strato anticapillare sintetico

ing. MASSIMILIANO NART 1111
PROGETTARE LO STRATOPROGETTARE LO STRATOPROGETTARE LO STRATOPROGETTARE LO STRATO
ANTICAPILLARE DEI RILEVATIANTICAPILLARE DEI RILEVATIANTICAPILLARE DEI RILEVATIANTICAPILLARE DEI RILEVATI
STRADASTRADASTRADASTRADALI CON SISTEMI GEOSINTETICILI CON SISTEMI GEOSINTETICILI CON SISTEMI GEOSINTETICILI CON SISTEMI GEOSINTETICI

INDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTI
1. NATURA DEL PROBLEMA
2. DEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLARE
3. SOLUZIONE CLASSICA
4. SOLUZIONE ALTERNATIVA
5. CALCOLO DELL’EQUIVALENZA IDRAULICA DEI DUE SISTEMI
6. TEST DI CARATTERIZZAZIONE
6. TEST DI CARATTERIZZAZIONE
7. CONSIDERAZIONI ECONOMICHE

IIII° PARTEPARTEPARTEPARTE
NATURA DEL PROBLEMA

NATURA DEL PROBLEMANATURA DEL PROBLEMANATURA DEL PROBLEMANATURA DEL PROBLEMA
Nelle costruzioni stradali il fenomeno della risalita capillare
dell’acqua merita estrema attenzione in quanto è in grado di
provocare fenomeni di plasticizzazionifenomeni di plasticizzazionifenomeni di plasticizzazionifenomeni di plasticizzazioni dei sottofondi e dei piani di
posa dei rilevati con conseguente perdita di portanza della struttura.
Tale fenomeno è dovuto sostanzialmente all’evaporazione
dell’acqua contenuta nel terreno, che, attraverso i vuoti presneti tra i
dell’acqua contenuta nel terreno, che, attraverso i vuoti presneti tra i
granuli, risale appunto per “capillarità”.

IIII° PARTEPARTEPARTEPARTE
DEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLARE

DEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLAREDEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLAREDEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLAREDEFINIZIONE DI STRATO ANTICAPILLARE
Lo strato anticapillare è solitamente previsto in materiale granularemateriale granularemateriale granularemateriale granulare
di adeguato spessoreadeguato spessoreadeguato spessoreadeguato spessore e di opportuna composizione granulometricaopportuna composizione granulometricaopportuna composizione granulometricaopportuna composizione granulometrica,
interposto tra lo strato di fondazione ed il sottostante sottofondo,
destinato ad interrompere l'eventuale risalita capillare di acqua
proveniente da falda acquifera.
Abitualmente gli spessori dello strato sono compresi tra 0,30,30,30,3÷0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
ed è generalmente costituito da materiali naturali aventi
granulometria assortita da 2÷50 mm, con passante al vaglio da 2
mm non superiore al 15% in peso e comunque con un passante al
vaglio UNI 0,075 mm non superiore al 3%.

IIIIIIII° PARTEPARTEPARTEPARTE
SOLUZIONE CLASSICA

SOLUZIONE CLASSICASOLUZIONE CLASSICASOLUZIONE CLASSICASOLUZIONE CLASSICA

IIIIIIIIIIII° PARTEPARTEPARTEPARTE
SOLUZIONE ALTERNATIVA

GEOCOMPOSITI DRENANTIGEOCOMPOSITI DRENANTIGEOCOMPOSITI DRENANTIGEOCOMPOSITI DRENANTI
Definiti anche geospaziatori (dall’inglese geospacer), sono caratterizzati da
una struttura tridimensionale interna ad elevato indice di vuoti a cui vengono
accoppiati elementi filtranti o membrane impermeabili.
Spessori variabili da 5 mm a 20 mm

TEFOND HP DRAINTEFOND HP DRAINTEFOND HP DRAINTEFOND HP DRAIN
PARTE CONPARTE CONPARTE CONPARTE CON
BUGNEBUGNEBUGNEBUGNE
SEMISFERICHESEMISFERICHESEMISFERICHESEMISFERICHE
CILINDRICHECILINDRICHECILINDRICHECILINDRICHE
ZONA DI CONNESSIONEZONA DI CONNESSIONEZONA DI CONNESSIONEZONA DI CONNESSIONE

ZONA DIZONA DIZONA DIZONA DI
CONNESSIONECONNESSIONECONNESSIONECONNESSIONE
TRA I ROTOLITRA I ROTOLITRA I ROTOLITRA I ROTOLI
Giunzione
meccanica
Giunzione
chimica
chimica

parte posterioreparte posterioreparte posterioreparte posteriore

TEST DI COMPRESSIONETEST DI COMPRESSIONETEST DI COMPRESSIONETEST DI COMPRESSIONE

IVIVIVIV° PARTEPARTEPARTEPARTE
CALCOLO DELL’EQUIVALENZA IDRAULICA DEI
DUE SISTEMI
DUE SISTEMI

GHIAIA VS GEOCOMPOSITO DRENANTEGHIAIA VS GEOCOMPOSITO DRENANTEGHIAIA VS GEOCOMPOSITO DRENANTEGHIAIA VS GEOCOMPOSITO DRENANTE
~~~~
Perché un geocomposito drenante venga accettato
come alternativa ad uno strato di inerte, è necessario
dimostrarne l’equivalenza idraulica

PRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTE
La portata smaltibile da uno strato di materiale granulare avente una
conducibilità idraulica k soggetto ad un gradiente idraulico i è fornito dalla
relazione di Darcy
kiAQ = [m3/s]
t = spessore
kitq = [m3/s m]
L = larghezza = 1

PRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTEPRESTAZIONE IDRAULICA DELL’INERTE
[m3/s m]
k = 5 X 10-5 m/s
i = 0,04 (circa 2 °)
t = 0,5 m
[m2/s]
q = k*i*tq = k*i*tq = k*i*tq = k*i*t
t = 0,5 m
q = 5*10q = 5*10q = 5*10q = 5*10----5555 x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10----5555
[m2/s][m2/s][m2/s][m2/s]

TRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICO
Il geocomposito drenante dovrà garantire una portata idraulica specifica superiore
alla portata ottenuta per lo strato di materiale inerte, nelle medesime condizioni al
contorno (in termini di gradiente idraulico e pressione applicata).
PORTATA IDRAULICA SPECIFICA = TRASMISSIVITA’ IDRAULICA
Si calcola in laboratorio secondo la norma UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958

APPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURA

DEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICA
Esprime la quantità d’acqua che il materiale riesce a trasportare
longitudinalmente nell’unità di tempo per unità di larghezza al gradiente
i = 1 assumendo un flusso laminare.
Viene espressa in (mmmm3333/s m/s m/s m/s m - mmmm2222/s/s/s/s oppure l/s ml/s ml/s ml/s m).
1 m3 = 103 l
26262626
θθθθ = k * t= k * t= k * t= k * t
kkkk = permeabilità nel piano del gtx (m/s)
tttt = spessore del prodotto (m)

PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’
A. PRESSIONE APPLICATA SUL PRODOTTO (kPa)
B. GRADIENTE IDRAULICO (geometria del piano di posa)
• orizzontale
• verticale
• verticale
• obliqua

PRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATA
A. DRENAGGIO VERTICALE
P = kP = kP = kP = kAAAA****γγγγ*H*H*H*H
HHHH
B. DRENAGGIO ORIZZONTALE
P =P =P =P = γγγγ*s*s*s*s ssss

PRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATA
HHHHQQQQ
gcdgcdgcdgcd
La pressione applicata dal rilevato in terra sul piano di posa del geocomposito risultano pari al peso
Le classi di altezza dei rilevati che sono state
prese in considerazione sono le seguenti:
Classe 1: Da 0 a 2 mDa 0 a 2 mDa 0 a 2 mDa 0 a 2 m
La pressione applicata dal rilevato in terra sul piano di posa del geocomposito risultano pari al peso
specifico del terreno (g) per lo spessore della parte centrale del rilevato (H).
Pertanto, ipotizzando un peso specifico del terreno pari 20 kN/m3 (2 ton/m3), si avranno le seguenti
pressioni:
Classe 1: Da 0 a 2 m: Da 0 a 2 m: Da 0 a 2 m: Da 0 a 2 m = max pressione applicata 2 x 20 = 40 kPa40 kPa40 kPa40 kPa
Classe 2: Da 2 a 5 mDa 2 a 5 mDa 2 a 5 mDa 2 a 5 m = max pressione applicata 5 x 20 = 100 kPa100 kPa100 kPa100 kPa
Classe 3: Da 5 a 10 mDa 5 a 10 mDa 5 a 10 mDa 5 a 10 m = max pressione applicata 10 x 20 = 200 kPa200 kPa200 kPa200 kPa

GRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICO
i = sen(i = sen(i = sen(i = sen(β)β)β)β) I = 0,04I = 0,04I = 0,04I = 0,04 ββββ = 2= 2= 2= 2°
I = 0,1I = 0,1I = 0,1I = 0,1 ββββ = 5= 5= 5= 5°
I = 1I = 1I = 1I = 1 ββββ = 90= 90= 90= 90°

ESEMPIO DI SCHEDA TECNICAESEMPIO DI SCHEDA TECNICAESEMPIO DI SCHEDA TECNICAESEMPIO DI SCHEDA TECNICA

CALCOLO TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILECALCOLO TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILECALCOLO TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILECALCOLO TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILE






=
4321 ***
1
FSFSFSFS
qq nomamm
Dove:
• q nom = portata specifica nominale del GCD calcolata secondo EN ISO 12958 (l/sm);
• q amm = portata specifica ammissibile del GCD;
• FS1 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno dell’intrusione
del geotessile all’interno dell’anima drenante;
• FS2 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del creep dei
materiali polimerici;
• FS3 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del
“clogging” di natura chimica;
• FS4 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del
“clogging” di natura biologica;

FATTORI RIDUTTIVIFATTORI RIDUTTIVIFATTORI RIDUTTIVIFATTORI RIDUTTIVI






=
4321 ***
1
FSFSFSFS
qq nomamm
Application area RFin = FS1 RFcr = FS2 RFcc = FS3 RFbc = FS4 RFtot
Capillarity breaks 1,1 to 1,3 1,0 to 1,2 1,1 to 1,5 1,1 to 1,3 1,33 3,04
Capillarity breaks 1,1 to 1,3 1,0 to 1,2 1,1 to 1,5 1,1 to 1,3 1,33 3,04
Capillarity breaks
adottato a base di
calcolo
1,3 1,2 1,5 1,3 3,04
Per quanto riguarda i valori dei fattori riduttivi da utilizzarsi, si è deciso di prendere a
riferimento i dati riportati in letteratura (“Designing with Geosynthetics” di R: Koerner –
Prentice Hall Fourth Edition pag. 403) di seguito riportati per la sola applicazione
capillarity breaks:

GHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICO
K ghiaia = 5 10-5 m/s;
s = spess. = 0,5 m;
RENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICO
di uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIA
RENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICO
del GCDdel GCDdel GCDdel GCD
s = spess. terr. = 10 m;
s GCD = 8 mm
γ terr.= peso spec. = 20 kN/m3;
P = s*g = 200 kN/m ~ 200 kPa;
i = grad. idr. = 0,04 (2°)
P = s*g = 200 kN/m2 ~ 200 kPa;
QQQQ ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----5555 m3 / s*mm3 / s*mm3 / s*mm3 / s*m
QQQQ GCD/200 kPaGCD/200 kPaGCD/200 kPaGCD/200 kPa ==== 0,1 l / s*m0,1 l / s*m0,1 l / s*m0,1 l / s*mQQQQ ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----2222 l / s*ml / s*ml / s*ml / s*m
QQQQ GCD/200 kPaGCD/200 kPaGCD/200 kPaGCD/200 kPa ==== 0,03 l / s*m0,03 l / s*m0,03 l / s*m0,03 l / s*mQQQQ ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----2222 l / s*ml / s*ml / s*ml / s*m
Trasmissività nominale
Trasmissività ammissibile
QQQQ ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,001 l / s*m0,001 l / s*m0,001 l / s*m0,001 l / s*m

VVVV° PARTEPARTEPARTEPARTE
TEST DI CARATTERIZZAZIONE

TEST DI CARATTERIZZAZIONETEST DI CARATTERIZZAZIONETEST DI CARATTERIZZAZIONETEST DI CARATTERIZZAZIONE

RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1----AAAA

RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2----4444

RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1----A + ANTICAPILLAREA + ANTICAPILLAREA + ANTICAPILLAREA + ANTICAPILLARE

RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2----4 + ANTICAPILLARE4 + ANTICAPILLARE4 + ANTICAPILLARE4 + ANTICAPILLARE

RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1RISALITA CAPILLARE A1----a+ GEOCOMPOSITOa+ GEOCOMPOSITOa+ GEOCOMPOSITOa+ GEOCOMPOSITO

RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2RISALITA CAPILLARE A2----4+ GEOCOMPOSITO4+ GEOCOMPOSITO4+ GEOCOMPOSITO4+ GEOCOMPOSITO

TERRENO A1TERRENO A1TERRENO A1TERRENO A1
SENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARE
CON STRATO ANTICAPILLARECON STRATO ANTICAPILLARECON STRATO ANTICAPILLARECON STRATO ANTICAPILLARE
NATURALENATURALENATURALENATURALE
GEOSINTETICOGEOSINTETICOGEOSINTETICOGEOSINTETICO

TERRENO A2TERRENO A2TERRENO A2TERRENO A2----4444
SENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARESENZA STRATO ANTICAPILLARE
NATURALENATURALENATURALENATURALE
GEOSINTETICOGEOSINTETICOGEOSINTETICOGEOSINTETICO

CONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONECONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONECONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONECONCLUSIONI DELLA SPERIMENTAZIONE

VIVIVIVI° PARTEPARTEPARTEPARTE
PROVA IN CAMPO

CAMPO PROVACAMPO PROVACAMPO PROVACAMPO PROVA

VIIVIIVIIVII° PARTEPARTEPARTEPARTE
CONSIDERAZIONI ECONOMICHE

ANALISI PREZZOANALISI PREZZOANALISI PREZZOANALISI PREZZO
SOLUZIONESOLUZIONESOLUZIONESOLUZIONE
TRADIZIONALETRADIZIONALETRADIZIONALETRADIZIONALE
1. Scavo per formazione cassonetti e/o fossi ……
2. Fornitura e posa in opera di TNT …..
3. Fornitura e posa in opera di sabbia di cava o di fiume pulita …..

ED. 2010

TEMATEMATEMATEMA
RINGRAZIARINGRAZIARINGRAZIARINGRAZIA
PER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONE
PER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONEPER L’ATTENZIONE

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