Author Topic: Verifica pavimentazione stradale - Metodo AASHTO  (Read 10714 times)

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Offline Bruno Palmero

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Verifica pavimentazione stradale - Metodo AASHTO
« on: 16 December , 2015, 17:09:42 PM »
Saluti a tutti.

Apro questo lunghissimo topic (piuttosto specialistico su un argomento abbastanza raro, a quanto ho notato nei topic del forum) perché ho un problema che riguarda la verifica di un pacchetto stradale (pavimentazione flessibile).

In questi giorni sono stato incaricato da un'impresa di un'altra regione di verificare se una data pavimentazione già eseguita (con una data stratigrafia) può essere ritenuta verificata con il metodo AASHTO, di cui allego link del documento originale con titolo AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993

https://habib00ugm.files.wordpress.com/2010/05/aashto1993.pdf

Qui sono presenti anche alcuni esempi di calcolo reperiti in internet, come di seguito riportato

http://ww2.provincia.treviso.it/Engine/RAServeFile.php/f/Progettazione_stradale.pdf
http://www.va.minambiente.it/File/Documento/109768
https://www.docenti.unina.it/downloadPub.do?tipoFile=md&id=119728
http://www.uniroma2.it/didattica/P&MSV/deposito/Relazione_TIPO-2011.pdf

mentre è presente questa dispensa generale sul dimensionamento delle pavimentazioni
http://people.unica.it/mauroconi/files/2011/10/GMIV-05-Dimensionamento-e-verifiche.pdf

In questo caso è stata redatta una relazione di calcolo in cui
1) vengono forniti i dati di classificazione della strada (TGM, gg, pd, pl, p, d, na, n, r) con il significato dei simboli chiariti nei documenti come da collegamenti allegati;
2) vengono forniti i dati dello spettro tipico di progetto secondo il catalogo italiano;
3) dai punti 1+2 viene determinato il numero di veicoli commerciali che transiterà sulla corsi più carica della pavimentazione nella sua vita utile con riferimento ad assi di 80 kN (8.2t o 18 kip).

Nella relazione è presentato un pacchetto stradale in progetto composto da uno strato di fondazione (s=30 cm), una Base bitumata (s=10 cm), Binder (s=7 cm) e usura (s=3 cm) avendo fornito le corrispettive grandezze (spessore s, coefficiente di drenaggio d e coefficiente di spessore a) unitamente al valore dell'indice CBR del sottofondo del rilevato stradale.

Il metodo AASHTO calcola il valore SN (structural number) del pacchetto senza considerare il contributo del sottofondo (è la semplice somma dei prodotti s*d*a relativi agli strati predetti); nella relazione di calcolo che mi è stata sottoposta (e su alcune dispense italiane sopra allegate) il termine SN viene però determinato sommando al valore precedente una grandezza denominata SNSG (Structural number of subgrade) che si calcola a partire dal valore di CBR del sottofondo.

Ed ecco che qui nasce il dubbio: il valore di SN che userò per il calcolo del traffico ammissibile W dovrà considerare

a) il valore di SN (ottenuto con il contributo di SNSG) e il modulo resiliente Mr?

oppure

b) il valore di SN (ottenuto senza il contributo del sottofondo SNSG) e il modulo resiliente?

Il numero di veicoli commerciali W è sempre lo stesso ma è chiamato con nomi diversi (W80 per assi da 80 kN, W8.2 per assi da 8.2t, W18 per assi da 18 kip) e si calcola con la formula logaritmica che si può trovare nelle diverse dispense.

Questo dubbio è legato al fatto autori italiani considerano il contributo di SNSG all'interno del valore di SN e nel calcolo del numero di veicoli sopportati dalla pavimentazione W tengono conto del contributo del sottofondo sia in SN (a mezzo di SNSG) che in Mr. Questa scelta fa variare di molti il numero dei mezzi a cui può resistere una pavimentazione della sua vita utile (nel caso che sto esaminando posso tranquillamente passare da 2 a 6 milioni di veicoli).

Qui si trova un documento straniero dove si considera il valore di SN+SNSG, formula (5) unitamente alla formula (6) che esprime il valore si SNSG in funzione dell'indice CBR
http://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/20033/Schnoor_Possible(2012).pdf?sequence=1

Qui c'è un altro documento in cui è presente SNSG
https://www.nh.gov/dot/org/projectdevelopment/materials/research/projects/documents/SR94-30.pdf
da cui si deduce che questo valore esiste perché esce dalle misure della prova deflettometrica FWD (http://www.vicenzetto.it/allegati/ricerca_sviluppo/Prova%20Deflettometrica%20FWD.pdf) che permettono di valutare SN nella realtà.

Qui si trovano altri due documenti italiani dove c'è il calcolo esplicito di SNSG e W18 (W80, W8.2)
http://www.consorziomontestallonara.it/pdf/ST.00.1c_REL_TECNICA_VIABILITA.pdf
http://www.comune.esterzili.ca.it/files/B2.relazione-sovrastruttura.pdf

Devo fare notare comunque che mentre il metodo all'americana fa un confronto fra <SN,richiesto> e <SN,garantito dal pacchetto>, il metodo all'italiana passa dalla determinazione del numero di veicoli <W80,richiesto> e <W80,garantito dal pacchetto>. Può anche darsi che la differenza fra i due metodi (considero SNSG o no) dipenda dalla diversa verifica finale. Boh!

Il caso che devo esaminare è anche un tantino balordo per il seguente motivo: la pavimentazione così come progettata non è stata eseguita fedelmente dato che l'impresa (senza considerare la D.L.) ha deciso di eliminare lo strato di fondazione (che doveva essere eseguito con uno strato stabilizzato non legato, ovvero uno strato di terreno compattato a granulometria definita). Il pacchetto rimanente (usura, binder e base - dall'alto verso il basso) è stato adagiato sul rilevato che però risulta molto più robusto di quanto previsto in progetto: l'indice CBR previsto in progetto era del 5% mentre nella realtà è risultato pari al doppio o anche di più. Sottolineo che il valore dell'indice CBR è stato ricavato dalla formula

0.2 * Md

dove Md è il modulo di deformabilità espresso in MPa riferito all'ultimo strato ed è ottenuto da prova di carico su piastra (i valori di Md variano da 50 MPa a 120 MPa, da cui si ottengono valori di CBR che vanno da 10 a 25 circa).

La D.L. (mando a dirlo) si è ovviamente inca**ata per la mancata posa dello strato di fondazione e richiede una relazione di calcolo da parte di qualcuno che attesti che la pavimentazione così realizzata possa andare bene lo stesso (affinché l'impresa possa ricevere l'ultimo S.A.L.): in caso contrario si provvederà a pretendere il rifacimento della pavimentazione. Va peraltro detto che la scelta dell'impresa di eliminare lo strato è riferita a una rampa che in realtà collega la strada trafficatissima con un solo edificio: è chiaro che in realtà l'effettivo pacchetto iniziale era sovradimensionato rispetto alla domanda. In effetti non passeranno mai 2 o 3 milioni di veicoli sulla rampa nell'arco di 30 anni, men che meno veicoli commerciali equivalenti (a patto che non si tratti di una casa d'appuntamenti con persone di facili costumi, ma questo sulla relazione non c'è scritto...  :rotfl:). La strada trafficatissima è stata invece realizzata come da progetto.

Mi rendo conto che questa commessa è in realtà una cosa piuttosto antipatica perché mi trovo nella seguente condizione:
1) a dover redigere una relazione di calcolo a posteriori;
2) avendo solo dati forniti dall'impresa (conosciuti dalla D.L.) con prove di carico su piastra;
3) dicendo che la pavimentazione può andare bene (perché la pavimentazione DEVE andare bene...) e prendendomi la patata bollente;
4) relativamente ad una pavimentazione poco trafficata che però è stata progettata con i dati del tratto di strada trafficatissimo e quindi il valore di progetto deve essere raggiunto.

Ovviamente l'impresa ha bisticciato con i progettisti quindi sto rifacendo i calcoli tentando di ottenere gli stessi valori che leggo in relazione (qualcuno torna, altri no).

In pratica direi che siamo italiani e la frittata è belle che fatta...   :muro:

Grazie a chi mi saprà dare qualche parere in merito e, nel frattempo, non posso fare altro che inviare a tutti i miei migliori auguri di Buone Feste!

Saluti
« Last Edit: 17 December , 2015, 10:10:21 AM by Bruno Palmero »
cit. Il Santo (film 1997) Mi chiamo August Cristopher, porto il nome di Sant’Agostino, autore della mia frase preferita: “Signore dammi la castità e la costanza…ma non darmele adesso!!”.

cit. Rambo3ITA "Dobbiamo credere, perché la realtà di 4000 anni di storia documentata ce lo dimostra, che uscire dal buio è possibile e sicuro. Teniamo duro, perché domani è un giorno in meno che resta al buio"

cit. Gigi d'Agostino "Sarebbe bello essere nuvole e avere un mondo da inseguire, fermarsi solo un attimo e se c’è noia scomparire"

Offline reversi

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Re:Verifica pavimentazione stradale - Metodo AASHTO
« Reply #1 on: 17 December , 2015, 23:48:33 PM »
Ed ecco che qui nasce il dubbio: il valore di SN che userò per il calcolo del traffico ammissibile W dovrà considerare

a) il valore di SN (ottenuto con il contributo di SNSG) e il modulo resiliente Mr?

oppure

b) il valore di SN (ottenuto senza il contributo del sottofondo SNSG) e il modulo resiliente?
non saprei rispondere alla tua domanda specifica però ho usato qualche volta (non per le pavimentazioni stradali, ma per quelle aeroportuali) questo software: https://transportation.erdc.dren.mil/pcase/software.aspx e magari, tra le varie opzioni, potresti trovare una risposta al tuo problema.

se però mi dovessi sbilanciare, per quanto possa sembrare non cautelativo, opterei comunque per il primo modo di procedere perché quello che tante volte noi facevamo consisteva nell'aumentare la portanza del sottofondo proprio per ridurre le dimensioni del pacchetto (si andava tranquillamente a spessori di 120-150 cm), quindi se va bene per gli aerei va bene pure per gli autoveicoli.

buone feste anche a te.
« Last Edit: 17 December , 2015, 23:58:10 PM by reversi »

Offline Bruno Palmero

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Re:Verifica pavimentazione stradale - Metodo AASHTO
« Reply #2 on: 16 January , 2016, 20:47:34 PM »
Buonasera a tutti.

Ciao Reversi,
scusami per il ritardo con cui rispondo al tuo messaggio. Ho provato a usare il software che mi hai consigliato ma, purtroppo, non fa al caso mio. Usa un metodo diverso da quello impiegato per le pavimentazioni stradali.

Nel periodo delle vacanze ho avuto modo di controllare i miei calcoli e ho verificato che in effetti la procedura di calcolo implementata è quella corretta: si impiega quindi il coefficiente SNSG all'interno della formula AASHTO, da cui risulta che un maggiore indice CBR del sottofondo aumenta la prestazione di tutta la pavimentazione. E questo è in linea con quanto dicevi tu nel precedente messaggio.

Avevo anche pensato di pubblicare nel forum il mio foglio di calcolo ma, alcuni giorni fa, ne ho trovato uno fatto meglio con addirittura note esplicative allegate (in formato word). Il foglio di calcolo di cui parlo proviene in realtà da un altro forum (ingegneri.info) ma ho potuto osservare che i risultati sono sostanzialmente coincidenti con i miei. E in più la veste grafica è sostanzialmente più curata della mia...  :firuli:

Lascio quindi il collegamento alla pagina da cui si può scaricare il foglio di calcolo (sebbene richieda registrazione).

http://www.ingegneri.info/software/varieinternet/calcolo-pavimentazioni-stradali/

Se, in futuro, qualcuno avrà bisogno di questa risorsa e non sarà più disponibile, pubblicherò qui il mio foglio di calcolo (dietro richiesta); in alternativa richiedetemi per mp il foglio del link precedente. Oppure statemi addosso e, dopo un po' di insistenza, pubblicherò il mio foglio di calcolo  :bluto: Non è che non lo voglio pubblicare per questioni di principio: il problema è che il mio foglio di calcolo è davvero impresentabile!

Grazie ancora per l'aiuto e buona serata.

Saluti
« Last Edit: 16 January , 2016, 21:06:57 PM by Bruno Palmero »
cit. Il Santo (film 1997) Mi chiamo August Cristopher, porto il nome di Sant’Agostino, autore della mia frase preferita: “Signore dammi la castità e la costanza…ma non darmele adesso!!”.

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