Tecniche di intervento localizzato per buche stradali

Prevenire è meglio che colmare: quando si tratta di ritardare o impedire la formazione delle buche stradali e delle fessurazioni ramificate, la soluzione più efficace è data dai trattamenti manutentivi preventivi, programmati in seguito a monitoraggio periodico.
Infatti, la causa principale di formazione delle buche stradali è il ritardo con cui si interviene sui dissesti fessurativi nelle loro fasi iniziali di sviluppo. Se questi dissesti continuano nel tempo ad essere trascurati, si consente all’acqua di infiltrarsi negli strati della sovrastruttura stradale e, tramite l’azione del traffico veicolare, si attiva il meccanismo fessurativo che porta alla formazione delle famigerate buche stradali.

Dalla formazione della buca in poi, non essendo più applicabile alcun tipo di trattamento preventivo, scatta necessariamente una fase reattiva (comunque tardiva) in cui, per evidenti ragioni di sicurezza della circolazione stradale, è indispensabile procedere con interventi di ripristino della regolarità e dell’aderenza del piano viabile tramite tecniche localizzate di colmatura e di rappezzatura, in funzione del tipo di buca (superficiale, strutturale).

Gli interventi di manutenzione reattiva (o manutenzione a guasto) non incrementano la resistenza e neanche riducono il gradiente di invecchiamento del tratto di pavimentazione ammalorato. Servono solo per ristabilire, temporaneamente, la funzionalità della strada. In altre parole, un rappezzo non migliora lo stato di salute della pavimentazione su cui è realizzato.
La stessa norma ASTM D6433 definisce il rappezzo:

… un’area di pavimentazione che è stata sostituita con nuovo materiale per riparare la pavimentazione esistente. Anche se ben realizzato, un rappezzo stradale è considerato un dissesto …

e attribuisce, al pari degli altri dissesti trattati, tre livelli di severità:

• L, basso: rappezzo in buone condizioni
• M, medio: rappezzo moderatamente degradato
• H, alto: rappezzo gravemente deteriorato

stabiliti, in fase di monitoraggio, da un’analisi visiva e dalla qualità di guida durante l’attraversamento.

Prima di approfondire le diverse tecniche di riparazione che si possono attuare durante questa fase reattiva, è opportuno evidenziare che la qualità e la durata di colmature e rappezzi sono correlate direttamente a quanta attenzione si dedica alla:

• preparazione della buca
• selezione dei materiali di riempimento e alle condizioni meteo in cui si effettua la posa in opera
• nuova geometria del riempimento
• compattazione della miscela di riempimento.

Preparazione

La preparazione della buca consiste generalmente nell’asportare detriti, acqua e materiale sciolto, asciugare e livellare la superficie di posa.
Alcune tecniche di riparazione delle buche stradali, in letteratura tecnica definite semipermanenti in quanto garantiscono una maggiore durata della riparazione, includono inoltre una fase preliminare di taglio e sagomatura dell’area ammalorata per realizzare un volume di contenimento con bordi uniformi e verticali tali da impedire lo scorrimento sul piano di posa del nuovo materiale sottoposto alle azioni tangenziali del traffico veicolare.

Materiali e condizioni meteo

I riempimenti effettuati durante il periodo estivo, con conglomerato bituminoso a caldo, durano più a lungo di quelli effettuati in inverno. Questa regola (ben nota agli addetti ai lavori) consente, per quanto possibile, di programmare le necessarie colmature e rappezzature che non presentano carattere di urgenza.

Le riparazioni stradali devono, inoltre, essere effettuate anche in assenza di eventi piovosi. Statisticamente, infatti, le emergenze riguardanti il ripristino del piano viabile si verificano soprattutto d’inverno. Ciò significa valutare la compatibilità di:

• tecnica di riparazione e
• materiale di riempimento

sia rispetto alla tipologia del dissesto sia in relazione alle condizioni meteorologiche. In generale, il conglomerato bituminoso a caldo non è idoneo, durante la stagione invernale, per la realizzazione di rappezzi e come riempimento delle buche in quanto si raffredda troppo rapidamente per costituire legami con la vecchia pavimentazione, portando a nuove fessurazioni.

Indipendentemente dalla stagione, è sempre opportuno assicurarsi che la buca sia asciutta prima di procedere con le fasi di riempimento. Questo perché l’acqua, non mescolandosi con la miscela bituminosa, potenzialmente può riattivare il meccanismo fessurativo seguente ai cicli gelo-disgelo.

In inverno, il conglomerato bituminoso a freddo, utilizzato per le rappezzature che non richiedono fasi di riscaldamento del materiale, dimostra proprietà meccaniche insufficienti. Questa caratteristica del materiale determinerà, quasi certamente, ulteriori interventi di riparazione, in particolare alla fine della stagione fredda quando sono più frequenti le sollecitazioni causate dai cicli gelo-disgelo. Leggeri miglioramenti si riscontrano nell’abbinare il conglomerato bituminoso a freddo con additivi quali polimeri e fibre.

In generale, in estate, per infrastrutture stradali ammalorate soggette a traffico intenso, il rifacimento del manto stradale rappresenta la soluzione più conveniente e duratura rispetto alla riparazione delle buche. Potrebbe essere più conveniente la soluzione contraria, invece, per strade a basso volume.

Compattazione

Anche se a volte può sembrare la soluzione più rapida e semplice, il metodo di riempire la buca stradale in un unico passaggio e compattare poi sbrigativamente la miscela solo col dorso di una pala, senza aver pulito, asciugato e livellato a strati il nuovo materiale nella buca, non è il modo tecnicamente corretto per riparare efficacemente la zona dissestata, soprattutto se profonda.
Demandare la compattazione del rappezzo al passaggio degli pneumatici di un autocarro è già un significativo miglioramento rispetto all’utilizzo del dorso della pala, ma non può assolutamente essere una prassi da seguire per ottenere un risultato durevole e di qualità.
Senza dubbio con entrambe le metodologie appena esposte aumenta la produttività di un singolo turno lavorativo, ma quante volte durante l’anno sarà necessario far ritornare sulle stesse buche la squadra di lavoro? E solo perché non si sono dedicati pochi minuti ad una adeguata vibro-compattazione dell’area da ripristinare, effettuata tramite piastre vibranti di idonea massa.

Le tecniche di intervento localizzato per la colmatura delle buche e la realizzazione dei rappezzi nelle pavimentazioni flessibili

Realizzare un rappezzo che, sotto le azioni del traffico veicolare, subisce deformazioni congruenti con quelle della pavimentazione adiacente significa garantire durabilità agli interventi di riparazione delle buche stradali. Infatti, eccessive differenze deformative tra le due aree di pavimentazione contigue generano lesioni in corrispondenza dell’interfaccia del rappezzo (in maniera analoga a quanto si può facilmente osservare, ad esempio, nelle aree perimetrali dei chiusini). Lesioni che, sotto il carico veicolare, consentono infiltrazioni di acqua e conseguente riformazione della buca.
Quali sono, quindi, le tecniche di intervento localizzato per la riparazione di tratti di pavimentazioni stradali interessati da buche stradali?

Tecnica versa e vai

La tecnica di colmatura versa e vai (nota anche come throw and go) è la più comunemente usata, perché economica, semplice, rapida: il materiale di riempimento a freddo, infatti, deve semplicemente essere versato all’interno della buca, che potrebbe anche non essere “preparata” per accogliere correttamente il materiale.
Non richiede attrezzature particolari e la compattazione è demandata al passaggio del traffico veicolare.
È un metodo idoneo solo per situazioni di emergenza (in cui è necessario ripristinare rapidamente la circolazione stradale) e comunque per buche superficiali di severità bassa.
Per la sua durata limitata deve essere considerata un tipo di colmatura temporanea in attesa di interventi di ripristino più efficaci.
Gli step da eseguire per una corretta esecuzione si sintetizzano in:

1. Sistemazione della cartellonistica temporanea di sicurezza
2. Preparazione della buca con pulitura da acqua e detriti
3. Distribuzione del materiale bituminoso all’interno della buca
4. Compattazione rapida con compattatore manuale
5. Rimozione della cartellonistica temporanea di sicurezza.

Tecnica versa e compatta

Tecnica assolutamente da preferire alla precedente è la versa e compatta (throw and roll). Fermo restando l’utilizzo di conglomerato bituminoso a freddo di alta qualità, il tempo impiegato in più (rispetto alla versa e vai) per la compattazione garantisce una maggiore durata e una maggiore resistenza ai carichi da traffico. La produttività non ne è influenzata, soprattutto se le aree su cui intervenire sono numerose e separate da lunghe distanze.

In sequenza, si procede con:

1. Sistemazione della cartellonistica temporanea di sicurezza
2. Pulitura della buca e delle zone ad essa limitrofe da acqua e detriti
3. Spruzzatura del primer (emulsione bituminosa acida) su fondo e bordi
4. Distribuzione del conglomerato bituminoso all’interno della buca
5. Compattazione con piastra vibrante, fino a raggiungere una quota di circa +0,5 cm rispetto al piano circostante della superficie stradale
6. Se la buca è profonda più di 4 cm, ripetizione delle fasi 4 e 5
7. Bordatura (edgesealing): inserimento di un nastro sigillante bituminoso lungo i bordi della buca
8. Distribuzione di sabbia calcarea sull’area trattata
9. Rimozione della cartellonistica temporanea di sicurezza.

Tecnica semipermanente

Il metodo di riparazione semipermanente è tra i migliori per quanto riguarda l’efficacia dell’intervento, in particolare per la riparazione delle buche strutturali, di aree ammalorate da fessurazioni ramificate o da ormaie. Inoltre, secondo anche quanto prescritto dal CNR BU 125/1988, la durata del rappezzo si incrementa se viene effettuata una corretta risagomatura dei bordi e del fondo e se il materiale di riempimento è conglomerato bituminoso a caldo da compattare con rulli metallici. Richiede, tuttavia, più personale e più attrezzature e comporta un tasso di produttività inferiore rispetto alla colmatura versa e compatta.

Questa procedura include i seguenti passaggi:

1. Sistemazione della cartellonistica temporanea di sicurezza
2. Delimitazione dell’area di intervento (incrementata per l’eventuale presenza di fessurazioni ramificate) con gesso o vernice spray
3. Taglio della pavimentazione eseguito con l’impiego di dispositivo a lama diamantata, comprensivo di getto d’acqua per il raffreddamento della lama e la pulitura dei residui da taglio, fino a sagomare i lati dell’area da riparare in maniera perfettamente verticale
4. Demolizione della parte di pavimentazione dissestata, tramite martello demolitore
5. Pulitura della buca e delle zone ad essa limitrofe da acqua e detriti anche tramite soffione d’aria e/o idropulitrice
6. Applicazione di emulsione bituminosa acida sul piano di posa
7. Distribuzione del materiale bituminoso all’interno del volume da colmare
8. Compattazione con piastra vibrante
9. Bordatura
10. Rimozione della cartellonistica temporanea di sicurezza
11. Trasporto a discarica del materiale di risulta.

Tecnica di iniezione spray con macchina tappabuche (spray-injection)

Si tratta di una macchina deputata alla realizzazione semiautomatica della colmatura. Sinteticamente, è costituita da: tramoggia per inerti, serbatoio termoregolato dell’emulsione bituminosa, generatore d’aria a pressione, dispositivo di controllo elettronico dei dosaggi dei materiali, braccio meccanico (nelle versioni a comando da cabina di guida e a comando diretto) per l’esecuzione delle fasi di pulitura e riempimento della buca.

Rapidità e durata della riparazione, capacità di operare in condizioni meteorologiche avverse rappresentano i punti di forza di questa tecnica operativa che presenta, tuttavia, costi più elevati nei casi di un basso quantitativo di buche da colmare in un unico turno lavorativo. La tecnica di iniezione spray è idonea anche per interventi di riparazione per le fessurazioni di bordo, lesioni che coinvolgono la parte laterale della piattaforma stradale.

Inoltre, primeggia in termini di sicurezza degli operatori che sono meno esposti al traffico veicolare sia per la velocità di esecuzione del rappezzo, sia perché, nel modello a comando da cabina di guida, l’operatività è effettuabile dall’interno della macchina tappabuche. Rispetto alle altre tecniche di riparazione è la procedura il cui esito a lungo termine dipende maggiormente dal livello di preparazione dell’operatore.
Si procede secondo le modalità seguenti:

1. Sistemazione della cartellonistica temporanea di sicurezza
2. Pulizia della zona interessata da acqua e detriti mediante getto d’aria compressa
3. Getto di emulsione bituminosa con funzione di aggrappante (primer) sul perimetro e sul fondo della buca
4. Distribuzione uniforme a pressione controllata di materiale litico premiscelato con emulsione bituminosa, dosata in proporzione al peso degli aggregati litici
5. Spolvero superficiale del rappezzo con inerte pulito
6. Compattazione con piastra vibrante (non sempre necessaria con questa tecnica)
7. Rimozione della cartellonistica temporanea di sicurezza.

Tecnica di rigenerazione termica ad infrarossi

Questa procedura consiste nella rigenerazione di pavimentazioni tramite riscaldamento di porzioni fortemente ammalorate (buche, ormaie, fessurazioni ramificate) dello strato d’usura, fino ad una profondità di circa 4-5 cm. Per profondità maggiori (che coinvolgono anche lo strato di binder) è opportuno impostare due fasi separate e consecutive. Esteticamente, il rappezzo risulta simile a quanto prodotto con la tecnica semipermanente.

Rapidità dell’intervento, completa compatibilità fra la pavimentazione rigenerata e quella esistente circostante, sostanziale assenza di inquinamento acustico durante le fasi lavorative e assenza di materiale da smaltire in discarica, rappresentano i principali vantaggi della tecnica di rigenerazione termica ad infrarossi.

L’apparecchiatura impiegata consiste, in sintesi, di una piastra termica portatile, carrellata e ad estrazione automatica da furgone, dotata di un insieme di bruciatori ad infrarossi, alimentata (nelle diverse versioni commerciali) con generatore elettrico, con batterie, o con pannelli fotovoltaici. A seconda dei modelli disponibili in commercio, può effettuare rappezzi fino a circa 4 mq di superficie.

La procedura si articola nelle seguenti fasi:

1. Sistemazione della cartellonistica temporanea di sicurezza
2. Riscaldamento: la piastra termica si posiziona al di sopra dell’area ammalorata, avviando un ciclo termico di riscaldamento (circa 10 minuti, correlati comunque all’età della pavimentazione: l’assorbimento del calore è, infatti, più rapido per pavimentazioni giovani), finalizzato alla creazione di un materiale bituminoso lavorabile. Dopo il riscaldamento con la piastra termica la temperatura della parte ammalorata deve essere oggetto di controllo durante le fasi successive per mantenere le migliori condizioni di lavorabilità e compattazione
3. Scarifica e riciclo: il personale procede con la scarifica dell’area riscaldata, partendo da un margine di circa 4-5 cm dai bordi per garantire la continuità e l’integrità del giunto tra materiale esistente e trattato. In questa fase tutto il materiale riscaldato viene riciclato all’interno della riparazione (nessun trasporto in discarica)
4. Rigenerazione (o ringiovanimento): aggiunta di emulsione bituminosa nell’area oggetto di riparazione per riattivare le caratteristiche leganti del bitume invecchiato e ricoprire uniformemente gli aggregati trattati nella precedente fase
5. Aggiunta di nuovo conglomerato bituminoso: dopo l’emulsione bituminosa si versa conglomerato bituminoso nuovo preriscaldato fino a circa 100 °C e tale da raggiungere il livellamento con la circostante pavimentazione esistente
6. Compattazione: con piastra vibrante se l’area trattata è inferiore al metro quadrato, con idoneo rullo se superiore, ponendo particolare attenzione alla compattazione dei bordi di cui allo step 3
7. Rimozione della cartellonistica temporanea di sicurezza.

La riparazione definitiva delle buche stradali

Allo stato attuale, in attesa di prossime certezze scientifiche e sperimentali su nanomateriali, nuovi additivi, nuove tecnologie e nuove metodiche di riparazione, non è possibile individuare una tecnica di riparazione delle buche stradali performante in senso assoluto. È necessario fissare l’obiettivo della riparazione (inserita in un contesto generale di programmazione dei lavori) e valutare le condizioni al contorno.
Si tratta di una buca superficiale? O di una buca strutturale? Qual è il grado di severità della buca? In che periodo si è formata la buca? E con quale velocità? Quale è stata la causa che ha portato alla formazione della buca? Ci sono altre buche o altre tipologie di dissesti intorno? Dove è posizionata la buca nella corsia? Qual è il volume di traffico della strada?
Se l’obiettivo è garantire la durabilità dell’intervento (almeno 18-24 mesi), la tecnica di riparazione compatibile col dissesto non può essere univoca e dovrà essere valutata di volta in volta; sicuramente si può cominciare con l’escludere, per la totalità dei casi, la procedura versa e vai.

Tra le tecniche di riparazione localizzata, la versa e compatta è ampiamente utilizzata per la velocità di realizzazione, l’economicità e per un buon tasso di produttività.

La tecnica di iniezione spray risulta più onerosa a causa dei costi del macchinario ma assicura il più alto tasso di produttività legato alla velocità di esecuzione della rappezzatura e il più alto indice di sicurezza per gli operatori durante le attività nel cantiere mobile (soprattutto nel caso a comando da cabina di guida).

Versa e compatta e iniezione spray sono le tecniche da preferire nelle urgenti riparazioni invernali.

Durante i periodi caldi è opportuno, invece, valutare le alternative di rigenerazione termica ad infrarossi e semipermanente con la prima da preferire in aree non troppo estese (< 4mq) per una maggiore produttività e per la caratteristica ambientalista legata al riciclaggio in sito del conglomerato bituminoso esistente.