Utilizzo del reometro rotazionale per la valutazione della temperatura minima del “Performance Grade” di bitumi ad uso stradale = Assessment of the low-temperature Performance Grade of bituminous binders for paving applications by DSR

Questa tesi di laurea è stata sviluppata, a valle di un lungo percorso di analisi di laboratorio, con lo scopo di determinare, anche sulla base di studi recenti, la stretta relazione che lega due macchinari fondamentali nella determinazione delle caratteristiche reologiche del bitume, apparentemente così distanti tra loro, quali il Bending Beam Rheometer (BBR) e il Dynamic Shear Rheometer (DSR). Lo studio presentato in questo elaborato si prefigge, pertanto, l’obiettivo di individuare il grado di errore che si commetterebbe se in sostituzione al BBR si utilizzasse il DSR. I motivi che hanno spinto ad approfondire tale argomento sono molteplici: -??analisi dei costi che si dovrebbero affrontare, qualora si decidesse di acquistare entrambi i macchinari piuttosto che uno solo; -??studio dei procedimenti che caratterizzano i due macchinari, evidenziando la rapidità che caratterizza il DSR rispetto all’elaborata preparazione dei campioni, che invece è tipica del BBR; -??promozione dell’acquisto del DSR, quale strumento tecnologicamente più avanzato e che permette molteplici funzioni, anziché del BBR, la cui funzione è solo quella di poter determinare la rigidezza flessionale del campione. Il risultato dell’elaborazione delle prove sperimentali ha fatto emergere che l’errore che correla le due attrezzature, espresso in percentuale, garantisce la possibilità di adoperare il DSR anche lì dove l’uso del BBR risultava essere, storicamente, più appropriato. Ciò è stato possibile anche grazie all’evoluzione tecnologica verificatasi nell’ultimo decennio, che ha fortemente migliorato le prestazioni del DSR. La possibilità per il Dynamic Shear Rheometer, ad esempio, di poter raggiungere temperature sempre più estreme (nel caso specifico temperature anche al di sotto dei -30°C) lo ha collocato allo stesso livello del Bending Beam Rheometer per quanto riguarda, appunto, le temperature minime. Al contrario, il BBR, nel corso degli ultimi anni, non ha beneficiato di modifiche e migliorie tecnologiche. Nella trattazione viene spiegato come sia possibile convertire i risultati ottenuti mediante una prova BBR in risultati derivanti dal DRS, evidenziando la correlazione che lega i parametri tipici di una prova flessionale ad una di tipo torsionale, passando da un risultato ottenuto mediante carico assiale (tipico del BBR) ad un altro mediante carico di taglio (come quello del DSR). Le prove sperimentali, che hanno portato ai risultati di questo elaborato, sono state effettuate nel laboratorio di materiali stradali del Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture (DIATI) del Politecnico di Torino. Gli strumenti utilizzati sono stati il Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), il Pressure Aging Vessel (PAV), il Bending Beam Rheometer (BBR) e il Dynamic Shear Rheometer (DSR). Le prove si sono concentrate, inizialmente, sull’invecchiamento del bitume mediante RTFOT, per simulare l’invecchiamento a breve termine (fine della realizzazione della pavimentazione stradale), quindi sull’invecchiamento mediante PAV per simulare, invece, l’invecchiamento a lungo termine (dopo 5-10 anni di esercizio). Si è reso, quindi, necessario procedere al degassing per eliminare l’aria in eccesso e poi testare i vari bitumi con prove al Bending Beam Rheometer e al Dynamic Shear Rheometer. Per garantire un più ampio spettro di risultati da poter poi confrontare, si è scelto di analizzare otto tipologie di bitumi, ognuno caratterizzato da differenti proprie