Manutenzione acustica
Con una ricetta di pavimentazione ben calibrata e misure di manutenzione appropriate, è possibile prolungare la vita utile dei pavimenti SDA. Le possibili misure di manutenzione per prolungare la vita utile includono la pulizia e la fresatura (raschiatura o levigatura) dello strato superficiale del pavimento. Il momento ottimale per una misura di manutenzione può essere determinato attraverso misurazioni di monitoraggio regolari.
| Misura | Effetto atteso* | Prolungamento atteso della vita acustica | Fattori di influenza |
| Pulizia | -1 a -2.5 dB(A) | fino a 3 anni | ciclo di pulizia, profondità dello sporco penetrato, tipo di sporco |
| Grinding | -2 a -4 dB(A) | 2 a 4 anni | profondità dello sporco penetrato |
*Effetto atteso in base all'applicazione delle misure secondo l'attuale stato delle conoscenze.
Pulizia
Nella pulizia preventiva dei pavimenti, l'obiettivo è mantenere i pori del pavimento a bassa rumorosità il più possibile liberi da contaminazioni, per prevenire il loro intasamento, che rappresenta un fattore principale di invecchiamento dei pavimenti a bassa rumorosità. Misure di pulizia regolari possono quindi influenzare positivamente le proprietà acustiche dei pavimenti a bassa rumorosità e prolungarne la vita utile.
Vari esperimenti di pulizia dei pavimenti a bassa rumorosità hanno dimostrato che i metodi di pulizia sono efficaci principalmente nello strato superiore del pavimento SDA e possono rimuovere efficacemente lo sporco non profondamente incrostato. I miglioramenti dell'efficacia acustica sono visibili solo nei pavimenti sporchi superficialmente. In questi casi, è possibile un miglioramento fino a 2.5 dB(A). Se il pavimento è già contaminato negli strati più profondi, il miglioramento della qualità acustica del pavimento è inferiore a 1 dB(A). 1 L'efficacia della pulizia è quindi maggiore nei primi anni dopo l'installazione (National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board, and National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2009)2 .
Per prevenire ritardi nell'accumulo di sporco nel pavimento, le misure di pulizia dovrebbero essere eseguite il prima possibile dopo l'installazione, secondo le esperienze precedenti. Inoltre, è stato dimostrato che una pulizia regolare (ad es. trimestrale) è vantaggiosa.
Le pulizie vengono effettuate con macchine per la pulizia delle superfici speciali, dotate di un sistema di aspirazione posteriore. L'acqua applicata sulla strada può essere riassorbita. Solo in questo modo è possibile rimuovere efficacemente lo sporco ammorbidito nello strato superiore del pavimento. Fondamentalmente, sono disponibili due diversi metodi di pulizia: barra di lavaggio frontale con sistema di aspirazione posteriore e Rotocleaner/Rotoplast.
Diverse cantoni applicano misure di pulizia nell'ambito di progetti di prova o già in modo esteso.
Monitoraggio della pulizia dei materiali fonoassorbenti - risultati della campagna 2022 (PDF, 16 MB)
Scopri di più sulle macchine per la pulizia
Barra di lavaggio frontale con sistema di aspirazione posteriore: Con la barra di lavaggio frontale, viene spruzzata acqua sulla superficie stradale a bassa pressione prima del veicolo di pulizia. L'obiettivo è ammorbidire la contaminazione sulla superficie e all'interno del pavimento, in modo che in un secondo passaggio l'acqua insieme allo sporco possa essere aspirata. Idealmente, la pulizia viene eseguita dopo un periodo di pioggia. In tal caso, è possibile anche evitare l'irrigazione. In sintesi, si può dire che un pavimento ben inumidito e un'alta capacità di aspirazione portano a buoni risultati.
Rotocleaner/Rotoplast: Anche in questo metodo, lo sporco deve essere ammorbidito bagnando la superficie stradale o tramite precipitazioni. Per rimuovere meglio lo sporco incrostato, il pavimento viene pulito ad alta pressione su una larghezza di circa 2.5 m immediatamente prima del sistema di aspirazione posteriore. Il Rotocleaner di solito ha otto rotori con due ugelli ciascuno. Le esperienze hanno dimostrato che non si dovrebbe impostare una pressione superiore a 250 bar, poiché aumenta il rischio di rottura dei granuli.
Macchina per la pulizia delle superfici in azione. Barra di lavaggio frontale (in alto) e sistema di aspirazione posteriore con (in basso a sinistra) e senza (in basso a destra) Rotocleaner.
Particolarmente nelle aree rurali, l'ingresso di sporco e quindi l'effetto acustico possono essere massicciamente influenzati dall'agricoltura. Inoltre, in cantieri adiacenti a un pavimento SDA, spesso non è possibile evitare un aumento dell'ingresso di sporco. In entrambi i casi, si verifica un rapido intasamento dei pori superficiali e quindi una perdita dell'efficacia acustica.
Grinding (Microfresatura)
Il Grinding – ovvero la levigatura controllata della superficie del pavimento – si è affermato negli ultimi anni come una misura efficace per la rigenerazione acustica di asfalti semi-densi a bassa rumorosità (SDA). Le analisi di 17 tratti di prova svizzeri mostrano che le misure di levigatura sui pavimenti SDA 4 e SDA 8 possono portare a miglioramenti significativi della qualità acustica del pavimento.
- Pavimenti SDA 4: miglioramento iniziale di circa –2 a –3 dB(A)
- Pavimenti SDA 8: miglioramento medio di –3 dB(A)
- Anche per pavimenti densi (AC 11, ACMR 11, MA 11) sono stati riscontrati miglioramenti di circa –2 dB(A)
Pertanto, il Grinding può contribuire alla riduzione del rumore non solo nei pavimenti a bassa rumorosità, ma anche in quelli più densi.
Durata dell'effetto
I dati di monitoraggio finora raccolti (fino a 4 anni) mostrano un effetto duraturo della misura di levigatura:
|
Tipo di pavimento |
Effetto iniziale |
Durata (rispetto allo stato iniziale) |
Durata (rispetto al tratto di riferimento) |
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SDA 4 |
–2.5 ± 1.0 dB(A) |
2–4 anni |
> 4 anni |
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SDA 8 |
–3.1 ± 0.3 dB(A) |
2–4 anni |
> 4 anni |
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AC/MA 11 |
–1.9 ± 0.6 dB(A) |
~ 4 anni |
> 4 anni |
In media, lo stato acustico iniziale viene raggiunto nuovamente dopo circa tre anni. Rispetto ai tratti non levigati, tuttavia, rimane un effetto acustico positivo per almeno quattro anni.
Né la levigatura precoce (ad es. a Farvagny, FR) né le applicazioni ripetute hanno avuto effetti negativi sulla stabilità meccanica o sulla struttura dei pori dei pavimenti.
Fattori di influenza sull'efficacia
L'efficacia del Grinding dipende fortemente dallo stato iniziale del pavimento:
- Per pavimenti nuovi e intatti con già un'ottima acustica (ad es. –7 dB(A)), è possibile solo un lieve miglioramento.
- Per pavimenti SDA intasati o invecchiati, il Grinding può ottenere miglioramenti significativi attraverso l'ottimizzazione della texture e, se necessario, l'apertura dei pori.
Profondità di levigatura:
- Una maggiore profondità di levigatura aumenta la possibilità di riaprire i pori (“rompere lo strato di blocco dello sporco”).
- Buoni risultati sono stati ottenuti anche con basse profondità di levigatura (1–2 mm) – ad esempio a La Verrerie (1 mm) e Tafers (1.8 mm) con circa 3 dB(A) di miglioramento ciascuno.
- In altri casi (ad es. Zofingen), basse profondità di levigatura hanno funzionato meno bene – qui la scelta degli strumenti ha giocato un ruolo decisivo.
Tipi di pavimento:
- Per pavimenti densi, una maggiore profondità di levigatura non porta vantaggi aggiuntivi, poiché non possono essere aperti spazi porosi.
- Per pavimenti SDA 4 porosi, invece, un'accurata levigatura più profonda può migliorare significativamente l'efficacia acustica.
Meccanismi d'azione
Il Grinding influisce su due proprietà centrali del pavimento 1 :
- Ottimizzazione della texture:
- Attraverso la levigatura, vengono livellate le irregolarità e le rotture dei granuli.
- Si crea una macro e microtexture più omogenea e fine, che riduce il rumore di rotolamento.
- Questo effetto si verifica già a basse profondità di levigatura ed è rilevante per tutti i tipi di pavimento.
- Apertura dei pori:
- Nei pavimenti porosi, la levigatura può riaprire la struttura porosa chiusa.
- Questo porta a migliori proprietà acustiche, in particolare nella gamma di frequenze medie e alte.
- Le migliorate condizioni dei pori d'aria si riflettono anche nelle misurazioni di permeabilità e volume d'aria.
Raccomandazioni per la pratica
- Principio: Il Grinding è una misura di manutenzione efficace per praticamente tutti i tipi di pavimento.
- Durata di rigenerazione:
- Per i pavimenti SDA 4 e SDA 8, la durata media di rigenerazione acustica è di circa 3 anni,
l'effetto positivo rimane però misurabile per oltre 4 anni. - Per pavimenti densi (11er), l'effetto può durare 4 anni o più.
- Definizione degli obiettivi prima della misura:
- Si desidera ottimizzare la texture o riaprire la struttura porosa?
- Per i pavimenti 4er, una maggiore profondità di levigatura può essere utile per aprire i pori.
- Per i pavimenti 8er e 11er, profondità di levigatura > 3 mm non sono appropriate.
- Scelta degli strumenti: Strumenti di levigatura adeguati sono decisivi per il successo acustico.
Il Grinding è un metodo efficiente, economico e sostenibile per mantenere o rigenerare le prestazioni acustiche degli asfalti semi-densi. Con una pianificazione adeguata – in particolare tenendo conto del tipo di pavimento, della profondità di levigatura e degli obiettivi – è possibile prolungare la vita acustica di un pavimento SDA di almeno tre anni, senza compromettere l'integrità strutturale.
Per stimare meglio la profondità ottimale di fresatura, è utile conoscere anche la profondità di contaminazione. La metodologia AVCA è adatta anche per questa applicazione.
La durata di questo effetto è attualmente oggetto di ricerche in corso; i primi risultati affidabili sugli effetti a lungo termine sono attesi nei prossimi anni. Lo stato attuale della ricerca è descritto qui --> Levigatura di pavimenti a bassa rumorosità in Svizzera - Risultati del monitoraggio fino al 2023 (PDF, 34 MB, 15.04.2024) Su incarico del BAFU
Decisione su pulizia o Grinding
Per una manutenzione acustica efficace, è essenziale conoscere la profondità di penetrazione e la localizzazione esatta delle particelle di sporco, nonché lo stato della struttura superficiale. A tal fine, è disponibile la metodologia AVCA .
L'analisi del contenuto di vuoti acustici (AVCA) utilizza una scansione CT di un campione di pavimento SDA e genera un modello 3D. Nel modello, è possibile localizzare esattamente lo sporco e prevedere i suoi effetti sulla struttura porosa efficace e sull'acustica
Profili trasversali (scansioni CT, a sinistra) e relativa valutazione AVCA (a destra) di due campioni di un sito di indagine. Nel tratto non pulito, le cavità nei primi circa 20 mm sono fortemente contaminate (linea marrone), di conseguenza i volumi porosi sono per lo più chiusi. Nel tratto pulito, il grado di contaminazione nello strato superiore è notevolmente inferiore e le cavità esistenti sono per lo più collegate tra loro (area verde). (Fonte: Grolimund + Partner AG)
Pulizia chimica
Nel cantone AG, attualmente si sta testando l'uso della pulizia chimica su un tratto di prova.
Ringiovanimento del pavimento
L'invecchiamento del bitume nei pavimenti porosi e semi-densi è più grave a causa della maggiore superficie esposta all'ossidazione (Jing et al., 2019)2 . Questo rende i pavimenti particolarmente suscettibili a rotture dei granuli (Zhang et al., 2016)3 . L'uso di PmB nella miscela può compensare parzialmente questo problema.
I trattamenti superficiali, come la spruzzatura di agenti ringiovanenti per asfalto, vengono utilizzati per prolungare la vita utile dei pavimenti densi. Nei Paesi Bassi, i prodotti per prolungare la vita di un pavimento sono utilizzati dal 2010 principalmente in modo preventivo al primo apparire di rotture dei granuli, circa 5-7 anni dopo l'installazione. Tuttavia, la superficie del pavimento non deve essere seriamente danneggiata. La vita utile degli strati di copertura può quindi essere aumentata di 2-4 anni. Si raccomanda solo un trattamento per strato di copertura. Il trattamento consiste in emulsioni di bitume a freddo che contengono agenti ringiovanenti o bitume polimerico applicato a caldo. I prodotti vengono applicati con un soffiatore a pressione (pavimenti PA) o con una barra di spruzzatura (pavimenti a strato sottile), dove penetrano nella struttura per 10-20 mm attraverso avvallamenti e pori (Saurer, Bühlmann e Ziegler, 2016)4 .
Come nei pavimenti porosi, l'applicazione dell'agente ringiovanente sul bitume dei pavimenti SDA può avere effetti negativi, poiché chiude la struttura porosa, anche se il bitume viene ringiovanito.
La profondità di penetrazione e l'effetto di ringiovanimento risultante nei pavimenti SDA non sono stati ancora testati.