Valutazione dell'efficacia di un additivo antiossidante per la riduzione dei fenomeni di invecchiamento dei conglomerati bituminosi

In the last decades, higher road traffic combined with more severe environmental conditions have involved more frequent and expensive maintenance services. Principally, such needs occur where road pavements are periodically affected by daily or seasonal temperature changes. Specifically, oxidation of asphalt binders and thermal excursions affect the mechanical properties of bituminous mixes implying lower fatigue performance of asphalt pavements. The authors in this paper show the preliminary results of a three years project regarding the use of a specific additive in bituminous mixes in order to reduce the damage processes due to the thermal cycles and aging. In this study the effects of such additive on asphalt binder and wearing coarse bituminous mixes were investigated. In particular, the asphalt binder was tested by means of a Dynamic Shear Rheometer (DSR) in order to evaluate the rutting and the fatigue limit temperature. For bituminous mixes, traditional tests were carried out to determine their acceptance requirements, and indirect tensile fatigue tests were performed on unaged, long-term aged and subjected to thermal cycles specimens. The comparison among results obtained on materials with and without additive have showed the influence of the additive on physical-mechanical properties of the asphalt binder and bituminous mixes. Further developments will allow to supplement the laboratory results through a proper performance and serviceability monitoring of a in situ trial section.

Negli ultimi decenni l’aumento del volume di traffico, combinato con le sempre più severe condizioni climatiche, rende necessari interventi manutentivi più frequenti ed onerosi. Tale necessità si verifica soprattutto in quelle zone dove le pavimentazioni stradali sono soggette a forti variazioni termiche giornaliere o stagionali. Nello specifico l’ossidazione dei leganti bituminosi, le escursioni termiche e gli agenti atmosferici alterano le proprietà meccaniche dei conglomerati bituminosi comportando un loro globale indebolimento che tende a penalizzare la risposta a fatica della pavimentazione. Gli autori presentano in questo articolo i primi risultati di un ampio studio sull’uso di un additivo antiossidante nei conglomerati bituminosi atto a ridurre il processo di danneggiamento dovuto ai cicli termici e all’invecchiamento. In questa ricerca gli effetti dell’additivo sono stati indagati sia sul legante che su differenti miscele di conglomerato bituminoso per strati di usura. Per quanto riguarda lo studio sul bitume il programma sperimentale ha compreso l’esecuzione di prove al Dynamic Shear Rheometer (DSR) sul legante tal quale e invecchiato, sia a breve (RTOFT) che a lungo termine (PAV), per verificare la temperatura di inormaiamento e di fatica. Nell’indagine condotta sui conglomerati sono state eseguite prove tradizionali per valutarne i requisiti di accettabilità e prove prestazionali dinamiche su provini tal quali, provini sottoposti ad invecchiamento a lungo termine e provini sottoposti a cicli termici. Il confronto tra i risultati ottenuti dai materiali additivati e da quelli non additivati ha permesso di evidenziare le modifiche fisico-meccaniche indotte dall’additivo sia sul legante che sul conglomerato bituminoso. Sviluppi futuri prevedono l’integrazione dei risultati di laboratorio con un opportuno monitoraggio delle prestazioni e dello stato d’esercizio di un tronco stradale sperimentale.