Enco Journal n.10 on Web

Le pavimentazioni in conglomerato cementizio poggianti direttamente su terreno rappresentano, nell’ambito delle opere civili ed industriali, le strutture accessorie per la cui realizzazione non sempre vengono rispettate le regole del “buon costruire” riservate ad elementi più impegnativi dal punto di vista statico come travi e pilastri.
In un precedente articolo “Figli di un Dio minore” (Enco Journal N.8), si è evidenziato come il progetto e la costruzione di questo tipo di pavimentazioni coinvolgano numerosi fattori tecnici ed umani la cui conoscenza risulta di fondamentale importanza per scongiurare l’insorgere di difetti e dissesti di vario tipo e per non incorrere nelle conseguenti contestazioni da parte del committente della struttura.
Volendo, ad esempio, focalizzare l’attenzione sull’aspetto della progettazione, si deve evitare di procedere con l’ausilio di generiche e preconfezionate prescrizioni di capitolato. Occorre, invece, valutare con rigore scientifico l’interazione tra lastra in conglomerato cementizio e terreno di supporto per resistere a sollecitazioni di flessione e di taglio indotte dai carichi applicati in superficie. Ne consegue che, indipendentemente dal metodo di calcolo prescelto per il dimensionamento dello spessore della soletta in calcestruzzo, e dalla posizione dei vari tipi di giunti (di dilatazione, d’isolamento e di costruzione) nessuna progettazione degna di questo nome sarà possibile senza aver prima definito tre parametri fondamentali:

elastica poggiante su un sottofondo ideale (detto suolo di Winkler) schematizzato come un insieme di molle parallele ed indipendenti (letto di molle) caratterizzate da una costante di elasticità K. Ciò equivale a dire che il terreno reagisce, in ogni punto, con una pressione p(N/mm²) proporzionale allo spostamento verticale d(mm) della lastra secondo un coefficiente di proporzionalità K (N/mm³) caratteristico di ciascun terreno e noto come modulo di reazione del sottofondo o come coefficiente di Winkler. Il primo passo nella progettazione della pavimentazione, quindi, consiste nella determinazione del modulo di reazione K del terreno di sottofondo il quale è strettamente dipendente dalla natura, dalla granulometria, dall’umidità e dal grado di compattazione del terreno.
Per la determinazione di K esistono, innanzitutto, dei metodi diretti basati su prove geotecniche in situ (prove di carico con piastra, prove penetrometriche) o di laboratorio (valutazione della compattabilità di campioni di terreno mediante prova Proctor e determinazione del relativo indice CBR). In particolare, le prove di carico con piastra sono, tra le varie prove in situ utilizzabili, quelle più adatte alla valutazione della capacità portante e della deformabilità del terreno sottostante a una pavimentazione. Le dimensioni delle aree di carico delle piastre utilizzate, infatti, sono paragonabili a quelle sulle quali agiscono realmente i carichi gravanti sulla pavimentazione in servizio. Il modulo di reazione K ricavabile da questa prova è dato dal rapporto tra l'incremento di pressione p (oltre la pressione di precarico) applicato sulla piastra tramite un martinetto idraulico ed il cedimento corrispondente cioè d , K = Dp/d calcolato in corrispondenza di un incremento di pressione di 0.07 N/mm² o di un cedimento di 1.25 mm.
Per opere non particolarmente impegnative, si può effettuare una valutazione di massima di K (con metodi indiretti) mediante una classificazione del terreno in laboratorio basata sulla determinazione delle varie frazioni granulometriche, delle parti fini argillose o limose in particolare, e dei contenuti di acqua, denominati limiti di Atterberg, che segnano il passaggio tra gli stati di consistenza solido, plastico e liquido. Tutti questi parametri permettono, utilizzando uno dei sistemi di classificazione unificati disponibili (ad es. quello del "Corps of Engineers - U.S.A. Army" o quello contenuto nelle norme CNR UNI 1006), di attribuire alle terre una denominazione collegabile, mediante un abaco ad un intervallo di valori di K ottenuti dalle prove dirette su piastra.
Qualora il valore della costante di reazione del sottofondo risultasse estremamente esiguo, e non compatibile con i carichi agenti sulla pavimentazione, nè compensabile con un limitato aumento dello spessore della lastra, occorrerà procedere alla “stabilizzazione” del terreno naturale. Con questo termine vengono indicati genericamente vari tipi di trattamenti possibili per incrementare il valore di K e per diminuire, quindi, i cedimenti del terreno sotto l'azione dei carichi superficiali. Questi trattamenti comprendono: il costipamento del terreno tramite drenaggio o attraverso l'applicazione di precarichi, la compattazione meccanica , la stabilizzazione chimica con cemento, calce, bitume o cloruro di calcio, la correzione granulometrica del terreno, e l'asportazione del terreno scadente e sua sostituzione con terreno con K>0.035 N/mm³.
Una volta garantita la necessaria capacità portante del sottofondo, il supporto alla pavimentazione in calcestruzzo dovrà essere completato con la sovrapposizione di uno strato in ghiaia o pietrisco monogranulare opportunamente compattato avente funzione drenante e antirisalita capillare.

Per un approfondimento dell'argomento si può consultare il libro "Pavimentazioni Industriali in Calcestruzzo",
S. Collepardi, L. Coppola, R. Troli, Ed. Enco.

caratteristiche di portanza del terreno di sottofondo; caratteristiche elasto-meccaniche del calcestruzzo utilizzato per la soletta; tipo, entità e frequenza dei carichi applicati.	Prove di carico su piastra (per gentile concessione di Donatella Guzzoni)
Per il dimensionamento delle pavimentazioni in calcestruzzo poggianti direttamente su terreno si utilizza solitamente il modello di interazione terreno-pavimentazione elaborato nel 1920 da Westergaard nel quale la pavimentazione viene considerata come una lastra sottile perfettamente