Sottofondo stradale

Come detto il sottofondo rappresenta la base sulla quale si inizia a costruire la pavimentazione, è quindi importante che il sottofondo garantisca portanza, che è influenzata da:

Porosità e Acqua nel terreno e la natura del terreno stesso
Entità e area di impronta dei carichi e la velocità di applicazione
Numero di applicazione dei carichi

Quindi un buon sottofondo:

Ha limitata deformabilità, si in fase di cantiere che in fase di esercizio
Assenza di variazioen spontanea di volume (creerebbe fessurazioni fino a cedimenti)

La parte superio del sottofondo si dice strato anticapillare ovvero realizzato con inerti 30/70mm con al massimo il 15% 2mm e il 3% 0,063mm. Questo strato ha la funzione di evitare la risalita di acque verso la superficie.

Possiamo trovare 4 tipi di sottofondo:

Roccioso, elevata resistenza strutturale, viene frantumata con dimesioni da capitolato e compattata con i rulli "a piede di montone"
Coesivi, limo, argilla ghiaiosa, ovvero terreni legati tra di loro da forze elettrostatiche, la stabilità è influenzata dal contenuto di acqua, in particolare con poca acqua ottengo terreno sbricioloso, tanta acqua ho mollo e quasi liquido. Solitamente si stabilizzano con calce o cemento
Non coesivi, terreni composti da sabbia, ghiaia, ovvero terrreni dove gli elementi non aderiscono tra di loro naturalmente, si compattano con rulli più leggeri
Misti

Granolumetria

La dimensione dell'inerte ci permette di classificare il suo tipo:

Fini d < 0,063mm
Sabbia 0,063 < d < 2mm
Ghiaia 2 < d < 63 mm
Ciottoli d > 63mm

Prova di setacciatura

La prova di setacciatura prevede che si prelevi un campione di ~ 200g, dopo di che viene messo in un setaccio meccanico con una batteria di setacci e agitato per 30 minuti, dopo di che si pesa ogni setaccio e si calcola la percentuale di materiale che è passato per ogni strato.

Curva Granulometrica

La curva granulometrica è rappresentazione grafica con scala semi-logaritmica del peso % passante al setaccio. Risulta utile dire che osservando la curva che in realtà è una spezzata, se quest'ultima è ripida allora il terreno risulta non buono, se la curva è ben distribuita contenente in modo uniforme le varie dimensioni allora il terreno è già un ottimo terreno.

Fuso Granulometrico

Il fuso granulometrico invece rappresenta una fascia di curva granulometrica che deve essere rispettata dal progetto, questo fuso è specifico per ogni strato di pavimentazione stabilito dal Capitolato.

Coefficiente di Uniformità

Il Coefficiente di uniformità $C_u$ risulta utile per determinare se il terreno è buono o necessità di qualche modifica:

C_u = \frac{D_{60}}{D_{10}}

Dove $D_{60}$ e $D_{10}$ rappresentano il diametro del 60% del peso passante, e il 10% del peso passante anche detto diametro efficacie ( $D_{10}$ ).

Il coeff. di uniformità come detto se:

Piccolo (<7), significa curva granulometrica quasi verticale, terreno uniforme, inizia a rappresentare problemi di avanzamento dei mezzi di cantiere e una risulta difficile la compattazione, questi terreni devono essere stabilizzati
Grande, indica una curva distesa e quindi un terreno disuniforme, che indica che il terreno è buono

Grado di Compattazione

Il grado di compattazione è il rapporto tra densità determinata in laboratio e quella misurata in cantiere. Per determinare il grado di compattazione possiamo utilizzare diversi metodi tra cui:

Metodo del volumometro a sabbia

Questa prova prevede l'utilizzo di un volunometro a sabbia che riempe un foro di controllo con un sabbia di cui abbiamo tutti i dati: volume, peso, densità. Il volume si conosce visto che è inserito in un cilindro con volume noto. Si fa confronto di peso tra materiale estratto dal foro e quello inserito di sabbia umido e secco.

Densità Secca-Umida

Risulta utile annotare il valore di densità secca ed umida del campione di terra:

\gamma_f = \frac{m_f}{V} \ \ \ \gamma_d = \frac{m_d}{V}

Ovviamente epressi in g/cm $^3$ .

Contenuto d'acqua

È importante conosce il contenuto d'acqua di un terreno per poter determinare quale valore ottimale percentuale per poter compattare il terreno e per avere un terreno stabile.

Si calcola:

W = \frac{m_f-m_s}{m_s}

Chiaramente un terreno tanto umido, mi risulterà di difficile lavorazione, mentre uno secco si comporterà in modo diverso ma sarà difficile la compattazione, quindi serve una quantità d'acqua ottimale per poter lavorare.

Limiti di consistenza o Atterbag

I limiti di Atterbeg sono definiti per uno strato di terra fine, ad esempio argilla, limo, e indicano il valori di umidità per i quali il terreno si comporta in modo diverso:

Limite di Liquidità, $W_l$ , da liquido a plastico
Limite di Plasticità, $W-p$ , plastico a semisolido
Limite di Ritiro, $W_s$ o $W_r$ , da semisolido a solido

Questi parametri si determinano su diametri inferiori a 0.425mm essicato a T<50° e digregato con pestello

Limite di liquidità

Il limite di liquidità viene determinato con il Cucchiaio di Casagrande, per ogni campio da ~ 100-150g:

Faccio un solco centrale da ~10mm
Faccio sbattere la coppa e conto il numero di volte tali per cui il solco si richiude
Si ripete con minimo 3 campioni con umidità diversa
Si grafica il numero di colpi in funzione dell'umidità su un diagramma con scala semilogaritmica ed interpolo con retta di regressione
L'equazione della rettà mi permette di determinare l'umidità presente al 25 colpo e questa umidità è il limite di liquidità $W_l$

Limite di Plasticità

Il limite di plasticità viene calcolato formando dei cilindretti di materiale inumidito con acqua distillata con % < $w_l$ , vengono fatti rotolare avanti ed indietro su una lastra di vetro a mano e il cilindro perdendo acqua inizierà a screpolarsi, nel momento in cui si inizia a screpolare si pesa e si misura il contenuto di acqua del pezzo di cilindro che si è screpolato. Chiaramente l'esperimento richiede un cilindro con diametro di 3mm come rifermento.

Limite di Ritiro

Il limite di ritiro rappresenta il contenuto di acqua per cui il materiale non varia di volume. Questo limite si ricava mediante graficando i il volume rispetto al contenuto di acqua di un provino che viene fatto essicare, chiaramente più spesso verifico il volume del provino durante la fase di essicazione più il grafico sarà omogeneo. Una volta graficato, traccio una retta tangente ad inizio grafico e una a fine grafico e il punto di intersezione mi rappresenta il contenuto di acqua per quanto riguarda il limite di ritiro

Indice di plasticità

L'indice di plasticità si calcola:

I_p = w_l - w_p

Indice di Gruppo

L'indice di gruppo qualifica il comportamento statico di una terra, dove più è basso l'indice migliore è il terreno.

I_g = 0.2a+0.005ac + 0.1bd

Dove:

a è la percentuale passante al setaccio 0.0075, se la percentuale è superiore a 75 o 35 si pone a uguale a 75 o 35
b percentuale passante al setaccio 0.0075, se la percentuale è sup. 55 o inf. 15 si pone b uguale 55 o 15
c è pari a $W_l -40$ , se il limite liquido è sup a 60 e inferiore a 40, c si pone 60 o 40
d pari a $I_p - 10$ , se $I_p$ è maggiore di 30 o inf a 10, d sarà pari a 30 o 10

In particolare classifichiamo g:

= 0 Terreno buono
G compreso tra 1 e 10, terreno mediocre
G compreso tra 10 e 20, terreno cattivo/pessimo

Classificazione Terre (UNI 11531-5)

La normativa UNI suddivide le terre in 8 gruppi:

A1, rocciosi o granulari, grossa pezzatura
A2, ghiaie e sabbie limose, con $I_p$ <10 e max 35%
A3, Sabbie ghiaiose, si utilizza per bonifiche dei piani di posa dei rilevati o strati anticapillari
A4-5 Limi
A6-7 Argilla, destinata a riempimenti non strutturali
A8 Terre torbe, non utilizzabili