LA VALUTAZIONE DELLE PROPRIETA’ “PERFORMANCE-RELATED”
Oltre ai test utilizzati per simulare l’invecchiamento del legante, nella normativa Superpave sono presenti altre quattro tipologie innovative di test.
Questi ultimi sono stati ideati, o adottati nel caso del Rotational Viscometer, per valutare le caratteristiche del legante che ne influenzano il comportamento e la risposta durante l’utilizzo.
Queste caratteristiche sono le così dette proprietà “performance-related”, legate cioè al comportamento del legante una volta messo in opera all’interno della miscela, e vengono valutate tramite delle variabili reologiche ciascuna delle quali sarà legata ad uno specifico comportamento del legante.
DYNAMIC SHEAR RHEOMETER (DSR)
Insieme ai test BBR e DTT che saranno analizzati più avanti, ed al test PAV che è già stato valutato in precedenza, il reometro a taglio dinamico rappresenta una delle parti più innovative della normativa Superpave.
Com’è noto il legante è un materiale viscoelastico, che presenta quindi contemporaneamente le caratteristiche di un materiale elastico, e di uno viscoso.
Il test DSR è utilizzato per caratterizzare il comportamento elastico e viscoso di un legante per uso stradale, si cerca cioè di ricavare, tramite delle variabili reologiche, una valutazione della capacità di resistere alle deformazioni permanenti, ed alla rottura a fatica.
In maniera sintetica si può affermare che per resistere alle deformazioni permanenti il legante deve presentare un comportamento rigido-elastico; per resistere alla fatica deve essere invece flessibile-elastico.
La ricerca del punto d’equilibrio tra questi due comportamenti, sta alla base del test effettuato con il DSR.
Il principio su cui si basa questo test è semplice.
Un campione di legante è inserito tra due piatti, uno oscillante ed uno fisso.
Il piatto oscillante ruota attorno ad un’asse: partendo dalla posizione A, il piatto ruota fino a portarsi nella posizione B, a questo punto il verso di rotazione si inverte e, ripassando per la posizione A, il piatto si porta nella posizione C .
L’oscillazione dal punto A al punto B al punto C, consiste in un ciclo.
Lo sforzo di taglio è applicato al campione attraverso il piatto oscillante, ed automaticamente l’apparecchiatura misura la risposta del legante in termini di deformazione di taglio.
Se il legante fosse un materiale perfettamente elastico, la risposta alla sollecitazione seguirebbe immediatamente l’applicazione di quest’ultima, e il ritardo tra le due sarebbe nullo.
Per contro un materiale perfettamente viscoso, presenterebbe un elevato ritardo nella risposta alla sollecitazione applicatagli:
Attraverso la relazione tra lo sforzo applicato, e la deformazione ottenuta, il
reometro dinamico permette di calcolare due importanti parametri, che
forniscono informazioni importanti sul comportamento del legante.
Questi parametri sono il modulo complesso G*, e lo sfasamento d.
Il modulo complesso è calcolato come il rapporto tra il massimo sforzo di taglio applicato e la massima deformazione ottenuta.
Lo sfasamento d invece, rappresenta il ritardo che si manifesta tra l’applicazione dello sforzo e l’instaurarsi della deformazione.
Un materiale viscoelastico, com’è il legante quando si trova alla normale temperatura d’esercizio di una pavimentazione, presenta un comportamento che è compreso tra gli estremi visti in precedenza.
Volendo descrivere il comportamento viscoelastico in un altro modo, possiamo definire G*, come la misura della resistenza totale alla deformazione di un materiale, quando esso viene ripetutamente sottoposto ad uno sforzo tagliante.
Si può valutare il modulo complesso come somma vettoriale del modulo elastico e di quello viscoso.
Lo sfasamento d indica quale dei due comportamenti sia preponderante, e quindi anche la prevalenza o meno delle deformazioni temporanee su quelle permanenti.
La determinazione dei due parametri G* e d attraverso il DSR, ci permette una analisi completa del comportamento del legante alla temperatura di servizio.
