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Riciclaggio

L'adattamento del regolamento sulla prevenzione e gestione dei rifiuti (VVEA; SR 814.600, 2015) limita sempre più le possibilità di discarica per l'asfalto rimosso. Questo sviluppo legislativo promuove l'uso dell'asfalto riciclato (Reclaimed Asphalt Pavement, RAP) e contribuisce alla chiusura dei cicli di materiali, alla riduzione dei rifiuti e alla conservazione delle risorse nella costruzione stradale. Parallelamente, in Svizzera e all'estero si osserva una chiara tendenza verso tassi di riciclaggio più elevati nelle miscele di asfalto. Mentre le norme attuali consentono attualmente percentuali di RAP dal 20 all'80% a seconda del tipo di strato e della classe di carico, gli sviluppi attuali mirano a un'espansione fino al 100% per strati inferiori e medi (VSS, 2022a).

Il riciclaggio di pavimentazioni SDA sta guadagnando sempre più importanza in Svizzera, soprattutto considerando l'elevato numero di pavimentazioni che hanno raggiunto la fine della loro vita utile. Sebbene le prime esperienze pratiche, come a Le Landeron, siano promettenti, mancano finora procedure e strategie standardizzate per la gestione di SDA-RAP. La specifica composizione granulometrica e i severi requisiti di durabilità rappresentano sfide centrali.
A lungo termine, è necessario un piano strutturato per la raccolta, il trattamento e il riutilizzo di SDA-RAP, al fine di sfruttare appieno i potenziali ecologici e tecnici esistenti e consentire la transizione verso un'economia circolare dell'asfalto.

Valutazione ecologica dell'uso del RAP

Diverse studi di analisi del ciclo di vita dimostrano il chiaro beneficio ecologico dell'uso del RAP. Kytzia e Pohl (2021) mostrano che l'uso del 50% di RAP nello strato di usura e del 60% nello strato legante può ridurre l'impatto ambientale (espresso in punti di impatto ambientale, UBP) del 20-35% rispetto a una nuova costruzione senza RAP. Questa riduzione comprende le fasi di costruzione, demolizione e manutenzione. Rispetto ad altre misure ambientali rilevanti - come la riduzione della temperatura di produzione (asfalti a bassa temperatura) o l'aggiunta di materiali alternativi come pneumatici usati o scorie - il RAP ottiene un impatto ecologico significativamente maggiore (Poulikakos et al., 20191 ; Mikhailenko et al., 20202 ; Piao et al., 20223 ).

L'importante impatto ambientale deriva dal riutilizzo della frazione contenente bitume, che è particolarmente intensiva in termini di risorse. Liechti et al. (2016)4 hanno considerato nella loro analisi del ciclo di vita (LCA) anche un potenziale aumento del carico di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) in vecchie pavimentazioni. Anche assumendo questo, i benefici ecologici dell'uso del RAP superano i potenziali rischi ambientali.

Sviluppi e procedure tecnologiche

Per massimizzare la percentuale di RAP nel mix, molti impianti di miscelazione ottimizzano continuamente i loro processi di produzione. Oltre al trattamento interno, sta guadagnando importanza il cosiddetto In-Place Recycling, in cui l'asfalto rimosso viene trattato e reimmesso direttamente in loco. Questa procedura, che spesso include l'aggiunta di agenti ringiovanenti, è già applicata con successo all'estero (Hafeez, Ozer e Al-Qadi, 2014)5.

Requisiti e sfide per le pavimentazioni SDA

L'applicazione del RAP in pavimentazioni fonoassorbenti a poro aperto presenta requisiti particolari per la qualità del materiale e la distribuzione delle dimensioni delle particelle. In particolare, le curve di setacciatura strette, la bassa dimensione massima delle particelle (ad es. per SDA 4) e la bassa percentuale di riempimento rendono difficile l'aggiunta di RAP. Pertanto, una condizione per l'uso in pavimentazioni SDA di alta qualità è un'estrazione pura e stratificata, nonché un'ottimizzazione della conservazione e del trattamento nell'impianto di miscelazione.

Se il RAP ottenuto non soddisfa i requisiti per uno strato di usura SDA, può essere riutilizzato - in particolare per formulazioni contenenti PmB - nello strato legante. In Svizzera, il riciclaggio delle pavimentazioni SDA è ancora agli inizi. Sebbene il potenziale beneficio sia scientificamente dimostrato, mancano finora ampie esperienze pratiche e procedure standardizzate.

Esempi attuali di ricerca e pratica

Un esempio centrale svizzero è il tratto di prova realizzato nel 2022 a Le Landeron (Canton Neuchâtel), dove è stato prodotto un SDA 4-16 con il 10% di RAP. Sono state esaminate tre varianti: una miscela con bitume convenzionale, una con PmB e una con granulato di gomma (RmA). I risultati del test di sensibilità all'acqua secondo EN 12697-12 hanno mostrato per le miscele contenenti RAP valori ITSR equivalenti o leggermente migliorati rispetto al pavimento di riferimento. Solo la percentuale di vuoti Marshall (HR %) era inferiore per le miscele con aggiunta di gomma, il che è attribuito all'effetto di riempimento delle particelle di gomma o a una sovracompensazione del contenuto di bitume.

Le misurazioni CPX nel primo anno di esercizio hanno mostrato che sia i tratti SDA convenzionali che quelli contenenti RAP presentavano buone prestazioni acustiche. Solo le varianti con aggiunta di gomma non hanno raggiunto i tipici ≤ 6 dB(A) per SDA 4-16, il che potrebbe correlarsi con i diversi contenuti di vuoto. In generale, si è osservato che una percentuale di RAP del 10% non ha avuto influenze negative significative sulle prestazioni meccaniche o acustiche.

Materiali aggregati alternativi e aspetti di analisi del ciclo di vita

Oltre al RAP, studi recenti hanno esaminato ulteriori materiali secondari in SDA. L'uso di gomma (0,7-1,0 wt%) nel processo a secco ha portato a proprietà meccaniche comparabili a quelle delle SDA convenzionali e potrebbe potenzialmente consentire di rinunciare al bitume modificato con polimeri (Bueno et al., 20216 ). Anche gli aggregati di calcestruzzo riciclato (RCA) e la scoria di forno ad arco elettrico (EAFS) sono stati testati con successo (Mikhailenko et al., 20227 ; Mikhailenko, Piao e Poulikakos, 2023)8 . Con una percentuale di sostituzione fino al 15% in volume, le prestazioni meccaniche e la durabilità sono rimaste invariate. Tuttavia, dal punto di vista dell'analisi del ciclo di vita, RCA e gomma mostrano solo lievi miglioramenti, mentre l'uso di EAFS offre il maggiore potenziale ecologico grazie alla riduzione della discarica (Piao et al., 2023)9 .

BioBitume e BioAsfalto

Scheda informativa Biobitume e Bioasfalto Weibel AG

Il bitume, tradizionalmente estratto dal petrolio, causa elevate emissioni di CO₂ e richiede molta energia nella produzione e lavorazione. Per decarbonizzare la costruzione stradale, vengono sviluppate alternative biobased.

Il BioBitume è composto da scarti vegetali come gusci di anacardi e resine naturali. Causa solo circa un terzo delle emissioni del bitume da petrolio e può essere climaticamente neutro o addirittura negativo grazie alla cattura di CO₂ biogenico.

I test della Weibel AG mostrano che il BioBitume può essere lavorato, riciclato e compattato meglio a temperature più basse con gli impianti esistenti. Gli svantaggi principali sono attualmente costi più elevati e disponibilità limitata delle materie prime. Tuttavia, il BioBitume è considerato un passo importante verso una costruzione stradale ecologica e sostenibile.

1 Poulikakos, L. et al. (2019) ‘Use of waste and marginal materials for silent roads’, in 23rd International Congress on Acoustics.
2 Mikhailenko, P., Rafiq Kakar, M., et al. (2020) ‘Incorporation of recycled concrete aggregate (RCA) fractions in semi-dense asphalt (SDA) pavements: Volumetrics, durability and mechanical properties’, Construction and Building Materials, 264, p. 120166. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120166
3 Piao, Z., Mikhailenko, P., et al. (2022) ‘Analysis of Environmental Burden Shift for Using Recycled Concrete Aggregates in Low-Noise Asphalt Pavement’, in Transportation Research Board 101st Annual Meeting. Transportation Research Board 101st Annual Meeting, Washington, DC.
4 Liechti, J. et al. (2016) Forschungspaket PLANET EP2: Ökobilanz von Niedertemperaturasphalten. Schweizer Verband der Strassen- und Verkehrsfachleute (VSS).
5 Hafeez, I., Ozer, H. and Al-Qadi, I.L. (2014) ‘Performance Characterization of Hot In-Place Recycled Asphalt Mixtures’, Journal of Transportation Engineering, 140(8), p. 04014029. Available at: https://doi.org/10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000679.
6 Bueno, M. et al. (2021) ‘Functional and environmental performance of plant-produced crumb rubber asphalt mixtures using the dry process’, Materials and Structures, 54(5), p. 194. Available at: https://doi.org/10.1617/s11527-021-01790-y
7 Mikhailenko, P. et al. (2022) ‘Multiscale Laboratory Mechanical Performance of [[SDA]] Mixtures with Construction and Demolition Waste Filler’, Journal of Materials in Civil Engineering, 34(6), p. 04022106. Available at: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0004244.
8 Mikhailenko, P., Piao, Z. and Poulikakos, L.D. (2023) ‘Electric arc furnace slag as aggregates in semi-dense asphalt’, Case Studies in Construction Materials, 18, p. e02049. Available at: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02049.
9 Piao, Z. et al. (2023) ‘Comparative Environmental Analysis for Using Waste Polyethylene and Steel Slag in Semi-dense Asphalt Pavements’, Journal of Testing and Evaluation, 51(4), p. 20220273. Available at: https://doi.org/10.1520/JTE20220273
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