Nuove metodologie di gestione del patrimonio stradale: procedure per il monitoraggio delle condizioni delle pavimentazioni e ottimizzazione delle risorse in presenza di analisi di rischio

Pavement Management Systems (PMS) are useful tools for road agencies to focus on the real needs of a network during its service life and provide a systematic method to determine the right action at the right time, under different budget scenarios. In Italy an actual PMS does not exist (due to many and complex reasons) and there is a need to simplify road management and spread the basic knowledge on PMS. The aim of this Ph.D. thesis was to provide Italian road managers (both highway agencies and local authorities) with different procedures, developing useful tools to better manage their road networks. Guidelines to develop pavement deterioration models were drafted, focusing on a case study on two Italian highways. Road inspections were carried out for seven consecutive years, in collaboration with a monitoring company and friction, macrotexture and roughness data were collected with high-speed vehicles. The trend of each characteristic over time was then studied and justified at a project level of the maintenance management, based on the recorded treatments. The risk concept in pavement management system was also implemented, introducing the basic knowledge of risk assessment and multi criteria analysis. Innovative concepts of target and actual maintenance levels of service were developed; risk mitigation was studied and optimization techniques were used to define a Risk/Cost ratio to select the best preservation strategy. The work was concluded with a useful worksheet for road agencies, able to support the entire process.

I sistemi di gestione delle pavimentazioni stradali (PMS) sono utili strumenti per individuare le necessità di una rete stradale durante la vita di servizio e per fornire un metodo sistematico volto alla definizione della migliore azione nel giusto momento, sotto differenti scenari di budget. In Italia non esiste un PMS vero e proprio (a causa di molteplici e complesse ragioni), ma vi è piuttosto l’esigenza di semplificare la gestione delle infrastrutture viarie e di diffondere una cultura della manutenzione stradale. Lo scopo della presente tesi di Dottorato è stato quindi quello di fornire ai gestori stradali italiani (sia agenzie autostradali che enti locali) utili procedure e strumenti per conservare meglio il patrimonio viario. Sono state definite delle linee guida per realizzare modelli di degrado delle pavimentazioni, partendo da un caso studio riferito a due autostrade italiane. Tramite strumentazione ad alto rendimento, in collaborazione con una società di monitoraggio, sono state condotte ispezioni per sette anni consecutivi, registrando dati di aderenza, macrotessitura e regolarità longitudinale. Attraverso tali dati raccolti, è stato quindi studiato a livello di progetto l’andamento nel tempo di ciascuna caratteristica funzionale. Infine è stato introdotto il concetto di rischio all’interno dei sistemi di gestione delle pavimentazioni stradali, utilizzando le nozioni base di valutazione del rischio e di analisi multicriteria. A tale scopo sono state condotte le seguenti attività: definizione dei concetti innovativi di livelli di servizio manutentivo obiettivo e di livelli di servizio manutentivo effettivi, analisi di una possibile mitigazione dei rischi, applicazione di tecniche di ottimizzazione per elaborare un rapporto rischio/costo in base a cui selezionare la migliore strategia di intervento. Il lavoro di tesi è stato completato con lo sviluppo di un foglio di calcolo per gli enti gestori, in grado di supportare l’intero processo decisionale.