Le metodologie e gli aspetti operativi per la progettazione stradale

Per infrastruttura s'intende l’elemento o l'insieme dei componenti che struttura un territorio secondo le necessità umane. Le infrastrutture a rete, che compongono una rete di impianti e servizi interconnessi tra loro da specifici punti nodali, per loro natura, necessitano di raggiungere vaste zone di territorio o comunque un grande numero di cittadini per essere efficiente.
La progettazione stradale e gli scavi 
Una strada si presenta con una sua geometria longitudinale, planimetrica e altimetrica; la definizione di tale geometria rappresenta il progetto della strada. La scelta della soluzione ottimale per un tracciato stradale è condizionata da diversi fattori e generalmente non corrisponde alla scelta ideale di un tracciato stradale, ma è frutto di un continuo processo iterativo al fine di trovare il migliore compromesso anche in termini di costi e di impatto ambientale. Lo studio della geometria di una strada comprende oltre allo studio del suo asse anche quello della sua sezione trasversale, che può essere in rilevato, a mezza costa, in trincea e su viadotto o in galleria. 
Per le strade in rilevato gli aspetti ai quali si deve porre particolare attenzione sono legati al posizionamento di un sovraccarico sul terreno di fondazione e alla compattazione che lo stesso terreno subisce e che, in presenza di falda, può portare allo sviluppo di pressioni interstiziali e all'innalzamento della superficie piezometrica a monte del manufatto. La strada a mezza costa è quando un ciglio stradale è a quota superiore rispetto al piano di campagna e l'altro è a quota inferiore. L'esecuzione di una trincea provoca una situazione favorevole all'innesco di movimenti franosi in prossimità dei fronti di scavo, agevolati anche dalla riduzione del contrasto al piede della scarpata. A questi problemi si può far fronte con interventi preventivi che consistono in un'adeguata profilatura del fronte di scavo, nell'esecuzione di opere di sostegno, drenaggi, etc. Il profilo di sicurezza da adottare per un fronte di scavo dipende dalle caratteristiche di resistenza al taglio del materiale, dall'altezza della scarpata e dalle condizioni di circolazione idrica sotterranea. Quando l'altezza dei fronti di scavo supera i 10 m e la costituzione geologica del pendio non è uniforme, si ricorre alla suddivisione della scarpata in gradoni. Per le strade su viadotto o in galleria si ricorre a queste opere quando la situazione geologica, geomorfologica o logistica impedisce lo scavo di trincee o la costruzione di rilevati. I viadotti vengono costruiti nel caso in cui l'acclività del pendio sia notevole oppure si debbano superare vaste aree di materiale scadente, mentre si fa ricorso alle gallerie se le pareti di scavo della trincea prevista da progetto sono molto alte e interessano terreni al limite della stabilità. 
Oggi, si eseguono i calcoli per soddisfare i criteri di sicurezza di Lamm, una procedura non codificata dalla norma italiana per verificare le prestazioni in termini di sicurezza di un tracciato stradale in fase di progettazione o di adeguamento. L’intera opera di progettazione va sviluppata per gradi, incrementando sempre più il livello di dettaglio e prende in considerazione le relazioni con gli usi attuali del territorio, la compatibilità ambientale dell’opera e le caratteristiche progettuali atte a soddisfare le esigenze di trasporto. 
Un documento fondamentale è il Bollettino Ufficiale C.N.R. n°77 del 1980 “Istruzioni per la redazione dei progetti di strade” tramite cui, per la prima volta in Italia vengono prodotte delle direttive per la compilazione e la presentazione dei progetti delle strade che si devono eseguire per conto della Pubblica Amministrazione e degli Enti Pubblici. Altre indicazioni vengono fornite dalla legge 109/1994 e dal relativo Regolamento di Attuazione, il D.P.R del 21 dicembre 1999, n°554. Occorre attendere per l’uscita del D.M. n. 6792 del 5/11/2001 che disciplina la progettazione delle strade. Si tratta di una norma cogente, che deve quindi essere completamente osservata sia per il progetto di nuovi tratti di strada, sia per l’adeguamento di strade esistenti. Spesso nei progetti di adeguamento delle strade esistenti la norma risulta di difficile applicazione. L’emanazione del D.M. n. 67/s del 22/04/2004 relega il D.M. 5/11/2001 solo al progetto delle strade di nuova costruzione; il D.M. 5/11/2001 deve comunque essere assunto come riferimento per i progetti di adeguamento dell’esistente, in attesa di una futura norma al riguardo.  

Studio Geologico 
La progettazione delle vie di comunicazione ha un rilevante interesse nel campo dell’ingegneria ambientale, sia per l’impatto di queste opere sull’equilibrio dei versanti e sulla qualità dei suoli e delle acque, sia per i vantaggi che esse comportano per il territorio, se ben eseguite e progettate in funzione ambientalistica. Un'importanza preponderante occupano nella progettazione stradale considerazioni di tipo geologico, dal momento che problemi relativi a questo ambito possono in alcuni casi spingere il progettista a modificare radicalmente il tracciato inizialmente scelto a causa di problemi anche gravi di questa natura. 
Gli studi geologici risultano per cui di particolare interesse per i progetti di strade, i quali comportano scavi, riporti e modifiche della rete idrografica. L’Analisi approfondita delle zone prescelte, sedi dei possibili tracciati, per l’individuazione del tracciato definitivo e dei relativi punti critici che necessitano di ulteriori approfondimenti, si effettua tramite: lo studio geologico, che comprende la litologia di rocce e terre, i fenomeni deformativi fragili o duttili, le caratteristiche geologiche dei terreni attraversati; lo studio geomorfologico, che è la valutazione del grado di stabilità dei versanti; lo studio climatologico, che è la termometria e pluviometria dell'area in esame; lo studio idrologico, che è lo studio dell’evoluzione dei corsi d'acqua che interessano la sede dal momento che le acque piovane determinano un'azione potenzialmente dannosa; lo studio idrogeologico, l’analisi della resistenza del terreno data la presenza di acqua nel sottosuolo e l'alternanza di presenza e assenza di acqua nel terreno può portare alla fratturazione del manto stradale; la valutazione di impatto ambientale (V.I.A.), che consiste nelle interazioni tra area in progetto e ambiente circostante; e infine le indicazioni circa l'apertura delle cave di prestito. 
Tuttavia è possibile anche realizzare una strada attraversando zone in cui ci sono problemi di questo tipo, naturalmente predisponendo opere civili particolari. In caso di passaggio in versanti a rischio frana, ad esempio, si possono realizzare interventi protettivi e preventivi quali reti paramassi, chiodature, rimboschimento, opere drenanti. 

Messa in sicurezza del suolo e bonifica 
La contaminazione del suolo, del sottosuolo e della falda acquifera può avere un forte impatto sul valore commerciale di un’area o sulla gestione di un sito produttivo. La tematica relativa alla bonifica delle aree contaminate è regolata in Italia dal D.M 471/99, attuativo del D.lg. 22/97 (Decreto Ronchi), che disciplina in modo organico e sistematico tutta la tematica relativa alla gestione dei rifiuti. Secondo il D.M. una prima classificazione degli interventi di risanamento distingue tra bonifica e messa in sicurezza. 
Gli interventi di messa in sicurezza sono interventi che non eliminano o riducono necessariamente lo stato di contaminazione di un sito inquinato, ma sono mirati a rendere accettabile, mediante l’isolamento del sito medesimo o la riduzione della mobilità degli inquinanti, attraverso l’adozione di tecniche di ingegneria ambientale, il movimento e la diffusione dei contaminanti dal sito all’ambiente esterno, al fine di consentire l’utilizzo del sito secondo le destinazioni indicate dagli strumenti urbanistici, previa valutazione del rischio residuo a seguito dell’adozione degli interventi previsti in sede progettuale. 
- Messa in sicurezza per problemi di emergenza: ogni intervento necessario ed urgente per rimuovere le fonti inquinanti, contenerne la diffusione ed impedire il contatto con gli stessi in attesa degli interventi di bonifica o di messa in sicurezza permanente. Viene realizzata quando, sia per eventi accidentali che per situazioni di inquinamento palese, si riscontri un immediato rischio di diffusione dell’inquinamento e di impatto sulla salute umana o su altre componenti ambientali esistenti nell’intorno del sito interessato dal fenomeno.  
E’ evidente tuttavia che non sempre può essere facile distinguere tra le “misure di messa in sicurezza di emergenza” e quelle “di prevenzione”, da un punto di vista pratico, dato che entrambi i tipi di intervento fanno sostanzialmente riferimento ad una situazione che presuppone l’ “urgenza” di un intervento mirato a contrastare una minaccia imminente. Tale tipologia di intervento deve essere attuata in tempi rapidi, attraverso sistemi di asportazione di materiali pericolosi e/o contenimento dinamico o statico, a seconda delle presumibili vie di migrazione degli inquinanti ed in relazione alla probabilità di determinare rischi aggiuntivi di incidenti. 
La “messa in sicurezza di emergenza” deve essere posta in essere in “caso di eventi di contaminazione (quindi di superamento delle CSR, n.d.r.) repentini di qualsiasi natura”, e consiste in un intervento “atto a contenere la diffusione delle sorgenti primarie di contaminazione”. Gli interventi di messa in sicurezza di emergenza devono in ogni caso essere integrati con sistemi di monitoraggio e controllo che consentano di seguire costantemente l’andamento del fenomeno e l’efficacia delle misure assunte in termini di abbattimento o annullamento della migrazione di inquinanti verso zone esterne al sito di interesse. 
- Messa in sicurezza provvisoria: viene eseguita quando bisogna prevenire diffusioni o migrazioni di contaminanti da siti inquinati durante interventi di bonifica che richiedano periodi di applicazione significativi (più di 12 mesi) o quando si ritenga necessario eseguire un monitoraggio prolungato per valutare lo stato qualitativo del sito di interesse e le sue interferenze con l’ambiente circostante. Generalmente per tale tipologia di interventi si adottano sistemi di contenimento dinamico (barriere idrauliche di pozzi, trincee drenanti). 
- Messa in sicurezza finalizzata: si adotta in caso di impossibilità tecnico/economica di applicazione di interventi di bonifica e viene realizzata mediante sistemi di contenimento statico (confinamento), integrati da interventi di ingegneria ambientale idonei a garantire la possibilità di utilizzo dell’area secondo le destinazioni urbanistiche della stessa. 
Per bonifica si intende “l’insieme degli interventi atti a eliminare le fonti d’inquinamento e le sostanze inquinanti, o a ridurne la concentrazione a livelli inferiori di quelli massimi previsti per legge” (D.M. 471). Consente quindi il recupero e il ripristino dell’area contaminata, che potrà essere nuovamente fruibile. La caratterizzazione del sito, la definizione delle fonti e dei veicoli dell’inquinamento, dei possibili bersagli e dell’estensione areale del problema ed i dati di test o prove sperimentali, permettono di definire quindi nel dettaglio quelli che sono gli interventi necessari alla bonifica del sito. 
Un sistema di classificazione generalmente adottato per individuare la tipologia di intervento è quello del punto di applicazione dello stesso, per cui si hanno interventi: 
- In situ: dove le tecniche di risanamento che non prevedono l’estrazione dei terreni o delle acque sotterranee contaminati sono classificate come bonifiche in situ. Queste tecniche, rispetto alle tecniche ex situ, presentano una serie di vantaggi, principalmente riconducibili ai costi generalmente inferiori, al minor impatto sulla logistica dei siti da bonificare e alla maggiore compatibilità ambientale degli interventi. 
- Ex situ: consistono nella rimozione del terreno inquinato, e nel trattamento in un impianto mobile, semimobile o trasportabile nelle immediate vicinanze del sito contaminato (trattamento on-site), o in un impianto fisso in altra località o nello smaltimento in discarica (trattamento off-site). In tali tipologie di trattamento il materiale inquinato subisce, prima dell’intervento di decontaminazione vero e proprio, una preselezione per ridurre la frazione da trattare. In caso di adozione di interventi di messa in sicurezza devono essere sempre previsti sistemi e programmi di monitoraggio e controllo finalizzati a valutare il raggiungimento dell’obiettivo previsto. 
Nei casi citati all’art. 17, comma 6, del D. Lgs. 5 febbraio 1997 n. 22, come modificato dal D. Lgs. 8 novembre 1997, n. 389, dove sia prevista una specifica utilizzazione del sito deve essere condotta un’analisi del rischio al fine di valutare l’accettabilità o meno del rischio residuale a seguito degli interventi di messa in sicurezza finalizzati alla salvaguardia della salute umana e dell’ambiente, in relazione alle specifiche destinazioni d’uso. Nel caso in cui tale valutazione dia esito positivo il sito si può considerare messo in sicurezza e come tale soggetto a controlli e verifiche e limitazioni d’uso appositamente definite. In caso contrario si dovranno individuare, per quelle sostanze che presentino valori di concentrazione non accettabili, ulteriori sistemi di abbattimento, fino a raggiungere valori non più potenzialmente pericolosi.  

La pavimentazione stradale 
Il pavimento stradale è la parte più superficiale della strada. Detto manto riveste la struttura della pavimentazione formata da vari strati di diverso materiale che spesso raggiunge una profondità superiore al metro. Il pavimento stradale deve resistere a grossi carichi concentrati (i veicoli che vi transitano quotidianamente), all'usura, al degrado da parte di agenti fisico-chimici, alle dilatazioni termiche e deve nel contempo consentire un'ottimale aderenza degli pneumatici. 
La struttura è quella parte della strada che ha il compito di trasferire il carico, trasmesso sul manto dagli automezzi, al materiale naturale sottostante (denominato sottofondo). In genere, il sottofondo offre una scarsa portanza; per tale ragione, i carichi ad elevata intensità impartiti dagli automezzi sul manto stradale vengono distribuiti su un’ampia area di sottofondo. Pertanto il pavimento stradale è ricorrentemente sottoposto ad attività di manutenzione: il caso più frequente è quella della sostituzione dello strato di asfalto, una volta che è andato logorandosi; ma esiste anche il problema del gelo e della neve in quanto causa di perdita di aderenza delle ruote sulla strada. 
Al variare dei materiali impiegati e dell’ordine con cui sono disposti nella struttura, si possono distinguere i seguenti tipi di sovrastrutture stradali.  
- Flessibili, che sono costituite dai seguenti strati: manto in conglomerato bituminoso composto a sua volta di due strati, usura e collegamento o binder, base in conglomerato bituminoso, misto bitumato o misto granulare, fondazione generalmente in misto granulare, sottofondo.  
- Semirigide: formate da una successione di strati simile a quella delle pavimentazioni flessibili, ad eccezione del fatto che è presente anche uno strato di base legato con cemento (misto cementato).  
- Rigide: composte da una lastra in calcestruzzo posata su uno o più strati di fondazione in misto cementato e/o misto granulare o direttamente poggiate sul terreno di sottofondo se questo garantisce un’adeguata capacità portante. 
- Composite: costituite da una pavimentazione rigida ricoperta da uno strato in conglomerato bituminoso generalmente drenante. - Modulari: formate da elementi di pietra naturale o manufatti (in laterizio, calcestruzzo, ecc.) poggiati su un letto di sabbia o di malta cementizia, uno strato di base e uno di fondazione.  
- In terra: composte da uno strato portante in materiale granulare non legato o stabilizzato granulometricamente e finito a volte con un trattamento superficiale con emulsione bituminosa. 
Come materiali il più frequentemente utilizzato è il bitume in quanto si contraddistingue per flessibilità, durata ed elevata impermeabilità. L’asfalto a caldo (con una quantità di bitume pari a circa 5%) viene generalmente adoperato per realizzare i manti di prima qualità delle strade di traffico intenso, mentre i più economici trattamenti superficiali, che impiegano impermeabilizzante a scagliette vengono utilizzati in quei casi in cui il traffico automobilistico è ridotto. 
Gli strati su cui una pavimentazione stradale trasmette i carichi sono via via meno pregiati, sia per questioni economiche, sia per facilitare una redistribuzione dei carichi ottimale sul terreno e limitare i cedimenti differenziali. Lo strato sottostante al manto di usura si chiama binder, mentre quello immediatamente sotto prende il nome di base. Vi sono altre modalità di realizzazione della superficie d’usura delle pavimentazioni stradali: partendo da una vecchia tecnica attuata tramite l’utilizzo di lastre laviche, dette basoli, oppure può essere realizzata con uno strato di breccia, generalmente rossa e da un legante più debole rispetto al bitume. 
Questo genere di pavimentazione garantisce il transito anche in presenza di strade a pendenza elevata oppure coperte da uno spesso strato di neve; inoltre, per via della sua struttura molto drenante, scongiura o quasi la formazione di ghiaccio. Un’altra vecchia tecnica di pavimentazione della strada è quella attuata con l'utilizzo d'uno strato in pietra di piccole dimensioni, il cosiddetto pavè. Infine vi è il Macadam, tipo di pavimentazione stradale costituita da pietrisco e materiale collante compresso.
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