Dimensionamento sovrastrutture

Elementi di maggior dettaglio saranno visti nei corsi di sovrastrutture. 7

Finalità delle sovrastrutture:• Sicurezza• Confort

Quesra finalità è comunque delineata dai vincoli finanziari/economici(manutenzione, interferenze con traffico)

Peculiarità• gli effetti prodotti dal peso proprio sono trascurabili(per sovrastruttura intendiamo

Fondazione binder usura) (attenzione il sottofondo è la parte alta del rilevato). Solo in condizioni eccezionali il pacchetto raggiunge lo spessore di un metro.

• Risultano determinanti i carichi accidentali per entità e tipologia: ripetizione, sovrapposizione, in relazione alle caratteristiche dei materiali (reazioni) diversi e influenzati da condizionamenti ambientali

,Le sollecitazioni nell'analisi dei carichi è importante analizzare i cambiamenti, gli elementi che interferiscono con le caratteristiche meccaniche del mio materiale, ci riferiamo alla formazione del ghiaccio, ma anche il percolato o delle infiltrazioni di acqua. Queste con il gelo possono cambiare di volume innescando strani processi.

Le forze di taglio sono quasi interamente sopportate dagli strati superficiali. Avere uno strato più capace a sopportare le sollecitazioni di taglio migliorava le prestazioni dell'intero pacchetto.La sollecitazione traferita dipende dalle caratteristiche dello strato e dobbiamo quindi conoscere come lo strato si comporta. C'è una forta variabilità se si cambia il legame, idraulico idrocarburico, cambia la messa in opera, gli inerti che costituiscono gli strati legati non sono inerti con caratteristiche prestazionali abbastanza comuni, ma devo avere delle caratteristiche meccaniche di un certo pregio, materiale ambientalmente intoccabile. Siccome dobbiamo intervenire su infrastrutture esistente i nostri ambiti di ricerca vanno verso materiale improprio, ma purtroppo questi li devo conoscere e caratterizzare ed ecco le difficoltà di confrontarsi con questi materiali nuovi.Si fa ricorso a due metodologie:Metodo teorico Metodo empirico

I metodi teorici o razionali sono quelli che utilizzano il mutilistrato elastico ed hanno la grossa forza di essere un semispazio elastico, omogeneo ed isotropo(tutto questo non è assolutamente da prendere ed accettare per buono). E' necessario sia accogliere le interferenze sia caratterizzare ogni strato con un modulo elastico ed un coefficente di poisson. Per l'uso di questi metodi è indispensabile l'utilizzo di software di calcolo molto complessi, gli utlimi studiano gli elementi finiti della nostra pavimentazione.

Nella materia più bieca spesso viene utilizzato il catalogo, passo avanzato, tempo addietro confrontandosi con un costruttore questo effettuava il pacchetto X indipendentemente dai carichi dalle caratteristiche prestazionali della sovrastruttura ecc.

Bisogna capire se assunta una condizione generica che si verifica per il 95% delle situazioni i casi fuori il 5% come si comporta fuori da queste situazioni. Nel catalogo viene caratterizzato il sottofondo con la portanza, cbr, ed a seconda del numero di passaggi di veicoli commerciali posso scegliere una tipologia di pavimentazioni.

Il limite di spessore di usura può essere anche di 3cm. Uno strato drenante non potrebbe però essere costruito. I 5 cm è stato necessario per realizzare una pavimentazione drenante.Un motivo per cui non si utilizza il drenante è proprio perchè non posso utilizzare 3cm, ma devo farne assolutamente di 5cm. C'è un aumento del 20%.Il modello essenziale, qualora ci confrontassimo, qual'ora lo utilizzassimo o stessitìmo analizzando un progetto, con i cataloghi, noi dobbiamo verificare le condizioni a base della progettazione e studiare caso per caso le condizioni non verificate, vedere che vengan rispettate il 95% delle situazioni.

Metodi empiriciEffettuati su campi prova e si monitora il decadimento.

1960 Road note 291960 AASHO Road Test1961 AASHO Interim Guide for the Design of rigid and Flexible Pavements1972 AASHTO Interim Guide for the Design of Pavements Structures1993 AASHTO Guide for the Design of Pavement Structures

La Progettazione è sempre basata sul Serviceability-Performance Concept

Sul questo sistema di analisi di decadimento, utilizzato dall AASHO ma già usato simile nel Road Test, è la prestaizone qualunque sia la messa in opera ecomposizione, qualunque sia è solo teorico e si fa tesoro di leggi teoriche e esperienze.

1) Garantire all'utenza una marcia sicura e confortevole2) Il comfort di guida è determinato dalla percezione soggettiva dell'utenza3) L'idoneità di una pavimentazione allo scopo per cu è stata costruita è quindi espressa con un

giudizio soggettivo(assumere che una marcia sicura e quindi dare una misrua della sicurezza è molto difficile. Confrotevole è difficile definirlo per i raggi verticali, non è puntuale, quale parte viene assorbita dalle sospensioni e così via, quindi il passaggio da pnt 3 al 4 è di una difficoltà sostanziale. Questi giudizi di prestazioni legati alla sicurezza non possono essere soggettivi, ma elementi oggettivi. Riportare tutto ad un numero deve implicare determinate garanzie e tutti noi dobbiamo capire quali sono le caratteristiche della nostra infrastruttura. Queste prestazini hanno un decadimento abbastanza complesso da seguire nel tempo. Perchè le variabili cioè il materiale(decadimento strutturale), la messa in opera del materiale(le condizioni di isotropia omogeneità ecc io posso tenerle sotto controllo solo con la corretta messa in opera), attendibilità dei dati di traffico(previsioni per 20anni). Se le previsioni cambiano dopo 20 anni o dopo 10 anni

4) L'idoneità può essere valutata anche attraverso la misura di caratteristiche fisiche oggettive della pavimentazione.

5) La prestazione che ci aspettiamo da una pavimentazione può essere rappresentata in termini di variazione nel tempo(ripetizioni di carico) del livello di idoneità

Se il mio traffico imporvvisamente raddoppia, come la mia sovrastruttura sopporta questo imprevisto? Malissimo? Allora dovrò dimensionare anche in funzione dell'attendibilità della prospettiva del traffico.Il decadimento qual'ora non avessi eventi eccezionali(l'introduzione di una area industriale lì dove non era prevista, un cantiere vicino) io avrò una certa curva di performance, in gergo le curve di decadimento, ogni tipo di materiale ha un andamento più o meno verticale. All'aumentare del carico noi abbiamo un decadimento e la forma è pressochè sempre simile fino a raggiungere una

prestazione finale, nel calcolo delle mie prestazioni facico riferimento al PSI.Attraverso uno schema logico io calcolo il numero di assi e tengo conto di come va la mia pavimentazione.

Variabili per il dimensionamento• analisi dei carichi accidentali

◦ si considra il traffico pesante, intendendo per esso carico su ruota >1t(per ogni asse)◦ effetti delle tipologie di asse per la sovrapposizione degli effetti(rapporti di equivalenza

dei carichi)◦ il traddico sulla singola corsia, per viabilità a 4 corsie si ipotizza sulla corisa interna

dell'80%◦ il traffico è calcolato come n di passaggi globale nell'arco di vita utile o “periodo di

servizio”• Caratteristiche del sottofondo(portanza)• Livello di funzionalità

◦ Misura del decadimento funzionale tramite il PSI ◦ Giudizio di utenti qualificati f(%superficie fessurata,% buche, profondità ormaie,

….ecc)◦ Serve per definire e prevedere come si effettueranno gli interventi di manutenzione che

mi riportino il mio grado di prestazione iniziali, questi elementi di ripresa sono la manutenzione e devono essere tenuti n conto nel progetto della infrstruttura. Allungando la vita utile potrei avere dei vantaggi in terminieconomici, di disagi per il posizionamento del cantiere ecc.

• Vita utile ◦ Periodo di tempo oltre il quale si prevede il rifacimento (PSI <1,5) per il progetto di

manutenzione deve considerarsi il “Periodo di servizio” come l'intervallo temporale entro cui la pavimentazione non necessiti di interventi strutturali.

Per capire meglio il concetto dell'equivalenza dei carichi è necessario saper leggere una tabella.Noi possiamo come impresa aggiungere il 5 d'obbligo, una integrazione dei lavori, esiste oggi un termine analogo che va a definire la responsabilità del progettista.

Come si ci inventa il valore di PSI? Esistono pareri concordanti che vengono fuori dal parere di utenti qualificati. La perplessità della professoressa viene trasferita con una domanda:E' più pericolosa una buca 5cm o due buche profonde 1 cm, è più pericoloso avere una superficie completamente ammalorata o una sola buca nascosta dietro una curva?

Stabilendo la vita utile stabilisco dopo quanto prevedo di effettuare degli interventi di manutenzione e in questo intervallo temporale nel mio progetto devo tenere in conto i periodi manutentivi per quel fenomeno sopra citato.

Note le variavili, nell'arco del periodo di servizio, in base ad uno spettro di carichi....Individuazione dell'iundice di spessore Proifetto: Scelta dei materiali per il dimensionamento degli spessori, verificato l'indice di spessore

Il processo iterativo deve venire in mente ogni volta che si parla di progetto.

Is= ah1 + bh2 + ch3

L'indice di spessore è un indice non è uno spessore della pavimentazione. Oscilleremo come usura tra i 3-5cm e quindi l'elemento variabile è il binder, la base è un elemento abbastanza significativo ed in situazioni di basso traffico è uso farsi carico di tutte le responsabilità e sopperire alla fondazione. Questo è grave perchè la base essendo un materiale legato, siccome ouò garantire quelle prestazioni di omogeneità mi affido più a quella che non ad una fondazione in materiale sciolto, che è meno controllabile, preferisco spendere di più.L'ottimizzazione è legata ai costi ed ai possibili interventi di manuitenzione.

Queste variabili come le utilizziamo per capire un dimensionamento del nostro pacchetto? L'espressione tipica del metodo AASHTO Interim Guide

Metodo basato su un processo iterativo per l'ottimo finanziario

Ripetizione di carichi= f(SN) + f(funzionalità) +F(caratteristiche sottofondo) + f(fattore climatico)

In funzione di tutte queste grandezze devo offrire prestazioni accettabili ad un certo numero di carichi, allora si capisce che anche nella stessa espressione la variabile indipendentente non è la ripetizione dei carichi. Noi abbiamo un processo di verifica continuo.I tot carichi ipotizzati corrispondono al mio traffico di progetto?Abbiamo parlato di tutte le variabili. Nel nostro caso il fatttore climatico è 0,9 perchè abbiamo una caratterizzazione geografica nazionale molto omogeneo, questo nasce negli USA e va da climi molto vari dal canada alla florida ed escursioni termiche molto forti.Nell'algoritmo presente nelle sldies si tiene conto di una dimensione teorica.Si tiene conto del livello prestazionale, si parte da una condizione di ottimo per arrivare ad un PSI finale, una condizione di ottimo un rapporto che arriva alla fine del mio intervento rispetto ad un ??????

4,2 è l'ottimoAl di sotto del 1,5 come PSI va ripristinata la pavimentazione. Si -S0 è un confronto di CBR, Si è misurato in sito S0 è 2,5 ed è un pessimo CBR.