Essere cristiani

La valutazione della condizione di servizio delle
pavimentazioni stradali
Il caso della rete comunale di Fano
Ing. Andrea Grilli, Dott. ric. e docente, Università degli Studi della Repubblica di San Marino
Dott. Ing. Mattia Cupioli
1 Introduzione
La manutenzione stradale è un complesso di attività che comprende la pianificazione, la
valutazione della condizione della strada, l’individuazione del tipo di dissesto e della causa
del dissesto stesso, la progettazione, l’intervento di ripristino, il controllo e il monitoraggio
continuo sotto esercizio. Le attività (progettuali e operative) inerenti la manutenzione
stradale sono volte a conservare le caratteristiche funzionali e strutturali della strada ed
esse coinvolgono anche azioni non direttamente percepite dall’utente quali ad esempio
l’individuazione delle priorità, la gestione oculata delle risorse, la formazione e
l’aggiornamento degli operatori.
Un passo fondamentale della manutenzione è la pianificazione che consiste nel
programmare le azioni da compiere secondo un determinato schema e individuando una
scala di priorità su base economica e tecnica per giungere all’obiettivo finale di offrire un
efficiente funzionamento della strada. Inserire una pianificazione, ovvero una strategia
nella quale rientra non solo il “come” ma anche il “quando” e il “dove”, è un punto
imprescindibile soprattutto nel caso di reti varie e frammentate come quelle delle
amministrazioni comunali [CNR n° 125/88].
Seppur possa sembrare banale, occorre sottolineare che per la buona pianificazione della
manutenzione è esigenza primaria la conoscenza del bene. Attualmente, soprattutto i
piccoli enti, che in Italia gestiscono e sono responsabili di circa il 90 % della rete viaria
italiana, molto spesso mancano di una banca dati o inventario delle strade da gestire e di
un rapporto aggiornato sulla condizione attuale delle strade, della loro evoluzione storica e
caratteristiche generali. Non avendo pertanto un’idea chiara e documentata sulla reale
condizione della rete viaria, la manutenzione stradale diventa non altro che un susseguirsi
di emergenze incontrollate, situazione ovviamente sconsigliata.
Con ridotti fondi a disposizione, il rilievo della condizione della pavimentazione con metodo
visivo sembra essere il più adeguato alle necessità e ai mezzi di un’amministrazione
comunale. Tra i vantaggi di questo metodo vi è la possibilità di selezionare
schematicamente il tipo di intervento di ripristino rendendo tutto il processo semplice,
veloce ed economico. Occorre però notare che il principale svantaggio è che la soluzione
potrebbe essere fortemente condizionata dall’esperienza del personale tecnico sia in fase
di rilievo che di scelta del metodo di ripristino [AIPCR, 2010]. La soggettività e l’impiego di
tecniche ormai obsolete o non ottimali possono però essere facilmente superate con la
formazione e l’aggiornamento continuo degli operatori. Importante inoltre comprendere
che il processo di manutenzione non termina con l’esecuzione dell’intervento, ma
prosegue con il monitoraggio continuo del tratto riabilitato e con l’aggiornamento della
banca dati storica relativa a quella sezione, documentando esattamente la tecnica e i
materiali impiegati in maniera tale da consentirne una valutazione efficace nel tempo.
Il presente articolo racconta l’esperienza maturata nell’ultimo anno dalla collaborazione tra
l’Università degli Studi della Repubblica di San Marino e il settore Lavori Pubblici del
comune di Fano per la gestione e la manutenzione della rete viaria del comune di Fano.
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Il primo scopo perseguito è stato individuare un metodo di rilievo e analisi della condizione
della pavimentazione stradale al fine di determinare lo stato generale della viabilità e
definire le priorità di intervento sulla base della condizione delle pavimentazioni e scala
gerarchica delle strade.
Dopo aver individuato le zone da recuperare, sono stati stabiliti tre metodi di intervento
sulla base delle cause del dissesto:
 recupero superficiale da attuare in caso di presenza di fessurazione capillare o
aggregati levigati: spazzolatura della superficie stradale e trattamento superficiale con
graniglia e emulsione multistrato o slurry seal (graniglia, cemento, additivi, acqua,
emulsione bituminosa);
 recupero intermedio da attuare in caso di presenza di fessurazione ramificata a pelle di
coccodrillo o per fatica, fessurazione a blocchi o per escursioni termiche: fresatura del
vecchio strato di conglomerato bituminoso, spazzolatura del piano di posa, stesa di
mano d’attacco con emulsione a rottura rapida di bitume modificato e graniglia (0,40
kg/m2 di bitume residuo), stesa del nuovo strato di binder e di usura. Per lo strato di
binder è possibile prevedere il parziale reimpiego del vecchio conglomerato bituminoso
fresato (a seguito di opportuna frantumazione e vagliatura in impianto), mentre per lo
strato di usura è raccomandabile impiegare bitume modificato in zone a forte traffico o
intersezioni/rotatoria o traffico canalizzato. Occorre precisare che il comunemente
chiamato “binder aperto” dovrebbe essere piuttosto considerato un binder mal
prodotto. Pertanto, con il termine binder si intende solo binder “chiuso” [ANAS, 2011]
 recupero profondo (sfondamenti e cedimenti profondi): fresatura del vecchio strato di
conglomerato bituminoso, asportazione del vecchio strato di fondazione, stesa di uno
strato di fondazione/base in misto cementato, spruzzatura di una mano di ancoraggio
con emulsione bituminosa a rottura lenta e graniglia (1,00 kg/m 2 di bitume residuo),
stesa del nuovo strato di binder e di usura. Per gli strati di binder e di usura valgono le
stesse affermazioni esposte nel punto precedente, mentre occorre aggiungere che per
il misto cementato è possibile impiegare fino al 100 % di aggregati di riciclo. Il misto
cementato potrebbe essere sostituito con materiali di recupero opportunamente
selezionati e trattati con emulsione bituminosa sovrastabilizzata e cemento. In tal caso,
è possibile prevedere una riduzione degli strati superiori in conglomerato bituminoso.
Per facilitare le operazioni di rilievo e rendere oggettiva l’analisi è stato inoltre redatto un
catalogo specifico dei dissesti.
2 Metodologia di rilievo e analisi
Il metodo di rilievo e analisi [ASTM D 5340 – 03] suggerito, applicabile alle pavimentazioni
flessibili e semirigide, si basa sulla procedura ideata dal US Army Corps of Engineers [US
Army Corps of Engineers, 1982] e si compone delle seguenti fasi:
 divisione della rete stradale in tratti facilmente individuabili con lo scopo di eseguire il
rilievo dissesti in aree ben determinate;
 misura dell’estensione e della severità dei dissesti esistenti;
 calcolo dell’indice della condizione della pavimentazione (Pavement Condition Index,
PCI). Il valore di tale indice rappresenta in maniera oggettiva e univoca la condizione
generale (considera e pondera tutti i tipi di dissesto) della pavimentazione e può essere
utilizzato per stabilire le priorità di intervento o valutare l’evoluzione del degrado.
L’analisi può essere implementata tramite il software Paver, ideato per la catalogazione e
gestione di reti stradali e aeroportuali dal US Army Corps of Engineers.
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2.1 Identificazione e suddivisione della rete stradale
La rete stradale comunale include tutte le aree pavimentate che garantiscono la viabilità in
tutte le sue modalità quali il transito, la distribuzione, la penetrazione, l’accesso e il
parcheggio. Ad esempio essa potrà essere composta da parcheggi, strade private, urbane
ed extraurbane.
La rete deve essere suddivisa in rami i quali possono essere identificati a seconda della
relativa funzione. Il ramo può avere caratteristiche non uniformi e, ad esempio, in ambito
comunale, può coincidere con una specifica via o asse di collegamento. Pertanto esso
potrebbe essere semplicemente identificato con il nome della strada esistente (esempio:
nome della via o del parcheggio).
All’interno di un ramo, a sua volta, si possono distinguere le sezioni (S) che sono
specifiche porzioni del ramo aventi caratteristiche costanti lungo tutta la loro estensione. In
particolare tali caratteristiche sono:
 composizione strutturale (spessori e materiali);
 data di costruzione;
 volume di traffico (traffico giornaliero medio, % veicoli commerciali).
Le sezioni, appartenenti ad uno specifico ramo, possono essere semplicemente numerate
partendo, per esempio, dal codice S1 e proseguendo in una determinata direzione
(possono coinvolgere più corsie anche percorse in senso opposto).
Infine, la sezione è ulteriormente divisa in unità campione (UC) la quale rappresenta la più
piccola componente della rete. Essa è l’area di riferimento per l’ispezione della
pavimentazione e la successiva valutazione dello stato di conservazione. Il metodo più
conveniente per suddividere le sezioni in UC consiste nel selezionare una lunghezza tale
da ottenere aree di 225  90 m2 sulla base dell’ampiezza della singola corsia (esempio:
considerando una corsia di ampiezza pari a 4 m e una lunghezza di 50 m si ottiene
un’area di ispezione di 200 m2). Le UC possono essere identificate partendo, per esempio,
dal codice UC1 con numerazioni crescenti (preferibilmente la UC giace su una unica
corsia). Per qualsiasi tipologia di pavimentazione è importante che le UC siano facilmente
individuabili (ad esempio tramite un numero civico di riferimento o la corrispondenza con
elementi caratterizzanti) per studiare l’evoluzione nel tempo dello stato di conservazione o
per distinguere eventuali zone su cui eseguire interventi di manutenzione localizzata o di
emergenza.
2.2 Indice della condizione della pavimentazione (Pavement Condition Index, PCI)
Lo stato strutturale (integrità, portanza, resistenza ai carichi ripetuti) e funzionale
(rumorosità, aderenza, drenaggio) di una pavimentazione può essere identificato dal
singolo parametro PCI ottenibile tramite un processo di elaborazione del rilievo visivo dei
dissesti presenti sul piano viabile. In particolare, esso può essere relativo ad una singola
UC o ad una intera sezione (in questo caso il PCI della sezione si deduce da tutti i valori
PCI delle UC che la compongono).
Tale indice assume valori compresi tra 0 e 100, dove 0 indica la non percorribilità della UC
o della sezione in oggetto, mentre 100 indica una UC o una sezione in perfette condizioni.
Il PCI, sulla base del quale è possibile creare una mappatura della rete, si rivela utile per
la determinazione della priorità in un piano di manutenzione.
2.3 Attrezzatura richiesta per l’ispezione
L’attrezzatura richiesta è composta da un contachilometri per le misurazioni delle
progressive o lunghezze o aree, da un calibro per misurare la profondità di buche o
ampiezza fessure, da una staggia e un metro per misurare l’entità di depressioni o
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sfondamenti. Particolarmente utile risulta l’integrazione delle misurazioni in sito con
documentazione fotografica (di panoramica e di dettaglio).
Durante l’ispezione viene valutata ogni tipologia di dissesto, dimensione e relativa severità
sulla base di un catalogo dei dissesti, indispensabile per rendere la valutazione oggettiva
[US army corps of engineers, 2009]. Successivamente si procede alla registrazione delle
informazioni acquisite su di uno specifico modulo (modulo Rilievo Dissesti o modulo RD) il
quale sarà riferito ad una unica UC.
I moduli RD faranno parte di una banca dati (archivio storico) e possibilmente dovranno
essere integrati da uno schema grafico della UC e dalla relativa documentazione
fotografica.
2.4 Scelta delle unità campione (UC) da ispezionare
Il rilievo e l’analisi vengono effettuate su un numero minimo di UC che permettono una
stima attendibile di un PCI medio dell’intera sezione. Tale stima permette di mantenere la
variabilità dei valori PCI di sezione di ± 5 punti nel 95 % dei casi.
Il primo passo quindi consiste nella determinazione del numero minimo di UC da
ispezionare (n), ottenibile dalla figura 1. Tale grafico mette in relazione il numero totale di
unità campione contenute in una sezione (N) con il relativo numero minimo da ispezionare
(n) in funzione della variabilità del PCI calcolato tra le UC componenti la sezione specifica
(PCI Range).
Quando si ispeziona la sezione per la prima volta, si considera un ipotetico intervallo di
valori PCI (PCI Range), ovvero la differenza tra il valore massimo e minimo del PCI riferito
a UC prese all’interno della stessa sezione, pari a 25.
Figura 1
La figura 1 mostra sull’asse delle ascisse il numero totale delle UC presenti nella sezione
(N), sull’asse delle ordinate il numero di UC da ispezionare (n) e la curva relativa ai vari
valori del PCI Range. Quando il numero totale delle UC della sezione è minore o uguale a
5, tutte le UC devono essere ispezionate (ad esempio strade a corsia unica con
estensione inferiore ai 250 m).
Divisa la sezione in un numero totale di UC di una sezione (N), si entra nel grafico di figura
1 con numero N sull’asse delle ascisse (es.: N = 47), procedendo verticalmente si incrocia
la curva PCI Range = 25 e successivamente spostandosi orizzontalmente si determina il
valore n di prima ipotesi sull’asse delle ordinate (es.: n = 13).
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A seguito dell’individuazione del numero minimo n delle UC da considerare si passa alla
selezione delle UC da ispezionare. Il metodo raccomandato è quello di scegliere UC
equidistanti, dopo aver scelto quella di partenza in modo casuale (figura 2).
Dopo aver numerato le UC componenti l’intera sezione, tramite una procedura di
campionamento sistematico si determina:
 intervallo di campionamento come i = N / n, con N numero totale delle UC ed n
numero delle UC da ispezionare. Il valore i ottenuto viene poi approssimato al più
basso numero intero;
 UC di partenza casuale K è scelta tra 1 e il valore i;
 UC da ispezionare K, K + i, K + 2i, K + 3i.
Dopo aver eseguito il primo rilievo delle UC da ispezionare (n di prima ipotesi), si valuta il
PCI di ogni UC e quindi il PCI Range reale della sezione (PCImax – PCImin). Nella
situazione in cui il PCI Range reale, relativo al numero minimo di UC ispezionate, sia
maggiore del PCI Range di prima ipotesi (pari a 25) occorre considerare nuovamente il
grafico di figura 1 per determinare il numero di ulteriori UC da ispezionare in seconda
battuta. Questa volta fissato il numero totale di UC (es.: N = 47) già definito, si va ad
intersecare la curva relativa al PCI Range reale (es.: PCI Range = 35) e da questa si
ridetermina il numero di UC da ispezionare (es.: n’ = 18). Da tale valore si sottrae il
numero di UC già ispezionate (es.: 13) e si eseguono gli stessi passi già effettuati per la
determinazione dell’intervento e della selezione delle UC considerando come numero
totale di UC il valore N’ = N – n (es.: 47 – 13 = 32) e, come nuovo numero minimo di UC
da ispezionare n’ – n (es.: 18 – 13 = 5). In questo caso il nuovo intervallo di
campionamento i risulta essere N’ / n’ (es.: 32 / 5 = 6) e si passa alla selezione delle UC
aggiuntive senza considerare nel conteggio quelle precedentemente selezionate.
A titolo di esempio, in figura 2 le UC selezionate in prima battuta sono evidenziate con un
cerchio rosso, mentre quelle richieste a seguito del riscontro del PCI Range reale sono
evidenziate con un cerchio verde.
Se risulta necessario vengono incluse nella valutazione anche UC rappresentative di casi
specifici localizzati (ad esempio gli attraversamenti ferrotranviari o UC con condizioni
anomale). Esse vanno incluse nell’analisi del PCI come UC addizionali per le quali si
prevede una particolare procedura di valutazione.
Figura 2
2.5 Esecuzione del rilievo e calcolo del PCI
Il metodo di rilievo e analisi dei dissesti deve essere standardizzato per rendere la stima
finale della condizione della pavimentazione oggettiva e non influenzata dall’opinione
soggettiva dell’operatore. Per questo motivo è necessario che ogni operatore esegua il
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rilievo sulla base di uno specifico catalogo dissesti il quale deve riportare le caratteristiche
di ogni singolo dissesto, l’identificazione del livello di severità, il metodo e l’unità di misura.
Prima di iniziare il rilievo dell’UC va compilata la sezione “identificazione” del modulo RD
nel quale vanno indicate le generalità della sezione in esame (Figura 3).
Durante l’ispezione, i dissesti rilevati devono essere annotati per tipo, estensione e
severità nel riquadro “rilievo” dello stesso modulo RD.
Alla voce “tipo” viene indicato il codice numerico associato alla specifica tipologia di
dissesto rilevato e sotto la stessa colonna viene registrata la dimensione e la severità del
dissesto (A = alta; M = media; B = bassa).
Figura 3
In seguito al rilievo dei dissesti e alla compilazione del modulo RD nei riquadri
identificazione e rilievo, per ogni UC, appartenente ad una specifica sezione, si calcola il
PCI compilando il campo “valutazione” del modulo RD (figura 3). Dal PCI delle UC si
deduce il complessivo PCI della sezione.
Ai fini del calcolo del PCI di ogni UC viene eseguita una procedura di valutazione analitica
per passi che prevede la determinazione di:
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

somma dell’estensione dei dissesti sulla base della tipologia e livello di severità;
densità di danno di ogni singolo dissesto e livello di severità relativamente alla
dimensione della UC. A seconda che il dissesto venga rilevato per unità di superficie,
lineare o numerica si impiegano rispettivamente le seguenti formule:
o Densità di danno per i dissesti misurati in unità di superficie (m2)
[1] es. fessurazioni ramificate
o Densità di danno per i dissesti misurati in metri lineari (m)
[2] es. fessurazioni trasversali
o Densità di danno per i dissesti misurati in numero
[3] es. Buche

valore dedotto (Deduct Value, DV) relativo al tipo di dissesto, severità e densità di
danno. Da notare che ogni tipo di dissesto ha uno specifico grafico di riferimento per
calcolo del DV così come, al suo interno, ogni livello di severità (A = alto; M = medio; B
= basso) è riconducibile ad una determinata curva identificativa. Quindi selezionato il
tipo di dissesto occorre riferirsi al grafico associato, entrare con il valore di densità di
danno calcolato, intersecare la curva relativa allo specifico livello di severità ed infine
determinare il DV. A titolo di esempio la figura 4 mostra il grafico relativo alla
fessurazione ramificata per la quale si ipotizza 5.5 m2 di area severamente fessurata
della UC i quali vengono rapportati ai 160 m2 di area totali della UC (equazione [1]).
Con densità di danno 3.44 si entra nell’asse delle ascisse e tramite la curva riferita allo
specifico livello di severità (in questo caso A) si ricava il DV pari a 48. Si esegue
successivamente lo stesso procedimento per tutti gli altri dissesti o livelli di severità.
Figura 4

Valore Dedotto Totale (Total Deduct Value, TDV) come somma di tutti i DV.
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
Valore Dedotto Corretto (Correct Deduct Value, CDV) ricavato dal grafico in figura 5
entrando nell’asse delle ascisse con il TDV (sommatoria dei DV) fino ad intersecare la
curva relativa al numero di DV maggiori di 5 (parametro q). Se il CDV risulta inferiore al
valore di DV relativo ad un particolare dissesto, il CDV deve conseguentemente essere
valutato pari a quest’ultimo (valore massimo di DV). Per esempio assumendo due
tipologie di dissesto, una con DV pari a 50 e l’altra con DV pari a 10, usando la figura
5, per q = 2 si otterrebbe un CDV pari a 44 e poiché 44 è inferiore a 50, il CDV è
stabilito pari a 50.
Figura 5



il PCI si ottiene come semplice differenza tra 100 e il CDV.
dopo aver calcolato il PCI per ogni UC si determina il PCI Range (PCImax – PCImin) in
modo da valutare, se la curva di riferimento (PCI Range = 25) presa inizialmente per
determinare il numero minimo n di UC da ispezionare sia quella corretta. Nel caso in
cui il PCI Range reale risulti maggiore di 25, occorrere iniziare nuovamente la
procedura con il nuovo valore del PCI Range e il conseguente nuovo numero di UC da
ispezionare, mentre nel caso sia minore o uguale ci si attesta al risultato ottenuto.
PCI complessivo dell’intera sezione. Nel caso in cui non siano presenti UC addizionali,
si ricorre alla formula
̅̅̅̅̅
∑
(
)
[4]
∑
Dove il PCIS equivale al PCI della sezione, mentre il PCIri equivale al PCI delle UC
selezionate con metodo sistematico e Ari alla relativa estensione.
Se ulteriori UC devono essere esaminate (situazioni singolari), il PCI di queste UC
addizionali investigate sarà calcolata ricorrendo alla formula:
̅̅̅̅̅
∑
(
)
[5]
∑
Dove PCIa si intende il PCI totale delle UC addizionali, PCIai è il PCI della singola UC
addizionale e Aai indica l’area dell’UC addizionale.
In quest’ultimo caso il PCIS complessivo della sezione deve essere calcolato con la
formula:
̅̅̅̅̅ (
∑
) ̅̅̅̅̅ (∑
)
[6]
dove A rappresenta l’area totale delle UC ispezionate.
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La Figura 6 mostra lo schema operativo per il calcolo del PCI di una UC.
Figura 6
3. Applicazione del metodo alla viabilità comunale di Fano
Lo studio e l’applicazione del metodo è stato sperimentato su un campione di 21 strade
(pari a circa 30 km) appartenenti alla viabilità del comune di Fano. La tabella 1 riporta le
caratteristiche delle strade selezionate mentre la tabella 2 mostra i risultati in termini di
valori PCI. Sulla base del valore PCI di ogni singola strada è stata individuata la
condizione attuale della strada e determinata la necessità di manutenzione. Nel prossimo
futuro il metodo di rilievo e analisi verrà applicato ad altre strade con scopo di catalogare
la rete viaria di Fano, determinare tecniche e ordine di intervento. Inoltre le stesse strade,
soggette o meno a recupero, verranno ispezionate nuovamente a scadenza annuale per
tenere sotto controllo evoluzione della condizione di servizio o valutare, ove applicate, le
tecniche e i materiali di manutenzione adottati.
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Tabella 1
Tabella 2
Bibliografia
AIPCR, “Il progetto degli interventi di manutenzione strutturale delle pavimentazioni
stradali flessibili e semi-rigide”, Comitato Tecnico D.2b, 2010.
ANAS, “Capitolato speciale di appalto - Parte 2ª Norme tecniche, Pavimentazioni
stradali/autostradali”, 2011.
ASTM D6433-11, Standard practice for roads and parking lots pavement condition index
survey”, 2011.
CNR n°125/88, “Istruzioni sulla pianificazione della manutenzione stradale”.
US Army Corps of Engineers, “Pavement maintenace management – Technical manual”,
1982.
US Army Corps of Engineers, “Distress identification manual”, 2009.
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare per la collaborazione l’ufficio Lavori Pubblici del Comune
di Fano e in particolare Arch. Adriano Giangoli, Arch. Mariangela Giovanni, Ing. Federico
Fabbri, Geom. Franco Poderini, Geom. Giovanni Serafini, Geom. Federico Falcioni.
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