Impianti d'asfalto
L'AUTOSTRADA SVIZZERA MASSIMIZZA IL RICICLO
La ristrutturazione di un tratto dell'autostrada svizzera N2 ha richiesto un approccio non convenzionale e creativo.
L'autostrada in questione è il collegamento nord-sud da Basilea a Chiasso. A sud della nota galleria del Gottardo, il tratto autostradale di 10 km a quattro corsie è attualmente in fase di completa ristrutturazione e sarà ultimato nel 2022. Il costo totale del progetto ammonta a 250 milioni di franchi svizzeri (236 milioni di euro).
La base stradale esistente è costituita da materiale creato durante lo scavo della galleria del Gottardo. Questo aggregato ha un contenuto di grani fini superiore all'8% e quindi non è resistente al gelo. Inoltre, la struttura esistente dell'asfalto richiedeva un rinforzo per gestire i carichi pesanti odierni.
Il progetto in corso comprende molti accenni alla sostenibilità. L'obiettivo dell'Ufficio federale delle strade (USTRA), proprietario e costruttore del progetto, è garantire che i materiali esistenti possano essere lavorati in loco e riutilizzati nel nuovo mix.
L'uso e il trasporto dei materiali sono stati considerati a fondo durante la pianificazione del progetto.
Masse e distanze enormi
I progettisti hanno calcolato le seguenti quantità di materiali per la ricostruzione della sezione N2:
- 55.000 tonnellate di ghiaia
- 119.000 tonnellate di asfalto recuperato dal cantiere
- 21.000 tonnellate di asfalto recuperato da altri cantieri
- 256.000 tonnellate di asfalto per il posizionamento
Queste quantità di materiale richiederebbero 25.000 viaggi in camion. Si trattava già di un numero considerevole e diventava ancor più problematico se si considera che era necessario un impianto di riciclo dell'asfalto ad alte prestazioni, ma l'impianto più vicino era a 70 km dal cantiere.
Viaggiare tra quell'impianto e il cantiere avrebbe comportato un numero di spostamenti impressionante. Per cominciare, 25.000 viaggi in camion di 70 km equivarrebbero alla distanza di circa 50 viaggi intorno al centro della terra.
Tuttavia, la distanza non era l'unica sfida: i camion avrebbero dovuto raggiungere il cantiere o attraverso l'autostrada stessa o una strada cantonale ed entrambi i percorsi avrebbero comportato dei problemi. Da un lato l'autostrada ha un volume di traffico così elevato, che gli ingorghi si verificano spesso, soprattutto nelle giornate estive. Non sarebbe quindi garantito il passaggio dei camion miscelatori e sarebbe impossibile calcolare i cicli,mentre l'uso della strada cantonale celava altri problemi. La strada attraversa i paesi della stretta valle Leventina e i 25.000 viaggi dei camion creerebbero rumore, congestione e problemi di sicurezza, per non parlare dei danni alla strada.
Soluzione in loco
Per tutti questi motivi è stata prevista un'area adiacente all'autostrada per la preparazione e la produzione di asfalto. Lo spazio comprende un vecchio campo d'aviazione militare per l'installazione di un impianto di frantumazione dell'asfalto, un impianto di miscelazione dell'asfalto e un impianto di lavaggio della ghiaia con pressa per fanghi.
Inoltre, per ridurre le vie di trasporto, sono state costruite un'entrata e un'uscita temporanee sull'autostrada e quindi in cantiere.
I lavori di costruzione, compresi questi impianti temporanei, sono stati messi in appalto con la condizione che fossero rispettate le percentuali di riciclaggio richieste per la pavimentazione in asfalto. Inoltre, gli impianti possono produrre solo materiale proveniente da quel sito specifico per il progetto N2. Dopo il suo completamento, gli impianti dovranno essere smantellati e il cantiere dovrà essere riportato alle condizioni originali.
Struttura per il carico futuro
La nuova struttura della pavimentazione in asfalto è costituita dai seguenti strati e dalle percentuali richieste di materiali riciclati:
- 3 cm SDA 8-12 (asfalto semidenso rullato) con 0% di asfalto riciclato
- 8 cm AC B 22 H (strato di legante) con il 50% di asfalto riciclato
- 8 cm AC T 22 H (strato di base) con il 50% di asfalto di finitura
- 11 cm AC F 22 (strato di fondazione legato al bitume) con il 90% di asfalto di finitura
- 11 cm AC F 22 (strato di fondazione legato al bitume) con il 90% di asfalto di finitura
- Una guarnizione di 5 cm di spessore su uno strato antigelo di 33 cm
Sono stati determinati i bitume target delle singole pavimentazioni riciclate, così come le aggiunte di bitume:
- AC B e T 22 H: PmB 45/80-65, bitume aggiunto PmB 90/150-85
- AC F 22: B 30-55, bitume aggiunto 330/430
- E in tutti i casi, nessun agente ringiovanente
In totale, per questo progetto saranno prodotte circa 250.000 tonnellate di asfalto. Dimostra che è possibile utilizzare percentuali molto elevate di materiali riciclati senza dover accettare agenti di ringiovanimento e perdite di qualità. Evidenzia anche che gli strati di fondazione legati al bitume possono essere prodotti con quasi il 100% di asfalto.
Per iniziare
Il cantiere è stato creato nella primavera del 2018, con l'installazione degli impianti a partire dall'agosto successivo. L'impianto per la produzione dell'asfalto era pronto per l'esercizio dopo quattro mesi. Poteva fornire la miscela per il cantiere nel maggio 2019 – dopo l'approvazione delle pavimentazioni di prova.
Primi risultati della pavimentazione
Nel 2019 è stato posato circa l'80% della pavimentazione nella parte centrale del tratto autostradale. I primi sforzi hanno mostrato una buona qualità in tutti gli strati. Durante la fresatura degli strati di asfalto esistenti e la successiva frantumazione del materiale fresato è necessario effettuare delle regolazioni per evitare che la curva granulometrica dell'asfalto riciclato sia eccessivamente fine.
Inoltre, anche la qualità del legante da aggiungere alle pavimentazioni in AC B e H è molto importante e richiede molta attenzione. La penetrazione di questo legante modificato con polimeri non deve variare troppo e non deve mai scendere al di sotto del valore di 90 1/10 mm.
Nel 2020 le pavimentazioni saranno posate sulle due corsie e sulla spalla dura in direzione sud-nord. Nel 2021 la posa è prevista in direzione nord-sud, in modo che il ripristino possa essere completato entro la fine dell'anno. I lavori residui, come la costruzione di barriere antirumore, si svolgeranno nell'anno successivo.
Produzione di miscele in loco
Ammann ha fornito l'impianto per la produzione dell'asfalto, che produrrà un totale di 250.000 tonnellate di asfalto in loco, l’impianto è un ABP HRT. Il suffisso HRT sta per High Recycling Technology e indica che l'impianto compatto è ideale per la produzione con un'alta percentuale di asfalto riciclato. Un sistema integrato e parallelo di tamburi direttamente sopra il miscelatore ottimizza il flusso del materiale e allo stesso tempo riduce al minimo l'usura all'interno del sistema di riciclaggio. Nel sistema RAH100, l'asfalto riciclato viene riscaldato con un processo in controcorrente. Così le rocce e il bitume sono indirettamente e uniformemente riscaldati e protetti dal surriscaldamento. Sono possibili tassi di aggiunta RAP del 100 per cento.
L'impianto è in grado di produrre tra 240-310 t/h di asfalto, a seconda dell'umidità. Gli aggregati sono stoccati in tramogge di 15 m³ ciascuna. Due silos (120 m³ e 60 m³) immagazzinano il sistema di autoriempimento, mentre un altro (55 m³) ospita la calce. I quattro serbatoi di bitume contengono 80 m³. La miscelazione avviene in un mixer da 4 tonnellate. Il silo di carico contiene 300 tonnellate in quattro comparti.
Ammann, tramite il suo concessionario Avesco, ha fornito anche un rullo con sterzo pivottante ARP 95 e un rullo gommato ART 280 per il progetto di costruzione.
Indirizzo dell'autore
Hans-Peter Beyeler
Direttore Eurobitume Switzerland
Sonnhaldenstrasse 64
CH 3210 Kerzers
Hans-peter.beyeler@eurobitume.eu
L'autostrada in questione è il collegamento nord-sud da Basilea a Chiasso. A sud della nota galleria del Gottardo, il tratto autostradale di 10 km a quattro corsie è attualmente in fase di completa ristrutturazione e sarà ultimato nel 2022. Il costo totale del progetto ammonta a 250 milioni di franchi svizzeri (236 milioni di euro).
La base stradale esistente è costituita da materiale creato durante lo scavo della galleria del Gottardo. Questo aggregato ha un contenuto di grani fini superiore all'8% e quindi non è resistente al gelo. Inoltre, la struttura esistente dell'asfalto richiedeva un rinforzo per gestire i carichi pesanti odierni.
Il progetto in corso comprende molti accenni alla sostenibilità. L'obiettivo dell'Ufficio federale delle strade (USTRA), proprietario e costruttore del progetto, è garantire che i materiali esistenti possano essere lavorati in loco e riutilizzati nel nuovo mix.
L'uso e il trasporto dei materiali sono stati considerati a fondo durante la pianificazione del progetto.
Masse e distanze enormi
I progettisti hanno calcolato le seguenti quantità di materiali per la ricostruzione della sezione N2:
- 55.000 tonnellate di ghiaia
- 119.000 tonnellate di asfalto recuperato dal cantiere
- 21.000 tonnellate di asfalto recuperato da altri cantieri
- 256.000 tonnellate di asfalto per il posizionamento
Queste quantità di materiale richiederebbero 25.000 viaggi in camion. Si trattava già di un numero considerevole e diventava ancor più problematico se si considera che era necessario un impianto di riciclo dell'asfalto ad alte prestazioni, ma l'impianto più vicino era a 70 km dal cantiere.
Viaggiare tra quell'impianto e il cantiere avrebbe comportato un numero di spostamenti impressionante. Per cominciare, 25.000 viaggi in camion di 70 km equivarrebbero alla distanza di circa 50 viaggi intorno al centro della terra.
Tuttavia, la distanza non era l'unica sfida: i camion avrebbero dovuto raggiungere il cantiere o attraverso l'autostrada stessa o una strada cantonale ed entrambi i percorsi avrebbero comportato dei problemi. Da un lato l'autostrada ha un volume di traffico così elevato, che gli ingorghi si verificano spesso, soprattutto nelle giornate estive. Non sarebbe quindi garantito il passaggio dei camion miscelatori e sarebbe impossibile calcolare i cicli,mentre l'uso della strada cantonale celava altri problemi. La strada attraversa i paesi della stretta valle Leventina e i 25.000 viaggi dei camion creerebbero rumore, congestione e problemi di sicurezza, per non parlare dei danni alla strada.
Soluzione in loco
Per tutti questi motivi è stata prevista un'area adiacente all'autostrada per la preparazione e la produzione di asfalto. Lo spazio comprende un vecchio campo d'aviazione militare per l'installazione di un impianto di frantumazione dell'asfalto, un impianto di miscelazione dell'asfalto e un impianto di lavaggio della ghiaia con pressa per fanghi.
Inoltre, per ridurre le vie di trasporto, sono state costruite un'entrata e un'uscita temporanee sull'autostrada e quindi in cantiere.
I lavori di costruzione, compresi questi impianti temporanei, sono stati messi in appalto con la condizione che fossero rispettate le percentuali di riciclaggio richieste per la pavimentazione in asfalto. Inoltre, gli impianti possono produrre solo materiale proveniente da quel sito specifico per il progetto N2. Dopo il suo completamento, gli impianti dovranno essere smantellati e il cantiere dovrà essere riportato alle condizioni originali.
Struttura per il carico futuro
La nuova struttura della pavimentazione in asfalto è costituita dai seguenti strati e dalle percentuali richieste di materiali riciclati:
- 3 cm SDA 8-12 (asfalto semidenso rullato) con 0% di asfalto riciclato
- 8 cm AC B 22 H (strato di legante) con il 50% di asfalto riciclato
- 8 cm AC T 22 H (strato di base) con il 50% di asfalto di finitura
- 11 cm AC F 22 (strato di fondazione legato al bitume) con il 90% di asfalto di finitura
- 11 cm AC F 22 (strato di fondazione legato al bitume) con il 90% di asfalto di finitura
- Una guarnizione di 5 cm di spessore su uno strato antigelo di 33 cm
Sono stati determinati i bitume target delle singole pavimentazioni riciclate, così come le aggiunte di bitume:
- AC B e T 22 H: PmB 45/80-65, bitume aggiunto PmB 90/150-85
- AC F 22: B 30-55, bitume aggiunto 330/430
- E in tutti i casi, nessun agente ringiovanente
In totale, per questo progetto saranno prodotte circa 250.000 tonnellate di asfalto. Dimostra che è possibile utilizzare percentuali molto elevate di materiali riciclati senza dover accettare agenti di ringiovanimento e perdite di qualità. Evidenzia anche che gli strati di fondazione legati al bitume possono essere prodotti con quasi il 100% di asfalto.
Per iniziare
Il cantiere è stato creato nella primavera del 2018, con l'installazione degli impianti a partire dall'agosto successivo. L'impianto per la produzione dell'asfalto era pronto per l'esercizio dopo quattro mesi. Poteva fornire la miscela per il cantiere nel maggio 2019 – dopo l'approvazione delle pavimentazioni di prova.
Primi risultati della pavimentazione
Nel 2019 è stato posato circa l'80% della pavimentazione nella parte centrale del tratto autostradale. I primi sforzi hanno mostrato una buona qualità in tutti gli strati. Durante la fresatura degli strati di asfalto esistenti e la successiva frantumazione del materiale fresato è necessario effettuare delle regolazioni per evitare che la curva granulometrica dell'asfalto riciclato sia eccessivamente fine.
Inoltre, anche la qualità del legante da aggiungere alle pavimentazioni in AC B e H è molto importante e richiede molta attenzione. La penetrazione di questo legante modificato con polimeri non deve variare troppo e non deve mai scendere al di sotto del valore di 90 1/10 mm.
Nel 2020 le pavimentazioni saranno posate sulle due corsie e sulla spalla dura in direzione sud-nord. Nel 2021 la posa è prevista in direzione nord-sud, in modo che il ripristino possa essere completato entro la fine dell'anno. I lavori residui, come la costruzione di barriere antirumore, si svolgeranno nell'anno successivo.
Produzione di miscele in loco
Ammann ha fornito l'impianto per la produzione dell'asfalto, che produrrà un totale di 250.000 tonnellate di asfalto in loco, l’impianto è un ABP HRT. Il suffisso HRT sta per High Recycling Technology e indica che l'impianto compatto è ideale per la produzione con un'alta percentuale di asfalto riciclato. Un sistema integrato e parallelo di tamburi direttamente sopra il miscelatore ottimizza il flusso del materiale e allo stesso tempo riduce al minimo l'usura all'interno del sistema di riciclaggio. Nel sistema RAH100, l'asfalto riciclato viene riscaldato con un processo in controcorrente. Così le rocce e il bitume sono indirettamente e uniformemente riscaldati e protetti dal surriscaldamento. Sono possibili tassi di aggiunta RAP del 100 per cento.
L'impianto è in grado di produrre tra 240-310 t/h di asfalto, a seconda dell'umidità. Gli aggregati sono stoccati in tramogge di 15 m³ ciascuna. Due silos (120 m³ e 60 m³) immagazzinano il sistema di autoriempimento, mentre un altro (55 m³) ospita la calce. I quattro serbatoi di bitume contengono 80 m³. La miscelazione avviene in un mixer da 4 tonnellate. Il silo di carico contiene 300 tonnellate in quattro comparti.
Ammann, tramite il suo concessionario Avesco, ha fornito anche un rullo con sterzo pivottante ARP 95 e un rullo gommato ART 280 per il progetto di costruzione.
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