Pavimentazioni stradali drenanti : caratterizzazioni sperimentali del comportamento idraulico

The process of urbanisation has led to a significant alteration of natural water cycle. The use of sustainable drainage system (SUDS) is a feasible alternative to cope with the negative effects of urbanisation. Permeable pavement systems represent an excellent solution to manage rainfall water. They can reduce runoff water and provide a first treatment for water pollution. The service life of permeable pavements is strongly influenced by the infiltration - capacity reduction, due to the progressive clogging of the pores. This study in focused on the evaluation of hydraulic parameters requested for the design and the characterization of hydraulic behavior regarding runoff coefficient and sediment removal. This study focused on the influence of the intensity and duration of rainfall event, the pavement slope and the clogging condition. A rainfall simulator has been used in order to test 9 slabs of porous asphalt and 7 slabs of pervious concrete with void contents of 15%, 20% and 25%. Two different rainfall intensities and two different pavement slopes have been settled. To simulate the pavement degradation, all the slabs have been clogged using two different aerial loadings of sediment: 0,5 kg/m2 and 2 kg/m2. The variation of the infiltration capacity has been studied measuring the discharge time of the slabs in newly built conditions and after rainfall simulation using a falling head permeameter. The discharge time is influenced by the loadings whereas an increase of aerial loadings results on hydraulic conductivity loss and consequently growth on discharge time. Both the pavement slope and the aerial loading of sediments have a strong influence on the value of runoff coefficient: an increase of both will result on increase on runoff water volume. To evaluate the performance of permeable pavement systems on sediments removal, the material infiltrated and the one washed off by runoff water have been studied. The finer fraction of clogging material can be successfully removed by the infiltration process. The runoff volume manage to wash off only a very small part of the coarse fraction. Therefore the majority of the coarse fraction remained on the slab surface creating a filter cake. Within the conditions of this study the porous asphalt has shown an excellent capacity to remove the finer fraction through the infiltration process. On the contrary, the pervious concrete show better results in reducing runoff water and smaller discharge time are measured.

L’urbanizzazione del territorio provoca sensibili alterazioni al libero regime delle acque superficiali e sotterranee e alle loro caratteristiche qualitative. Per contrastare gli effetti negativi legati a tale processo, risulta sempre più diffuso l’utilizzo di sistemi di drenaggio sostenibili (SUDS). Le pavimentazioni permeabili rappresentano un ottimo sistema di gestione sostenibile delle acque piovane: sono, infatti, in grado di abbattere il volume di runoff e fornire un primo trattamento contro gli inquinanti delle acque meteoriche. La vita utile delle pavimentazioni permeabili è fortemente condizionata dalla riduzione nel tempo della capacità di infiltrazione, causata dal progressivo intasamento dei vuoti. Questo studio ha lo scopo di valutare i parametri richiesti per il dimensionamento idraulico e caratterizzare il comportamento idraulico per quanto riguarda i coefficienti di runoff e la rimozione dei sedimenti. In particolare è stata analizzata l’influenza dell’intensità e della durata dell’evento piovoso, della pendenza e della condizione di intasamento. A tale fine è stato utilizzato un simulatore di pioggia, attraverso il quale sono stati eseguiti dei test su 9 piastre in calcestruzzo poroso e su 7 piastre in conglomerato bituminoso drenante con un contenuto di vuoti pari a 15%, 20% e 25%; su ciascuna si è deciso di simulare due diversi eventi piovosi per due diversi valori di pendenza (2,5% e 7%). Al fine di simulare l’invecchiamento, sono state intasate con della sabbia, utilizzando diversa quantità: 0,5 kg/m2 e 2 kg/m2. La variazione della capacità di infiltrazione è stata valutata misurando il tempo di deflusso prima dell’intasamento e dopo la precipitazione simulata per mezzo di un permeametro a carico variabile. Il parametro che influenza maggiormente i tempi di deflusso è la concentrazione di intasante presente sulla superficie della piastra. All’aumentare della quantità di intasante tutte le piastre testaste registrano un aumento del tempo di deflusso, segno di una diminuzione di permeabilità. I coefficienti di runoff risultano fortemente influenzati dalla concentrazione di intasante e dalla pendenza a cui vengono eseguiti i test: un aumento di entrambi i parametri determina un incremento dei volumi di runoff generati dall’evento piovoso. Per valutare l’efficacia delle pavimentazioni permeabili nella rimozione dei sedimenti, è stato valutato il peso del materiale filtrato e di quello depositato nei volumi di runoff. Le piastre hanno mostrato un’ottima capacità di rimozione della frazione fine tramite il processo di filtraggio, mentre i volumi di runoff sono caratterizzati da una scarsissima capacità pulente; pertanto la maggior parte della parte grossolana di intasante rimane sulla piastra formando il cosiddetto filter cake. Per concludere si può affermare che, per le miscele e il tipo di compattazione usati, le piastre in conglomerato bituminoso drenante risultano più efficaci nelle rimozione della frazione fini dell’intasante, mentre quelle in calcestruzzo poroso sono in grado di garantire una maggiore riduzione dei volumi di runoff e dei tempi di deflusso minori.