Il comportamento dinamico dei terreni stabilizzati con calce

La vita utile di una pavimentazione stradale è condizionata dalla capacità portante del sottofondo e degli strati più profondi della sovrastruttura. Infatti un basso valore di portanza accelera lo sviluppo dei tipici dissesti delle pavimentazioni dovuti alla ripetizione dei carichi di traffico, come le deformazioni del piano viabile e la fessurazione da fatica degli strati superficiali. Non di rado nella realizzazione delle infrastrutture, almeno nel nostro paese, ci si imbatte in terreni che presentano caratteristiche di portanza non idonee a garantire una durata sufficientemente lunga delle pavimentazioni. In tal caso si impone l’esecuzione di uno specifico intervento quale la sostituzione di un certo spessore del terreno naturale con opportuno materiale di cava o un trattamento del terreno stesso atto a migliorarne le proprietà meccaniche, come la stabilizzazione mediante aggiunta di leganti. In particolare il trattamento con calce consente di recuperare proprio quelle terre che, contenendo un’alta percentuale di materiali fini con elevata sensibilità all’acqua, risultano assolutamente non idonee ad essere impiegate in campo stradale. Nel presente lavoro è riportata un’analisi del comportamento meccanico di miscele terra-calce sottoposte a carichi ciclici. I risultati di un simile studio sono di fondamentale importanza per un corretto dimensionamento delle pavimentazioni, che comporti una valutazione dei dissesti provocati da carichi dinamici come quelli prodotti dal passaggio dei veicoli. In particolare l’AASHTO guide for the design of pavement structures considera il modulo resiliente come grandezza caratterizzante il comportamento dei terreni di sottofondo. Purtroppo a causa della complessità dei test dinamici e del loro costo elevato - anche in termini di dispendio di tempo -, dati di questo tipo relativi ai terreni e in particolare a quelli miscelati con calce non sono molto diffusi in letteratura. Per sopperire a tale carenza si è soliti fare ricorso a valori dedotti da correlazioni empiriche che però risultano a volte poco affidabili e non tengono conto della tensione applicata, della quale si è invece osservata la non trascurabile incidenza sul valore del modulo resiliente. Nella presente ricerca si è voluto ampliare il quadro delle conoscenze sottoponendo provini cilindrici di terreno stabilizzato con calce a carichi assiali di tipo impulsivo e sinusoidale con differente frequenza e intensità. In particolare è stato scelto un terreno plastico, quasi totalmente passante al setaccio n.200 ASTM, e sono state considerate come variabili di studio il contenuto d’acqua, la quantità di calce e il tempo di stagionatura delle miscele. Inoltre, per simulare la variabilità delle modalità di esecuzione dei lavori in situ, si sono confezionati alcuni provini con energie di costipamento differenti e con tempi diversi tra la fase di miscelazione e quella compattazione. L’analisi dei risultati è stata condotta con metodi statistici ed ha permesso di ricavare le relazioni più adatte a stimare l’influenza della tensione sui moduli resiliente e complesso della terra naturale e di quella stabilizzata. Inoltre la fase di condizionamento dei campioni, da effettuarsi prima dell’esecuzione delle prove, ha consentito di verificare e di quantificare l’efficacia del trattamento con calce sulla riduzione di plasticità delle terre. Al termine dei test dinamici i campioni sono stati sottoposti ad una prova di compressione ad espansione laterale libera che ha permesso di ricavare ulteriori informazioni sul comportamento meccanico delle miscele. In particolare la regressione dei dati ha fornito un’utile espressione che consente di stimare il valore del modulo resiliente in funzione della tensione e del modulo statico deducibile da prove di compressione più agevoli di quelle dinamiche.