ITBO20120497A1 - LAYER IN MIXED CEMENT FOR ROAD FLOORS - Google Patents

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ITBO20120497A1
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Maurizio Bocci
Andrea Grilli
Luca Lanzoni
Andrea Nobili
Mariano Salvadore
Angelo Marcello Tarantino
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Fili & Forme S R L
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

"STRATO IN MISTO CEMENTATO PER PAVIMENTAZIONI STRADALI" "MIXED CONCRETE LAYER FOR ROAD FLOORING"

La presente invenzione è relativa ad uno strato in misto cementato per pavimentazioni stradali. The present invention relates to a cemented mixed layer for road paving.

Come è noto, le pavimentazioni stradali e aeroportuali soggette a traffico pesante sono generalmente costituite da un pacchetto superficiale legato a bitume (strato superiore di usura, binder e strato di base) supportato da uno portante in misto cementato. A sua volta, lo strato in misto cementato può poggiare direttamente sul sottofondo oppure su una fondazione in misto granulare che ha principalmente la funzione di regolarizzare il piano di posa. Il misto cementato può inoltre trovare impiego anche nelle pavimentazioni rigide come piano di posa delle lastre in calcestruzzo in quanto offre il giusto supporto e protezione dai cedimenti strutturali. As is known, road and airport pavements subject to heavy traffic generally consist of a surface package bonded to bitumen (upper wear layer, binder and base layer) supported by a cemented mixed load bearing. In turn, the cemented mix layer can rest directly on the substrate or on a granular mix foundation which has the main function of regularizing the laying surface. The cement mix can also be used in rigid floors as a laying surface for concrete slabs as it offers the right support and protection from structural failures.

Sotto i carichi ciclici di traffico gli strati legati della pavimentazione stradale vengono sollecitati a flessione. In particolare nello strato in misto cementato si sviluppano delle tensioni di trazione che portano all'innesco di microfessure che velocemente si propagano fino agli strati superiori della pavimentazione compromettendone la durata, il confort e la sicurezza di guida. Under cyclical traffic loads, the bonded layers of the road pavement are subjected to bending stress. In particular, tensile stresses develop in the cemented mixed layer which lead to the triggering of micro-cracks which rapidly spread to the upper layers of the pavement, compromising its durability, comfort and driving safety.

Il misto cementato è una miscela di aggregati selezionati legati con cemento che trova impiego nelle pavimentazioni stradali e aeroportuali. A seguito di uno studio di ottimizzazione, la miscela granulare può prevedere la sostituzione di una certa quantità di aggregati di cava con aggregati di recupero derivanti dalla demolizione di pavimentazioni stradali esauste. The cement mix is a mixture of selected aggregates bonded with cement that is used in road and airport paving. Following an optimization study, the granular mixture can provide for the replacement of a certain amount of quarry aggregates with recovery aggregates deriving from the demolition of exhausted road pavements.

Il misto cementato è un materiale rigido a comportamento fragile e potenzialmente soggetto a fessurazione da ritiro. Infatti l'elevata rigidezza dello strato in misto cementato può risultare controproducente in quanto induce un aumento del livello tensionale dello strato stesso che quindi tende a fessurarsi più rapidamente. Per ovviare a questo inconveniente si può prevedere l'introduzione nel misto cementato di fibre di rinforzo polimeriche, metalliche, fibrillate o discrete. Tali fibre sono costituite da dei piccoli segmenti rettilinei, a ridotto spessore ed estremamente flessibili. The cemented mix is a rigid material with brittle behavior and potentially subject to shrinkage cracking. In fact, the high stiffness of the cemented mixed layer can be counterproductive as it induces an increase in the stress level of the layer itself, which therefore tends to crack more quickly. To obviate this drawback, it is possible to foresee the introduction in the cemented mixture of polymeric, metallic, fibrillated or discrete reinforcing fibers. These fibers are made up of small straight segments, with reduced thickness and extremely flexible.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare uno strato in misto cementato che conservi le tipiche caratteristiche di portanza e rigidezza ovviando ai problemi di fessurazione prematura da ritiro o da comportamento fragile. The object of the present invention is to provide a cemented mixed layer which retains the typical characteristics of lift and stiffness, obviating the problems of premature cracking due to shrinkage or brittle behavior.

In base alla presente invenzione viene realizzato uno strato in misto cementato per pavimentazioni stradali definito da una miscela a base di cemento, acqua ed aggregati lapidei, caratterizzato dal fatto che nella miscela che costituisce il detto strato in misto cementato è inserita una pluralità di segmenti ognuno dei quali presenta una pluralità di tratti in cui ogni tratto presenta una angolazione diversa dal tratto precedente e successivo. On the basis of the present invention, a cemented mixed layer is produced for road pavements defined by a mixture based on cement, water and stone aggregates, characterized by the fact that a plurality of segments each is inserted in the mixture that constitutes the said cemented mixed layer. of which it has a plurality of sections in which each section has a different angle from the previous and subsequent section.

Per una migliore comprensione dell'invenzione è riportata di seguito una forma di realizzazione a puro titolo illustrativo e non limitativo con l'ausilio delle figure dei disegni annessi, in cui: For a better understanding of the invention, an embodiment is given below for illustrative and non-limiting purposes with the aid of the figures of the annexed drawings, in which:

la figura 1 è una vista in sezione di una pavimentazione stradale presentante uno strato in misto cementato realizzato secondo i dettami della presente invenzione; e Figure 1 is a sectional view of a road pavement having a cemented mixed layer made according to the dictates of the present invention; And

la figura 2 è una vista in pianta ed in scala ingrandita di un particolare dello strato in misto cementato illustrato in figura 1. Figure 2 is a plan view on an enlarged scale of a detail of the cemented mixed layer illustrated in Figure 1.

Con riferimento alla figura 1 è indicata con 1 una pavimentazione stradale comprendente dal basso verso 1'alto : With reference to Figure 1, 1 indicates a road pavement comprising from bottom to top:

un primo strato 2 in misto granulare eventualmente stabilizzato con l'aggiunta di cemento; a first layer 2 in granular mixture possibly stabilized with the addition of cement;

un secondo strato 3 in misto cementato definito da una miscela di cemento, acqua, aggregati lapidei ed eventualmente conglomerato bituminoso di recupero (detto comunemente "fresato"); ed a second layer 3 in cemented mixture defined by a mixture of cement, water, stone aggregates and possibly recovered bituminous conglomerate (commonly called "milled"); and

un terzo strato 4 che può essere in calcestruzzo armato o no, in materiale bituminoso (conglomerato bituminoso) o in due semistrati in calcestruzzo ed in materiale bituminoso. a third layer 4 which can be in reinforced concrete or not, in bituminous material (bituminous conglomerate) or in two semi-layers of concrete and bituminous material.

La principale caratteristica della presente invenzione consiste nel fatto che nella miscela dello strato 3 in misto cementato è inserita (prima della posa di tale materiale) una pluralità di segmenti 5. Preferibilmente la quantità in peso dei segmenti 5 è superore a 1 kg/m<3>. Preferibilmente lo spessore dei segmenti 5 è compreso fra 0,2 mm e 1,7 mm in modo da ottenere una prefissata rigidità. Inoltre la lunghezza dei segmenti 5 è preferibilmente compresa fra 2 cm e 10 cm. The main characteristic of the present invention consists in the fact that a plurality of segments 5 are inserted in the mixture of the layer 3 in cemented mixture (before laying this material). Preferably the quantity by weight of the segments 5 is greater than 1 kg / m < 3>. Preferably the thickness of the segments 5 is comprised between 0.2 mm and 1.7 mm so as to obtain a predetermined rigidity. Furthermore, the length of the segments 5 is preferably comprised between 2 cm and 10 cm.

Il segmento 5 può presentare una pluralità di tratti in cui ogni tratto presenta una angolazione diversa dal tratto precedente e successivo. Inoltre ogni tratto può essere rettilineo o curvilineo e fra tratti successivi può essere previsto uno spigolo o un raccordo curvo. Infine lungo il medesimo segmento 5, fra tratto e tratto, può essere previsto uno spessore diverso. Infine preferibilmente i segmenti 5 sono realizzati in PVC (poli vinil cloruro) od in PET (poli etilene tereftalato). The segment 5 can have a plurality of portions in which each portion has a different angle from the previous and subsequent portion. Furthermore, each section can be straight or curvilinear and between successive sections a corner or a curved connection can be provided. Finally, along the same segment 5, between section and section, a different thickness can be provided. Finally, the segments 5 are preferably made of PVC (poly vinyl chloride) or PET (poly ethylene terephthalate).

In base a prove sperimentali si è notato che il misto cementato fibrorinforzato con i segmenti 5 della suddetta forma è soggetto ad un ridotto stato fessurativo in quanto i segmenti 5 collaborando con la struttura granulare si oppongono alla propagazione delle fessure. On the basis of experimental tests it has been noted that the fiber-reinforced cemented mixture with the segments 5 of the aforesaid form is subject to a reduced cracking state since the segments 5 collaborating with the granular structure oppose the propagation of the cracks.

A differenza dei segmenti rettilinei attualmente utilizzati, i segmenti 5 presentano un profilo longitudinale ottimizzato per massimizzare l'attrito e sfruttare l'effetto di ingranamento nella matrice cementizia. Questo offre una maggiore resistenza allo sfilamento dei segmenti 5, requisito essenziale per la corretta trasmissione delle sollecitazioni tra segmenti 5 e matrice cementizia. Unlike the straight segments currently used, the segments 5 have an optimized longitudinal profile to maximize friction and exploit the meshing effect in the cement matrix. This offers greater resistance to the extraction of the segments 5, an essential requirement for the correct transmission of the stresses between segments 5 and the cementitious matrix.

La forma particolare conferita ai segmenti 5 può essere diversificata in base alla granulometria e al dosaggio degli inerti previsti nel conglomerato, potendo variare ampiezza, periodo e inclinazione dei tratti che compongono il segmento 5 a seconda delle esigenze. The particular shape given to the segments 5 can be diversified on the basis of the granulometry and the dosage of the aggregates envisaged in the conglomerate, being able to vary the width, period and inclination of the sections that make up the segment 5 according to requirements.

Il segmento 5 presenta una forma che risulta ottimale anche in fase di miscelazione facilitando questa in quanto tale forma del segmento 5 non ostacola la miscelazione e la compattazione della miscela in sito. Infine la forma del segmento 5, per appropriati valori del rapporto di aspetto (rapporto tra lunghezza e diametro del segmento 5), agevola l'incorporazione dei segmenti 5 nella miscela limitando i fenomeni di segregazione e favorendo l'uniforme distribuzione degli stessi nell'impasto. The segment 5 has a shape which is also optimal during the mixing phase, facilitating this since this shape of the segment 5 does not hinder the mixing and compacting of the mixture on site. Finally, the shape of segment 5, for appropriate values of the aspect ratio (ratio between length and diameter of segment 5), facilitates the incorporation of segments 5 into the mixture, limiting the segregation phenomena and favoring the uniform distribution of the same in the dough. .

Un ulteriore vantaggio che si ottiene dalla presente invenzione è dovuto all'utilizzo di PVC o di PET per la realizzazione dei segmenti 5. A further advantage obtained from the present invention is due to the use of PVC or PET for the realization of the segments 5.

Infatti, il PVC ed il PET sono polimeri meno costosi rispetto ad altri polimeri (es. polipropilene) e ai metalli grazie al minor costo della materia prima e alle minori difficoltà nel processo di estrusione. Inoltre, questi materiali essendo resistenti agli agenti atmosferici, possono essere stoccati all'aperto senza necessità di manutenzione, abbattendo i costi aziendali. Il PVC ed il PET sono in grado di offrire ottime resistenze alle sollecitazioni meccaniche, all'abrasione e all'usura essendo caratterizzati da un'elevata rigidità e resistenza superficiale. Queste caratteristiche ne fanno materiali particolarmente indicati nella realizzazione di segmenti strutturali, idonei ad essere miscelati con inerti e leganti nel confezionamento del misto cementato fibrorinforzato . Il PVC ed il PET sono materiali completamente riciclabili, più leggeri di altri materiali plastici e ferrosi. Questo rende il PVC ed il PET dei materiali eco-compatibili ed a basso impatto ambientale, essendo richiesta minor energia per produrli, trasportarli e metterli in opera. Questi materiali sono quindi ottimali per produrre segmenti plastici strutturali da doversi trasportare su lunghe distanze nelle centrali di confezionamento del conglomerato cementizio. Il PVC ed il PET sono sostanzialmente inerti, mantengono inalterate le proprie caratteristiche fisico meccaniche anche in ambienti fortemente acidi e basici, e sono inattaccabili da microrganismi come funghi, muffe e batteri. Questo rende il PVC ed il PET particolarmente indicati per la produzione di segmenti da immergere in una matrice cementizia in ambiente umido, a contatto con aggregati e terreno. Il PVC ed il PET sono materiali ignifughi ed autoestinguenti, atossici e non rilasciano gas o vapori in fase di messa in opera, possono quindi essere impiegati senza particolari precauzioni sia nelle fasi di lavorazione che di messa in opera, con notevoli vantaggi per la sicurezza dei lavoratori. In definitiva, l'impiego dei segmenti in PVC od in PET nello strato in misto cementato di una pavimentazione stradale rende 1'infrastruttura più resistente, riducendo il rischio della propagazione delle fessure agli strati superficiali, con notevoli vantaggi sia in termini di un minor costo di manutenzione che di una maggior regolarità del piano viabile. Di conseguenza ne giovano anche il confort e la sicurezza di guida. In fact, PVC and PET are cheaper polymers than other polymers (eg polypropylene) and metals thanks to the lower cost of the raw material and the fewer difficulties in the extrusion process. Furthermore, these materials, being resistant to atmospheric agents, can be stored outdoors without the need for maintenance, reducing business costs. PVC and PET are able to offer excellent resistance to mechanical stress, abrasion and wear, being characterized by high rigidity and surface resistance. These characteristics make them particularly suitable materials in the realization of structural segments, suitable for being mixed with aggregates and binders in the packaging of the fiber-reinforced cemented mixture. PVC and PET are completely recyclable materials, lighter than other plastic and ferrous materials. This makes PVC and PET eco-friendly materials with a low environmental impact, as less energy is required to produce, transport and put them into operation. These materials are therefore optimal for producing structural plastic segments to be transported over long distances in the cement conglomerate packaging plants. PVC and PET are substantially inert, maintain their physical-mechanical characteristics unaltered even in highly acidic and basic environments, and are unassailable by microorganisms such as fungi, molds and bacteria. This makes PVC and PET particularly suitable for the production of segments to be immersed in a cement matrix in a humid environment, in contact with aggregates and soil. PVC and PET are fireproof and self-extinguishing materials, non-toxic and do not release gases or vapors during installation, therefore they can be used without particular precautions both in the processing and installation phases, with considerable advantages for the safety of the workers. Ultimately, the use of PVC or PET segments in the cemented mixed layer of a road pavement makes the infrastructure more resistant, reducing the risk of the propagation of cracks to the surface layers, with considerable advantages both in terms of lower cost maintenance and greater regularity of the road plan. Consequently, driving comfort and safety also benefit.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI 1. Strato in misto cementato (3) per pavimentazioni stradali (1) definito da una miscela a base di cemento, acqua ed aggregati lapidei, caratterizzato dal fatto che nella miscela che costituisce il detto strato in misto cementato (3) è inserita una pluralità di segmenti (5) ognuno dei quali presenta una pluralità di tratti in cui ogni tratto presenta una angolazione diversa dal tratto precedente e successivo. CLAIMS 1. Cemented mixed layer (3) for road pavements (1) defined by a mixture based on cement, water and stone aggregates, characterized by the fact that a plurality of of segments (5) each of which has a plurality of portions in which each portion has a different angle from the previous and subsequent portion. 2. Strato in misto cementato (3) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che ognuno dei detti segmenti (5) presenta uno sviluppo longitudinale sinusoidale. 2. Cemented mixed layer (3) according to claim 1 characterized in that each of said segments (5) has a sinusoidal longitudinal development. 3. Strato in misto cementato (3) secondo la rivendicazione 1 e/o 2 caratterizzato dal fatto che almeno un tratto del detto segmento (5) presenta uno spessore diverso da quello del tratto precedente e/o successivo. 3. Cemented mixed layer (3) according to claim 1 and / or 2 characterized in that at least one portion of said segment (5) has a different thickness from that of the previous and / or subsequent portion. 4. Strato in misto cementato (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i detti segmenti (5) sono realizzati a scelta fra PVC (poli vinil cloruro) e PET (poli etilene tereftalato). 4. Cemented mixed layer (3) according to any one of the preceding claims characterized in that said segments (5) are made in a choice of PVC (poly vinyl chloride) and PET (poly ethylene terephthalate). 5. Strato in misto cementato (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la quantità in peso dei detti segmenti (5) è superiore a 1 kg/m<3>. 5. Cemented mixed layer (3) according to any one of the preceding claims characterized in that the quantity by weight of said segments (5) is greater than 1 kg / m <3>. 6. Strato in misto cementato (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che lo spessore dei detti segmenti (5) è compreso fra 0.2 mm e 1,7 mm. 6. Cemented mixed layer (3) according to any one of the preceding claims characterized in that the thickness of said segments (5) is comprised between 0.2 mm and 1.7 mm. 7. Strato in misto cementato (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la lunghezza dei detti segmenti (5) è compresa fra 2 cm e 10 cm. 7. Cemented mixed layer (3) according to any one of the preceding claims characterized in that the length of said segments (5) is comprised between 2 cm and 10 cm. 8. Pavimentazione stradale (1) caratterizzata dal fatto di comprendere uno strato in misto cementato (3) realizzato secondo una delle rivendicazioni precedenti.8. Road pavement (1) characterized in that it comprises a cemented mixed layer (3) made according to one of the preceding claims.
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Citations (2)

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