PROGETTO E GESTIONE DELLE SOVRASTRUTTURE STRADALI

Crediti: 
9
Settore scientifico disciplinare: 
STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI (ICAR/04)
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Il corso si prefigge di dare allo studente gli strumenti e le conoscenze necessarie per:
• comprendere il comportamento meccanico e le prestazioni dei materiali impiegati nelle costruzione delle sovrastrutture stradali, ferroviarie ed aeroportuali;
• comprendere le problematiche connesse con la progettazione e la messa in opera dei diversi materiali;
• affrontare la progettazione delle pavimentazioni flessibili.

Prerequisiti

Costruzioni di Strade Ferrovie ed Aeroporti

Contenuti dell'insegnamento

II corso introduce lo studente alle problematiche riguardanti la vita utile di una infrastruttura viaria.
A tale proposito si affrontano i concetti fondamentali alla base di un processo di pianificazione della
manutenzione, necessario per garantire un livello funzionale adeguato, finalizzato alla corretta
individuazione degli interventi necessari da sottoporre ad un processo decisionale in termini di
tipologia, ubicazione, tempistica e valutazione economica
Programma :
Manutenzione delle infrastrutture stradali
II problema della manutenzione. Pianificazione e fasi della manutenzione.
Gestione della manutenzione e "Terotecnologia" Scienza della Conservazione: complesso di operazioni ed attività tese a conservare le caratteristiche funzionali e strutturali: con l'adeguamento della strada al traffico ed alle conoscenze tecniche del momento.
Pianificazione della manutenzione per le pavimentazioni stradali
Tipologie di sovrastrutture stradali. Rilevamento dati e analisi dei possibili interventi. Tecniche di rilievo delle degradazioni. Catalogo dei dissesti. Rilievo visivo e strumentale degli ammaloramenti.
Deflettometro a massa battente FWD. Trave Benkelmann. Metodo empirico per il dimensionamento di uno strato di rinforzo. Determinazione della vita residua di una pavimentazione sulla base di misure deflettometriche statiche. Aderenza. Misure di aderenza e di rugosità superficiale. Metodi di misura della macrorugosità geometrici e prestazionali. Caratterizzazione della macrorugosità con la geometria dei frattali. Metodi di misura della microrugosità. Apparecchio portatile a pendolo (skid tester). Misure di regolarità: International Roughness Index (IRI) e analizzatore del profilo longitudinale (APL). Rumorosità: richiami di acustica. Modelli per la previsione del rumore dovuto al traffico stradale. Interventi (attivi e passivi) per la riduzione delle emissioni acustiche provocate dai veicoli. Proprietà acustiche delle pavimentazioni stradali. Generazione e propagazione, metodi di misura ed influenza delle caratteristiche superficiali. Conglomerati drenanti fonoassorbenti (CDF). Pavimentazioni eufoniche.

Dissesti nelle pavimentazioni flessibili in conglomerato bituminoso
Tipologie di fessurazioni. Fessurazioni a pelle di coccodrillo. Fessurazioni di bordo. Fessurazioni di riflessione. Fessurazione da ritiro. Fessurazioni da scorrimento. Tipologie di distorsioni. Ormaie.
Ondulazioni e scorrimenti. Depressioni. Scorrimenti. Rigonfiamenti. Depressioni per scavi di sottoservizi. Tipologie di disintegrazioni. Buche. Sfaldamenti. Perdite di aderenza. Trasudamento del bitume (bleeding). Levigatura degli aggregati superficiali.
Testi di Riferimento :
- Istruzioni sulla pianificazione della manutenzione stradale - B.U. CNR n. 125/8
- Asphalt inpavement maintenance - Thè Asphalt Institute, Manual Series 16.
- Modern Pavement Management - R. Haas, W. R. Hudson, J. Zaniewski - Krieger publishing
company.
- Pavement Management for Airports, Roads, and Parking Lots - M. Y. Shahin - Kluwer
Academic Publishers

Programma esteso

I MATERIALI
1-Materiali per la costruzione dei rilevati
Terre da rilevato: caratteristiche e tipologie
Materiali di riciclo per la costruzione dei rilevati: caratteristiche e tipologie
2-Terre stabilizzate
Stabilizzazione a calce: materiali idonei, caratteristiche del legante, caratteristiche fisico-meccaniche delle terre stabilizzate, progetto delle miscele.
Stabilizzazione con leganti idraulici: materiali idonei, caratteristiche dei leganti, caratteristiche fisico-meccaniche delle terre stabilizzate, progetto delle miscele
3-Aggregati lapidei
Caratteristiche funzionali degli aggregati
Misti granulari “naturali”: caratteristiche e tipologie
Misti granulari “di riciclo”: caratteristiche e tipologie
4-Misti cementati
Composizione e caratteristiche dei misti cementati
Prestazioni e progetto delle miscele
5-Bitumi
Bitumi naturali
Bitumi modificati
Caratteristiche fisico-meccaniche dei bitumi e reologia dei bitumi
Caratterizzazione prestazionale dei bitumi (protocollo SHRP)
6-Emulsioni bituminose
Caratteristiche fisico-chimiche delle emulsioni bituminose
Caratterizzazione delle emulsioni
7-Conglomerati bituminosi
Tipologie e composizione dei conglomerati bituminosi
Proprietà meccaniche e prestazionali dei conglomerati bituminosi
Progetto delle miscele

PROGETTO E REALIZZAZIONE DELLE SOVRASTRUTTURE
1-Rilevati
Caratteristiche funzionali dei piani di posa dei rilevati
Schema strutturale e prestazioni dei rilevati
Metodologie e attrezzature per la realizzazione dei rilevati
Metodologie e attrezzature per la stabilizzazione delle terre
Metodologie di controllo qualità
2-Caratteristiche funzionali delle pavimentazioni
Tipologie delle pavimentazioni
Interazione veicolo-pavimentazione
Il carico veicolare: analisi del traffico e definizione di asse equivalente
Influenza della temperatura e delle condizioni ambientali.
3-Tensioni e deformazioni nelle pavimentazioni
Modelli costitutivi e caratterizzazione dei materiali
Teoria del sistema multistrato
4-Prestazioni delle pavimentazioni
Il fenomeno della fatica
Creep dinamico e creep statico
Innesco e propagazione delle fessure.
5-Metodi di calcolo delle pavimentazioni flessibili
Il metodo della AASHTO 2002 Design Guide
Il metodo dell’Asphalt Institute
Il metodo MnPave del Minnesota Department of Transportation
Il metodo Bisar della Shell
6-Modalità costruttive di una pavimentazione flessibile
Organizzazione dei lavori e condizioni operative
Metodologie e attrezzature per la messa in opera dei misti granulari.
Impermeabilizzazioni, mani d’ancoraggio e mani d’attacco.
Metodologie e attrezzature per la stesa dei conglomerati bituminosi
Metodologie di controllo qualità.

MANUTENZIONE DELLE INFRASTRUTTURE STRADALI
II problema della manutenzione. Pianificazione e fasi della manutenzione.
Gestione della manutenzione e "Terotecnologia" Scienza della Conservazione: complesso di operazioni ed attività tese a conservare le caratteristiche funzionali e strutturali: con l'adeguamento della strada al traffico ed alle conoscenze tecniche del momento.
Pianificazione della manutenzione per le pavimentazioni stradali
Tipologie di sovrastrutture stradali. Rilevamento dati e analisi dei possibili interventi. Tecniche di rilievo delle degradazioni. Catalogo dei dissesti. Rilievo visivo e strumentale degli ammaloramenti.
Deflettometro a massa battente FWD. Trave Benkelmann. Metodo empirico per il dimensionamento di uno strato di rinforzo. Determinazione della vita residua di una pavimentazione sulla base di misure deflettometriche statiche. Aderenza. Misure di aderenza e di rugosità superficiale. Metodi di misura della macrorugosità geometrici e prestazionali. Caratterizzazione della macrorugosità con la geometria dei frattali. Metodi di misura della microrugosità. Apparecchio portatile a pendolo (skid tester). Misure di regolarità: International Roughness Index (IRI) e analizzatore del profilo longitudinale (APL). Rumorosità: richiami di acustica. Modelli per la previsione del rumore dovuto al traffico stradale. Interventi (attivi e passivi) per la riduzione delle emissioni acustiche provocate dai veicoli. Proprietà acustiche delle pavimentazioni stradali. Generazione e propagazione, metodi di misura ed influenza delle caratteristiche superficiali. Conglomerati drenanti fonoassorbenti (CDF). Pavimentazioni eufoniche.

Dissesti nelle pavimentazioni flessibili in conglomerato bituminoso
Tipologie di fessurazioni. Fessurazioni a pelle di coccodrillo. Fessurazioni di bordo. Fessurazioni di riflessione. Fessurazione da ritiro. Fessurazioni da scorrimento. Tipologie di distorsioni. Ormaie.
Ondulazioni e scorrimenti. Depressioni. Scorrimenti. Rigonfiamenti. Depressioni per scavi di sottoservizi. Tipologie di disintegrazioni. Buche. Sfaldamenti. Perdite di aderenza. Trasudamento del bitume (bleeding). Levigatura degli aggregati superficiali.
Testi di Riferimento :
- Istruzioni sulla pianificazione della manutenzione stradale - B.U. CNR n. 125/8
- Asphalt inpavement maintenance - Thè Asphalt Institute, Manual Series 16.
- Modern Pavement Management - R. Haas, W. R. Hudson, J. Zaniewski - Krieger publishing
company.
- Pavement Management for Airports, Roads, and Parking Lots - M. Y. Shahin - Kluwer
Academic Publishers

Bibliografia

Appunti delle lezioni forniti direttamente agli studenti
Yang H. Huang, “Pavement Analysis and Design”, Prentice Hall
M.Y. Shahin, “Pavement Management for airports, roads and parking lots”, KAP

Metodi didattici

Lezioni frontali, esercitazioni in classe e in laboratorio

Modalità verifica apprendimento

Prova scritta.
Lo studente, con la prova scritta, dovrà dimostrare di possedere una complessiva conoscenza degli argomenti del corso. L'esposizione dovrà essere corretta e con appropriata terminologia tecnica. La valutazione massima viene conseguita quando ad una conoscenza approfondita delle tematiche è associata una brillante esposizione

Altre informazioni

E' consigliata la frequenza del corso.