Le pavimentazioni stradali possono essere costruite utilizzando principalmente due materiali: il cemento o il bitume. La prima tipologia è detta pavimentazione rigida (tipica delle aree aeroportuali) la seconda invece è detta pavimentazione flessibile.
Il bitume è una miscela d’idrocarburi ad alto peso molecolare. Si tratta di un materiale organico, di origine naturale o industriale, solubile in solfuro di carbonio. Le pavimentazioni costruite con conglomerato bituminoso sono le più diffuse e i principali vantaggi rispetto a quelle rigide sono:
- il costo
- la possibilità di accedere ai servizi sotterranei (fogne, rete elettrica, ecc..) evitando operazioni troppo invadenti
Per questi motivi, la ricerca sui bitumi è in continua evoluzione e oggi si può parlare di bitumi modificati (Polymer Modified Bitumens, PMB) ovvero bitumi tradizionali addizionati con polimeri. I polimeri più utilizzati per le creazione di PMB sono gli elastomeri (gomme sintetiche) e plastomeri (materie plastiche).
Tramite l’aggiunta di questi elementi si ha un miglioramento sotto molteplici aspetti:
- maggiore rigidezza alle basse temperature
- migliorata la resistenza all’invecchiamento
- migliorata la resistenza alla fatica (deformazione per sollecitazione carichi)
- minore suscettibilità alle variazioni di temperatura
- maggiori capacità elastiche
Tutti questi potenziamenti sono conseguenti all’aggiunta di una bassissima percentuale di polimeri (2 – 10% in peso). Difatti non si parla di bitume additivato ma modificato.
La necessità di implementare le proprietà dei bitumi nasce in virtù dell’eccessivo consumo e deterioramento delle attuali pavimentazioni.
Il problema riguarda principalmente il Nord America e tutta l’Europa, in particolare in Italia si stima la più alta densità di traffico veicolare (85 veicoli/km). Nel nostro Paese, durante gli ultimi 50 anni, la rete stradale è triplicata mentre il traffico veicolare è cresciuto di 30 volte.
Un altro aspetto rilevante risiede nell’aumento della porosità. L’introduzione di polimeri nel bitume permette di ottenere i cosiddetti bitumi aperti, i quali presentano un grado di porosità del 15%.
Ciò riduce la creazione di film sottili d’acqua ed evita il problema dell’aquaplaning, ovvero lo slittamento del pneumatico nel caso di manto stradale bagnato. Da sempre il bitume è utilizzato come impermeabilizzante e con questa aggiunta le sue capacità idrorepellenti aumentano ulteriormente.
Oltre a limitare il problema dell’aquaplaning, con una maggiore impermeabilizzazione si evitano tutti i dissesti causati dalla penetrazione dell’acqua sotto il manto stradale. Questo generalmente causa un indebolimento delle proprietà meccaniche dell’infrastruttura.
Oltre ad apportare tutti i vantaggi prima elencati, l’effetto dell’aggiunta di polimeri permette di prolungare la vita utile delle pavimentazioni di oltre 4 anni. Con i bitumi tradizionali si arriva a una durata utile di 4 anni mediamente, con i PMB si possono raggiungere fino a 8 anni di operatività.
Da un punto di vista economico, la produzione di polimeri modificati necessità una spesa maggiore. A parità di spessore del manto stradale, si ha un aumento dei costi intorno al 30%.
In virtù dell’allungamento di vita utile fino a 8 anni, il nuovo bitume consente di risparmiare su eventuali spese di manutenzione e monitoraggio. Quindi nonostante le spese di produzione e messa in opera siano maggiori, nel tempo se ne vedranno i benefici.
Questi necessitano di meno interventi rispetto a quelli tradizionali e ciò implica un minore disturbo per l’utenza e per l’ambiente soprattutto.
In particolare nei confronti dell’ambiente si ha una diminuzione dei consumi energetici e minore sfruttamento delle cave per l’estrapolazione di bitume.
Attualmente sono in corso diverse sperimentazioni che vedono la produzione di PMB con polimeri riciclati e in particolare con trucioli ricavati da vecchi pneumatici.
Peccato che solo alcuni paesi, come Olanda e Francia, si siano dimostrati propensi all’impiego dei PMB.
In Italia si è già vista qualche applicazione ma la strada da fare, come sempre, è ancora lunga.
