strato anticapillare sintetico

ing. MASSIMILIANO NART 1111

PROGETTARE LO STRATO PROGETTARE LO STRATO PROGETTARE LO STRATO PROGETTARE LO STRATO

ANTICAPILLARE DEI RILEVATI ANTICAPILLARE DEI RILEVATI ANTICAPILLARE DEI RILEVATI ANTICAPILLARE DEI RILEVATI

STRADASTRADASTRADASTRADALI CON SISTEMI GEOSINTETICILI CON SISTEMI GEOSINTETICILI CON SISTEMI GEOSINTETICILI CON SISTEMI GEOSINTETICI

INDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTI

1. NATURA DEL PROBLEMA

2. DEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLARE

3. SOLUZIONE CLASSICA

4. SOLUZIONE ALTERNATIVA

5. CALCOLO DELL’EQUIVALENZA IDRAULICA DEI DUE SISTEMI

6. TEST DI CARATTERIZZAZIONE


6. TEST DI CARATTERIZZAZIONE

7. CONSIDERAZIONI ECONOMICHE

IIII° PARTEPARTEPARTEPARTE

NATURA DEL PROBLEMA


NATURA DEL PROBLEMANATURA DEL PROBLEMANATURA DEL PROBLEMANATURA DEL PROBLEMA

Nelle costruzioni stradali il fenomeno della risalita capillare

dell’acqua merita estrema attenzione in quanto è in grado di

provocare fenomeni di plasticizzazioni fenomeni di plasticizzazioni fenomeni di plasticizzazioni fenomeni di plasticizzazioni dei sottofondi e dei piani di

posa dei rilevati con conseguente perdita di portanza della struttura.

Tale fenomeno è dovuto sostanzialmente all’evaporazione

dell’acqua contenuta nel terreno, che, attraverso i vuoti presneti tra i


dell’acqua contenuta nel terreno, che, attraverso i vuoti presneti tra i

granuli, risale appunto per “capillarità”.

IIII° PARTEPARTEPARTEPARTE

DEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLARE


DEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLAREDEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLAREDEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLAREDEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLARE

Lo strato anticapillare è solitamente previsto in materiale granulare materiale granulare materiale granulare materiale granulare

di adeguato spessore adeguato spessore adeguato spessore adeguato spessore e di opportuna composizione granulometricaopportuna composizione granulometricaopportuna composizione granulometricaopportuna composizione granulometrica,

interposto tra lo strato di fondazione ed il sottostante sottofondo,

destinato ad interrompere l'eventuale risalita capillare di acqua

proveniente da falda acquifera.


Abitualmente gli spessori dello strato sono compresi tra 0,30,30,30,3÷0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m

ed è generalmente costituito da materiali naturali aventi

granulometria assortita da 2÷50 mm, con passante al vaglio da 2

mm non superiore al 15% in peso e comunque con un passante al

vaglio UNI 0,075 mm non superiore al 3%.

IIIIIIII° PARTEPARTEPARTEPARTE

SOLUZIONE CLASSICA


SOLUZIONE CLASSICASOLUZIONE CLASSICASOLUZIONE CLASSICASOLUZIONE CLASSICA


IIIIIIIIIIII° PARTEPARTEPARTEPARTE

SOLUZIONE ALTERNATIVA


GEOCOMPOSITI DRENANTIGEOCOMPOSITI DRENANTIGEOCOMPOSITI DRENANTIGEOCOMPOSITI DRENANTI

Definiti anche geospaziatori (dall’inglese geospacer), sono caratterizzati da

una struttura tridimensionale interna ad elevato indice di vuoti a cui vengono

accoppiati elementi filtranti o membrane impermeabili.

Spessori variabili da 5 mm a 20 mm


TEFOND HP DRAINTEFOND HP DRAINTEFOND HP DRAINTEFOND HP DRAIN


PARTE CON PARTE CON PARTE CON PARTE CON

BUGNE BUGNE BUGNE BUGNE

SEMISFERICHESEMISFERICHESEMISFERICHESEMISFERICHE



CILINDRICHECILINDRICHECILINDRICHECILINDRICHE




ZONA DI CONNESSIONEZONA DI CONNESSIONEZONA DI CONNESSIONEZONA DI CONNESSIONE


ZONA DI ZONA DI ZONA DI ZONA DI

CONNESSIONE CONNESSIONE CONNESSIONE CONNESSIONE

TRA I ROTOLI TRA I ROTOLI TRA I ROTOLI TRA I ROTOLI

Giunzione

meccanica

Giunzione

chimica


chimica



SEMISFERICHE SEMISFERICHE SEMISFERICHE SEMISFERICHE

parte posteriore parte posteriore parte posteriore parte posteriore


TEST DI COMPRESSIONE TEST DI COMPRESSIONE TEST DI COMPRESSIONE TEST DI COMPRESSIONE


IVIVIVIV° PARTEPARTEPARTEPARTE

CALCOLO DELL’EQUIVALENZA IDRAULICA DEI

DUE SISTEMI


DUE SISTEMI

GHIAIA VS GEOCOMPOSITO DRENANTEGHIAIA VS GEOCOMPOSITO DRENANTEGHIAIA VS GEOCOMPOSITO DRENANTEGHIAIA VS GEOCOMPOSITO DRENANTE

~~~~


Perché un geocomposito drenante venga accettato

come alternativa ad uno strato di inerte, è necessario

dimostrarne l’equivalenza idraulica

PRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTE

La portata smaltibile da uno strato di materiale granulare avente una

conducibilità idraulica k soggetto ad un gradiente idraulico i è fornito dalla

relazione di Darcy

kiAQ = [m3/s]

t = spessore


kitq = [m3/s m]

L = larghezza = 1

PRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTE

[m3/s m]

k = 5 X 10-5 m/s

i = 0,04 (circa 2 °)

t = 0,5 m

[m2/s]

q = k*i*tq = k*i*tq = k*i*tq = k*i*t


t = 0,5 m

q = 5*10q = 5*10q = 5*10q = 5*10----5555 x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10----5555[m2/s][m2/s][m2/s][m2/s]

TRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICO

Il geocomposito drenante dovrà garantire una portata idraulica specifica superiore

alla portata ottenuta per lo strato di materiale inerte, nelle medesime condizioni al

contorno (in termini di gradiente idraulico e pressione applicata).

PORTATA IDRAULICA SPECIFICA = TRASMISSIVITA’ IDRAULICA


Si calcola in laboratorio secondo la norma UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958

APPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURA


DEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICA

Esprime la quantità d’acqua che il materiale riesce a trasportare

longitudinalmente nell’unità di tempo per unità di larghezza al gradiente

i = 1 assumendo un flusso laminare.

Viene espressa in (mmmm3333/s m/s m/s m/s m - mmmm2222/s/s/s/s oppure l/s ml/s ml/s ml/s m).

1 m3 = 103 l


26262626

θθθθ = k * t= k * t= k * t= k * t

k k k k = permeabilità nel piano del gtx (m/s)

tttt = spessore del prodotto (m)

PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’

A. PRESSIONE APPLICATA SUL PRODOTTO (kPa)

B. GRADIENTE IDRAULICO (geometria del piano di posa)

• orizzontale

• verticale


• verticale

• obliqua

PRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATA

A. DRENAGGIO VERTICALE

P = kP = kP = kP = kAAAA****γγγγ*H*H*H*HHHHH


B. DRENAGGIO ORIZZONTALE

P = P = P = P = γγγγ*s*s*s*s ssss

PRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATA

HHHHQQQQ

gcdgcdgcdgcd

La pressione applicata dal rilevato in terra sul piano di posa del geocomposito risultano pari al peso

Le classi di altezza dei rilevati che sono state

prese in considerazione sono le seguenti:

Classe 1: Da 0 a 2 mDa 0 a 2 mDa 0 a 2 mDa 0 a 2 m




La pressione applicata dal rilevato in terra sul piano di posa del geocomposito risultano pari al peso

specifico del terreno (g) per lo spessore della parte centrale del rilevato (H).

Pertanto, ipotizzando un peso specifico del terreno pari 20 kN/m3 (2 ton/m3), si avranno le seguenti

pressioni:

Classe 1: Da 0 a 2 m : Da 0 a 2 m : Da 0 a 2 m : Da 0 a 2 m = max pressione applicata 2 x 20 = 40 kPa40 kPa40 kPa40 kPa

Classe 2: Da 2 a 5 m Da 2 a 5 m Da 2 a 5 m Da 2 a 5 m = max pressione applicata 5 x 20 = 100 kPa100 kPa100 kPa100 kPa

Classe 3: Da 5 a 10 m Da 5 a 10 m Da 5 a 10 m Da 5 a 10 m = max pressione applicata 10 x 20 = 200 kPa200 kPa200 kPa200 kPa

GRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICO


i = sen(i = sen(i = sen(i = sen(β)β)β)β) I = 0,04 I = 0,04 I = 0,04 I = 0,04 ββββ = 2= 2= 2= 2°

I = 0,1I = 0,1I = 0,1I = 0,1 ββββ = 5= 5= 5= 5°

I = 1 I = 1 I = 1 I = 1 ββββ = 90= 90= 90= 90°

ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA


CALCOLO TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILECALCOLO TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILECALCOLO TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILECALCOLO TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILE

=

4321 ***

1

FSFSFSFSqq nomamm

Dove:

• q nom = portata specifica nominale del GCD calcolata secondo EN ISO 12958 (l/sm);

• q amm = portata specifica ammissibile del GCD;


• FS1 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno dell’intrusione

del geotessile all’interno dell’anima drenante;

• FS2 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del creep dei

materiali polimerici;

• FS3 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del

“clogging” di natura chimica;

• FS4 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del

“clogging” di natura biologica;

FATTORI RIDUTTIVIFATTORI RIDUTTIVIFATTORI RIDUTTIVIFATTORI RIDUTTIVI

=

4321 ***

1

FSFSFSFSqq nomamm

Application area RFin = FS1 RFcr = FS2 RFcc = FS3 RFbc = FS4 RFtot

Capillarity breaks 1,1 to 1,3 1,0 to 1,2 1,1 to 1,5 1,1 to 1,3 1,33 3,04


Capillarity breaks 1,1 to 1,3 1,0 to 1,2 1,1 to 1,5 1,1 to 1,3 1,33 3,04

Capillarity breaks

adottato a base di

calcolo

1,3 1,2 1,5 1,3 3,04

Per quanto riguarda i valori dei fattori riduttivi da utilizzarsi, si è deciso di prendere a

riferimento i dati riportati in letteratura (“Designing with Geosynthetics” di R: Koerner –

Prentice Hall Fourth Edition pag. 403) di seguito riportati per la sola applicazione

capillarity breaks:

GHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICO

K ghiaia = 5 10-5 m/s;

s = spess. = 0,5 m;

RENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICO

di uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIA

RENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICO

del GCDdel GCDdel GCDdel GCD

s = spess. terr. = 10 m;

s GCD = 8 mm

γ terr.= peso spec. = 20 kN/m3;

P = s*g = 200 kN/m ~ 200 kPa;

i = grad. idr. = 0,04 (2°)


P = s*g = 200 kN/m2 ~ 200 kPa;

Q Q Q Q ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----5555 m3 / s*mm3 / s*mm3 / s*mm3 / s*m

Q Q Q Q GCD/200 kPaGCD/200 kPaGCD/200 kPaGCD/200 kPa = = = = 0,1 l / s*m0,1 l / s*m0,1 l / s*m0,1 l / s*mQ Q Q Q ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----2222 l / s*ml / s*ml / s*ml / s*m

Q Q Q Q GCD/200 kPaGCD/200 kPaGCD/200 kPaGCD/200 kPa = = = = 0,03 l / s*m0,03 l / s*m0,03 l / s*m0,03 l / s*mQ Q Q Q ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----2222 l / s*ml / s*ml / s*ml / s*m

Trasmissività nominale

Trasmissività ammissibile

Q Q Q Q ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,001 l / s*m0,001 l / s*m0,001 l / s*m0,001 l / s*m

VVVV° PARTEPARTEPARTEPARTE

TEST DI CARATTERIZZAZIONE


TEST DI CARATTERIZZAZIONETEST DI CARATTERIZZAZIONETEST DI CARATTERIZZAZIONETEST DI CARATTERIZZAZIONE


RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1----AAAA


RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2----4444


RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1----A + ANTICAPILLAREA + ANTICAPILLAREA + ANTICAPILLAREA + ANTICAPILLARE


RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2----4 + ANTICAPILLARE4 + ANTICAPILLARE4 + ANTICAPILLARE4 + ANTICAPILLARE


RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1----a+ GEOCOMPOSITOa+ GEOCOMPOSITOa+ GEOCOMPOSITOa+ GEOCOMPOSITO


RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2----4+ GEOCOMPOSITO4+ GEOCOMPOSITO4+ GEOCOMPOSITO4+ GEOCOMPOSITO


TERRENO A1TERRENO A1TERRENO A1TERRENO A1

SENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARE

CON STRATO ANTICAPILLARE CON STRATO ANTICAPILLARE CON STRATO ANTICAPILLARE CON STRATO ANTICAPILLARE



NATURALE NATURALE NATURALE NATURALE


GEOSINTETICOGEOSINTETICOGEOSINTETICOGEOSINTETICO

TERRENO A2TERRENO A2TERRENO A2TERRENO A2----4444

SENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARE




NATURALE NATURALE NATURALE NATURALE


GEOSINTETICOGEOSINTETICOGEOSINTETICOGEOSINTETICO

CONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONECONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONECONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONECONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONE


VIVIVIVI° PARTEPARTEPARTEPARTE

PROVA IN CAMPO


CAMPO PROVACAMPO PROVACAMPO PROVACAMPO PROVA


VIIVIIVIIVII° PARTEPARTEPARTEPARTE

CONSIDERAZIONI ECONOMICHE


ANALISI PREZZOANALISI PREZZOANALISI PREZZOANALISI PREZZO

SOLUZIONE SOLUZIONE SOLUZIONE SOLUZIONE

TRADIZIONALETRADIZIONALETRADIZIONALETRADIZIONALE


1. Scavo per formazione cassonetti e/o fossi ……

2. Fornitura e posa in opera di TNT …..

3. Fornitura e posa in opera di sabbia di cava o di fiume pulita …..





ED. 2010


TEMA TEMA TEMA TEMA

RINGRAZIA RINGRAZIA RINGRAZIA RINGRAZIA

PER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONE


PER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONE

strato anticapillare sintetico

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