IL SISTEMA SUPERPAVE IN SINTESI

Lo Strategic Highway Research Program (SHRP) fu creato dal Congresso degli Stati Uniti nel 1987 come un progetto della durata di cinque anni e del costo complessivo di 150 milioni di dollari, con l’obiettivo di sviluppare uno strumento che desse la possibilità ai progettisti ed alle imprese di ottenere delle pavimentazioni migliori in termini di durata e comportamento a temperature estreme e sotto carichi pesanti.

Negli Stati Uniti attualmente circa il novanta percento delle pavimentazioni è di tipo bituminoso e questo comporta una spesa annua di oltre 10 milioni di dollari per la manutenzione; di conseguenza un manto stradale durevole è uno dei principali obiettivi della ricerca statunitense nel campo delle pavimentazioni stradali.

Dopo cinque anni di ricerche nel 1992 l’SHRP diffonde il sistema SUPERPAVE (SUperior PERforming asphalt PAVEments) sviluppato con l’intento di raggiungere tre principali obiettivi:

· Capire perché alcune pavimentazioni rispondono bene alle sollecitazioni mentre altre no.

· Sviluppare test e specifiche per i materiali che migliorino la durata ed il comportamento delle pavimentazioni stradali.

· Ottenere un nuovo standard per i materiali valido sia per gli enti statali che per le industrie.

A questo punto il Federal Highway Administration (FHWA) si è assunto la responsabilità di futuri ulteriori sviluppi e validazioni del sistema Superpave, ed ha iniziato un programma nazionale per incoraggiare l’adozione e l’utilizzo di Superpave.

La velocità d’implementazione e diffusione del sistema Superpave nella sua globalità, è stata impressionante.

Già nel 1999 negli Stati Uniti sono stati iniziati ben 3000 progetti Superpave, un numero circa dieci volte superiore di quello ottenuto solo due anni prima, e che rappresenta il 46% della totalità dei progetti avviati.

E’ interessante notare che nel 2000 ben 46 dei 50 stati americani hanno adottato la nuova normativa prestazionale Superpave.

Le previsioni per l’anno 2001 indicano che ben lo 80% della produzione di nuove infrastrutture sarà sviluppata tramite il sistema Superpave.

Questo rapido sviluppo è stato reso possibile soprattutto grazie alla stretta collaborazione che si è creata tra governo ed industria, che nel reciproco interesse si sono adoperati per agevolarne la diffusione.

Il sistema Superpave si articola in tre principali sezioni:

La prima sezione è costituita dalla normativa sui leganti ad uso stradale ed è la parte del sistema Superpave che più ha attirato l’attenzione degli operatori del settore.

La normativa Superpave classifica i leganti in conformità ad una serie di prove atte ad identificarne delle precise proprietà fisiche, che influenzeranno direttamente il comportamento del legante una volta messo in opera.

La caratterizzazione del legante nella normativa Superpave, è basata sul soddisfacimento d’alcuni criteri che dovrebbero garantire un certo comportamento del legante, e di conseguenza della pavimentazione, in determinate condizioni climatiche, di traffico e per un certo intervallo temporale.

I leganti sono testati soprattutto in quelle che saranno le condizioni di massima e minima temperatura prevista per il loro impiego; temperature alle quali dovranno essere garantite una serie di proprietà fisiche, valutabili proprio attraverso i vari test.

La normativa Superpave suddivide i leganti in “categorie di prestazione” ciascuna delle quali è individuata da una sigla “PG” e da due numeri.

Prendiamo per esempio un legante PG 64-22:

PG sta per Performance Grade, che possiamo tradurre come “categoria di prestazione”, 64 rappresenta la massima temperatura alla quale ci si aspetta che il legante dovrà lavorare una volta posto in opera nella pavimentazione mentre -22 sarà la minima temperatura attesa, tutto espresso in gradi centigradi.

In questo intervallo di temperatura il legante deve garantire un determinato comportamento che influenzerà a sua volta quello della pavimentazione.

La normativa Superpave è quindi definita “prestazionale” in primo luogo perché caratterizza il legante attraverso una serie di prove che simulano il suo impiego nella pavimentazione, ed in secondo luogo perché permette al progettista di scegliere il legante in base alle condizioni climatiche e di traffico che presumibilmente caratterizzeranno la vita operativa dell’infrastruttura.

La seconda sezione del pacchetto è costituita dal sistema Superpave di mix-design.

Questo sistema è basato su di un proporzionamento volumetrico del legante e degli aggregati, e su un costipamento in laboratorio delle miscele di prova utilizzando la pressa giratoria Superpave.

La pressa giratoria Superpave è un’apparecchiatura trasportabile, la cui funzione principale è quella di fabbricare dei provini simulando l’effetto di costipamento del traffico sulla pavimentazione.

I provini così ottenuti sono utilizzati per determinare le proprietà volumetriche della miscela.

Tali proprietà misurate in laboratorio indicano come si comporterà la miscela una volta utilizzata per realizzare la pavimentazione.

Per creare una miscela con un’elevata resistenza al taglio, le procedure per il mix-design includono delle specifiche per l’angolosità e la granulometria degli aggregati.

La procedura Superpave per il mix-design si articola in una serie di fasi che utilizzano il legante e gli aggregati selezionati precedentemente attraverso i test di accettazione della normativa.

Il sistema Superpave include una terza sezione, Predicting Pavement Performance, costituita da un insieme di procedure e modelli previsionali atti a predire come una miscela si comporterà una volta posta in opera nella pavimentazione.

Questa sezione dovrebbe fornire delle informazioni addizionali sulle miscele, ottenute attraverso il Volumetric mix design, che saranno utilizzate in pavimentazioni sottoposte ad elevati volumi di traffico ed a carichi elevati.

Per misurare alcune specifiche proprietà delle miscele ottenute in laboratorio, si utilizzano due nuove e raffinate apparecchiature: un misuratore di taglio, ed un apparato per la prova al taglio indiretto.

I risultati di questi test sono inseriti come dati in dei modelli previsionali, tramite i quali si cerca di stabilire quanti carichi equivalenti potrà sopportare la pavimentazione, oppure quanto tempo sarà necessario affinché si presentino certi livelli di fessurazione od ormaiamento.

Le procedure di questi test ed i modelli previsionali utilizzati, sono ancora in corso di perfezionamento e modifica, nell’intento di ottenere degli strumenti che possano fornire risultati attendibili e riproducibili.

Va rimarcato che Il sistema Superpave ottenuto nel 1992 non è stato diffuso come un prodotto finito, ma piuttosto come un solido impianto sul quale apportare continui miglioramenti e sviluppi.

Con l’adozione sempre più estesa di progetti Superpave si sono cominciate ad apportare le correzioni che erano necessarie al pacchetto Superpave, modifiche riguardanti gli algoritmi che stanno alla base del software usato per la progettazione, i criteri d’accettazione dei materiali e tutte le restanti sezioni che costituiscono il sistema.

Ne consegue che ci potrebbero essere delle discrepanze tra quello qui riportato e la situazione attuale del progetto Superpave, anche se le piccole o grandi continue modifiche a cui è soggetto il sistema non ne alterano in ogni caso la filosofia e l’impostazione di base.

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