Recupero e durata: obiettivi raggiunti grazie a un tris di tecnologie PBT, (Perpetual Binder Technology) presentate da Valli Zabban
Redazione VISIONJ
Viaggio dentro un progetto di ricerca che ha avuto come meta dichiarata la definizione di un nuovo stato dell’arte in materia di sostenibilità, in questo caso applicata alle pavimentazioni stradali. È il viaggio in cui è stata accompagnato il pubblico degli addetti ai lavori riunito ad Asphaltica 2023 e coinvolto nel convegno Valli Zabban dal titolo “Elevata durabilità e alto contenuto di fresato mediante l’impiego dei nuovi leganti PBT – Perpetual Binder Technology”, a cui hanno preso parte, oltre agli specialisti dell’azienda di Calenzano (Firenze), anche rappresentanti dell’Università Politecnica delle Marche (Maurizio Bocci), dell’Università di Parma (Gabriele Tebaldi), dell’Università eCampus (Edoardo Bocci) e di Kao (Agustì Bueno), multinazionale giapponese della chimica che in Europa ha headquarters a Barcellona. L’appuntamento fa seguito, idealmente, a quello del novembre 2021, sempre ad Asphaltica Verona, in cui VZ ha alzato per la prima volta il sipario sulla sua tecnologia PBT, presentandone il capostipite Drenoval PBT.
Ora, ecco le evoluzioni, non solo in termini di aggiornamenti R&D, ma anche e soprattutto di campi prove e prodotti. Due di questi, l’emulsione Rigeval PBT e il legante Rigenerval PBT erano già stati illustrati, singolarmente, alla comunità tecnica in precedenti occasioni divulgative. Le novità assolute raccolte da VISIONJ a Verona, invece, da un lato hanno riguardato il nuovo legante specifico per microtappeti Microval PBT, anima dell’ultra-thin layer TRASUT-RA e, dall’altro, la realizzazione di un recentissimo campo prove su una viabilità Anas in cui tutte e tre le tecnologie sono state impiegate e testate all’unisono, in una stratigrafia base-binder-usura tipica di una strada extraurbana a lunga percorrenza.
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Con Andrea Lazzarotto, CEO di Valli Zabban, ragioniamo di soluzioni innovative, nel campo della modifica dei bitumi, messe a punto per recuperare importanti quantitativi di fresato dalle pavimentazioni esistenti garantendo, ad un tempo, la massima efficienza e durabilità delle nuove costruzioni. L’approccio: quello della sostenibilità a tutto campo, ambientale, tecnica e insieme economica.
Durata e recupero
Dopo i saluti del CEO di Valli Zabban, Andrea Lazzarotto, una panoramica sul percorso che dalla ricerca ha condotto alle soluzioni, con i relativi controlli di qualità in cantiere, è stata l’oggetto della presentazione di Massimo Paolini, direttore tecnico Tecnologie Stradali VZ: “Il fine ultimo dell’ecosostenibilità – ha esordito – è ridurre al massimo l’impatto ambientale di ogni tipo di azione svolta dall’uomo sulla Terra, perché le risorse vengano preservate a beneficio delle generazioni future. Il cambiamento climatico è correlato alle emissioni di anidride carbonica dovute proprio alle attività umane: occorre dunque sviluppare azioni che contribuiscano sia a ridurre emissioni, sia a recuperare la CO₂”.
Entra qui in gioco il settore delle infrastrutture viarie, impegnato per esempio a implementare l’ecosostenibilità di una pavimentazione stradale. Come? Lavorando, essenzialmente su due fattori-obiettivo: la durata e il contenuto di materiale recuperato. “La pavimentazione – ha proseguito Paolini – deve durare il più a lungo possibile prevedendo tutti gli interventi di manutenzione necessari a preservarne la funzionalità. Inoltre, deve contenere quantitativi di materiale di recupero sempre più elevati, senza che ne venga compromessa la durata. Questi fattori-obiettivo sono entrambi centrali e devono procedere di pari passo”.
Problemi e soluzioni. I primi sono, per esempio, i degradi della pavimentazione come i fenomeni di fessurazione a fatica (fatigue cracking) che determinano la perdita di funzionalità di una sovrastruttura stradale. Sono originati dai continui carichi veicolari, a cicli variabili, che a ogni passaggio generano micro-lesioni, in accumulo nel tempo fino a diventare vere e proprie fratture e indurre così la pavimentazione al collasso. Senza contare che il decadimento del conglomerato bituminoso può essere amplificato dalle escursioni termiche. Oltre certe soglie di temperatura, spiegano gli esperti, le micro-lesioni si autoriparano, sotto tendono a propagarsi nel mastice del conglomerato bituminoso.
E le soluzioni? La ricerca che ha condotto alla formulazione della famiglia PBT di Valli Zabban è partita proprio da qui, ovvero da un obiettivo chiaro e netto: rallentare la formazione e la propagazione delle micro-lesioni nel conglomerato dando vita a un mastice bituminoso dall’elevata componente elastica, grazie all’introduzione di nuovi polimeri e specifici additivi. Il legante così formulato è stato quindi testato e inserito in conglomerati bituminosi le cui prestazioni sono state verificate in campi prova ad hoc, anche con l’apporto del laboratorio mobile Valli Zabban che ha provveduto a realizzare campioni compattati direttamente in sito.
Sulla base dei dati ricavati, un raffinamento successivo ha riguardato per esempio il miglioramento dell’interazione tra il nuovo bitume e quello presente nel RAP, ovvero nel fresato d’asfalto, ottenuto ricreando un network polimerico estremamente coeso con l’apporto di ulteriori nuovi additivi. In questo percorso, va ancora una volta sottolineato, si sono rivelati preziosi gli strumenti di laboratorio di Valli Zabban, sia per quanto riguarda lo studio dei leganti per cui è stato impiegato anche un microscopio a fluorescenza per l’analisi ottica della dispersione del bitume, sia per le indagini sulle prestazioni dei conglomerati bituminosi, dalle prove a fatica a quelle di fractur energy.
Soluzioni
Ed eccoci ai prodotti della nuova famiglia PBT Perpetual Binder Technology. Passiamoli sinteticamente in rassegna.
Rigeval PBT (C60BP10). È un’emulsione da bitume modificato (PmB 45/80-65) per riciclaggio a freddo che include un elevato contenuto di polimeri SBS e SBR, sviluppati per agire sulla staticità del mastice, nonché emulsionanti che migliorano la lavorabilità e la compattazione del riciclato e, per concludere, un nuovo additivo formulato per facilitare la fuoriuscita dell’acqua durante la compattazione con rullo gommato (i carotaggi diventano così molto più rapidi così da diminuire il tempo di maturazione dello strato riciclato).
Rigenerval PBT60 (PmB 70/130-85). È un bitume modificato a elevato contenuto polimerico che consente di riciclare nei mix bituminosi fino al 50% di fresato. Presenta un’alta percentuale di componente aromatica funzionale ringiovanire il bitume presente nel fresato e include un additivo che migliora e velocizza la miscelazione tra bitume del RAP e bitume di apporto direttamente nel mescolatore dell’impianto. Per formularlo sono stati effettuati test avanzatissimi sui bitumi estratti dal RAP (inclusa l’analisi S.A.R.A. con latroscan), quindi sono state svolte accurate indagini comparative per stabilire il miglior “feeling” tra bitume vecchio e nuovo. Infine, è stato approfondito il comportamento viscoelastico di diverse tipologie di mix (misure delle master curves, Multi Stress Creep Recovery MSCR, LAS Linear Amplitude Sweep). Tutte le strade percorse hanno così portato al medesimo risultato: un CB con RigenervalPBT e il 50% di RAP funziona di più e anche meglio di un conglomerato con bitume modificato Hard.
Microval PBT (PmB 45/80-70). È un bitume modificato specifico per microtappeti di 1 cm, una soluzione sviluppata in collaborazione con il partner Kao. Dato lo spessore minimo, per evitare fessurazioni il suo PG (Performance Grade – nel caso specifico 82-22) deve presentare un’elevata resistenza a deformazioni permanenti, fessurazioni a fatica e termiche. Nel prodotto sono stati inseriti additivi specifici per facilitare stesa e compattazione del microtappeto.
Il campo prove
Dal laboratorio al cantiere, nel nostro caso con funzione di campo prove. Proprio pochi giorni prima di Asphaltica 2023, Valli Zabban e una qualificata squadra di partner hanno messo su strada un nuovo “pacchetto completo” composto dalle tre soluzioni sopra descritte, per l’esattezza lungo la Strada Statale 73 Bis di Boccatrabaria, località Calmazzo, provincia di Pesaro Urbino, a gestione Anas. I partner dell’iniziativa, oltre alla stessa Anas, Costruzioni Nasoni, Versalis, Università di Parma, Università Politecnica delle Marche e Università degli Studi di Napoli Federico II. La pavimentazione, tipica di una strada extraurbana ad alta percorrenza, è stata realizzata con un conglomerato bituminoso riciclato a freddo composto da:
• 18 CM – Base riciclata a freddo impiegando il 95% di RAP, sabbia di recupero da termovalorizzatore (5%), cemento (1,5%) e Rigeval PBT (4%)
• 6 CM – Binder impiegando il 50% di RAP, aggregati artificiali (20%) e Rigenerval PBT60 (2,8%)
• 1 CM – Microtappeto TRASUT-RA impiegando il 20% di RAP, aggregati artificiali (60%) e Microval PBT (5,8%).
Il pacchetto consente, a parità di vita utile, l’utilizzo del 90% (82% di RAP + 8% di aggregati artificiali) di materiali di recupero.
Mindset sostenibile
Il combinato disposto di ricerca industriale, ricerca accademica, innovazioni di laboratorio e testing innovativo (è il caso, per esempio, della misurazione dell’energia della frattura per quanto riguarda i conglomerati bituminosi) ha condotto così a una soluzione che centra in pieno gli obiettivi precedentemente esposti della durata e del recupero di materiali, ponendosi come una best practice incarnante tre principi-chiave della sostenibilità, che deve essere ambientale (massimo impiego di materiali di riciclo e riduzione degli impatti), tecnica (stesse prestazioni e vita utile) ed economica (riduzione dei costi, in prospettiva).
Un esempio tipico di questo mindset, portato all’attenzione dallo stesso Paolini, ci fa tornare, per concludere, sul microtappeto, “all’interno del quale la tecnologia Kao è stata integrata con polimeri SBS che potessero rendere lo strato adatto a combinarsi al meglio, anche rispetto all’aderenza, con una pavimentazione in cui la parte portante fosse composta da base e binder. È inoltre da sottolineare il fatto che applicando TRASUT-RA, quando occorre ripristinare l’aderenza non è più necessario procedere a fresatura, ma si può semplicemente ‘ricaricare’ lo strato arrivando così ai 20 anni di vita utile con un’aderenza sempre ottimale senza produrre ulteriori materiali da smaltire”.
