Il calcestruzzo drenante. Considerazioni idrologiche

Nell’ultimo articolo sul calcestruzzo drenante è stato affrontato il tema dei parametri idrologici che caratterizzano questo materiale come la capacità di accumulo nominale, la capacità di accumulo efficace e la pendenza come fattore discriminante di tali parametri. In questo articolo l’analisi idrologica continuerà con l’analisi di alcuni risultati ottenuti in progetti sperimentali nei quali sono stati valutati altri parametri quali il tempo di recupero della pavimentazione e l’influenza che il terreno sottostante esercita sulle sue caratteristiche idrologiche.


Impiego di una fondazione di aggregati lapidei
Esiti
Mentre la realizzazione di una fondazione di aggregato lapideo riduce il livello di acqua superficiale, questa riduzione decresce con l’aumentare della profondità, anche in sabbie ben drenanti in cui la piezometrica non ostacola l'infiltrazione. Poiché l'uso della fondazione di aggregato lapideo è solitamente consigliato per entrambi i benefici, sia idrologici sia per la capacità di sopportare carichi trasmessi dalle pavimentazioni in calcestruzzo drenante, l’analisi riportata di seguito vuole evidenziare i buoni esiti derivanti dall’uso della fondazione.
In presenza di terreni granulari fini anche se ben filtranti andranno considerati ulteriori fattori, perché se l’attitudine alla filtrazione migliora il livello di afflusso superficiale potrebbe contestualmente diminuire la capacità della pavimentazione a sopportare i carichi di progetto.
Storicamente i marciapiedi o le pavimentazioni in generale forniscono un accettabile livello di impermeabilizzazione per la fondazione. Nei sistemi di pavimentazione in calcestruzzo drenante invece si accetta che la fondazione venga saturata per un periodo di tempo considerevole, relativamente al suo tempo di impiego. Questo fatto, mentre da un lato riduce il modulo di reazione del sottofondo in presenza di apprezzabili carichi di traffico, dall’altro può anche promuovere la migrazione di particelle di terreno nel sottofondo stesso, andando a saturare i pori aperti e provocando la riduzione di capacità di ritenzione con la possibilità di influenzare la risposta dell’intero sistema rispetto ai carichi di traffico. In questi casi è consigliato l'inserimento di un tessuto filtro o di un filtro a sacco.
Nelle figure 1 e 2 sono riportati i grafici che mostrano il benefico effetto apportato alla pavimentazione in calcestruzzo drenante dalla fondazione di aggregati lapidei rispettivamente per la pioggia di progetto con periodo di ritorno T = 2 anni e T = 10 anni.

Figura 1 Riduzione dell’afflusso superficiale con l’introduzione della fondazione per la pioggia di progetto con T=2 anni

Figura 2 Riduzione dell’afflusso superficiale con l’introduzione della fondazione per la pioggia di progetto con T=10 anni

Uso del calcestruzzo drenante in terreni sabbiosi
In un’analisi condotta su diversi tipi di interventi in aree con terreni ben drenanti, terreni sabbiosi, con tassi di infiltrazione uguali o superiori a 1.3 cm/h ÷ 2.5 cm/h appare evidente come questi tipi di suoli offrano caratteristiche idrologiche eccellenti. Questo è evidenziato anche in figura 1 e 2 in cui la riduzione del livello di acqua sulla superficie è notevole e l’introduzione della fondazione non modifica ulteriormente il deflusso, che di fatto è quasi ai livelli di pre-sviluppo come precedentemente illustrato.

Prestazioni in presenza di terreni limosi
Negli USA alcune prescrizioni delle singole contee suggeriscono che le pavimentazioni in calcestruzzo drenante siano limitate alle aree con terreni sabbiosi e con alti tassi di filtrazione. Queste prescrizioni sono state adottate spesso come misure di massima prima in momenti storici in cui non si disponeva ancora di studi approfonditi. L'analisi di cui sopra indica chiaramente che risultati positivi possono essere raggiunti usando le pavimentazioni in calcestruzzo drenante sia in terreni con alti tassi di infiltrazione che in quelli meno filtranti. Anche se le zone sabbiose ben filtranti sono ottime in molti casi per le applicazioni del calcestruzzo drenante, queste pavimentazioni possono essere usate con successo in molti altri tipi di terreni compresi alcuni terreni limosi. L'analisi di un sito con un tasso di infiltrazione del suolo di 0.3 cm/h indica, non soltanto, le soddisfacenti prestazioni, ma mostra come un luogo sviluppato può, quando viene introdotto un sistema di pavimentazione in calcestruzzo drenante, ridurre il deflusso di post-sviluppo portandolo ad un valore quasi prossimo a quello che era prima dello sviluppo.
Non c’è necessità di limitare arbitrariamente l'uso dei sistemi della pavimentazione in calcestruzzo drenante alle sabbie.
Nella tabella 1 è riportata la differenza di deflusso per un terreno poco filtrante che si potrebbe avere introducendo il calcestruzzo drenante e andando a variare alcuni parametri quali la porosità o l’altezza della fondazione.

Tabella 1. Analisi comparativa per un terreno con basso tasso di infiltrazione 

Parametri della pavimentazione
Afflusso superficiale  (mm)
Differenza di afflusso
superficiale (mm)
Porosità del calcestruzzo drenante (%)
 
 
15
51
 
10
53
2
20
48
-3
Altezza della fondazione  (mm)
 
 
200
 
 
250
56
+5
CN
 
 
69
 
 
61
46
-5
79
58
+7
Tasso di infiltrazione cm/h
 
 
0,3
 
 
0,7
23
-28
0,5
30
-20
0,2
53
+2
0,1
64
+13

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