Costruzione strade: metodi, materiali e manutenzione

Scopri il mondo della costruzione stradale, esplorando metodi, materiali e l’importanza della manutenzione. Approfondimenti per comprendere come vengono realizzate e curate le strade

Le strade sono un elemento fondamentale dell’infrastruttura di qualsiasi paese, svolgendo un ruolo cruciale nella connessione delle comunità, nel supporto all’economia e nel facilitare il trasporto.

In questo articolo, esploreremo il complesso processo di costruzione delle strade, focalizzandoci su ogni fase, dalla progettazione alla manutenzione, affrontando le sfide e le tecnologie innovative coinvolte in questo settore.

Infine vedremo come è possibile disegnare, in modo molto semplice, una strada come componente di una progettazione outdoor  grazie ad un software di progettazione degli spazi esterni.

Visualizzazione della stratigrafia di una strada

Progettazione delle strade

La progettazione delle strade costituisce un tassello fondamentale nell’intero processo di costruzione delle infrastrutture. Questa fase richiede un’analisi dettagliata dei diversi aspetti legati sia alla geometria che alle condizioni geologiche. Infatti possiamo individuare 3 aspetti fondamentali che dobbiamo tener presente:

• geometria stradale;
• variazioni nella geometria stradale;
• considerazioni geologiche.

Geometria stradale

La progettazione di una strada coinvolge un’analisi meticolosa della sua geometria, che comprende tre elementi principali:

• tracciato – il percorso su cui verrà costruita la strada;
• profilo altimetrico – profilo altimetrico riguarda le variazioni di altezza lungo il tracciato;
• sezioni trasversali – definiscono la forma trasversale della strada, influenzando aspetti come il drenaggio e la stabilità strutturale.

Variazioni nella geometria stradale

Le strade possono differire nella loro geometria:

• in rilevato -hanno cigli stradali a un livello superiore rispetto al piano circostante;
• in trincea – hanno cigli stradali più bassi rispetto al terreno circostante;
• a mezza costa – presentano un ciglio stradale a livello superiore rispetto al terreno in un lato, e un ciglio inferiore sul lato opposto.

Considerazioni geologiche

I fattori geologici, idrogeologici e idrologici sono critici per assicurare la costruzione di strade sicure ed efficienti. Problemi legati alla portata del terreno, discontinuità geologiche e instabilità del suolo possono influenzare il tracciato previsto inizialmente, richiedendo a volte modifiche significative per garantire la sicurezza stradale.

La progettazione delle strade richiede un approccio attento e mirato per garantire che la struttura sia costruita considerando le condizioni del terreno circostante, riducendo al minimo i potenziali rischi e garantendo la sicurezza degli utenti della strada.

Stratigrafia di una strada

La stratigrafia di una strada può essere suddivisa nel seguente modo:

• pavimento superficiale o strato di superficie;
• strato di base;
• sottofondo o strato di base inferiore;
• terreno nativo o strato di fondazione.

Pavimento superficiale o strato di superficie

Il pavimento superficiale è il livello superiore di una strada ed è la parte con cui i veicoli e i pedoni entrano in contatto. Questo strato deve essere resistente all’usura, garantire una guida sicura e offrire aderenza sufficiente in tutte le condizioni meteorologiche. Due dei materiali più comuni utilizzati per questo strato sono:

• il pavimento in asfalto è flessibile e offre una superficie liscia. È realizzato con bitume e aggregati minerali. Questa superficie può essere soggetta a deformazioni sotto carichi elevati, ma è resistente alle temperature estreme e può essere facilmente riparata;
• il pavimento in calcestruzzo è più rigido, resistente e può sopportare carichi pesanti. Sebbene richieda una preparazione più complessa e tempo per l’indurimento, il calcestruzzo tende a durare più a lungo rispetto all’asfalto.

Strato di base

Lo strato di base fornisce supporto alla strada, distribuendo il carico del traffico in modo uniforme. È progettato per migliorare la resistenza strutturale della pavimentazione stradale. Può essere composto da un mix di materiali, tra cui asfalto, calcestruzzo o materiali aggregati come pietrisco, sabbia e ghiaia.

Sottofondo o strato di base inferiore

Il sottofondo è posizionato al di sotto dello strato di base e spesso consiste in materiali come pietrisco, sabbia o ghiaia. Questo strato migliora ulteriormente la stabilità e la resistenza strutturale della strada. Il suo ruolo principale è di distribuire i carichi in modo uniforme e prevenire il cedimento del terreno.

Terreno nativo o strato di fondazione

La fondazione è costituita dal terreno naturale presente sul sito della costruzione. Una corretta preparazione di questo terreno è essenziale per garantire la stabilità e la durata della strada. Deve essere adeguatamente compattato e livellato per evitare cedimenti e deformazioni.

Inserimento dell’elemento strada nel software di progettazione architettonica Edificius

Metodi di costruzione di strade

La costruzione stradale coinvolge diverse fasi cruciali. Di seguito ti indico brevemente gli step più importanti di tutto il processo di costruzione delle strade:

• fase di scavo – la prima tappa coinvolge lo scavo, che inizia con la rimozione della vegetazione e dello strato superficiale del terreno lungo il tracciato previsto per la strada. Questo processo prepara il terreno per la successiva creazione del fondo e del sottofondo stradale;
• preparazione del fondo e del sottofondo stradale – successivamente, il fondo e il sottofondo stradale vengono preparati. Si utilizzano materiali come il cemento o il bitume granulare stabilizzato. Questi strati sono cruciali poiché contribuiscono significativamente alla stabilità e alla portanza della strada;
• stesura dello stabilizzato – una fase successiva coinvolge la stesura di uno stabilizzato, che è una miscela di terra naturale mescolata a catalizzatori. La scelta e lo spessore di questo strato sono determinanti per definire la resistenza e la distribuzione del carico sulla superficie;
• posa del conglomerato bituminoso – il conglomerato bituminoso viene posato. Questo materiale è composto da uno strato di asfalto e aggregati minerali. Durante questa fase, è essenziale non solo applicare il conglomerato, ma anche livellarlo accuratamente per creare una superficie stradale uniforme e adatta alla guida.

La conclusione di queste fasi porta alla realizzazione di una superficie stradale pronta per l’uso. Ogni fase è cruciale per garantire la sicurezza e la durabilità della strada, assicurando che la stessa possa sopportare il carico e le sollecitazioni dovute al traffico veicolare.

Ogni fase è attentamente pianificata ed eseguita per garantire una strada stabile e sicura per gli utenti. Questo processo richiede un’accurata pianificazione, l’utilizzo di materiali di alta qualità e la corretta esecuzione delle attività per assicurare la costruzione di una strada durevole nel tempo.

Materiali e tecniche ingegneristiche nella costruzione stradale

La scelta dei materiali gioca un ruolo fondamentale nella costruzione delle strade, influenzando direttamente la durabilità, la resistenza e le caratteristiche estetiche della pavimentazione. Di seguito potrai vedere quali sono i materiali più diffusi nella costruzione stradale:

• asfalto – l’asfalto è uno dei materiali più diffusi per la pavimentazione stradale. Composto da bitume e aggregati minerali, offre impermeabilità e resistenza all’usura. Tuttavia, è importante notare che può essere sensibile alle variazioni di temperatura, rischiando deformazioni e danni;
• calcestruzzo – il calcestruzzo è un altro materiale ampiamente impiegato. Composto da cemento, acqua e aggregati minerali, offre una maggiore durabilità rispetto all’asfalto ma può essere soggetto a fessurazioni, soprattutto in presenza di sollecitazioni;
• calcestruzzo fibrorinforzato – il calcestruzzo, rinforzato con fibre metalliche o sintetiche, offre una notevole resistenza alla trazione e alla compressione. Questa caratteristica lo rende un’opzione preferibile in alcuni contesti, tuttavia, richiede un processo di installazione più complesso;
• pietra naturale – in certi casi, le strade possono essere pavimentate con pietra naturale, come granito, porfido o basalto. Questa soluzione offre un’estetica gradevole e una resistenza all’usura e al gelo, ma solitamente risulta essere una delle opzioni più costose.

Tipologie di pavimentazione

Le varie tipologie di pavimentazioni stradali differiscono in base ai materiali utilizzati e alla disposizione all’interno della struttura. Esistono diverse categorie di sovrastrutture stradali:

• pavimentazioni flessibili – questo tipo di struttura comprende vari strati, che includono:
  • manto in conglomerato bituminoso – formato da due strati, uno d’usura (tappetino) e uno di collegamento (binder);
  • base in conglomerato bituminoso – può essere costituita da misto bituminato o misto granulare;
  • fondazione – di solito composta da misto granulare;
  • sottofondo – parte integrante del sistema.
• pavimentazioni semirigide – simili a quelle flessibili, con l’eccezione di uno strato di base legato con cemento (misto cementato);
• pavimentazioni rigide – costituite da una lastra di calcestruzzo posata su uno o più strati di fondazione composti da misto cementato e/o misto granulare. A volte, possono essere poste direttamente sul terreno di sottofondo, se la capacità portante è adeguata;
• pavimentazioni composite – consistono in una pavimentazione rigida su cui è posato uno strato in conglomerato bituminoso, generalmente drenante;
• pavimentazioni modulari – realizzate con elementi di pietra naturale o manufatti (ad esempio in laterizio, calcestruzzo, ecc.) posti su un letto di sabbia o malta cementizia, con uno strato di base e uno di fondazione;
• pavimentazioni in terra – composte da uno strato portante in materiale granulare non legato o stabilizzato granulometricamente, a volte trattato superficialmente con emulsione bituminosa.

Tipi di pavimentazione stradale

Importanza della manutenzione stradale

La manutenzione stradale è essenziale per garantire che le strade rimangano sicure ed efficienti nel tempo. Essa può essere preventiva, che include pulizia delle caditoie e cura della segnaletica, o correttiva, che comporta la riparazione di danni come buche e crepe.

Queste operazioni possono essere condotte in maniera agevole e funzionale solo se si hanno gli strumenti giusti. Infatti sono a disposizione software per il monitoraggio strutturale delle strade  e software di manutenzione infrastrutture che ti permettono di monitorare costantemente lo stato della struttura ed intervenire tempestivamente qualora ce ne fosse la necessità.

L’implementazione di innovazioni e tecnologie avanzate per il monitoraggio e la manutenzione nell’ambito delle costruzioni stradali porta diversi vantaggi:

1. sicurezza – i sensori avanzati possono rilevare in anticipo difetti strutturali o problemi di usura, riducendo il rischio di incidenti e garantendo la manutenzione tempestiva delle strade. Una manutenzione costante permette di individuare e correggere potenziali pericoli, come buche o dissesti del manto stradale;
2. efficienza – le tecnologie di monitoraggio permettono una manutenzione più mirata, riducendo i costi a lungo termine. L’accesso in tempo reale alle condizioni stradali consente di intervenire tempestivamente solo dove è necessario. Questo permette un flusso del traffico più regolare, riducendo tempi di percorrenza e consumo di carburante per i veicoli;
3. durabilità – la manutenzione regolare può prolungare la vita utile delle strade. Riparare piccoli danni o prevenire ulteriori deterioramenti consente di evitare costosi interventi di riparazione in seguito. Inoltre materiali auto-riparanti o auto-rinfrescanti contribuiscono a prolungare la vita delle strade, riducendo la necessità di interventi correttivi dovuti a fessurazioni o al surriscaldamento;
4. economia – sebbene gli interventi di manutenzione richiedano investimenti, questi costi sono generalmente inferiori rispetto alle riparazioni strutturali causate dalla mancanza di manutenzione. Una manutenzione preventiva è più economica rispetto alle riparazioni a seguito di danni maggiori;
5. aspetto estetico – strade ben curate migliorano l’aspetto e l’immagine delle aree urbane, favorendo anche il turismo e la percezione della qualità della vita.

L’integrazione di queste innovazioni richiede un investimento iniziale, ma nel lungo periodo può comportare notevoli risparmi economici e miglioramenti significativi nelle prestazioni e nella durata delle strade.

Come disegnare una strada con un software di progettazione outdoor

Di seguito ti mostro un breve video in cui puoi capire come utilizzare un software per la progettazione outdoor per la creazione delle strade, non si tratta di un software specifico per la progettazione di strade, ma molto utile nel caso ingegneri, architetti, geometri ed altri tecnici del settore edile si trovino ad dover progettare strade nell’ambito di sistematizzazione di spazi esterni.

Indirizzo articolo: https://bim.acca.it/costruzione-strade/