Rivestito
Un calcestruzzo rivestito (o rivestito bituminoso o asfaltico ) è una miscela di ghiaia , sabbia e legante bituminoso come il bitume (catrame non più utilizzato in Francia dagli anni '60) applicato in uno o più strati per formare il pavimento delle strade , il traccia degli aeroporti e altre zone di traffico.
Descrizione generale (per una cosiddetta miscela di asfalto "base")
Una miscela bituminosa è composta da diversi materiali:
- Di aggregati : diametro del ciottolo maggiore di 63 micrometri ;
- "Fine" (o " riempitivi "): sabbia e polvere con una sezione trasversale inferiore a 63 micrometri. Questi elementi, naturalmente presenti in piccole quantità negli inerti, sono essenziali per rivestire il legante (il bitume) con gli inerti, perché sono i fini che aggregano il bitume;
- Il legante idrocarburico composto principalmente da bitume oggi.
Famiglie di miscele bituminose
Le diverse formule di mix sono caratterizzate da:
- La loro dimensione delle particelle ;
- Il tipo di legante e il contenuto del raccoglitore;
- Il processo di fabbricazione (caldo o freddo);
- L'eventuale aggiunta di materiali specifici.
Prodotti caldi
Si tratta di miscele prodotte a caldo (circa 100 ° C ) e applicate a caldo (circa 150 ° C ).
- Calcestruzzo bituminoso: impasto ricco di bitume, utilizzato principalmente per i percorsi di usura, ovvero per gli strati superiori della strada. I calcestruzzi bituminosi sono classificati in base alla dimensione delle particelle. Sono sempre posati su uno strato di base di materiali idrocarburici O trattati con un legante idraulico O su uno strato di asfalto per strati sottili.
- Calcestruzzo bituminoso ultrasottile (BBUM): spessore dello strato di 2 cm , utilizzato per specifici strati di usura dove è richiesta una macrostruttura significativa o in caso di lavori di manutenzione superficiale. Sempre adagiato su uno strato di cravatta.
- Calcestruzzo bituminoso molto sottile (BBTM): spessore dello strato di 2,5 cm . Ampiamente utilizzato in Francia per i piani di usura, permette di realizzare uno strato di usura che, dopo pochi anni, può essere piallato e rifatto, o per punti particolari dove si desidera una forte macrotessitura. Sempre adagiato su uno strato di cravatta.
- Cemento bituminoso sottile (BBM): spessore dello strato da 3 a 5 cm .
- Cemento bituminoso semigrano (BBSG): ampiamente utilizzato in Francia per i manti di usura. Spessore dello strato di circa 6 cm .
- Bitume tombale: rivestito con un contenuto di legante inferiore (bitume) destinato a strati di fondazione o di base, compreso tra 8 e 14 cm (strati di base).
Esistono anche altre formule:
Prodotti freddi
Si tratta di miscele prodotte e applicate a freddo, con l'aggiunta di emulsione bituminosa che garantisce la malleabilità del materiale.
- Impasto freddo: impasto a bassa granulometria (0/4 o 0/6 in linea di principio) con un alto contenuto di legante e fini, generalmente utilizzato temporaneamente per consentire la circolazione dei veicoli sui binari durante la costruzione, o per riempire piccole trincee, buche e buche su marciapiedi deformati. Questo asfalto trova largo impiego in primavera durante il periodo di disgelo, per riparare il degrado della pavimentazione dovuto al gelo;
- Emulsione Grave: miscela di ghiaia con una piccola percentuale di emulsione bituminosa;
- Esistono anche miscele bituminose a freddo destinate alla produzione di strati di usura. Si tratta di miscele di idrocarburi freddi (non stoccabili) dove tutti gli inerti sono ricoperti di legante.
Prodotti tiepidi
Si tratta di miscele prodotte tra 100 ° C e 150 ° C e applicate a caldo (circa 150 ° C ). Può ancora essere distinta mix caldo (fatto oltre 100 ° C ) e mezza calda conglomerato bituminoso, fabbricato ad una temperatura inferiore a 100 ° C .
Consentono di ridurre il consumo di energia, contribuendo così a una politica di sviluppo sostenibile . Rispetto alle miscele calde che consumano da 7 a 8 litri per tonnellata, le miscele calde consentono di ottenere un guadagno di un litro di olio combustibile per tonnellata, da 1,5 a 3 litri per le miscele semi-calde.
- Spalmato a caldo con cera Sasobit;
- Asfalto caldo con additivo chimico Cecabase RT 945;
- LEA miscela semi-calda.
Storico
Risalgono al 1957 alcune tecniche utilizzate per la realizzazione di miscele calde: l'utilizzo di bitume schiumato. Ma i primi sviluppi significativi si sono verificati in Europa negli anni '90, con l'aumento del prezzo dell'energia e la firma del Protocollo di Kyoto che hanno svolto un ruolo importante nel loro sviluppo. La prima pavimentazione in asfalto tiepido è stata costruita nel 1997 ad Amburgo. Le pubblicazioni e gli esperimenti si susseguono poi. Gli Stati Uniti stanno cominciando ad affrontare il caldo rivestito un po 'più tardi, nel 2002. La ricerca su questa tecnica è molto attivo nel primo decennio del XXI ° secolo .
Tecnico
Design
Produzione
Le miscele sono prodotte da un impianto di rivestimento (o stazione di rivestimento), freddo o caldo. Sono presenti impianti fissi, generalmente situati in prossimità di una cava , o impianti mobili, utilizzati principalmente durante lavori importanti come la costruzione di un'autostrada.
Il processo di produzione dell'asfalto segue le seguenti fasi:
- Alimentazione: riempimento di tramogge (“pre-dosatori”) con i vari ritagli inerti, tramite caricatore .
- Possibile aggiunta di riempitivi contenuti in un silo.
- Trasporto: i predosatori scaricano il loro contenuto a diverse velocità corrispondenti alla proporzione desiderata tagliando il materiale (a seconda della formula dell'impasto da produrre), su un nastro trasportatore.
- Essiccazione: i materiali vengono immessi nel tamburo di miscelazione dell'impianto, che è un cilindro che può misurare più di 10 metri di lunghezza e 2 metri di diametro, animato da rulli che lo fanno ruotare, e avente all'altra estremità un bruciatore ( alimentati generalmente con olio combustibile pesante o gas naturale , la cui fiamma può misurare diversi metri All'ingresso del tamburo, e per tutta la loro progressione al suo interno, i materiali vengono essiccati alla temperatura della fiamma.
- Miscelazione: durante il loro svolgimento, i materiali vengono miscelati grazie alla rotazione del tamburo e delle lame poste al suo interno.
- Aggiunta di fini di riciclaggio: i fumi di essiccazione vengono filtrati e i fini contenuti in questi fumi vengono reiniettati nel tamburo per rispettare la granulometria iniziale.
- Aggiunta di bitume: i materiali in arrivo all'altra estremità del mescolatore vengono "rivestiti" con il bitume iniettato mediante una pompa in base al contenuto desiderato, e viene eseguita una miscelazione finale.
- Stoccaggio: l'asfalto prodotto viene poi stoccato in tramogge , sia mediante carrello (o cassone ) nel quale viene versato a lotti l'asfalto dall'agitatore , sia in continuo utilizzando appositi nastri.
- Caricamento: il rivestimento stoccato viene quindi caricato su camion, che vengono posti sotto le tramogge, che è un flip-flop .
L'asfalto caldo viene trasportato su camion con cassone ribaltabile dotato di portelli posteriori. La legislazione in un gran numero di paesi occidentali richiede che i cassoni siano coperti durante il trasporto dell'asfalto caldo. L'asfalto immagazzinato nella carrozzeria di un camion telonato può rimanere a temperatura per diverse ore, ma è essenziale applicarlo rapidamente prima che si raffreddi (sotto i 130 ° C , un asfalto è molto difficile da lavorare e la qualità dell'applicazione può essere interrogato).
Per ridurre parzialmente il problema del raffreddamento, il trasporto in cassoni rotondi con isolamento termico (es. Lana di roccia) garantisce un miglior mantenimento della temperatura.
Le miscele fredde o le emulsioni serie possono essere conservate per diverse settimane al riparo dalle intemperie.
Applicazione
L'applicazione dell'asfalto viene eseguita, a seconda della superficie da rivestire:
- Manualmente, utilizzando i rastrelli , con la tecnica nota come "traino del rastrello" per piccole aree;
- Con un accessorio montato su un miniescavatore quando la superficie è intermedia;
- Utilizzo di una stazione di finitura (o " stazione di finitura ") per strade, strade e autostrade.
L'applicazione deve essere fatta su un terreno non troppo freddo a 8 ° C , altrimenti la compattazione non viene eseguita correttamente con rischio di crepe. A seguito dell'applicazione, la compattazione viene eseguita utilizzando pneumatici per compattatori o cerchio vibrante liscio (i compattatori piccoli sono anche chiamati "cilindri"). La cosiddetta miscela “fredda” può essere applicata da sola.
In Francia, nel 2018, il costo è di 40 euro al metro di binario, ovvero 80.000 euro al chilometro per una strada dipartimentale a due corsie.
Qualità
Sia a livello di produzione che a livello di applicazione, aziende e clienti, in particolare le comunità , effettuano il controllo di qualità. I principali test effettuati sono i seguenti:
- Test di resistenza e comportamento in laboratorio durante lo sviluppo di nuove formule di conglomerato bituminoso (coefficiente di solco, ecc.)
- Controllo dei campioni di bitume prelevati dall'alimentazione delle centrali ( viscosità ).
-
Analisi granulometrica , igrometria , coefficiente di appiattimento, contenuto di argilla in particelle fini (valore blu di metilene ) su campioni di materiale prelevati dalle centrali elettriche.
- Analisi del contenuto di bitume e della granulometria su campioni di asfalto prelevati durante l'applicazione (mediante un processo di estrazione del bitume e lavaggio dei materiali con percloroetilene ).
- Analisi di rugosità e compattezza effettuata sulla pavimentazione dopo l'applicazione di uno strato di asfalto.
Asfalto, rumore e microclimi
Le miscele umide o secche contribuiscono fortemente al rumore della strada e alle bolle di calore urbano .
- Le cosiddette miscele di asfalto “foniche” emettono meno rumore (da 3 a 5 decibel), a volte quasi altrettanto efficacemente delle barriere antirumore .
Si prevede di posarlo sulla tangenziale di Parigi (mercato valutato da 2,9 a 7 milioni di euro a seconda del tipo di asfalto scelto), per ridurre l'inquinamento acustico percepito da circa 500.000 abitanti di Parigi e la piccola corona esposta a livelli sonori superiori 70 dB . Tuttavia, secondo l'osservatorio Bruitparif , "il livello sonoro del dispositivo varia da 68 a 72 decibel di notte e da 75 a 79 decibel durante il giorno" , ma l'Europa dovrebbe imporre una soglia di 62 decibel da non superare. Notte e 68 decibel durante il giorno. Nel 2011 c'erano diciotto tipi di bitumi antirumore, alcuni meno efficaci ma più resistenti, altri più drenanti dalla pioggia, ecc. In media, questo tipo di asfalto dura una decina di anni rispetto ai quindici di un asfalto convenzionale prima di dover essere rinnovato. Un test è stato effettuato nel 2012 sulla tangenziale.
- Le miscele innovative cercano anche di ridurre il loro contributo alle isole di calore. Nel 2018, tre sezioni di 400 m saranno trattate con 2 asfalto compattato e 1 asfalto colato a caldo a Parigi in collaborazione con Bruitparif e le società Colas ed Eurovia, nell'ambito di un progetto da 2,9 milioni di euro: "C-LOW -N Asphalt" ("Cool & Low Noise"); la tessitura dell'asfalto dovrebbe favorire la ritenzione e l'evaporazione rinfrescante di un velo d'acqua (con la necessità di annaffiare l'asfalto nei periodi caldi e asciutti). Verranno testati anche i colori meno assorbenti.
Rischi per la salute e l'ambiente ed evoluzione
La produzione e l'applicazione di miscele bituminose sono attività inquinanti, che possono esporre gli operatori ad agenti chimici pericolosi, in particolare composti cancerogeni. Si stanno compiendo alcuni sforzi per ridurre:
- i rischi per la salute dei lavoratori che lavorano nelle stazioni di rivestimento o nei siti di applicazione;
- l'inquinamento generato;
- costi di produzione e implementazione.
Per diversi decenni (dal 1975 al 1995 in Francia) amianto è stato comunemente aggiunto all'asfalto (fino all'1% del suo peso) e si osserva che alcune ghiaie (da rocce anfibolitiche ) rilasciano anche (sotto l (effetto di sollecitazioni meccaniche) i frammenti fibrosi noti come "frammenti di clivaggio" con le stesse caratteristiche dell'amianto e che secondo ANSES (1995) potrebbero porre dei problemi. Queste fibre possono contribuire all'inquinamento stradale e rappresentare un problema durante i lavori di ristrutturazione stradale.
Questi miglioramenti principali sono:
- L'uso (ancora marginale) di leganti vegetali in sostituzione del bitume;
- Il miglioramento dei leganti, in particolare grazie alla comparsa di bio-leganti, al fine di ridurre la temperatura di produzione e di applicazione, che ha l'effetto di rilasciare vapori meno nocivi, e ridurre il consumo energetico delle centrali elettriche di rivestimento;
- Il riciclo sempre più diffuso di asfalto irrigidito derivante da lavori di pavimentazione stradale e rifiuti postali;
- Miglioramento della produttività delle centrali elettriche, finalizzato all'ottimizzazione dei consumi energetici e alla riduzione della quantità di rifiuti all'inizio e alla fine del ciclo produttivo.
Verso la carenza di bitume?
Il settore delle costruzioni in tutto il mondo potrebbe essere sempre più confrontato a tensioni o carenze nel mercato del bitume. È stato utilizzato in Europa per diversi mesi come l'estate 2018, poi durante l'estate 2019, nonostante le misure prese l'anno precedente per evitarlo, in particolare attraverso il riciclaggio delle miscele di asfalto, la comparsa di bitumi in base agli impianti e l'implementazione in Francia, con stakeholder come Routes de France, France Bitume, Ufip ( Unione francese delle industrie petrolifere ), FNTR ( Federazione nazionale dei trasporti stradali ), TLF (Trasporti e logistica della Francia) e ATMD (Associazione dei trasportatori di merci pericolose) di "un coordinamento unità "intesa a" migliorare la previsione dei bisogni "nel paese. Il numero delle raffinerie sta diminuendo: sono scese in Francia da 12 nel 2007 a 6 nel 2019 . In Belgio, sono passate da tre raffinerie nel 2016 a una nel 2019 e nel 2019 la Germania ha appena cessato la sua unica produzione di bitume (raffineria di Gelsenkirchen). Inoltre, le raffinerie stanno invecchiando e richiedono riparazioni più frequenti (con arresto della produzione).
Inoltre, in futuro le risorse petrolifere dovrebbero essere meno utilizzate per ragioni climatiche, ma in alcuni paesi (in particolare in Asia) la costruzione di strade, parcheggi, terrazze e altre superfici impermeabilizzate continua a progredire, assorbendo gran parte del produzione di bitume.
Note e riferimenti
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DIN EN 13108-9 dicembre 2016 Miscele bituminose - Specifiche dei materiali - Parte 9: Calcestruzzo bituminoso per strati ultrasottili (BBUM)
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NF EN 13108-2 dicembre 2006 Miscele bituminose - Specifiche dei materiali - Parte 2: calcestruzzo bituminoso molto sottile
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NF EN 13108-7 dicembre 2006 Miscele bituminose - Specifica dei materiali - Parte 7: calcestruzzi bituminosi drenanti
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Conglomerato bituminoso prodotto con un legante bituminoso a basso contenuto di asfalteni ( circa 5% invece del 15% per un bitume “classico”) che subisce una fase del processo di produzione del bitume, chiamato deasphalténage (en) ; con un legante sintetico pigmentabile trasparente (opzionalmente modificato con polimero ); con un legante vegetale (biologico). Per ottenere il colore corrispondente vengono utilizzati diversi pigmenti: ossidi di ferro per il rosso, marrone, arancio o giallo; ossido di titanio per il bianco; l' ossido di cromo per il verde; l' ossido di cobalto per il blu. Cf " Miscele bituminose colorate " , su brrc.be ,2013
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Nicolas Bueche, Valutazione delle prestazioni e dell'impatto delle miscele bituminose calde , Tesi n . 5169 presentata alla Scuola Politecnica Federale di Losanna , 4 novembre 2011 [ leggi online ] [PDF]
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un bitume silenziose per una periferia meno rumorosa - Batiactu.com, 21 giu 2011
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Strada: esperimento anti-rumore sulla tangenziale di Parigi - Nathalie Moutarde, Le Moniteur , 19 luglio 2012
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CLowN, un asfalto che gioca con il rumore e le isole di calore BatiActu (GN), 06/06/2017
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Posa di pavimentazioni stradali: foglio di aiuto per l'individuazione di prodotti cancerogeni - INRS , aprile 2015
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ANSES (2015) " Effetti sulla salute e identificazione di frammenti di scissione di anfibolo da materiali di cava ", dicembre 2015, ed. Scientifica di ANSES
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AFP e Le Moniteur (2018) https://www.lemoniteur.fr/article/penurie-de-bitume-une-cellule-de-coordination-mise-en-place. 1984454 Carenza di bitume: implementazione di "unità di coordinamento" ] il 25/07/2018
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Emmanuelle Picaud (2019) Carenza di bitume: allerta Routes de France | articolo di giornale The Monitor | 24/06/2019
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baunetzwerk.de (2019) Cessazione delle attività di vendita di bitume | in tedesco
Bibliografia
Appendici
Articoli Correlati
link esterno