Sviluppo di una metodologia empirico-razionale per l'ottimizzazione delle tecniche di compattazione dei conglomerati bituminosi

La studio si è posto come obiettivo quello di investigare i fenomeni che intervengono durante i processi di compattazione delle pavimentazioni in conglomerato bituminoso, con lo scopo di individuare i mutui legami esistenti tra i parametri caratterizzanti le fasi realizzative e gli effetti che essi producono sui risultati finali in termini di grado di compattazione e macrotessitura.
L’analisi è stata svolta per diversi tipi di miscele, considerando il Carico Statico Lineare in sostituzione al peso operativo della macchina, permettendo per la prima volta di svincolare lo studio della compattazione dai parametri intrinseci relativi a ciascun mezzo compattante. La definizione di alcuni coefficienti correttivi ha consentito quindi di considerare anche l’effetto dinamico dovuto alla vibrazione del tamburo, quantificandone l’efficacia per i diversi tipi di vibrazione in uso.
La definizione di un nuovo parametro, denominato Total Equivalent Static Load (TeSL), ha permesso quindi di determinare le relazioni che legano le modalità di compattazione impiegate con i risultati ottenuti in termini di grado di compattazione e macrotessitura superficiale.
I risultati mostrano una forte dipendenza di tipo logaritmico tra il TeSL ed il grado di compattazione per le diverse miscele, quantificando il contributo prodotto dalle operazioni di stesa e da ciascuna fase della compattazione. Le relazioni ottenute tra il TeSL ed i valori di macrotessitura risultano invece di tipo lineare decrescente, a dimostrare che le operazioni di compattazione influiscono anche sulla rugosità superficiale. I risultati ottenuti dall’elaborazione dei dati sono stati validati mediante l’utilizzo di ulteriori misure sperimentali.
Sulla base delle relazioni individuate è stato quindi creato un modello a elementi finiti (F.E.M.) che ha consentito di simulare la compattazione del conglomerato bituminoso considerando le caratteristiche elasto-plastiche del materiale e la loro evoluzione durante ogni fase della compattazione.
La ricerca svolta ha consentito di dimostrare che è possibile prevedere i risultati in termini di grado di compattazione e macrotessitura superficiale prodotti dalle operazioni di compattazione, e che gli effetti di tale processo sono strettamente correlati al valore di TeSL, un unico parametro che comprende tutte le informazioni relative alle caratteristiche dei rulli utilizzati e delle procedure esecutive impiegate.
I risultati ottenuti consentono di estendere le relazioni virtualmente a ogni macchina e tecnica di compattazione, venendo a rappresentare un utile strumento previsionale per ricercatori e tecnici del settore.