NEOWEB ® - NEOLOY sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni Innovativo sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni per applicazioni in ingegneria civile e delle infrastrutture viarie, realizza una struttura semi rigida ad elevata portanza con qualunque materiale inerte granulare, anche di tipo riciclato, per aumentare le prestazioni e la durata delle soluzioni diminuendone al contempo i costi economici, i tempi di realizzazione e l’impatto ambientale globale. _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ IL SISTEMA DI STABILIZZAZIONE TRIDIMENSIONALE DEI TERRENI Innovativo sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni per applicazioni in ingegneria civile e delle infrastrutture viarie che realizza una struttura semi rigida ad elevata portanza con qualunque materiale inerte granulare, anche di tipo riciclato, per aumentare le prestazioni e la durata delle soluzioni diminuendone al contempo i costi economici, i tempi di realizzazione e l’impatto ambientale II _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ INDICE INTRODUZIONE pag. 1 IL MECCANISMO DI CONFINAMENTO pag. 5 pag. 7 – pag. 8 Dimensioni del materiale inerte per il riempimento NEOLOY UN POLIMERO NANOTECNOLOGICO CARATTERISTICHE TECNICHE CONFRONTO TRA LE VARIE TECNOLOGIE pag. 10 Geogriglie pag. 10 Sistema di stabilizzazione 3D Neoweb® pag. 11 VANTAGGI DEL SISTEMA NEOWEB® pag. 12 Tecnici pag. 12 Realizzativi pag. 13 Ambientali pag. 14 Gestionali pag. 14 Economici pag. 15 Abrasione dell’inerte pag. 15 Drenaggio pag. 16 CAMPI DI APPLICAZIONE pag. 17 Strutture pavimentate pag. 17 Strutture non pavimentate pag. 17 III _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ Sovrastrutture ferroviarie pag. 17 Piazzali, aree portuali, protezione gasdotti pag. 18 Piazzali e piste aeroportuali pag. 18 Piccoli lavori pag. 18 pag. 19 FINITURA SUPERFICIALE A) Strade pavimentate pag. 19 B) Strade non pavimentate drenanti pag. 20 C) Piazzali e parcheggi pag. 20 LA PROGETTAZIONE pag. 21 Esempio di calcolo pag. 21 pag. 29 POSA IN OPERA pag. 30 Fasi di posa CERTIFICAZIONI ED ACCREDITAMENTI pag. 33 Certificazioni pag. 33 Accreditamenti pag. 33 pag. 35 CASE HISTORY IV _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ INTRODUZIONE L’obiettivo principale della progettazione stradale è quello di realizzare delle sovrastrutture in grado di possedere l’adeguata resistenza alle sollecitazioni esterne per l’intera vita utile di progetto. Per conservare nel tempo la funzionalità del sistema occorre porre particolare attenzione alla qualità, alla migliore combinazione e allo spessore dei componenti. Il sistema di stabilizzazione Neoweb® consente di realizzare una struttura tridimensionale semi rigida utilizzando qualsiasi materiale granulare disponibile in sito, anche di tipo riciclato. In tal modo è possibile realizzare infrastrutture in aree prima precluse a causa dei ridotti valori di portanza del terreno di sottofondo basandosi su una tecnologia di confinamento tridimensionale che permette di elevare le caratteristiche tecniche del materiale granulare di riempimento. L’applicazione di un carico, su una superficie non rinforzata, comporta, se esso supera un determinato limite, l’innesco di un meccanismo di rottura caratterizzato dalla formazione di superfici di scorrimento ben definite che, partendo dall’impronta di carico, si sviluppano fino a livello del piano campagna. Il raggiungimento del carico limite comporta un collasso di tipo fragile, accompagnato da ulteriori cedimenti e da eventuali rigonfiamenti nelle zone circostanti. Carico limite Tali fenomeni assumono un’importanza cruciale nel campo dell’ingegneria civile in generale e nelle applicazioni riguardanti le infrastrutture viarie in particolare, non bisogna infatti dimenticare che l’obiettivo principale della progettazione di tali opere è quello di realizzare delle sovrastrutture in grado di possedere l’adeguata resistenza 1 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ alle sollecitazioni esterne dovute a carichi statici (piazzali, parcheggi) o dinamici (strade e ferrovie) per l’intera vita utile di progetto. Per conservare nel tempo la funzionalità del sistema occorre porre particolare attenzione alla qualità dei componenti, ed ai loro spessori cercando di realizzare la migliore combinazione possibile, tenendo conto di tutti i fattori coinvolti. Per garantire i risultati richiesti e superare i problemi prima citati si propone un innovativo sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni in grado di rispondere efficacemente non solo alle necessità tecniche ed economiche (normalmente considerate) ma anche a quelle di tipo realizzativo ed ambientale contenendo il più possibile l’utilizzo di risorse e gli impatti connessi con la realizzazione delle opere. Il principio di funzionamento del sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni di seguito proposto, è semplice e contemporaneamente efficace in quanto si basa sul concetto di confinamento laterale rigido del materiale di riempimento. Applicando un carico esterno su un materiale granulare confinato si osserva che esso tende ad espandersi verso l’esterno. Se la struttura che lo confina ha una rigidezza sufficiente a contrastare l’espansione laterale, si rileverà un netto miglioramento dei parametri geotecnici e meccanici del materiale di riempimento. Applicando tale principio è possibile realizzare infrastrutture in aree caratterizzate da ridotte prestazioni portanti semplicemente realizzando un opportuno confinamento di un qualunque materiale granulare. Il materiale granulare da impiegare può essere quello disponibile in sito, oppure materiale inerte proveniente dalla fresatura di una pavimentazione esistente o ancora materiale di riciclo proveniente dalla triturazione degli sfabbricidi. L’unica caratteristica richiesta è che sia di tipo granulare non coesivo. Le applicazioni tipiche del sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni Neoweb® riguardano la realizzazione di sovrastrutture stradali, ferroviarie, la realizzazione di piazzali e tutti quei casi in cui vi sia la necessità di costruire delle sovrastrutture su terreni caratterizzati da scarsi valori della capacità portante o quando è possibile/richiesto realizzare delle finiture drenanti e/o senza l’utilizzo di bitume o cemento (es. zone soggette a vincolo). Il sistema di stabilizzazione e consolidazione qui proposto consente di realizzare una struttura tridimensionale semi rigida utilizzando un qualunque materiale granulare disponibile in sito, anche di tipo riciclato o meno granulare. 2 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ In tal modo è possibile realizzare infrastrutture in aree prima precluse a causa di problematiche tecniche (ridotta portanza del sottofondo), economico/realizzative (difficoltà di reperire in prossimità del cantiere l’inerte adeguato), ambientali (mancanza di cave/discariche, zone con vincoli), il tutto basandosi su una tecnologia di confinamento tridimensionale che consentendo di elevare le caratteristiche geotecniche del materiale granulare di riempimento può compensare le scarse prestazioni del sottofondo, o consentire di utilizzare qualsiasi materiale inerte (anche riciclato) già presente in sito (evitandone così anche lo smaltimento). Tale tecnologia permette inoltre di realizzare strade non pavimentate e drenanti idonee per le zone con vincoli paesaggistici (parchi, riserve, etc.). Il sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni, si basa sul meccanismo del confinamento laterale che consente di agire contemporaneamente sulle caratteristiche del materiale di riempimento, incrementandole, e sull’andamento delle tensioni trasmesse agli strati di terreno sottostante, diminuendole. In tal caso si ottiene infatti il duplice effetto di riduzione (di più del 30 %) dell’intensità delle tensioni trasmesse allo strato di sottofondo (non rinforzato) e di riduzione della profondità di influenza del carico (di circa il 50 %), come mostrato nella figura seguente. 3 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ L’applicazione di un carico concentrato (es. ruota auto/camion) ad un terreno genera un bulbo di tensione che si propaga in profondità ed in ampiezza entro il terreno (non rinforzato). Rilevando lo stato di tensione è possibile individuarne/tracciarne l’andamento dell’intensità nel volume (di materiale non rinforzato) interessato. Applicando il medesimo carico sul sistema Neoweb® si osserva: l’assenza del picco tensionale corrispondente all’area rossa ed arancione (riduzione delle tensioni di più del 30 %); la diffusione del carico su un’area maggiore, pari a 1,5 – 2,5 volte l’ampiezza dell’area non rinforzata; la riduzione sia dell’intensità delle tensioni riscontrabili, sia della profondità massima interessata in questo caso pari a 0,4 – 0,6 volte la profondità interessata nel caso non rinforzato. L’utilizzo di tale soluzione innovativa consente quindi di risolvere sia diverse problematiche di tipo tecnico, quali una ridotta portanza del materiale di sottofondo, o la capacità di sopportare carichi (ciclici) di elevata intensità dovuti al traffico per periodi prolungati, sia problematiche relative a diversi aspetti: da quelle economico/realizzative quali la difficoltà di reperire, in prossimità del cantiere, del materiale inerte adeguato, a quelle ambientali inerenti ad esempio alla realizzazione di viabilità in zone soggette a vincoli di tipo paesaggistico, o ancora la mancanza di cave/discariche in prossimità del sito. 4 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ IL MECCANISMO DI CONFINAMENTO Il meccanismo di confinamento attuato dal sistema di stabilizzazione proposto è il risultato di un’azione tridimensionale descritta nel suo complesso dal seguente schema: Il transito di un autoveicolo esercita una pressione pari al carico su ruota. Il carico viene trasmesso istantaneamente al materiale granulare di riempimento che tende a reagire con un’espansione laterale verso l’esterno. La struttura tridimensionale del sistema di stabilizzazione Neoweb® si oppone a tale espansione con la formazione di una tensione anulare proporzionale alla rigidezza dello specifico materiale di cui è costituito (Neoloy), ed alla tensione sollecitante. Un ulteriore contributo al confinamento del materiale presente nella cella interessata dal passaggio del veicolo, viene fornito dalle strutture (celle) contigue (a quella sollecitata), queste non sono soggette all’azione diretta del carico ma sono comunque sollecitate dall’azione di espansione, tramite la formazione di una tensione radiale proporzionale alla spinta passiva. 5 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ Pertanto al transito del carico esterno (veicolo) si realizza la formazione di una macrostruttura ad elevata rigidezza (effetto soletta semi rigida), in grado di attenuare la trasmissione delle sollecitazioni verso il terreno di sottofondo (vedi pag. prec.) e di consentire il transito di carichi più elevati a parità di parametri di portanza/resistenza del sottofondo e del materiale di riempimento. L’effetto globale di tutti i fenomeni dovuti alla presenza di stabilizzazione ed al meccanismo del confinamento laterale tramite cui opera, si possono riassumere, almeno in via approssimativa, con un aumento del CBR del materiale interessato dal sistema di stabilizzazione. Una semplice verifica dell’azione di confinamento esercitata dal sistema Neoweb® è quella di eseguire un test in laboratorio per la valutazione del CBR. La prova CBR consiste nel misurare la pressione massima da esercitare sul campione in esame per far penetrare di 2,5 mm in 2 minuti un pistone cilindrico di 20 cm2 e nel rapportare questa pressione con il valore ottenuto da un materiale standard composto da graniglia e pietrischetto. Confinando della sabbia, di CBR variabile dal 5% al 10%, con il sistema Neoweb® ed eseguendo la prova CBR è possibile ottenere un incremento da 2,5 a 5 volte quello iniziale. 6 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ Come riscontrato da numerose prove di laboratorio, tale incremento del CBR può variare, a seconda del tipo di terreni, da 2,5 a 5 volte il valore iniziale del CBR; di tale incremento si può tenere conto, con l’utilizzo di opportuni coefficienti di sicurezza, in fase di dimensionamento della sovrastruttura, come descritto nel capitolo relativo alla progettazione del sistema di stabilizzazione. DIMENSIONI DEL MATERIALE INERTE PER IL RIEMPIMENTO Le dimensioni dell’inerte da utilizzarsi per il riempimento della struttura tridimensionale Neoweb devono rispettare un rapporto con lo spessore del pannello, devono essere al massimo pari a circa un terzo dell’altezza o dello spessore della cella mentre come dimensioni minime la granulometria inferiore della sabbia 0,2 mm. Tipologia Neoweb altezza/spessore [cm] 5,0 7,5 10 12 15 20 Diametro massimo inerte per il riempimento [cm] 1,5 2,5 3,0 4,0 5,0 6,5 Tabella riepilogativa delle dimensioni dell’inerte in funzione dello spessore 7 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ NEOLOY UN POLIMERO NANOTECNOLOGICO - CARATTERISTICHE TECNICHE I polimeri normalmente utilizzati in campo ingegneristico presentano un comportamento reologico complesso, suddivisibile in: - comportamento elastico: caratterizzato da un legame biunivoco tra sforzi e deformazioni, in cui l’energia accumulata viene interamente restituita in fase di scarico. Tale stato consente di definire un valore del modulo di elasticità, che è unico in caso di linearità o variabile con l’entità della deformazione in caso di non linearità, e di presentare una stabilità dimensionale sotto l’azione ripetuta di carichi statici e cicli dinamici; - comportamento plastico: caratterizzato da un campo di deformazione di tipo permanente (tra cui rientra anche il creep), che fa perdere la stabilità dimensionale della struttura Poiché il sistema di stabilizzazione Neoweb® si attiva creando un’azione di confinamento laterale è essenziale che il materiale possegga un marcato comportamento elastico sia quando sottoposto a carichi statici che soprattutto quando sottoposto a carichi dinamici/ciclici (come quelli dovuti al traffico). I polimeri presenti sul mercato sono tutti soggetti ad azioni di tipo viscoso che tendono ad amplificarsi sia al passare del tempo (creep) sia quando sottoposti ad azioni di carico di tipo dinamico/ciclico. L’idea è stata quella di sviluppare un nuovo tipo di materiale composito in grado di unire le prestazioni positive dei vari polimeri che lo compongono e limitarne al contempo le caratteristiche negative. La ricerca ha interessato un periodo di sette anni, prima di rendere disponibile la lega polimerica Neoloy™. Il Neoloy™ è ottenuto impiegando una particolare tecnologia composita che permette di combinare la soluzione di ALLOY con le nano fibre di poliestere, in tal modo vengono esaltate le prestazioni strutturali del poliestere, tra cui il migliore comportamento in campo viscoso (basso creep), con l’ALLOY che ne esalta la risposta elastica, ne incrementa il valore del modulo elastico, la stabilità dimensionale nel tempo e ne mantiene inalterate le prestazioni in un ampio intervallo di temperatura (- 60°C ÷ + 60°C). 8 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ Il comportamento meccanico del Neoloy™ è evidenziato nel seguente grafico, dove viene riportato lungo l’asse delle ascisse il numero di cicli di carico impressi al sistema e lungo l’asse delle ordinate viene riportato l’allungamento, suddiviso in campo elastico e campo plastico. Le successioni di curve riportano i cicli di carico e scarico a cui è stato soggetto il sistema Neoweb® realizzato con il Neoly™ e un sistema analogo per forma e dimensione ma realizzato in HDPE. A parità di sollecitazione è possibile osservare come il sistema Neoweb® sia in grado di accumulare una percentuale minima di deformazione plastica, che risulta ridotta a circa il 20% rispetto a quella del sistema in HDPE. Ricordiamo che nell’azione di confinamento l’accumulo di deformazione plastica comporta un’eccessiva deformazione della struttura con totale perdita della funzione di confinamento laterale e quindi dell’azione di consolidamento/stabilizzazione. 9 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ SOVRASTRUTURE STRADALI: confronto tra varie tecnologie utilizzate Nella realizzazione delle sovrastrutture è sempre più diffuso l’impiego di numerosi materiali geosintetici tra cui i geotessili (tessuti o non tessuti), e le geogriglie. Essi permettono di svolgere principalmente le funzioni di separazione, filtrazione e rinforzo dei terreni. (inerte qualsiasi) La funzione rinforzo viene esercitata dai geotessili tessuti e/o dalle geogriglie. Il sistema di stabilizzazione proposto, porta una considerevole innovazione in questo campo poiché permette di svolgere un’azione di rinforzo tridimensionale (stabilizzazione del materiale granulare di riempimento) che è totalmente assente con i geotessili tessuti, e molto limitata (pochi cm) con le geogriglie a causa della loro conformazione (materiale bidimensionale). Risulta così possibile incrementare le caratteristiche geotecniche e la rigidezza del materiale di riempimento in modo da realizzare una struttura con comportamento semi rigido al passaggio del carico. LIMITAZIONI Geogriglie Le geogriglie sono strutture bidimensionali che sono in grado di svolgere un’adeguata azione di rinforzo e stabilizzazione dei terreni qualora vengano ad interagire con del materiale di adeguata granulometria. Il loro corretto impiego comporta l’uso di un inerte di buone caratteristiche meccaniche e granulometriche tali da risultare proporzionali alla dimensione della maglia, mentre e il valore dello spessore massimo di confinamento è di 40 mm; laddove è necessario che l’effetto di confinamento 10 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ interessi spessori ≥ di 40 mm sarà quindi necessario utilizzare più strati di geogriglia (con ovvi oneri economici e realizzativi). Sistema di stabilizzazione 3D Neoweb® Il sistema di stabilizzazione proposto è un sistema tridimensionale e lo spessore di confinamento viene valutato come somma tra l’altezza propria della struttura e l’altezza determinata con le analoghe considerazioni sviluppate per le geogriglie. Pertanto considerando che l’altezza minima della struttura è di 50 mm (ma può arrivare fino a 200 mm) si avrà un’altezza minima della zona pienamente confinata che sarà pari a 50 mm più il valore dell’altezza influenzata dalla dimensioni dell’inerte. Considerando che le aperture degli elementi che compongono la struttura hanno dimensioni superiori (di 2-3 volte) alle maglie di una geogriglia ne consegue la possibilità di utilizzare inerti di dimensioni superiori e, anche grazie a ciò, uno spessore totale di confinamento non eguagliabile dalle tecnologie di rinforzo attualmente disponibili. 11 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ VANTAGGI DEL SISTEMA NEOWEB® Il sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni proposto permette di realizzare molteplici vantaggi sotto diversi aspetti, sia nel caso si realizzino strutture pavimentate (in C.B. o cls), sia strutture non pavimentate es. con finitura drenante in inerte (zone a vincolo). I numerosi vantaggi possono riassumersi per i vari aspetti in: TECNICI 1) Carrabilità immediata, la superficie è in grado di sopportare i carichi di progetto non appena riempita. 2) Nessuna necessità di attesa per presa o indurimento della superficie (es. misto cementato o misto a calce). 3) Riduzione del fenomeno di abrasione del riempimento (calo volumetrico della sovrastruttura, vedi pagg. 15-16). 4) Realizzazione di una piastra carrabile ed se necessario anche drenante. 5) Superficie con elevata permeabilità (pari a quella del materiale di riempimento). 6) Non è necessario realizzare cordoli laterali di contenimento. 7) Non è necessario realizzare giunti di dilatazione. 8) Non è necessario regimentare le acque di scorrimento superficiale. 9) Per strutture/superfici non pavimentate non è necessario realizzare cunette e/o opere accessorie per la regimentazione delle acque quali caditoie o tombini di attraversamento. 10) Riduzione degli spessori della sovrastruttura, da computarsi in funzione delle caratteristiche del sottofondo, con valori che possono essere anche del 50%. 11) Riduzione degli spessori di pavimentazione bituminosa o in cls. 12) Incremento del modulo degli strati stabilizzati di un valore variabile tra 3 a 5 volte a seconda della qualità del riempimento. 13) Incremento dei valori di capacità portante da tre volte a cinque volte, in funzione della qualità del riempimento usato e una riduzione delle tensioni a livello del sottofondo del 50%. 14) Possibilità di sopportare carichi d'intensità superiore. 15) Il polimero nanotecnologico Neoloy™ con cui è realizzato il sistema di stabilizzazione Neoweb® è in grado di mantenere le prestazioni originarie a lungo termine, anche quando sottoposto a carichi elevati e/o di tipo ciclico, ciò perché tale polimero possiede un campo elastico molto elevato ed elevate caratteristiche di stabilità dimensionale in un ampio campo di temperature (- 60°C ÷ + 60°C). 16) L’utilizzo della struttura tridimensionale in un particolare polimero nanotecnologico permette di ridurre il valore della deformazione permanente (incluso il creep), calcolato su una vita di progetto di 100 anni, ad un valore di 2,5 contro un fattore di 10 del HDPE. 12 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 17) La struttura 3D non sviluppa solo un’azione di confinamento laterale dell’inerte ma consente di mantenere il valore della compattazione nel tempo e riduce l’azione dell’abrasione. In tal modo è possibile mantenere per lungo tempo l’efficienza della sovrastruttura e di ridurre il periodo di manutenzione previsto per lo strato di sottofondo; 18) Aumento della vita utile della pavimentazione (materiale certificato/garantito per una vita utile di 75 anni). 19) Circolazione continua dell'aria in maniera all'interno della massa della pavimentazione, ciò accelera nel caso di strade non pavimentate il processo di scioglimento della neve o del ghiaccio ed evita formazione di lastre. 20) Nel caso di strutture non pavimentate la permeabilità del materiale inerte consente l’infiltrazione diffusa delle acque, ne permette il deflusso non superficiale riducendo di conseguenza sia il ruscellamento superficiale sia il pericoloso effetto acqua-planning. 21) Elimina, per le pavimentazioni drenanti, le problematiche derivanti dalle immissioni dalle acque di scorrimento superficiali dalle strade secondarie (drenanti) in quelle principali con i relativi trasporti e sedimentazioni di materiale solido nelle sedi stradali principali eliminando quindi i pericoli ad esso connessi nonché i problemi e gli oneri di interventi di manutenzione d’emergenza. 22) Riduce sensibilmente l’assorbimento di calore rispetto alle pavimentazioni in conglomerato bituminoso rendendo più confortevole il transito pedonale. 23) Il Neoloy è in grado di mantenere le prestazioni originarie a lungo termine, riduce drasticamente il campo plastico consentendo di avere una struttura ad elevata stabilità dimensionale nel tempo, anche sotto l’azione di carichi ciclici e per un ampio range di temperature. REALIZZATIVI 1. Elevata produttività/velocità di posa: si possono posare anche 1.000 m2 al giorno con una squadra di 4 persone. 2. Uso di personale locale senza necessità di qualifica particolare. 3. Posa con macchine operatrici tradizionali usate dalle imprese per i lavori stradali (camion, ruspa/escavatore e rullo). 4. Riduzione dei volumi di scavo. 5. Riduzione dei trasporti pari ai volumi di terreno non scavato e da non riportare. 6. Riduzione dei tempi di realizzazione (meno scavo, meno trasporto, meno riporto e compattazione). 7. Riduzione dei tempi, degli oneri di trasporto e di posa in opera grazie ai minori volumi da movimentare. 8. Possibilità di realizzare la pavimentazione direttamente sul piano di campagna (previa compattazione e stesa di un semplice geotessile di separazione). 13 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ AMBIENTALI 1) Utilizzo di materiale inerte qualsiasi disponibile in sito. 2) Riduzione dei volumi di materiale da scavare, trasportare e smaltire in discarica con conseguenti riduzioni degli oneri economici e degli impatti ambientali di tali operazioni. 3) Riduzione dei volumi di materiale arido di cava da utilizzare con conseguenti riduzioni degli oneri economici e degli impatti ambientali connessi alle operazioni di estrazione, trasporto (cava-cantiere), movimentazione e posa in opera. 4) Possibilità di utilizzo di materiali presenti in sito es. provenienti dal recupero e demolizione della vecchia pavimentazione presenti nelle vicinanze. 5) Possibilità di riutilizzo dei materiali provenienti dalle demolizioni edili (sfabbricidi) opportunamente triturati. 6) Grande riduzione dell’uso di risorse (materiale prime, energia, territorio). 7) Diminuzione dell’utilizzo, e del numero, di cave e discariche necessarie con conseguente riduzione della perdita di territorio e della sua qualità. 8) Sostenibilità ambientale ed economica derivante dalla riduzione dei volumi di scavo e di riempimento, dalla riduzione del numero di mezzi richiesti per il trasporto e la posa in opera dei volumi di materiali che comportano una riduzione delle emissioni di CO2 e di altri gas di scarico inquinanti. 9) Grande riduzione degli impatti ambientali dovuti all’inquinamento atmosferico, scarti industriali, rumori, perdita di territorio, di qualità e complessità ambientale. 10) Nel caso di strutture non pavimentate (drenanti) consente l’infiltrazione delle acque meteoriche e quindi il rifornimento dell'acqua nelle falde, rendendo la soluzione adatta ad interventi in zone tutelate dal punto di vista ambientale. 11) Elimina la necessità del trattamento e dello smaltimento delle acque superficiali (strade necessario e/o richiesto). 12) Consente laddove necessario e/o richiesto l'eventuale raccolta e riciclo delle acque piovane con una progettazione adeguata di eventuali sotto servizi. 13) Riduce gli eventuali costi di trattamento delle acque meteoriche rispetto a pavimentazione in asfalto poiché non sono presenti componenti di tipo oleoso. 14) Riduce sensibilmente l'assorbimento del calore (fino a 30° C in meno) rispetto ad una normale pavimentazione in asfalto fondamentale per zone pedonali e residenziali. 15) Coerenza di questa tecnologia con una visione ecosostenibile. GESTIONALI 1. Superficie in grado di accumulare volumi d'acqua ciò garantisce in caso di eventi meteorici molto intensi l'immissione in fognatura di portate minori in tempi più lunghi, limitando in tal modo i picchi di portata. 14 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 2. Netta riduzione dei costi degli interventi di manutenzione e maggiore facilità di realizzazione degli stessi. 3. Mantiene le caratteristiche estetiche, fisiche e meccaniche nel tempo necessitando solo di una semplice manutenzione ordinaria. 4. Notevole riduzione dell'assorbimento di calore (fino a 30°C in meno) rispetto ad una tradizionale pavimentazione in c.b. garantendo un miglio confort nelle zone pedonali e residenziali (soprattutto nei periodi caldi). 5. Diminuzione degli interventi di manutenzione conseguenti all’aumento della vita utile della pavimentazione. 6. Eliminazione dell’immissione di materiale solido (trasportato dalle acque di scorrimento superficiale), dalle strade laterali realizzate con pavimentazione drenante, in tal modo si riducono di conseguenza sia tutte le situazioni di pericolo sia le operazioni di manutenzione connesse con tale, ben nota, problematica. ECONOMICI 1) Riduzione dei costi, grazie alla possibilità di utilizzo di materiale granulare (non coesivo) disponibile in sito, per la realizzazione della fondazione granulare. 2) Riduzione dei volumi di materiale arido di cava da utilizzare con le conseguenti riduzioni degli oneri economici ed ambientali connessi alle operazioni di estrazione, trasporto e posa in opera. 3) Riduzione del consumo delle sedi viarie esistenti dovuto al transito di un minore numero di mezzi pesanti necessari per la costruzione delle nuove infrastrutture. 4) Riduzione dei tempi e degli oneri di trasporto e di posa in opera grazie ai minori volumi da movimentare. 5) Risparmio nella necessità di realizzare cordoli laterali di contenimento. 6) Risparmio nella necessità di realizzare i giunti di dilatazione. 7) Risparmio nella regimentazione delle acque di scorrimento superficiale. 8) Per superfici non pavimentate risparmio nella realizzazione di cunette e/o opere accessorie quali caditoie o tombini. 9) Risparmio per riduzione degli spessori di pavimentazione bituminosa o in cls. 10) Risparmio dovuto all’aumento della vita utile della pavimentazione. 11) Risparmio dovuto al mancato smaltimento di eventuale materiale fresato pienamente riutilizzabile all’interno del Neoweb®. Oltre a tutti i vantaggi sopra citati il sistema di stabilizzazione proposto consente di risolvere anche due problematiche cui spesso è soggetto il materiale inerte costituente una fondazione stradale: l’abrasione dell’inerte ed il drenaggio. Abrasione dell’inerte Il materiale granulare di una fondazione è soggetto al fenomeno naturale dell’abrasione. Si tratta di una perdita di massa indotta dai carichi esterni che tendono a far urtare fra di loro le particelle di inerte. 15 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ Impiegando il sistema di stabilizzazione proposto il materiale granulare di riempimento, pur essendo sottoposto ai carichi dinamici ripetuti nel tempo, verrà interessato solo in maniera minima dall’azione di urto in quanto il sistema consente il confinamento e quindi riduce notevolmente la possibilità di abrasione tra gli elementi di inerte. Ne consegue una ridotta perdita di massa e quindi un mantenimento nel tempo degli spessori di progetto. Rinforzata con Neoweb® Non rinforzata Drenaggio Il sistema di stabilizzazione tridimensionale viene normalmente impiegato a diretto contatto con il terreno di sottofondo. Deve quindi essere in grado di sviluppare la propria azione di stabilizzazione anche in condizioni di totale o parziale saturazione. Tuttavia, al fine di evitare la nascita di sovrappressioni interstiziali indesiderate, il sistema è dotato di una serie di fori e canalizzazioni studiate appositamente per permettere la libera circolazione dei fluidi che possono eventualmente interessare o essere contenuti nel volume di materiale confinato nel sistema di stabilizzazione. Densità superficiale 610% di canalizzazioni 16 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ CAMPI DI APPLICAZIONE Grazie alle sue caratteristiche di efficacia, modularità e semplicità di realizzazione il sistema di stabilizzazione tridimensionale Neoweb® si presta ad essere utilizzato in diverse tipologie di lavori da quelli di grandi dimensioni (soprattutto nel campo delle infrastrutture viarie) fino a quelli di piccole dimensioni (es. lavori privati) e per una vasta tipologia di applicazioni come mostrato nella seguente tabella: LAVORI TIPOLOGIE DI APPLICAZIONI Strade pavimentate Strutture con pavimentazioni flessibili in conglomerato bituminoso; Rifacimento di sovrastrutture ammalorate; Pavimentazioni autostradali; Rinforzo base rilevati stradali; Opere in trincea Pavimentazioni ad alta permeabilità; Rampe di svincoli, rotatorie; Strade non pavimentate Strade di cantiere e di servizio; Pavimentazioni permeabili in ghiaia; Strade di accesso temporaneo e d’emergenza (protezione civile); Viabilità all’interno di zone con vincoli paesaggistici/ambientali (riserve naturali, parchi archeologici etc.); Sovrastrutture ferroviarie Confinamento del sotto ballast per nuove costruzioni ferroviarie; Rifacimento del ballast esistente; Rinforzo base rilevati ferroviari; Piazzali di parcheggio e di servizio (es. zone di deposito merci); 17 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ Piazzali, aree portuali, protezione di gasdotti Piazzali intermodali; Piazzali container, terminal, aree di deposito e stoccaggio; Aree di parcheggio bus; Protezione di serbatoi e gasdotti, oleodotti; Rinforzo al piede di muri di sostegno; Rampe di varo imbarcazioni; Piazzali e piste aeroportuali Bonifiche e rinforzo dei sottofondi di piste di aeroporti; Fuoripista aeroportuali; Bretelle di collegamento aeroportuali; Piazzali di sosta aeronavi; Piazzole adibite ad eliporto; Piazzali di stoccaggio merce. Piccoli lavori Viabilità (pavimentata e non), a servizio di aree private (es. lottizzazioni); Piazzali (pavimentati e non) per posteggio veicoli leggeri e pesanti; Strade non pavimentate drenanti in aree rurali o zone soggette a vincolo; Allargamenti delle pavimentate e non; sezioni stradali Vie pedonali e/o piste ciclabili all’interno di parchi e giardini. 18 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ FINITURA SUPERFICIALE Per le sue peculiari caratteristiche tecniche il sistema Neoweb® trova applicazione nella realizzazione di pavimentazioni stradali, nella realizzazione di piazzali e ovunque vi sia la necessità di costruire sovrastrutture su terreni caratterizzati da scarsi valori della capacità portante, adattandosi in maniera ottimale alle varianti di progetto, il Neoweb® permette di realizzare sia strade, piazzali e parcheggi pavimentate che non pavimentate e drenanti. A) Strade pavimentate Il sistema Neoweb® si adatta perfettamente alle strutture stradali pavimentate sia rifinite con le classiche pavimentazioni bituminose che con le tradizionali pavimentazioni in cls o con rivestimento in mattonelle autobloccanti. Di seguito sono riportate delle sezioni tipo con due classiche applicazioni del Neoweb® nelle pavimentazioni stradali rifinite con manto bituminoso o con conglomerato cementizio/autobloccanti: Sotto vengono riportate alcune immagini di lavorazione nella realizzazione di autostrade (pavimentazione bituminosa) e di pavimentazioni con autobloccanti in cls. 19 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ B) Strade non pavimentate drenanti Spesso per varie esigenze tecniche relative a vincoli paesaggistici ambientali, motivi economici etc. è necessario realizzare strade non pavimentate ma nel contempo drenanti, per garantire la buona regimentazione delle acque piovane. Anche in questi casi il Neoweb® permette di realizzare l’opera senza dover applicare ulteriori accorgimenti, con la possibilità di utilizzare per la finitura graniglie colorate, per ottenere molteplici effetti estetici. Ecco alcuni esempi di colorazioni “siciliane”: Perlato Sicilia Bianco Sicilia Rosso Castellammare Colorato mix Melange Nero Basalto Grigio Mediterraneo Per quanto concerne la realizzazione di camminamenti pedonali, si suggerisce di usare una finitura con graniglia fine (3÷4 mm o 4÷6 mm). A fianco viene riportato una sezione con il Neoweb® nelle pavimentazioni con finitura drenante; sotto sono riportate alcune foto delle fasi di lavorazione relative alla realizzazione di tale tipologie di strade. (1) C) Piazzali e parcheggi Nella realizzazione di parcheggi e piazzali l’impiego del sistema Neoweb® permette di realizzare in poco tempo opere immediatamente fruibili ed idonee alle varie esigenze di progetto. Anche per queste tipologie di applicazioni si possono adottare sia soluzioni pavimentate che non: a tal proposito si rimanda ai precedenti paragrafi A) e B). (1) L’inerte può essere di qualsiasi tipologia purché di tipo granualre, tuttavia se si vuole garantire una buona permeabilità (importante per garantire che la strada e/o il piazzale siano drenanti) la quantità di materiale fino (< 0,5 mm) non dovrebbe superare il 10÷15%. 20 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ LA PROGETTAZIONE Il sistema di stabilizzazione proposto viene rigorosamente dimensionato da un apposito software di calcolo sviluppato per eseguire il calcolo di una struttura pavimentata (asfalto, cemento, autobloccanti ecc..) o non pavimentata. Vi sono due metodologie di calcolo adottabili, la prima, più rigorosa e complessa fa riferimento alla pubblicazione: “DESIGN OF NEOWEB GEOCELL REINFORCED BASES” inerente alle ricerche condotte da: Prof. Jie Han, Xiaoming Yang e Robert L. Parsone, Department of Civil Enviromental and Architectural Engineering the University of Kansas USA; Prof. Dov Leshchinsky Department of Civil and Enviromental Engineering The University of Delaware USA. Il metodo di progettazione segue inoltre le indicazioni AASHTO 1993 opportunamente modificate per tenere conto del sistema di stabilizzazione 3D, per tale motivo è essenziale definire i parametri relativi al sottofondo, alle caratteristiche dei materiali di riempimento, alle condizioni della pavimentazione e ai carichi applicati (carico massimo per asse, numero di veicoli al giorno transitanti, categoria della strada, vita utile). Vi è poi una seconda metodologia di calcolo, più semplificata, odottabile basata sullo studio: “Subgrade Improvement Factors (SIF) Utilizing Neoweb Reinforcement System” condotto dal Prof. Karpurapu Rajagopal Professor & Head of department of Civili Engineering Indian - Institute of Technology Madras, Chennai, India. Tale metodologia di calcolo è di più semplice e veloce applicazione della precedente, ed inoltre richiede la conoscenza di un minor numero di parametri. A titolo illustrativo si riporta di seguito un esempio di dimensionamento di una strada pavimentata flessibile mediante le metodologie di calcolo precedentemente illustrate. Esempio di calcolo: 21 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ dove Tipologia: Vita utile: TGM PVP strada principale 30 anni 6.080 5% 22 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 23 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 24 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 25 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 26 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 27 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 28 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ POSA IN OPERA Il sistema di stabilizzazione Neoweb® viene facilmente posato con qualunque condizione climatica e di temperatura. Viene usualmente posto in aderenza alla superficie del sottofondo che deve essere preventivamente ricoperta da un idoneo geotessile con funzione di filtro separatore. L’installazione non richiede l’uso di personale specializzato né di particolari macchinari, il materiale viene disimballato e aperto in direzione ortogonale all’asse stradale. Il sistema di stabilizzazione Neoweb® viene mantenuto aperto da normali picchetti in acciaio o legno della lunghezza di 60 cm che verranno asportati una volta eseguito il riempimento. 29 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ Il riempimento avviene con un escavatore o una pala meccanica avendo l’accortezza di non superare per l’altezza da cui si lascia cadere il materiale un valore di 100 cm, mentre lo spessore è quello previsto dal progetto. La compattazione avviene per strati di 20 cm avendo l’accortezza di verificare l’esistenza di un franco di materiale granulare (da definire in funzione del progetto) tra il sistema e il compattatore (min. 5 ÷ 7 cm di materiale non compattato). Fasi di posa 1. verificare che il piano di posa sia compattato e privo di buche o avvallamenti, la posa può essere eseguita anche in condizioni di pioggia; 2. stesa del geotessile con funzione di filtro separazione; 3. posa dei picchetti (legno o acciaio) di fissaggio ai bordi del sistema con passo 21 o 25 cm in funzione della disposizione dei pannelli rispetto all’asse stradale; 4. stesa del sistema Neoweb® sulla superficie da rinforzare con leggero debordo rispetto alla linea dei picchetti; 30 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 5. fissaggio dei diversi moduli usando le graffettatrici pneumatiche (pressione operativa 2,1 – 3,9 BAR o 30 – 55 PSI) con graffette galvanizzate da 13 mm; 5A 5B 5C 6. riempimento del sistema con metodo manuale o meccanico iniziando dalla zona perimetrale e procedendo verso il centro; 6A 31 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 6B 6C 7. asportazione dei picchetti precedentemente fissati; 8. compattazione. Istruzioni più complete e dettagliate, saranno fornite, all’inizio delle lavorazioni, dal tecnico della NTA che istruirà il personale e fornirà uno specifico manuale di posa. 32 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ CERTIFICAZIONI ED ACCREDITAMENTI Certificazioni Il sistema di stabilizzazione tridimensionale dei terreni Neoweb® è dotato di numerose certificazioni europee ed internazionali di seguito riportate, e viene prodotto dalla P.R.S. Mediterranean LTD. Il NeoWeb™ è marcato CE (1488-CPD-0099) in conformità della Direttiva EU 89/106/EEC. Il Neoweb® è un prodotto realizzato da P.R.S. Mediterranean LTD operante con sistema gestionale conforme agli standard ISO 9001:2008 (emesso da IQC Group RVA Certificato No. 12763). Il Neoweb® è dotato delle ulteriori certificazioni: Quality Control Testing Report – TRI/Environmental (Certificato No. E232601-07); GOST R – Mark of Conformità per Russian Standards Institute – Federal Agency for Technical Regulating and Metrologi, Russia (Certificato POCC IL AE83.H07573); Certificate of 3D Cellular Confinement System Product Compliance Gazpromsert Certification Body, Gazprom, Russia (Certificato No. !O00. IL.1101.H00019). Accreditamenti Il sistema di stabilizzazione dei terreni Neoweb® è stato oggetto di molti studi e sperimentazioni in sito da parte dei principali enti universitari, istituti geotecnici e agenzie governative dei trasporti (stradali e ferroviarie) in diverse parti del mondo, ricordiamo come esempi Facoltà di ingegneria civile dell’università Kansas State - Kansas (U.S.), della Colombia, Delaware (U.S.) e Clausthal (Germania); Dipartimento di stato sui trasporti (DOTs) negli Stati Uniti (U.S.); RZhD Russian Railways; KOAC – NPC istituto di sperimentazione e certificazione (Olanda); Istituto nazionale di ricerca “National Research Institute” (Giappone); Associazione americana ferroviaria “Association of American Railroads” (AAR). 33 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ Gli studi condotti hanno confermato l’effetto di stabilizzazione apportato dal sistema Neoweb® nell’incrementare la capacità portante, nel ridurre i cedimenti e nella riduzione degli spessori richiesti alla sovrastruttura. Di seguito vengono riportate le referenze scientifiche di maggior rilievo: [1] Emersleben, A. e Meyer, N. “Bearing Capacity Improvement of Gravel Base Layers in Road Constructions using Geocells” International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics, Goa, India. [2] Han, J., Xiaoming, Y., Leshchinsky, D., Parsons, R.L. “Behavior of GeocellReinforced Sand Under a Vertical Load”, Submitted to Geosynthetics Committee (AFS70). [3] Kief, O., e Rajagopal, K. “Three Dimensional Cellular Confinement System Contribution to Structural Pavement Reinforcement.” Geosynthetics India ’08, Hyderabad, India. [4] Meyer, N “Mechanical Behavior of Geocell Reinforced Soils”, Synthetic Materials in Geotechnics, Congress, Technical University Clausthal. [5] Meyer, N “Plate Load Tests and Stress Distribution Measurements During the Reconstruction of the Road K 27”, Technical University Clausthal Test Report. [6] Pokharel, S.K., Han J., Leshchinsky, D., Parsons, R.L., Halahmi, I. “Experimental Evaluation of Influence Factors for Single Geocell-Reinforced Sand, Transportation Research Board (TRB) Annual Meeting, Washington, D.C., January 11-15. [7] Pokharel, S.K., Han, J., Parsons, R.L., Qian, Y., Leshchinsky, D., and Halahmi, I. “Experimental Study on Bearing Capacity of geocell-reinforced bases. Proceedings of the 8th International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields, Champaign, Illinois. [8] Van Gurp, C.A.P.M., Westera, G.E. “Geogrid Trial Road Base NL 2008”, KOACNPC, Final Report. [9] Yuu, J., Han, J., Rosen, A., Parsons, R. L., Leshchinsky, D. “Technical Review of Geocell-Reinforced Base Courses over Weak Subgrade” The First Pan American Geosynthetics Conference & Exhibition proceedings (GeoAmericas), Appendix VII, Cancun, Mexico. [10] Han, J., Yang, X.M., Leshchinsky, D., and Parsons, R.L. (2008). Behavior of Geocell-Reinforced Sand under a Vertical Load. Journal of Transportation Research Board, 2045, 95-101. 34 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ CASE HISTORY Il sistema Neoweb® per la stabilizzazione tridimensionale dei terreni è stato utilizzato con successo in una vasta serie di applicazioni in tutto il mondo , come si può evincere dai case history riportati nel presente allegato: 35 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 36 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 37 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 38 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 39 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 40 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 41 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 42 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ 43 _ Relazione tecnica ____________________ Sistema di stabilizzazione Neoweb ® _____________________ NTA srl _ VANTAGGI ECONOMICI inserire vantaggi economici generali e con riferimento al caso specifico STRADE PAVIMENTATE MANUTENZIONE TRATTI DOVE NON HA SENSO FRESARE ED RIUTILIZZARE IL C.B. DEMOLITO PER REALIZZARE ALTRA PAVIMENTAZIONE MA RICICLARE IN SITU 44
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