La risposta meccanica delle pavimentazioni flessibili sotto carichi reali si discosta significativamente dalle previsioni dei modelli elastici classici, in particolare per quanto riguarda le deformazioni di trazione nello strato di asfalto. È quanto emerge da un recente studio condotto su una sezione strumentata di una strada nazionale thailandese, che ha confrontato misure in campo con modelli teorici consolidati.
Una sezione stradale completamente strumentata
Sulla tratta autostradale è stata realizzata una sezione di prova dotata di un sistema di monitoraggio integrato. L’impianto comprende 54 sensori distribuiti a diverse profondità, tra cui estensimetri, celle di pressione, sensori di umidità e termocoppie. Il sistema di acquisizione dati è stato collegato a una tecnologia weigh-in-motion (WIM) per registrare il passaggio di veicoli pesanti in condizioni controllate. L’obiettivo era catturare le tensioni e le deformazioni indotte dal traffico reale con risoluzione elevata.
Confronto con i modelli meccanicistici classici
Le misurazioni sono state analizzate e confrontate con tre approcci teorici tradizionali: la teoria di Boussinesq, il metodo degli spessori equivalenti di Odemark e la teoria elastica multistrato di Burmister. Per le tensioni verticali negli strati profondi si è registrata una buona corrispondenza tra dati misurati e previsioni analitiche. Lo scostamento maggiore è emerso invece nelle deformazioni di trazione all’interno dello strato di asfalto, dove i valori misurati sono risultati fino a 2,5 volte superiori rispetto alle stime dei modelli elastici. La discrepanza è attribuibile al comportamento viscoelastico della miscela bituminosa, che i modelli elastici classici non riescono a rappresentare fedelmente in condizioni di carico dinamico.
Fattori di influenza: carico per asse e velocità
L’integrazione dei dati provenienti dai sensori con le informazioni sul traffico ha permesso di isolare i parametri che governano la risposta della pavimentazione. L’entità del carico per asse si è rivelata il fattore dominante, mentre la velocità del veicolo influenza principalmente la durata dell’applicazione del carico. Questa distinzione è rilevante per la taratura dei modelli di progetto e per la pianificazione delle strategie di manutenzione.
Verso il digital twin: potenzialità dei sistemi di sensori
Il sistema di monitoraggio intelligente proposto nello studio dimostra la fattibilità di un approccio automatizzato, guidato dai dati, per l’analisi delle pavimentazioni. L’architettura a sensori multipli, combinata con la pesatura dinamica, fornisce una base solida per lo sviluppo di gemelli digitali delle infrastrutture stradali. Tale strumento consentirebbe di passare da verifiche periodiche a un controllo continuo e predittivo dello stato di salute della sovrastruttura.
L’integrazione tra sensori e dati di traffico apre la strada a sistemi di monitoraggio automatizzati in grado di supportare la gestione delle infrastrutture basata su gemelli digitali, migliorando l’affidabilità delle previsioni e ottimizzando gli interventi di manutenzione.
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