Laboratorio Prove stradali

Il Laboratorio di Prove Stradali nasce attorno agli anni ’70, come sezione del Laboratorio di Strade e Geotecnica, a quel tempo unico, associato all’ex Istituto di Strade Ferrovie ed Aeroporti della Facoltà di Ingegneria di Catania. I locali del Laboratorio Prove Stradali si trovano oggi al piano terra dell’edificio 13, presso la Cittadella Universitaria di Catania. 

Allo stato odierno, il laboratorio è attrezzato per l’esecuzione delle seguenti prove stradali: - prove su terre; - prove su aggregati; - prove di caratterizzazione dei bitumi; - prove di caratterizzazione dei conglomerati bituminosi; - prove stradali “in situ”. 
Per quanto riguarda le prove su terre, sono disponibili i sistemi per la determinazione dei limiti di Atterberg, le attrezzature per la determinazione del contenuto d’acqua e del peso specifico dei granuli, un agitatore meccanico e diverse serie normate di setacci e crivelli per l’esecuzione dell’analisi granulometrica e per la determinazione dell’indice di appiattimento, un compattatore automatico per prove AASHO, una pressa a velocità variabile per prove CBR e Marshall. 

Parte delle attrezzature impiegate per le prove su terre è idonea anche per alcune analisi su aggregati: analisi granulometrica; determinazione della massa volumica dei granuli e del contenuto d’acqua; determinazione dell’indice di appiattimento e di forma; determinazione dell’equivalente in sabbia. Per quanto concerne le prove di resistenza meccanica degli aggregati, è stata realizzata un’opportuna stanza insonorizzata nella quale sono stati sistemati l’apparecchio Los Angeles (L.A.), la macchina rotativa Micro Deval (M.D.), l’attrezzatura per la determinazione del Coefficiente di Levigabilità Accelerata (C.L.A.). 

Il laboratorio è stato inoltre recentemente potenziato, al fine di creare un nuovo settore bitumi e conglomerati, attrezzato con i principali sistemi perprove di caratterizzazione dei bitumi: prova di penetrazione; determinazione del punto di rammollimento “palla – anello”; determinazione del punto di rottura, con apparecchiatura Fraas; determinazione della viscosità, mediante viscosimetro Engler; determinazione del contenuto d’acqua nei prodotti bituminosi. 

Per quanto riguarda le prove sui conglomerati bituminosi, il laboratorio dispone delle seguenti apparecchiature per prove Marshall e Brasiliana: pressa multifunzionale, di cui sopra, per prove CBR, Marshall e Brasiliana; mescolatore planetario per il confezionamento dei relativi provini; compattatore automatico Marshall per il costipamento del conglomerato inserito dentro opportune formelle; estrusore idraulico manuale; bagno termostatico per il condizionamento in acqua dei provini, alla temperatura di esecuzione della prova di schiacciamento. 

Di diverso genere e natura sono le prove stradali “in situ” che il laboratorio è in grado di eseguire: la determinazione della densità “in situ” di una terra; la determinazione del modulo di deformazione Md di rilevati e fondazioni stradali, effettuata mediante l’attrezzatura della prova di carico con piastra; la determinazione della deflessione di sottofondi e pavimentazioni stradali, sotto l’azione di carichi noti, a mezzo di una trave metallica normalizzata, denominata “trave Benkelmann”. 

Il rilevamento delle condizioni di microtessitura di un manto stradale è affidato a due sistemi specifici: lo Skid Tester e il Grip Tester; il rilevamento delle condizioni di macrotessitura è affidato ad altri due sistemi: la metodologia volumetrica dell’altezza di sabbia (HS o MTD) e un moderno apparecchio profilometrico laser, denominato TM 2; il rilevamento delle caratteristiche di regolarità superficiale dei piani viari è affidato ad un nuovo profilometro inerziale, denominato IRIS 2000. 

Di particolare interesse risulta la recente realizzazione di un Laboratorio Mobile, ad alto rendimento, ancora in fase sperimentale, idoneo al rilievo delle caratteristiche geometriche plano-altimetriche delle reti stradali, mediante sistema GPS, al rilevamento delle caratteristiche della strada percorsa, con un sistema integrato di videocamere, al rilievo delle condizioni di aderenza, mediante Grip Tester ed al rilievo delle condizioni di tessitura ed irregolarità superficiale, mediante barra profilometrica laser RSP - Dynatest. Il laboratorio dispone inoltre di una carotatrice trainabile, per il prelievo “in situ” di campioni di pavimentazione in conglomerato bituminoso. 

Le attività del Laboratorio Prove Stradali sono orientate all’esecuzione di prove sperimentali per la ricerca scientifica, all’attività di supporto alla didattica e all’attività conto terzi. 

L’attività di ricerca si articola su diverse tematiche: messa a punto, sperimentazione e verifica di innovative metodologie di rilevamento delle caratteristiche strutturali e funzionali delle infrastrutture stradali; armonizzazione e standardizzazione di differenti sistemi di misura; comparazione tra sistemi di prova tradizionali e le moderne metodologie introdotte con le norme ISO e UNI; problemi connessi con la manutenzione stradale: dove, come e quando intervenire, alla luce dei risultati delle prove di monitoraggio e verifica delle condizioni delle reti stradali; verifica delle caratteristiche fisiche e meccaniche di materiali innovativi da impiegare nelle costruzioni stradali e successivo monitoraggio del loro comportamento in esercizio; termini, limiti e modalità di riutilizzo di materiali di rifiuto, per la formazione di rilevati e sovrastrutture stradali; strategie di ottimizzazione dei costi di costruzione e manutenzione, sulla base di risorse e materiali alternativi. Nella direzione dello sviluppo delle attività di ricerca, il laboratorio offre il suo supporto per lo svolgimento di tesi sperimentali di laurea e di tesi di dottorato di ricerca. 

L’attività di supporto alla didattica si concretizza attraverso visite programmate degli studenti della Facoltà di Ingegneria. In tali occasioni, il personale del laboratorio illustra le metodologie di prova e gli strumenti impiegati, anche nel corso delle normali attività di routine (attività didattiche di tirocinio e/o attività di sperimentazione finalizzate alla ricerca scientifica). Le attività didattiche in laboratorio si completano infatti con l’istruzione e la gestione degli studenti che svolgono attività di tirocinio, prevalentemente impegnati nell’ambito delle tematiche inerenti il controllo della qualità dei materiali per costruzioni stradali. 

L’attività conto terzi viene condotta con le prevalenti finalità di analizzare e controllare i materiali impiegati nelle costruzioni stradali, di indirizzare e coadiuvare le attività di progetto di miscele di terre e conglomerati, di controllare in opera la qualità dei lavori eseguiti e la rispondenza con i requisiti prescritti nel capitolato speciale d’appalto. In particolare, le attività conto terzi riguardano: - i controlli di qualità e la marcatura CE di aggregati lapidei; - i controlli di qualità sulle terre e la verifica di idoneità all’impiego nelle costruzioni stradali; - prove di controllo e verifica di conglomerati bituminosi e dei relativi inerti; - diagnostica e monitoraggio strutturale e funzionale di sottofondi e sovrastrutture stradali; - prove stradali di collaudo.