Modellazione e analisi di scenari manutentivi di pavimentazioni stradali

In the project phase for road pavements it is important to consider that decisions made by the design engineer are going to have significant effects on the work's future management. Other than offering different degrees of performance in the long run, pavements with different thickness determine different costs for the infrastructure manager, more specifically less thick pavements will have higher maintenance costs and vice versa. In fact, to the initial construction cost, the required costs to maintain the good conditions of the pavement must be added, taking in consideration preventative or rehabilitative maintenance interventions that are going to be added in the estimated costs for the entire life of the infrastructure. This dissertation presents a model to confront alternatives of flexible pavements, with various thickness, on which different maintenance strategies have been applied. To evaluate the costs, the Life Cycle Cost Analysis (LCCA) has been taken into consideration, in order to be able to determine, other than the initial construction costs, also the different maintenance costs and the pavement's residual value over an extended period of analysis. The latter have been evaluated thanks to a deterioration model, that has allowed to determine the number and the year of the different interventions necessary to maintain the pavement above a determined performance level. In this way it has been possible to identify the lower-cost alternative for the infrastructure manager. From the user's point of view, on the other hand, the benefit of each alternative has been taken into consideration, such benefit has been defined by the area underlying its deterioration curve. Considering the combination of costs and benefits, it has been possible to optimize the choice of an alternative and a strategy for both the infrastructure manager and the user. In the first part of the thesis, different pavements have been compared with different maintenance strategies according to three levels of road traffic derived from Catalogo delle Pavimentazioni Italiano. In the second part, hypothesis to better adapt the degrade model to reality have been introduced and two different maintenance strategies carried out by infrastructure managers in Italy have been compared.

Nella fase di progetto delle pavimentazioni stradali è importante considerare che le decisioni prese dal progettista avranno effetti rilevanti sulla gestione futura dell’opera. Pavimentazioni con spessori differenti, infatti, oltre che fornire diversi livelli di prestazione nel tempo determinano diversi costi per il gestore, in particolare pavimentazioni con spessori inferiori avranno costi di manutenzione maggiori e viceversa. Al costo di costruzione iniziale infatti bisogna aggiungere i costi necessari per mantenere la pavimentazione in buone condizioni, attraverso interventi manutentivi preventivi o riabilitativi che si aggiungeranno all’interno dei costi valutati su tutta la vita dell’opera. In questo elaborato di laurea, quindi, si è utilizzato un modello per confrontare delle alternative di pavimentazioni flessibili, con spessori differenti, su cui sono state applicate diverse strategie manutentive. Per la valutazione dei costi si è fatto affidamento sulla tecnica del Life Cycle Cost Analysis, in modo da determinare oltre ai costi di costruzione iniziali, i diversi costi di manutenzione e il valore residuo della pavimentazione nell’arco di un periodo di analisi esteso. Quest’ultimi si sono valutati grazie ad un modello di degrado che ha permesso di determinare il numero e l’anno dei diversi interventi necessari per mantenere la pavimentazione sopra una certa soglia prestazionale. In questo modo è stato possibile individuare l’alternativa a costo minimo per il gestore. Dal punto di vista dell’utente, invece, si è considerato il beneficio fornito da ogni alternativa, definito come l’area sottesa dalla sua curva di degrado. Dalla combinazione dei costi e dei benefici è stato possibile ottimizzare la scelta dell’alternativa e della strategia sia per il gestore sia per l’utente. Nella prima fase di questo elaborato, si sono confrontate diverse pavimentazioni con diverse strategie manutentive secondo tre livelli di traffico desunti dal Catalogo delle Pavimentazioni Italiano. Nella seconda fase sono state introdotte delle ipotesi per meglio adattare il modello di degrado alla realtà e con cui si sono confrontate due diverse strategie manutentive attuate dai gestori in Italia.