Ripristino strutturale manutentivo di viadotti autostradali: le soluzioni DRACO per due viadotti della A14

Intervento di risanamento strutturale dei viadotti “Lupo” e “Riccio I” sulla A14

L’autostrada A14, secondo asse viario autostradale per lunghezza sul territorio italiano, è tra le vie di collegamento più importanti del nostro paese, e vede transitare quotidianamente sulle sue carreggiate centinaia di migliaia di veicoli.

Percorrendola è frequente transitare sopra viadotti che attraversano le vallate delle regioni centrali, in particolare Abruzzo e Molise, dove queste opere sono state costruite per contrastare i continui dislivelli di questi territori montuosi e collinari.

Tali viadotti sono in gran parte risalenti agli anni 60 del secolo scorso, periodo in cui molti tratti dell’A14 sono stati aperti alla circolazione. Spesso, quindi, ci troviamo di fronte a manufatti in esercizio da diversi decenni, che riportano evidenti segni di degrado a danno del calcestruzzo, e che sono stati progettati in origine per volumi di traffico e carichi molto differenti da quelli che li interessano ai giorni nostri.

Ne sono un esempio i due viadotti per i cui lavori di risanamento strutturale sono stati utilizzati i prodotti DRACO: il viadotto “Lupo”, ubicato al km 399+831 della A14, sul tratto autostradale Pescara-Termoli, ed il viadotto “Riccio I”, al km 401+758 della stessa A14, sul tratto Pescara-Vasto.

Gli interventi, che hanno interessato in particolare pile, pulvini e baggioli, velette e soletta nelle zone terminali di giunto – e localmente anche le travi in c.a.p., fanno parte di un progetto di risanamento manutentivo volto a ripristinare ed innalzare le condizioni di sicurezza preesistenti al degrado.

Descrizione degli elementi strutturali dei viadotti “Lupo” e “Riccio I”

Entrambe le opere sono costituite da due carreggiate separate, con due corsie per senso di marcia. In particolare, il piano viario è realizzato da due impalcati indipendenti che costituiscono le due carreggiate, ognuno dei quali formato da cinque campate in semplice appoggio, che determinano sulla carreggiata la presenza di giunti trasversali e di un giunto longitudinale, sormontato da una barriera di tipo New Jersey non fissata alle sottostrutture. Quest’ultime, comuni ai due impalcati, sono costituite da quattro pile, aventi comportamento a telaio in direzione trasversale all’asse del viadotto, e due spalle.

L’impalcato della generica campata di ciascun viadotto ha una luce pari a 42 m ed è costituito da tre travi in cemento armato precompresso, aventi una sezione a doppio T, poste ad un interasse di 3.20 m. Le travi sono collegate trasversalmente sia in corrispondenza della soletta che mediante cinque traversi, tre intermedi e due di testata, aventi sezione rettangolare.

Ogni impalcato poggia su sei appoggi in acciaio fuso, tre di tipo fisso e tre unidirezionali longitudinali.

La soletta di impalcato, oltre ad essere strutturalmente collaborante alle travi longitudinali, realizza anche il collegamento trasversale tra le stesse. La soletta ha uno spessore variabile, con un valore minimo di 20 cm ed una larghezza complessiva, comprensiva dei cordoli laterali, pari a 9.55 m. T

rasversalmente all’asse dell’impalcato, la soletta ha due sbalzi laterali di circa 1.50 m di luce, il cui bordo libero è irrigidito da due cordoli, uno in corrispondenza del giunto longitudinale dell’impalcato e l’altro sul bordo esterno, rispettivamente di larghezza pari a 30 e 50 cm.

Sul cordolo esterno è fissata la barriera anti svio, mentre su quello interno è poggiato il New Jersey. In corrispondenza del giunto trasversale tra gli impalcati, la soletta poggia su tre velette in cemento armato.

La pavimentazione all’estradosso della soletta ha uno spessore approssimativamente costante, compreso tra 8 e 10 cm.

Descrizione degli interventi: ripristino delle pile e dei pulvini

L’intervento di risanamento strutturale, avvenuto in diverse fasi lavorative, è iniziato con l’asportazione del calcestruzzo degradato e con il trattamento delle armature, a cui ha fatto seguito la ricostruzione volumetrica e la rasatura delle superfici in calcestruzzo, ed infine il rinforzo strutturale mediante sistemi FRP.

Fase 1: trattamento delle armature

Sulle pile e sui pulvini dei due viadotti, la prima fase dei lavori ha comportato la preparazione del supporto mediante scarifica del calcestruzzo ammalorato fino ad ottenere una superficie meccanicamente resistente e sufficientemente irruvidita. Quindi si è proceduto alla rimozione della ruggine dai ferri di armatura esistenti mediante sabbiatura e alla sostituzione e/o posa in opera delle armature aggiuntive, previa la realizzazione di eventuali inghisaggi con DRACOFIX EP, adesivo strutturale bicomponente a base di resine epossidiche, specifico per l’ancoraggio e il fissaggio strutturale di barre e per l’incollaggio di elementi metallici su superfici in calcestruzzo.

Terminata questa operazione è stata eseguita la passivazione dei tondini di armatura mediante l’applicazione di DRACOSTEEL, una malta cementizia bicomponente pennellabile ad azione passivante e protettiva per le armature, a base di polimeri idrodispersi, leganti cementizi e inibitori di corrosione.

Il trattamento protettivo anticorrosione dei ferri d’armatura, eseguito sia sulle armature esistenti che su quelle sostituite e/o aggiunte, ha la finalità di aumentare la durabilità degli interventi di ripristino effettuati sia con malte cementizie tradizionali, sia con malte a ritiro compensato come quelle della gamma FLUECO. Dove necessario, è stato applicato il promotore di adesione a base acrilico-vinilica ACRIPRIMER, tramite applicazione a spruzzo con irroratore meccanico, come aggrappante per incrementare l’adesione al supporto sottostante nei cicli di ripristino e risanamento con le malte FLUECO.

Fase 2: ripristino del copriferro

Per il ripristino degli elementi strutturali verticali è stata utilizzata una malta di tipo MT1. In particolare sulle pile, il ripristino del copriferro esistente è stato effettuato mediante applicazione a spruzzo di FLUECO 80 T FIBER, malta tixotropica fibroarmata a ritiro compensato, ideale per la ricostruzione volumetrica e il ringrosso dei manufatti in calcestruzzo con spessori fino a 5 cm per strato. Il prodotto ha un’elevata compattezza, bassa porosità capillare e sviluppa alte resistenze meccaniche iniziali e finali ed è in grado di contrastare gli agenti aggressivi presenti nell’ambiente quali cloruri e solfati.

Grazie alle caratteristiche chimico-fisiche dei componenti, la malta è totalmente impermeabile all’acqua, resistente ai cicli di gelo-disgelo e non è soggetta a carbonatazione. Inoltre, non presenta cavillature o fessurazioni da ritiro plastico in virtù dell’impiego di fibre sintetiche che contrastano il fenomeno fessurativo. Appositamente formulato per incrementare l’adesione malta/supporto, il prodotto garantisce un’elevata aderenza al supporto che facilita le operazioni di posa in opera.

In corrispondenza di alcune fessure longitudinali superficiali presenti sulle pile, in zone il cui calcestruzzo, non presentando particolari ammaloramenti non necessitava di una ricostruzione con malte di tipo MT1, si è operato localmente con interventi di sigillatura finalizzati ad evitare infiltrazioni d’acqua potenzialmente pericolose. Si è quindi provveduto alla depolverizzazione delle fessure con aria compressa, dopo avere eseguito l’apertura delle stesse con flessibile, al fine di regolarizzarne l’ampiezza.

La sigillatura è stata realizzata con EP FIX, stucco strutturale bicomponente a base di resine epossidiche per riparazioni monolitiche di crepe e ricostruzione di sezioni. Successivamente è stato eseguito uno spolvero di sabbia sull’adesivo ancora fresco, con rimozione della sabbia non ancorata mediante aspirazione.

La rasatura delle superfici è stata eseguita con applicazione a spatola di malte cementizie DRACO CONCRETE FINISHER e CONCRETE FINISHER 2.

Il CONCRETE FINISHER è una malta cementizia monocomponente, premiscelata a grana fine, a base di aggregati selezionati, polimeri sintetici e additivi speciali, formulata per la rasatura protettiva di strutture in calcestruzzo e la finitura di cicli di ripristino con le malte FLUECO, in spessori da 1 a 4 mm in un solo strato. La bassa porosità capillare del prodotto crea una barriera contro l’ingresso dell’acqua e dell’anidride carbonica proteggendo le strutture dalla carbonatazione. Inoltre, la sua formulazione la rende particolarmente resistente ai cicli di gelo-disgelo e a condizioni climatiche particolarmente critiche, oltre che all’attacco degli agenti atmosferici, dei solfati, all’aggressione di smog e alle atmosfere industriali.

Il CONCRETE FINISHER 2 è una malta cementizia bicomponente premiscelata anticarbonatazione a base di aggregati selezionati a grana fine, polimeri sintetici e additivi speciali da miscelare con un lattice sintetico micronizzato che ne incrementa ulteriormente l’adesione.

Sugli estradossi dei pulvini, il ripristino del copriferro esistente, per spessori superiori a 10 cm, mediamente compresi tra i 15-20 cm, è stato effettuato mediante colatura in cassero di un betoncino realizzato con FLUECO 80 C e l’aggiunta di aggregati selezionati.

FLUECO 80 C è una malta reoplastica colabile a base cementizia, pronta all’uso, fibrorinforzata con fibre polimeriche, specifica per effettuare interventi di restauro a mezzo colatura. L’impiego delle fibre sintetiche inibisce la formazione di cavillature o fessurazioni da ritiro plastico anche a lunghe stagionature, assicurando un allungamento della vita utile del manufatto e una minore necessità di manutenzione.

Entrambe le malte utilizzate per il ripristino del copriferro rispondono ai principi definiti nella EN 1504-9 “Prodotti e sistemi per la protezione e la riparazione delle strutture in calcestruzzo - Definizioni, requisiti, controllo di qualità e valutazione della conformità - Parte 9: Principi generali per l'utilizzo dei prodotti e dei sistemi” ed è conforme ai requisiti minimi richiesti dalla EN 1504-3 “Prodotti e sistemi per la protezione e la riparazione delle strutture di calcestruzzo” – Parte 3: Riparazione strutturale e non strutturale” per le malte strutturali di classe R4, come richiesto da capitolato speciale d’appalto.

Il betoncino realizzato con il FLUECO 80 C è stato anche impiegato per il rifacimento del cordolo del giunto longitudinale.
Le superfici in calcestruzzo oggetto di intervento sono state trattate con PRIMER ES 40, resina epossidica bicomponente appositamente formulata per l’impregnazione ed il consolidamento di supporti porosi.

A protezione delle superfici, è stato quindi applicato il rivestimento protettivo poliuretanico flessibile bicomponente in fase solvente POLIFLEX PP, ideale per realizzare una protezione filmogena del cemento armato ad elevata capacità protettiva e resistente alla fessurazione (crack bridging ability).

Fase 3: rinforzo locale dei pulvini in FRP

Una volta effettuato il ripristino dei 4 pulvini delle pile dei due viadotti, è stato previsto un rinforzo in FRP per sopperire alla riduzione delle prestazioni iniziali degli elementi e alla carenza di armatura longitudinale a flessione, conseguente allo stato di degrado dei materiali. Allo scopo, è stato impiegato il sistema FRP per rinforzo a flessione e taglio di elementi in c.a. composto da lamine e fibre in carbonio e resine epossidiche bicomponenti forniti da DRACO.

L’armatura longitudinale è stata integrata mediante l’utilizzo di lamelle pultruse in fibra di carbonio ARMOSHIELD CFK (classe C 150/2300 secondo Linee Guida), con fibre poste parallelamente all’asse longitudinale dei pulvini, incollate direttamente all’intradosso, all’estradosso e sulle facciate esterne dei pulvini ripristinati. Per il viadotto Lupo sono state utilizzate lamelle di larghezza 15 e 20, quest’ultima ottenuta affiancando due lamelle da 10; mentre per il viadotto Riccio I sono state utilizzate solo lamelle da 20 (secondo lo schema 10+10).

Il rinforzo a taglio è stato realizzato con la posa in opera di due o tre strati di fibre unidirezionali ARMOSHIELD C-SHEET (classe C 210 secondo Linee Guida) di grammatura pari a 600 gr/mq e larghezza 25, disposte ad U e in avvolgimento e con connettori ARMOGRIP C, utilizzati per realizzare gli ancoraggi e le interconnessioni strutturali nei sistemi di rinforzo della linea ARMOSHIELD.

SCARICA IN ALLEGATO IL DETTAGLIO DEI DUE SCHEMI DEI SISTEMI FRP UTILIZZATI

Il sistema FRP utilizzato prevede diverse fasi di lavorazione relative alla preparazione del supporto e all’applicazione del rinforzo FRP.

Per l’applicazione del rinforzo a flessione, si è proceduto con la fase di primerizzazione della superficie, realizzata con l’applicazione del primer ARMOPRIMER 100, a cui ha fatto seguito la posa dell’adesivo: sul supporto asciutto e sul lato della lamella da incollare è stato applicato a spatola un primo strato di resina di incollaggio ARMOFIX MTL, realizzando uno spessore medio complessivo di circa 2 mm (1 mm circa per ogni lato). Quindi è stata posizionata la lamella ARMOSHIELD CFK secondo lo schema e le indicazioni di progetto. Sono stati previsti fino a 4 strati di rinforzo, ciascuno ripetuto a completo indurimento dell’adesivo.

Per l’applicazione del rinforzo a taglio, si è proceduto alla posa delle fibre, applicando dapprima il primer ARMOPRIMER 100 e successivamente il primo strato della resina di incollaggio ARMOFIX MTX, sul quale è stato steso il tessuto ARMOSHIELD C-SHEET, orientando la trama secondo progetto. Esercitata una pressione con rullo dentato ARMOROLLER per favorire la completa impregnazione delle fibre ed eliminare eventuali bolle d’aria, si è proceduto alla stesura della seconda mano di adesivo e alla ripetizione del ciclo laddove richiesto da progetto (2 o 3 cicli).

Al termine dell’operazione, sono stati predisposti i fori di alloggiamento dei connettori ARMOGRIP C, riponendo particolare cura nell’arrotondamento degli spigoli del profilo esterno del foro e nella rimozione mediante aspirazione della polvere e dei residui di materiale. I fori sono stati eseguiti sulle superfici del pulvino situate tra due fasce di fibra posate.

Successivamente, per l’inghisaggio dei fiocchi, è stato applicato DRACOFIX EP, all’interno dei fori. Quindi si è proceduto alla posa in opera dei connettori, previa impregnazione con ARMOFIX MTX di una porzione di connettore pari alla profondità del foro eseguito. Le dimensioni del connettore devono prevedere una lunghezza del fiocco esterno di 15-20 cm.

La parte terminale del connettore non impregnata che fuoriesce dal foro (fiocco) è stata risvoltata, disposta a ventaglio e fissata alla superficie circostante il foro mediante impregnazione di resina. Al termine delle lavorazioni è stato applicato uno strato di finitura, a protezione finale dei sistemi di rinforzo, realizzato con POLIFLEX PP, previa applicazione del PRIMER ES 40.

CLICCA QUI - SCOPRI I PRODOTTI PER IL RIPRISTINO STRUTTURALE DI DRACO

SCHEDA TECNICA

Cantiere: Viadotto “Lupo” | A14 - km 399+831; viadotto “Riccio I” | A14 - km 401+758

Committente: Autostrade per l’Italia

Impresa: Pavimental

Tipo di intervento: Ripristino strutturale manutentivo dei viadotti

Prodotti utilizzati:

DRACOSTEEL
DRACOFIX EP
ACRIPRIMER
FLUECO 80 T FIBER
CONCRETE FINISHER
CONCRETE FINISHER 2
FLUECO 80 C
EP FIX
PRIMER ES 40
POLIFLEX PP
ARMOSHIELD CFK
ARMOSHIELD C-SHEET
ARMOGRIP C
ARMOPRIMER 100
ARMOFIX MTX
ARMOFIX MTL