Indagini sperimentali riguardanti l’introduzione della pressa a taglio giratorio nelle norme tecniche di capitolato

L’impiego della pressa giratoria per il costipamento dei conglomerati bituminosi è attualmente prevista nelle più avanzate Norme Tecniche di Capitolato per lavori stradali. Per fornire un contributo alla diffusione di questa attrezzatura anche in Italia, nella presente memoria gli Autori espongono i risultati ottenuti operando su una serie di miscele prelevate in vari cantieri di lavori di costruzione e manutenzione di pavimentazioni. Le indagini sono state strutturate in modo tale da prendere in considerazione una serie di fattori che influenzano sia la curva di lavorabilità delle miscele, sia le caratteristiche volumetriche dei campioni al termine della compattazione: tipo di miscela (per base, binder o usura); tipo di bitume (modificato oppure no); temperatura di costipamento; diametro della fustella (100 o 150 mm); modalità di costipamento (a numero di giri o ad altezza imposta). A titolo comparativo sono stati inoltre preparati campioni con la tradizionale procedura Marshall cui attualmente fanno riferimento molti capitolati d’appalto. Sulla base dei risultati sperimentali rilevati vengono fornite delle indicazioni per potere introdurre in maniera incisiva le misure effettuate con l’ausilio della pressa giratoria all’interno di norme tecniche di nuova generazione pur mantenendo una certa congruenza e continuità con i criteri precedentemente in uso. The use of the gyratory shear compactor for the preparation of cylindrical samples of bituminous mixtures is currently prescribed by the most advanced technical specifications for road works. In order to contribute to the widespread diffusion of this kind of equipment in Italy, in this paper the Authors show the results they obtained on a number of bituminous mixtures which were sampled in different sites during pavement construction and maintenance operations. The investigations were structured in such a way to take into account a number of factors which influence both the compaction curves and the final volumetric characteristics of the gyratory specimens: type of mixture (for base, binder and wearing course layer), type of binder (modified and unmodified), compaction temperature, mould diameter (100 and 150 mm), compaction mode (with an imposed number of gyrations or with a given final height). For comparative purposes specimens were also prepared with the Marshall equipment and procedure which are currently prescribed in a number of technical specification systems. Based on the obtained experimental results, guidelines are given in order to introduce the use of the gyratory compactor in technical specifications, guaranteeing a satisfactory consistence and continuity with previously used acceptance criteria

Assessing the Effects of Refuse Derived Plastics Used as Additives in Bituminous Mixtures

The Authors present the results of an experimental investigation that was carried out in order to assess the effects of Refuse Derived Plastics used as additives in bituminous mixtures. Two types of low-density polyethylene (LDPE) sampled from a recycling plant were considered in the study. They were added in various percentages to a base bitumen and thereafter used for the preparation of bituminous mixtures for binder courses. The bitumen-additive combinations were subjected to empirical and rheological testing. The properties of the mixtures were evaluated by means of repeated-load indirect tensile tests and standard quality assurance tests (Marshall and indirect tensile strength tests). Moreover, a full volumetric characterisation was performed for all mixtures. General conclusions were drawn in order to select the optimal plastic type and dosag

Stese Sperimentali per la Valutazione delle Proprietà Volumetriche e Meccaniche dei Conglomerati Bituminosi

In questa memoria vengono presentati i risultati sperimentali ottenuti su stese in vera grandezza realizzate allo scopo di valutare le proprietà volumetriche e meccaniche dei conglomerati bituminosi. Le stese sono state effettuate facendo variare la composizione degli strati (materiali), i loro spessori ed il livello di addensamento raggiunto a seguito della compattazione. Sono state quindi eseguite prove deflettometriche con attrezzatura Heavy Weight Deflectometer (HWD) e carotaggi per il prelievo di campioni dei vari strati. In laboratorio sono state eseguite prove di caratterizzazione meccanica (modulo di rigidezza elastica) e volumetrica sia sulle carote provenienti dal campo prove sia su campioni ricostituiti a prefissati livelli di addensamento mediante l’uso della pressa a taglio giratorio. Nell’articolo viene presentata una serie di correlazioni sperimentali che legano i valori delle grandezze meccaniche misurate secondo le varie modalità su indicate tenendo conto dei risultati derivanti dalla caratterizzazione volumetrica. Tali correlazioni possono essere utilizzate a supporto della progettazione e della realizzazione di pavimentazioni analoghe a quelle del campo prove; esse costituiscono inoltre un valido contributo all’implementazione di controlli di tipo prestazionale in corso d’opera. In this paper the Authors show the experimental results they obtained in the analysis of full-scale pavement sections built with the purpose of evaluating the volumetric and mechanical properties of bituminous mixtures. Different pavement sections were achieved by varying the composition of the layers (materials), their thickness and their degree of compaction. Experimental activities carried out on site included bearing capacity tests performed with a Heavy Weight Deflectometer (HWD) and full-depth coring of the pavement. In the laboratory both mechanical and volumetric properties were evaluated for samples derived from extracted cores and for specimens prepared by means of the gyratory shear compactor at predefined levels of compaction. By taking into account volumetric effects, a number of relationships were defined by relating the values of the stiffness parameters measured by means of the various techniques included in the study. It is envisioned that these correlations may be used as a support to the design and construction of pavements similar to those of the test site; moreover, they constitute a valid contribution to the implementation of performance-based specifications in current practice

Full-Scale Investigation on the Volumetric Relationship Between Laboratory and In-Situ Compaction

Gyratory shear compaction is currently accepted as a standard for the analysis of the characteristics of bituminous mixtures used in the construction and maintenance of flexible pavements. However, especially since the introduction of this technique in specifications is quite recent, contractors are still not totally confident on the way they should operate in order to satisfy requirements defined as a function of gyratory compaction. In this general context, the Authors show the results obtained in a full-scale experimental pavement testing site where the compaction which derives from the use of standard rollers was compared with that obtained in the laboratory by means of gyratory compaction. The testing site was made of sections characterised by the use of mixtures and thicknesses of the layers which were combined in various ways in order to reproduce typical conditions met in Italy on mayor infrastructures. Moreover, rolling patterns were defined in order to obtain different degrees of compaction for each layer (base, binder and wearing course). Laboratory investigations were carried out in order to evaluate the volumetric and compaction properties of the mixtures in the various conditions met on site. The experimental results lead to the definition of empirical equations which correlate, for the considered mixtures, laboratory and in-situ compactio

Evaluation of Bitumen-Aggregate Interactions by Means of Volumetric Expansion Tests

In this paper the Authors propose the use of as test method with which the thin layer of bitumen which coats aggregate particles in a bituminous mixture is subjected to an approximately uniform state of tension. This is done by means of a high vacuum system and of measurements of the specific volume of bitumen-aggregate mixtures at less than atmospheric, progressively lower pressure levels. Volumetric variations may be thus assumed to be a combined measure of the binder stiffness and of its interaction with the mineral surface. It was found that specific volume varies in a non linear way with respect to pressure level due to particular interaction phenomena which are aggregate and binder dependent. In the paper these phenomena are described by means of a simple interpretation model. Finally, a discussion of the effects on test results caused by a number of test and material variables is presente

Indagini sperimentali riguardanti l'introduzione della pressa a taglio giratorio nelle norme tecniche di capitolato

L'impiego della pressa giratoria per il costipamento dei conglomerati bituminosi è attualmente prevista nelle più avanzate Norme Tecniche di Capitolato per lavori stradali. Per fornire un contributo alla diffusione di questa attrezzatura anche in Italia, nella presente memoria gli Autori espongono i risultati ottenuti operando su una serie di miscele prelevate in vari cantieri di lavori di costruzione e manutenzione di pavimentazioni. Le indagini sono state strutturate in modo tale da prendere in considerazione una serie di fattori che influenzano sia la curva di lavorabilità delle miscele, sia le caratteristiche volumetriche dei campioni al termine della compattazione: tipo di miscela (per base, binder o usura); tipo di bitume (modificato oppure no); temperatura di costipamento; diametro della fustella (100 o 150 mm); modalità di costipamento (a numero di giri o ad altezza imposta). A titolo comparativo sono stati inoltre preparati campioni con la tradizionale procedura Marshall cui attualmente fanno riferimento molti capitolati d'appalto. Sulla base dei risultati sperimentali rilevati vengono fornite delle indicazioni per potere introdurre in maniera incisiva le misure effettuate con l'ausilio della pressa giratoria all'interno di norme tecniche di nuova generazione pur mantenendo una certa congruenza e continuità con i criteri precedentemente in uso. The use of the gyratory shear compactor for the preparation of cylindrical samples of bituminous mixtures is currently prescribed by the most advanced technical specifications for road works. In order to contribute to the widespread diffusion of this kind of equipment in Italy, in this paper the Authors show the results they obtained on a number of bituminous mixtures which were sampled in different sites during pavement construction and maintenance operations. The investigations were structured in such a way to take into account a number of factors which influence both the compaction curves and the final volumetric characteristics of the gyratory specimens: type of mixture (for base, binder and wearing course layer), type of binder (modified and unmodified), compaction temperature, mould diameter (100 and 150 mm), compaction mode (with an imposed number of gyrations or with a given final height). For comparative purposes specimens were also prepared with the Marshall equipment and procedure which are currently prescribed in a number of technical specification systems. Based on the obtained experimental results, guidelines are given in order to introduce the use of the gyratory compactor in technical specifications, guaranteeing a satisfactory consistence and continuity with previously used acceptance criteri

Analisi Sperimentale sul Riutilizzo di Plastiche di Scarto nelle Terre per Costruzioni Stradali

Nella presente memoria vengono presentati i risultati sperimentali ottenuti impiegando le plastiche RDP (Refuse Derived Plastics) per l'additivazione di terre destinate alla costruzione dei rilevati stradali. A questo scopo è stata scelta una tipologia di terra avente scarse caratteristiche di portanza che si colloca tra quelle considerate "non-idonee" o "idonee previa correzione", al fine di evidenziare per quanto possibile il contributo delle plastiche da un punto di vista volumetrico e meccanico. Nello studio sono state utilizzate due tipologie di plastiche aventi forma granulare: un polietilene a bassa densità (RDP1) ed una miscela di polipropilene e di polietilene ad alta densità (RDP3). Sono quindi state confezionate diverse miscele terra-RDP utilizzando il criterio della sostituzione volumetrica con percentuali comprese tra il 5 ed il 20%. Attraverso una serie di prove tradizionali sono state analizzate le caratteristiche di lavorabilità, di sensibilità all'acqua e di portanza. I risultati ottenuti confermano la validità della tecnica di additivazione proposta soprattutto in relazione ai notevoli benefici di carattere economico ed ambientale che si possono ottenere aggiungendo a terre di bassa qualità plastiche altrimenti destinate allo smaltimento in discarica. In this paper the Authors present the experimental results they obtained by employing Refuse Derived Plastics (RDP) in soils used for the construction of road embankments. A soil type with low bearing capacity properties, generally considered as "not adequate" or "to be corrected", was chosen in order to highlight to the highest possible degree the volumetric and mechanical contribution of the RDP's. In the study two types of granular RDP's were considered: a low density polyethylene (RDP1) and a mixture of polypropylene and high density polyethylene (RDP3). Thus, soil-RDP mixtures were prepared by using the criterion of volumetric substitution with percentages comprised between 5 and 20%. By means of a series of traditional tests workability, water sensitivity and bearing capacity were evaluated. The obtained results confirm the validity of the proposed plastic additivation technique especially when considering the beneficial economical and environmental effect

Stese Sperimentali per la Valutazione delle Proprietà Volumetriche e Meccaniche dei Conglomerati Bituminosi

In questa memoria vengono presentati i risultati sperimentali ottenuti su stese in vera grandezza realizzate allo scopo di valutare le proprietà volumetriche e meccaniche dei conglomerati bituminosi. Le stese sono state effettuate facendo variare la composizione degli strati (materiali), i loro spessori ed il livello di addensamento raggiunto a seguito della compattazione. Sono state quindi eseguite prove deflettometriche con attrezzatura Heavy Weight Deflectometer (HWD) e carotaggi per il prelievo di campioni dei vari strati. In laboratorio sono state eseguite prove di caratterizzazione meccanica (modulo di rigidezza elastica) e volumetrica sia sulle carote provenienti dal campo prove sia su campioni ricostituiti a prefissati livelli di addensamento mediante l'uso della pressa a taglio giratorio. Nell'articolo viene presentata una serie di correlazioni sperimentali che legano i valori delle grandezze meccaniche misurate secondo le varie modalità su indicate tenendo conto dei risultati derivanti dalla caratterizzazione volumetrica. Tali correlazioni possono essere utilizzate a supporto della progettazione e della realizzazione di pavimentazioni analoghe a quelle del campo prove; esse costituiscono inoltre un valido contributo all'implementazione di controlli di tipo prestazionale in corso d'opera. In this paper the Authors show the experimental results they obtained in the analysis of full-scale pavement sections built with the purpose of evaluating the volumetric and mechanical properties of bituminous mixtures. Different pavement sections were achieved by varying the composition of the layers (materials), their thickness and their degree of compaction. Experimental activities carried out on site included bearing capacity tests performed with a Heavy Weight Deflectometer (HWD) and full-depth coring of the pavement. In the laboratory both mechanical and volumetric properties were evaluated for samples derived from extracted cores and for specimens prepared by means of the gyratory shear compactor at predefined levels of compaction. By taking into account volumetric effects, a number of relationships were defined by relating the values of the stiffness parameters measured by means of the various techniques included in the study. It is envisioned that these correlations may be used as a support to the design and construction of pavements similar to those of the test site; moreover, they constitute a valid contribution to the implementation of performance-based specifications in current practic

Analisi Non Lineare del Comportamento Strutturale delle Pavimentazioni Flessibili

Nella memoria gli Autori affrontano il tema della non-linearità degli strati non-legati valutando alcuni modelli non-lineari, e prendendo in considerazione una sovrastruttura flessibile di riferimento nella quale viene messo in evidenza il contributo strutturale proprio di tali strati. Le analisi eseguite al riguardo hanno permesso di evidenziare come i risultati ottenuti, espressi sia in termini di stato tenso-deformativo, sia in termini di stima della vita utile della sovrastruttura, siano estremamente sensibili al tipo di modello assunto per caratterizzare la non-linearità. Sono stati inoltre affrontati problemi di ordine computazionale, inerenti sia l�inconsistenza numerica di alcune soluzioni, sia la mancata convergenza del processo di calcolo iterativo, definendo a questo proposito alcuni criteri guida per la loro risoluzione. In this paper the Authors tackle the issue on non-linearity of unbound materials by evaluating a number of models and by considering a standard flexible pavement in which the structural contribution of unbound layers has been highlighted. The analyses carried out in such a context have shown how the obtained results, expressed both in terms of stress-strain state and of estimated service life of the pavement, are extremely sensitive to variations of the model chosen to describe non-linearity. A number of computational problems, connected both to the numerical consistency of the solutions and to the lack of convergence of the iterative calculation procedure, have been analysed and have lead to the definition of general guidelines for their solutio