Definizione dei criteri di calcolo delle pavimentazioni stradali flessibili

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assicurare verso il terreno sono la corretta ripartizione statica dei carichi e 
la protezione del suolo sottostante dagli agenti atmosferici. Queste 
caratteristiche della superficie stradale sono soggette ad un fisiologico 
deterioramento nel tempo, dovuto all’azione combinata del traffico e del 
clima, pertanto una corretta progettazione è quella che soddisfa “l’ottimo 
economico”, minimizzando i costi complessivi di realizzazione e di 
gestione garantendo gli standard di sicurezza per la circolazione. 
Sotto l’aspetto funzionale, una pavimentazione stradale è costituita da un 
manto d’usura e da una struttura portante; lo strato d’usura è quello 
direttamente esposto alle azioni veicolari e degli agenti atmosferici, mentre 
la struttura portante ha la funzione di mantenere inalterata la 
configurazione del soprastante manto sopportando e distribuendo sul 
sottofondo (cioè sul terreno d’impianto della soprastruttura) le 
sollecitazione dovute al traffico. Infatti, la pavimentazione, distribuendo su 
di una superficie maggiore di quella corrispondente all’area di impronta 
delle ruote dei veicoli i carichi indotti dalle ruote stesse, riduce il valore 
della pressione sul terreno e quindi l'entità delle deformazioni del 
sottofondo medesimo. 
 
L’identificazione di due parti aventi diverse funzioni ha un suo fondamento 
economico: la struttura portante, non essendo direttamente sollecitata dal 
rotolamento e dal “weathering”, può essere costituita con materiali, e 
relative miscele, meno pregiati di quelli occorrenti allo strato d’usura che, 
invece è direttamente soggetto alle azioni sopracitate e deve mantenere il 
più a lungo possibile nel tempo caratteristiche di regolarità, scabrezza, 
impermeabilità e opacità. 
 
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1.3  Classificazione delle sovrastrutture 
La letteratura specifica del settore ha distinto in vari modi le 
pavimentazioni stradali, secondo il punto di vista considerato, tuttavia la 
classificazione più classica divide le sovrastrutture in rigide e flessibili, 
ovvero tende a sottolinearne l’aspetto deformativo sotto i carichi. 
 
Le pavimentazioni rigide si identificano per lo più con quelle in 
conglomerato cementizio, aventi ridotta deformabilità, ma anche costi 
elevati di realizzazione e manutenzione; inoltre data la loro elevata 
rigidezza, la loro integrità può essere facilmente compromessa da 
assestamenti differenziali del piano di posa 
[2,I]
. 
Le pavimentazioni flessibili sono quelle aventi strato d’usura in 
conglomerato bituminoso; date le caratteristiche reologiche del legante 
costitutivo le deformazioni ammissibili sono maggiori, rendendo così 
possibile un certo adeguamento della soprastruttura ai cedimenti del 
sottofondo 
[2,II]
. 
 
Mentre in altre nazioni le pavimentazioni rigide hanno avuto largo impiego 
su strade e autostrade, queste non hanno avuto larga diffusione in Italia, 
dove sono invece massimamente utilizzate le pavimentazioni flessibili. 
 
 
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1.4  Costituzione delle pavimentazioni flessibili. 
Come visto in precedenza le pavimentazioni flessibili sono costituite da 
una serie di strati sovrapposti, aventi caratteristiche meccaniche e 
funzionalità diverse tra loro, la cui interazione assolve ai requisiti di 
comfort e di sicurezza stradale richiesti. Si possono distinguere: 
¾ Strato d’usura: soggetto all’azione del traffico e del clima; resistente alle 
sollecitazioni verticali e tangenziali e a quelle a fatica; garantisce buona 
aderenza e impermeabilità; realizzato solitamente con conglomerato 
bituminoso a maglie chiuse. 
¾ Binder (o strato di collegamento): necessario ad ancorare lo strato 
d’usura; possiede buona resistenza meccanica e a fatica; realizzato con 
conglomerato bituminoso a maglie aperte. 
¾ Strato di base: ripartisce sul terreno sottostante le azioni verticali; deve 
avere elevata resistenza meccanica e buona flessibilità; realizzato con 
misti non legati, misti cementati o misti bitumati. Le sovrastrutture di 
buona parte della rete stradale ed autostradale italiana sono realizzate 
con una base in misto bitumato. Questo materiale si differenzia dal 
terreno stabilizzato a bitume in quanto può essere considerato un vero e 
proprio conglomerato bituminoso a masse aperte ottenuto dalla 
miscelazione controllata di bitume e inerti, con una ben determinata 
curva granulometrica. Generalmente lo spessore minimo assegnato è in 
questo caso non inferiore a 10-15 cm, garantendo cosi un buon 
collegamento tra fondazione e strati superficiali. 
¾ Strato di fondazione: generalmente realizzato con misto granulare non 
legato le cui funzioni sono: 
- Strutturale. Esso contribuisce alla distribuzione delle sollecitazioni di 
compressione verticali, riducendo la loro intensità a valori compatibili 
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con quelli che caratterizzano i materiali meno pregiati del sottofondo. 
Ciò dipende sia dalle caratteristiche di rigidezza pressoflessionale dello 
strato di fondazione sia dal suo spessore. 
- Filtro e anticontaminante. Lo strato di fondazione essendo costituito da 
materiali granulari e aridi, impedisce la contaminazione della 
sovrastruttura da parte dei materiali limosi e argillosi eventualmente 
presenti nei sottofondi facilmente plasticizzabili. 
- Anticapillare. Ulteriore importante funzione svolta dalla fondazione è 
quella d’interruzione della risa1ita capillare derivante dall’eventuale 
presenza di una falda superficiale. 
- Antigelo. Tale funzione è direttamente connessa alla potenziale 
formazione di lenti di ghiaccio nell'interfaccia tra gli strati. Tale 
circostanza è una delle principali cause di degrado nei climi 
particolarmente rigidi durante lunghi periodi dell'anno 
[3]
. 
 
¾ Strato di sottofondazione (eventuale): formato da misto granulare 
semplice o materiale arido. 
 
 
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CAPITOLO 2 
IL PROGETTO DELLE SOVRASTRUTTURE FLESSIBILI 
 
 
2.1  Impostazione del problema 
Per dimensionamento di una pavimentazione flessibile deve intendersi la 
definizione dello spessore degli strati componenti, necessario a garantire 
la funzionalità del piano viabile per un certo periodo di tempo, ovvero per 
un certo numero di passaggi di assi di un veicolo, sulle base di determinate 
caratteristiche meccaniche degli strati stessi e del sottofondo 
[1]
. 
Per rispondere in maniera adeguata alle attuali esigenze del trasporto 
stradale, è indispensabile che le pavimentazioni siano concepite, progettate 
e dimensionate in modo da soddisfare una molteplicità di requisiti atti a 
garantirne l’efficienza strutturale e le caratteristiche funzionali legate alla 
sicurezza ed al comfort di marcia. 
Si può impostare il progetto associando a ogni pavimentazione il concetto 
di portanza, ossia del carico capace di produrre una certa deformazione, ed 
il concetto di vita utile, cioè quel periodo di tempo al di là del quale la 
degradazione subita dalla strada ne rende necessario il rifacimento.  
La vita utile di un'opera stradale, definita in fase di progetto, individua 
l'intervallo temporale durante il quale l'opera conserva la propria 
funzionalità. Oltre tale periodo di tempo la degradazione da essa subita ne 
rende necessario il rifacimento. Le possibili soluzioni di progetto di una 
pavimentazione sono molteplici: si passa da quelle che prevedono una vita 
utile praticamente illimitata, che ovviamente richiedono un impiego 
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finanziario iniziale molto elevato, sia per l'entità degli spessori dei vari 
strati, sia per la qualità dei materiali impiegati, e che durante la vita non 
prevedono interventi di rinforzo, ma soltanto l'onere della manutenzione 
ordinaria, a quelle caratterizzate da una vita utile iniziale meno lunga, che 
comportano più bassi costi di realizzazione ma, parallelamente, più alte 
spese per una manutenzione programmata. 
 
 
2.2 Criteri di dimensionamento 
La soluzione adottata in fase progettuale, oltre che dipendere dai parametri 
fisici fondamentali che concorrono al dimensionamento (i terreni 
attraversati, il sottofondo, il traffico, i materiali che costituiscono gli strati, 
le condizioni ambientali, ecc.), deriva anche da considerazioni relative alle 
fasi di manutenzione (il tipo, l'entità, la frequenza degli interventi), cui 
sottoporre la sovrastruttura nell'arco di vita utile, affinché essa conservi, 
durante tale periodo, condizioni di funzionalità tali da garantire sufficienti 
livelli di sicurezza, comfort ed economia del trasporto. 
Quanto più nella fase progettuale ci si cautela dalle azioni del traffico e 
dell'ambiente, dalle incertezze sul comportamento dei materiali o della loro 
messa in opera, tanto minori, o quantomeno più dilazionati, saranno i 
fenomeni di degrado della sovrastruttura e, conseguentemente, le 
operazioni di manutenzione, la loro entità e il loro costo. 
Da ciò deriva che il criterio su cui fondare il dimensionamento potrebbe 
essere quello di adottare l'alternativa cui corrisponde il minimo costo 
complessivo, al quale concorre, oltre all'onere finanziario iniziale per la 
costruzione della sovrastruttura, anche quello per gli interventi di 
manutenzione, i costi del trasporto stradale e quelli, indiretti, derivanti dal 
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disturbo arrecato agli utenti da continui interventi manutentivi. Più 
recentemente, ulteriori aspetti legati alle tematiche ambientali, impongono 
che i costi o i benefici ad esse connessi vengano introdotti già in fase 
progettuale. 
Pertanto, nella valutazione delle diverse soluzioni, il progettista si trova a 
dover operare una scelta sulla base di considerazioni di natura tecnico -
economica - funzionale, piuttosto che di natura esclusivamente strutturale. 
A monte delle calcolazioni riguardanti il dimensionamento, occorre 
definire il criterio di dimensionamento che si intende seguire per rendere 
successivamente possibile la corretta applicazione della strategia di 
manutenzione prescelta. In questo senso è possibile definire i seguenti 
criteri di dimensionamento. 
- Criterio di dimensionamento fondamentale, quello, cioè, più 
diffusamente adottato, che prevede un forte investimento iniziale in 
grado di soddisfare i requisiti di resistenza strutturale richiesti per tutto 
l'orizzonte temporale di progetto della sovrastruttura, con valore 
residuo, al termine di quest'ultima prossima allo zero (al termine della 
vita utile, cioè occorre provvedere al rinnovamento degli strati portanti 
della struttura e di conseguenza alla sua ricostruzione integrale) 
- Criterio di dimensionamento progressivo, o per fasi, che prevede un 
iniziale sotto-dimensionamento della struttura rimandando a momenti 
successivi l'integrazione di questa con apporto di nuovi strati in modo 
tale da ottenere una durata complessiva dell'opera pari all'orizzonte 
temporale di progetto; anche in questo caso il valore finale residuo 
dell'opera è pressoché nullo.