Particolarità di alcune pavimentazioni urbane: il nodo del manto impermeabile e la sua manutenzione

Lo studio di una copertura carrabile troppo spesso ignora lo strato fondamentale del manto impermeabile, in questo articolo cercherò di sviscerare quelle che sono le motivazioni e le corrette scelte da fare in fase progettuale attraverso un esempio pratico.

L’obiettivo è quello di un focus dedicato al progetto e realizzazione del manto impermeabile a perfetta regola d’arte che tenga in considerazione sia dei costi di manutenzione che della tipologia di finitura estetica della pavimentazione finale.

Pavimentazioni esterne: già in epoca storica l'obiettivo era evitare il danno causato dall'acqua

“Tutte le strade portano a Roma”, ma per poter andare a Roma le strade dovevano essere lastricate in modo tale da poter velocizzare i trasporti. La pavimentazione che veniva creata, non tanto diversa da quelle odierne come concetto, doveva tenere sempre conto di due fattori: il costo manutentivo e i danni che avrebbe creato l’acqua.

«Particolare cura si deve avere per le pavimentazioni all’aperto, in quanto la travatura è soggetta a gon-fiarsi con l’umidità e ad asciugarsi col secco e quindi facendo movimento tende a danneggiarle; anche il gelo e la brina contribuiscono al loro deterioramento. Ma dovendo realizzare pavimenti di questo tipo si proceda così: si stendano trasversalmente due tavolati, l’uno sopra l’altro saldamente inchiodati in modo che le travi abbiano una duplice copertura, si mescolino quindi un terzo di coccipesto e due parti di calce se la pavimentazione è nuova e due parti di calcestruzzo. Fatta la massicciata vi si getti il calcestruzzo che dopo esser stato battuto dovrà avere uno spessore non inferiore a un piede. Dopo di che, come abbiamo scritto sopra, va posato il pavimento di tessere di circa due pollici e con una pendenza sempre di due pollici ogni dieci piedi; se l’impasto sarà ben fatto e la levigatura accurata si avrà una pavimentazione senza di-fetti. Inoltre, perché la malta che è tra le commessure non venga rovinata dalla brina dovrà essere impre-gnata ogni anno prima dell’inizio dell’inverno con la feccia dell’olio. Ma per ottenere un lavoro più accura-to si disporranno sopra lo strato di calcestruzzo delle tegole di due piedi unite tra loro con calce, le quali abbiano dei canaletti di un pollice a margine di ogni commessura. Dopo averle saldate si riempiano i canaletti con un impasto di olio e calce e il tutto venga opportunamente pressato e levigato. In tal modo la cal-ce che rimarrà attaccata dentro questi canaletti asciugandosi e solidificandosi renderà assolutamente impermeabili le giunture […] Un lavoro di questo genere durerà sicuramente a lungo».  
(cit. Marco Vitruvio Pollione - De Architectura)

Quante indicazioni ci sono per la realizzazione di una pavimentazione esterna. Certo, Vitruvio non avrebbe mai pensato di realizzare parcheggi sopraelevati o piazze su più piani, ma già nel testo si intravede un principio cardine: l’impermeabilizzazione; non come un sistema per non far passare l’acqua verso il piano inferiore (per quello ci spiega altro) ma per evitare a tutti i costi che si rovini la pavimentazione (pavimentum).

Leggendo l’intero capitolo riguardante la pavimentazione, si capisce anche il perché: è un lavoro lungo ed oneroso e se vogliamo che duri nel tempo, come dice lo stesso Vitruvio, è bene tenere in considerazione determinate accortezze, alcune delle quali ancora oggi vengono utilizzite. Certo usiamo i polimeri a base di fluoro invece della feccia delle olive, però il concetto è il medesimo.

Non voglio copiare il De Architectura nella sua interezza, ma sappiate che in altri libri e capitoli spiega molto bene anche come fare in modo che le terrazze tengano l’acqua in modo tale da non danneggiare la struttura e creare turbamento a chi vive dentro.

Questo è il punto: da un tempo lungo come la storia, gli architetti del mondo antico si sono dovuti districare con il problema di impermeabilizzare le strutture per evitare i danni alle stesse. Dagli architetti egizi, a quelli babilonesi (i famosi giardini pensili) fino a quelli greci e romani, la storia è piena di esperimenti e di grandiose scoperte e che ancora oggi usiamo quotidianamente.

Pavimentazioni carrabili su copertura: la stratigrafia generica

Tra le pavimentazioni che possiamo trovare nella quotidiana progettazione vi sono quelle carrabili, in particolare quelle che sono poste sopra determinati ambienti (autorimesse, tunnel, zone di servizio di edifici, etc.) e che hanno la necessità di essere funzionali a più cose. Innanzitutto, devono servono come pavimentazione, poi devono reggere le sollecitazioni date dai diversi tipi di veicoli e fare in modo che fungano anche da copertura impermeabile ed esteticamente gradevole.

Paradossalmente, parliamo di funzioni che in parte sono in contrasto tra di loro: spesso una bella pavimentazione non è resistente, una pavimentazione resistente potrebbe creare problemi d’impermeabilità, e via dicendo.

Scopo del progettista è trovare le soluzioni a questi problemi e, grazie all’aiuto dei produttori di materiali da costruzione e di applicatori capaci, il risultato è sicuramente garantibile. Quello che ancora oggi non riusciamo a progettare, per carenza culturale e non tecnica, è la durata di queste strutture di finitura e la loro manutenzione.

Per prima cosa identifichiamo la stratigrafia (una versione generica) che viene usata normalmente per questo genere di pavimentazioni (partendo dal basso):

1. Struttura portante;
2. Strato di pendenza (potrebbe essere anche in pendenza la struttura stessa ma è più raro);
3. Strato a tenuta impermeabile;
4. Strato di scorrimento e separazione (uno o più strati di materiale che fisicamente distaccano ciò che c’è sopra dal manto impermeabile);
5. Struttura di pavimentazione (sono diverse e fatte in modo diverso, le riassumo in questo modo).
   
   

I principi di una corretta progettazione del manto impermeabile

Indipendentemente dall’uso di un sistema impermeabile rispetto ad un altro è comunque necessario che questo sia posto direttamente sopra la pendenza che permetterà il deflusso delle acque meteoriche; la scelta tradizionalmente cade sul bitume ma non vi sono prescrizioni particolari perché non si possano usare materiali sintetici o liquidi come la poliurea. Quello che determina la scelta del manto impermeabile spesso è il costo dell’opera, mentre la durata la possiamo tranquillamente eguagliare tra i vari sistemi.

Quello che maggiormente il tecnico progettista deve tenere conto è il numero di dettagli e l’interazione tra lo strato a tenuta orizzontale e gli altri materiali con cui viene in contatto.

Il primo materiale che si potrebbe intersecare è il manto impermeabile della struttura interrata, per questo motivo il manto superficiale non può essere scelto autonomamente da quello di profondità, come del resto anche le operazioni di posa devono essere coordinate per rispettare la giusta stratigrafia nei punti di intersezione.

In aggiunta a questo vi è il concetto di durata nel tempo del sistema impermeabile. La legge prevede che questo sia garantito 10 anni. È abbastanza ovvio che non ci si può limitare a questa aspettativa di vita visto che l’intero sistema è coperto spesso in modo irreversibile.

La progettazione e l’esecuzione dovranno essere accuratissime per evitare danni futuri. Purtroppo, nella cultura delle costruzioni italiane, quello che conta è non essere considerati responsabili di danni, piuttosto che responsabili di una struttura correttamente eseguita. 

Pensateci, qualcuno di voi si è mai chiesto chi è stato così bravo da realizzare un edificio senza problemi o è più facile che vi siate chiesti chi ha costruito così male il fabbricato? Siamo abituati a pensare in negativo e questo ci porta a difenderci. Bene, allora difendiamoci e facciamolo realizzando correttamente ciò che i tecnici hanno progettato.

Tornando alla struttura di un manto impermeabile sotto una pavimentazione carrabile, è bene stabilire se questa sarà fissa o flottante. Le differenze realizzative ed il quadro sollecitativo sono differenti e le tipologie di danno che si potrebbero verificare sono proprie per ogni tipologia di pavimentazione.

Il pavimento fisso, monolitica struttura perfettamente adesa al supporto, è pesante e subisce prevalentemente le dilatazioni termico lineari dei materiali con cui è costruita e scarica le sollecitazioni da compressione, date dai veicoli, direttamente sulla struttura portante; avendo inserito tra la pavimentazione e la struttura un manto impermeabile, questo dovrà essere opportunamente dimensionato e armato perché possa resistere a tali sollecitazioni. Per questo motivo le membrane bituminose vengono armate con feltri ad alta resistenza meccanica, composti di vari materiali (poliestere e vetro, principalmente, ma si sono anche sperimentate armature in acciaio e si ragiona su materiali più moderni).

La stessa cosa si fa con i materiali sintetici e le resine; l’armatura non dovrà resistere al carico distribuito ma al punzonamento o alla sollecitazione concentrata che si verifica momentaneamente. Ad esempio, sapevate che un veicolo che frena scarica a terra il 40% in più del proprio peso? Stessa cosa si verifica quando un’auto sterza da ferma, o quando si accelera, o si fanno svolte o manovre.

Quando si pensa ad un veicolo che si ferma sopra una pavimentazione, dobbiamo considerare il suo peso che non è un carico distribuito sull’impronta del veicolo stesso, ma almeno (dipende da quante ruote ha il veicolo) 4 carichi concentrati che sommati danno il peso del veicolo e l’impronta della ruota di un veicolo può essere valutata in un quadrato di 40x40 cm (NTC 2018). Quindi il carico concentrato è decisamente superiore a quanto si possa pensare. 

Se il pavimento è in grado di sopportare senza problemi questo genere di peso, deve esserlo anche lo strato impermeabile. 

Abbiamo stabilito che questo tipo di sollecitazione non ci preoccupa perché è una compressione, una sollecitazione verticale; la frenata, invece, crea una sollecitazione orizzontale ed è capace di devastare il manto impermeabile. La struttura della pavimentazione e dell’edificio resistono senza problemi, ma il manto impermeabile potrebbe fungere da strato di scorrimento causando rotture e strappi. Per quest’ultima si usano armature importanti nei sistemi impermeabili.

Se l’armatura ci permette di evitare la rottura del rotolo posato, come possiamo far sì che ai punti di sormonto non succeda nulla? Su un manto prefabbricato possiamo ben poco, è un punto debolissimo alle sollecitazioni orizzontali; diversa condizione si verifica nei manti realizzati in opera dove le armature idonee vengono impregnate in continuo e sono sormontate direttamente tra di loro senza avere mescole in mezzo, creando una continuità di risposta alla sollecitazione.

Le sollecitazioni sono comunque di notevole entità e difficilmente potremmo affidarci solo alla resistenza di un’armatura, quindi useremmo anche la tecnica di desolidarizzare la struttura della pavimentazione dal manto impermeabile usando uno strato di scorrimento e separazione che permette di non creare danni durante le sollecitazioni orizzontali.

Lo strato di scorrimento e separazione può essere realizzato con un semplice telo in PE microforato; io consiglio sempre di usare in combinazione anche un tnt che permetta di facilitare lo scorrimento diminuendo ulteriormente la possibilità di danno al manto impermeabile.

Piazza VIII Agosto a Bologna: il dettaglio dell'impermeabilizzazione della copertura carrabile

Nel 1848, in una fresca mattina di agosto, l’esercito austriaco entra a Bologna per punire una banale rissa da bar dove un ufficiale asburgico era stato ucciso. I cittadini bolognesi durante quella giornata si unirono al movimento che avrebbe portato alla prima fase dell’unità del Paese: il Risorgimento. A memoria di questo episodio, un’antica piazza di mercato (fin dal 1200) di Bologna è stata dedicata a quella fatidica giornata.

Oggi pochi sanno perché si chiama così, ma tutti sanno che in Piazza VIII Agosto (come viene semplicemente chiamata) c’è un parcheggio interrato di tre piani che permette a tutti di posteggiare l’auto in centro città senza il timore di multe.

L’intervento, terminato nel 2000, progettato dallo studio Progettisti Ingegneri Roli Associati di Modena non solo era ambizioso ma doveva tener conto del tipico problema italiano: la storia. Sotto i nostri centri storici si stratificano le nostre origini. In particolare, in Piazza VIII Agosto erano presenti resti che dalla prima età del ferro (la civiltà villanoviana) arrivava all’antica Felsina (etrusca) e Bononia (romana), fino alle ultime evoluzioni che portavano la piazza ad essere la sede, da più di un secolo, del mercato cittadino.

Immagine gentilmente concessa dallo studio "Progettisti Ingegneri Roli Associati - Modena".

Come si vede dal dettaglio relativo alla pavimentazione, lo strato impermeabile è stato inserito nel punto più vicino alla struttura portante, ossia dove poteva permettere una maggiore protezione. Sopra di esso è stato inserito uno strato di sabbiella che ha livellato la struttura ad un piano planare. Come nelle tecniche di costruzione delle strade romane, il fondo di riempimento è stato sovrapposto da uno di materiale stabilizzato che avrebbe permesso la successiva posa di una cappa di calcestruzzo con due armature di acciaio e la successiva posa del pavimento in basoli di porfido.

Immagine gentilmente concessa dallo studio "Progettisti Ingegneri Roli Associati - Modena".

La struttura attualmente permette lo svolgimento del mercato settimanale detto “la Piazzola” dove furgoni, camion e mezzi di servizio possono tranquillamente transitare e sostare lungamente sulla copertura del parcheggio.

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L'articolo prosegue con una nota dedicata alla manutenzione delle coperture carrabili di questo tipo.

Nota dell'autore: vorrei ringraziare lo studio “Progettisti Ingegneri Roli Associati – Modena” per avermi concesso le foto dell’intervento alla velocità della luce e l’ing. Alessio Giammarruto (Studio EN7 di Bologna) per avermi spiegato cosa vogliono dire i numeri riguardanti le coperture carrabili dentro le NTC 2018.

In ALLEGATO* è disponibile l'articolo in formato PDF, per poterlo leggere con un'impaginazione migliore, salvarlo e condividerlo.

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