-1 and 3310-2), 30% of fine aggregates (diameter between 2 mm and 0 mm according to the ISO 3310-1 and 3310-2 series);
- malta cementizia iperfluida additivata con fibre in polipropilene in quantità pari al 33% in volume rispetto al volume totale dello strato superficiale 1; la malta à ̈ stata ottenuta miscelando per ogni kg di polvere cementizia 350 g di acqua; ad ogni metro cubo di malta sono stati additivati 0,30 kg di fibre in polipropilene con lunghezza di 10 mm e diametro nominale minimo di 20 micron. - hyper-fluid cementitious mortar with additive with polypropylene fibers in a quantity equal to 33% by volume with respect to the total volume of the surface layer 1; the mortar was obtained by mixing 350 g of water for each kg of cement powder; 0.30 kg of polypropylene fibers with a length of 10 mm and a minimum nominal diameter of 20 microns were added to each cubic meter of mortar.
- composizione in volume dello strato superficiale 1: 23% in volume di malta cementizia iperfluida additivata con fibre in polipropilene, 75% di conglomerato bituminoso ad alta porosità e 2% di vuoti (misurati secondo la norma UNI EN 12697-8:2003). - composition by volume of the surface layer 1: 23% by volume of hyperfluid cement mortar with additive with polypropylene fibers, 75% of high porosity bituminous conglomerate and 2% of voids (measured according to the UNI EN 12697-8: 2003 standard).
Griglia 2 polimerica ortotropa con irrigidimento in fibra di vetro lungo una direzione, avente le seguenti caratteristiche: Grid 2 orthotropic polymeric with fiberglass stiffening along one direction, having the following characteristics:
- griglia in fibre polipropileniche e di vetro a filamento continuo; - continuous filament polypropylene fiber and glass grid;
- quantità di bitume impregnante pari a 1,5 kg/mq di superficie della griglia (ASTM D6140-97); - quantity of impregnating bitumen equal to 1.5 kg / m2 of grid surface (ASTM D6140-97);
- resistenza a trazione pari a 15 kN/m (ISO 10319) nella direzione di orditura della sola fibra polimerica; - tensile strength equal to 15 kN / m (ISO 10319) in the warping direction of the polymer fiber only;
- resistenza a trazione pari a 60 kN/m (ISO 10319) nella direzione di orditura in cui sono accoppiate la fibra polimerica e la fibra di vetro. - tensile strength equal to 60 kN / m (ISO 10319) in the warping direction in which the polymeric fiber and the glass fiber are coupled.
Tra la griglia 2 polimerica e il sottofondo stradale à ̈ stata interposta una prima mano di attacco, realizzata con emulsione bituminosa cationica, nella quale il bitume à ̈ modificato con polimero SBS, posata in una quantità pari a 1 kg per ogni metro quadrato di superficie lavorata. A first etching coat was interposed between the polymer grid 2 and the road substrate, made with cationic bituminous emulsion, in which the bitumen is modified with SBS polymer, laid in a quantity equal to 1 kg for each square meter of surface. worked.
Tra lo strato superficiale 1 e la griglia 2 polimerica à ̈ stata interposta una seconda mano di attacco, realizzata con emulsione bituminosa cationica, nella quale il bitume à ̈ modificato con polimero SBS, posata in una quantità pari a 2 kg per ogni metro quadrato di superficie lavorata. A second etching coat was interposed between the surface layer 1 and the polymeric grid 2, made with cationic bituminous emulsion, in which the bitumen is modified with SBS polymer, applied in a quantity equal to 2 kg for each square meter of machined surface.
Test di laboratorio hanno evidenziato una resistenza a compressione dello strato superficiale 1, misurata su campioni cubici di lato 5 cm dopo 120 minuti di esposizione a fiamma libera di idrocarburi con temperatura di circa 400°C, intermedia tra quella rilevata su campioni di conglomerato bituminoso e di calcestruzzo. È stato rilevato un rapporto pari a circa 10 tra la resistenza a compressione residua (dopo esposizione alla fiamma libera) dello strato superficiale 1 e quella del conglomerato bituminoso. Laboratory tests have shown a compressive strength of the surface layer 1, measured on cubic samples with a 5 cm side after 120 minutes of exposure to open flame of hydrocarbons with a temperature of about 400 ° C, intermediate between that detected on samples of bituminous conglomerate and concrete. A ratio of approximately 10 was found between the residual compressive strength (after exposure to open flame) of the surface layer 1 and that of the bituminous conglomerate.
Tale rapporto à ̈ risultato conservato anche tra le resistenze di campioni in calcestruzzo e quelli realizzati con il materiale dello strato superficiale 1. This relationship was also preserved between the resistances of concrete samples and those made with the material of the surface layer 1.
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