La caratterizzazione visco-elastoplastica del conglomerato bituminoso mediante prova di compressione diametrale

La tesi ha analizzato le problematiche connesse alla caratterizzazione visco-elastoplastica dei conglomerati bituminosi mediante prove di compressione diametrale eseguite sia su carote prelevate dalla pavimentazione stradale che su campioni addensati in laboratorio. L’obiettivo principale del lavoro è quello di definire una metodologia di analisi dei risultati di questo tipo di prova, eseguita in condizioni dinamiche, per ottenere i parametri necessari alla modellazione visco-elastica delle pavimentazioni stradali. La scelta del tipo di prova è stata dettata dalla possibilità di eseguire test su provini estratti direttamente dai singoli strati della pavimentazione, che sovente hanno spessore compreso fra 5 e 10 cm e quindi non sufficiente per eseguire prove di compressione assiale. Questo aspetto è importante se si considera che i metodi utilizzati per la preparazione di provini in laboratorio non consentono di riprodurre le reali condizioni di addensamento del materiale in sito con il risultato che la caratterizzazione meccanica eseguita su provini preparati in laboratorio conduce a risultati diversi da quelli ottenuti su carote. In una prima fase, è stata individuata una metodologia innovativa per individuare la relazione esistente tra il modulo di rigidezza del conglomerato bituminoso, determinato in laboratorio su carote della pavimentazione, e quello calcolato da prove deflettometriche eseguite in sito sulle stesse pavimentazioni. Tale metodologia è basata sulla determinazione della curva maestra della miscela in laboratorio e sull’analisi nel dominio delle frequenze delle sollecitazioni indotte con i due metodi di prova allo scopo di definire un valore caratteristico delle rispettive frequenze di sollecitazione. L’applicazione della metodologia ad una serie di pavimentazioni sperimentali, ha consentito di verificarne la validità e di determinare una relazione tra i due valori di rigidezza utile sia in fase progettuale sia per il collaudo dell’opera. In una seconda fase, è stata individuata una nuova metodologia di elaborazione e interpretazione dei dati provenienti da prove di compressione diametrale, basata sull’applicazione di un modello visco-elastoplastico del materiale. In questo modo, dopo aver scorporato la componente visco-elastica della deformazione da quella visco-plastica, la prova permette di determinare la funzione di creep del conglomerato bituminoso, necessaria per descriverne in maniera più accurata il comportamento visco-elastico. I parametri determinati mediante la procedura, sono stati utilizzati per modellare prove di compressione diametrale con diversi tipi di transitori evidenziando un’ottima corrispondenza tra il modello teorico e i dati sperimentali rilevati.