CH716475B1

CH716475B1 - Conglomerato per la realizzazione di manti stradali, metodo di produzione di un tale conglomerato e compound.

Info

Publication number: CH716475B1
Application number: CH00973/19A
Authority: CH
Inventors: Mondini Alessandro
Original assignee: Mondini Alessandro
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2023-03-15
Also published as: EP4003932C0; EP4003932A1; CH716475A1; EP4003932B1; US20220259102A1; WO2021019482A1

Abstract

L'invenzione riguarda un conglomerato per la realizzazione di manti stradali comprendente un legante, preferibilmente bitume, un materiale inerte pesante, preferibilmente sabbia o ghiaia, da 0.3 a 40% in peso di polverino e/o granulato di gomma, da 0.1 a 12% in peso di un polimero termoplastico, preferibilmente PE o PET in granuli o in fibre. L'invenzione anche riguarda un metodo di produzione di un conglomerato e compound per la realizzazione di un conglomerato.per manti stradali.

Description

Campo di applicazione

[0001] La presente invenzione si riferisce a un conglomerato per la realizzazione di un manto stradale, in particolare un conglomerato comprendente un legante, un materiale inerte pesante, un materiale elastomerico in forma di polverino e/o granulato.

Arte nota

[0002] I conglomerati per manti stradali sono essenzialmente una miscela di un legante e di un materiale inerte pesante, eventualmente con un filler. Generalmente il legante è rappresentato da bitume e il materiale inerte pesante comprende sabbia e ghiaia.

[0003] Un problema che viene affrontato nell'ambito della realizzazione di conglomerati per i manti stradali è rappresentato dalla fonoassorbenza. E' noto che le emissioni foniche di rotolamento degli pneumatici superano quelle di un motore già a partire da una velocità modesta, per esempio da circa 35 chilometri orari. Tale problema è pertanto molto sentito in prossimità dei centri urbani e nelle aree interessate da traffico intenso o pesante, inoltre è diventato sempre più pressante, negli anni recenti, a causa dell'aumentare del traffico veicolare e dei trasporti su gomma (autotreni sempre più pesanti, ecc.).

[0004] Per cercare di risolvere questo problema si sono realizzati conglomerati con aggiunta di un componente di materiale inerte leggero, come cenere vulcanica, pomice, argilla espansa. L'aggiunta di un inerte leggero è notoriamente efficace per agevolare la posa del conglomerato, dal momento che alleggerisce il peso, conferisce una maggior plasticità e favorisce l'applicazione a temperature relativamente basse. Tuttavia è stato riscontrato che per avere un certo effetto fonoassorbente è necessaria una quantità relativamente alta di detto inerte leggero (per esempio argilla espansa), il che aumenta il costo del conglomerato.

[0005] Dal brevetto europeo EP 2 151 474 e dal brevetto svizzero CH 699 210, del medesimo richiedente, è noto un conglomerato per la realizzazione di manti stradali contenente da 6% a 50% in peso di un inerte leggero e da 0.5% a 5% di polvere di gomma e/o granulato di gomma.

[0006] Un'altra tecnica per contrastare il rumore da rotolamento dato dal traffico veicolare consiste nel realizzare una pavimentazione con un contenuto di vuoti residui relativamente alto in opera, tipicamente tra il 12% e il 16%, al fine di avere una porosità in opera simile a quella dei noti asfalti drenanti. Una tale pavimentazione però ha lo svantaggio di una durata di vita decisamente inferiore a un conglomerato tradizionale, e l'effetto fonoassorbente con il tempo si riduce a causa dell'otturamento dei pori. Questo fenomeno può inoltre portare ad avere un fondo stradale scivoloso, specialmente in condizioni di bagnato, con effetti deleteri per la sicurezza di marcia. Si tratta quindi di una soluzione non soddisfacente.

[0007] Ulteriore problema che si presenta nella realizzazione dei manti stradali è dato dall'incentivo a utilizzare materiali riciclati, sia per aspetti di costo che per aspetti di impatto ambientale. E' noto per esempio di utilizzare polverino di gomma proveniente da pneumatici esausti (il cui smaltimento rappresenta notoriamente un problema ambientale), tuttavia nei conglomerati di tipo noto la quantità di polverino è modesta e di conseguenza anche la possibilità di riciclo è limitata.

[0008] Sono noti conglomerati nei quali è miscelato un polimero. Detto polimero è aggiunto allo scopo di aumentare la resistenza meccanica, in quanto è noto che esso migliora l'adesione tra i grani del materiale inerte pesante e il bitume. In questo tipo di conglomerati è noto l'utilizzo di polimeri di riciclo, ma in quantità decisamente limitate.

Sommario dell'invenzione

[0009] Il problema tecnico alla base della presente invenzione è quello di escogitare un conglomerato in grado di ridurre la rumorosità provocata dal rotolamento degli pneumatici e in generale causata dal passaggio di autoveicoli sul manto stradale, cercando di adottare soluzioni che siano tecnicamente efficaci ma anche vantaggiose dal punto di vista economico e ambientale, che offrano una lunga durata nel tempo, un'ottima resistenza meccanica e un'elevata tenuta per gli pneumatici.

[0010] Il problema è risolto con un conglomerato in accordo alla rivendicazione 1. Alcune caratteristiche e formulazioni preferite sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti. Forma oggetto dell'invenzione anche un metodo di produzione di un conglomerato per manti stradali secondo le annesse rivendicazioni.

[0011] L'idea alla base della presente invenzione è stata quella di aumentare la fonoassorbenza di un conglomerato a base di materiale inerte pesante, come primo componente, tramite una miscela o „compound“ di un secondo componente rappresentato da un materiale elastomerico in forma di polverino e/o di granulato, e di un terzo componente rappresentato da un polimero termoplastico.

[0012] Il polverino o granulato di materiale elastomerico, come da abitudine nel settore, è chiamato per brevità polverino o granulato di gomma.

[0013] In realizzazioni preferite dell'invenzione, il materiale elastomerico, per esempio in forma di polverino o granulato di gomma, è in una quantità superiore al 5% del peso totale del conglomerato, più preferibilmente in una quantità superiore a 8% del peso totale.

[0014] Il polimero termoplastico preferibilmente comprende uno o più tra PE, PET, PP, PS, PVC. Più preferibilmente esso è PET o PE.

[0015] Il polverino o granulato di gomma e/o il materiale elastomerico in alcune realizzazioni sono almeno parzialmente provenienti da riciclo. Un polverino o granulato di gomma di riciclo vantaggiosamente proviene da pneumatici fuori uso (PFU); un polimero termoplastico di riciclo può provenire per esempio dal riciclo di bottiglie in PET o di contenitori tipo Tetra Pak.

[0016] Le percentuali dei vari componenti possono variare in funzione della destinazione d'uso del conglomerato e in particolare in funzione dello strato della pavimentazione per il quale il conglomerato è prodotto. Per esempio si possono adottare formulazioni diverse a seconda che il conglomerato sia destinato a realizzare uno strato di fondazione, uno strato di base, uno strato di collegamento intermedio o uno strato superficiale. Lo strato superficiale è detto anche strato di usura.

[0017] Una formulazione preferita di conglomerato, in particolare per formare lo strato di usura superficiale del manto stradale prevede un peso del materiale elastomerico compreso tra 1.0% e 12% del peso totale del conglomerato, più preferibilmente tra 2% e 10% e ancora più preferibilmente tra 2% e 8%.

[0018] Il peso del polimero termoplastico è preferibilmente compreso tra 0.3% e 3.0% del peso totale del conglomerato. Preferibilmente il polimero è PE oppure PET.

[0019] Una formulazione preferita di conglomerato destinato a formare uno strato di collegamento, di base o di fondazione del manto stradale, prevede un peso del materiale elastomerico compreso tra 1% e 9% del peso totale del conglomerato, e un peso del polimero compreso tra 0.1 % e 2% del peso totale del conglomerato.

[0020] Secondo un aspetto dell'invenzione, il conglomerato può comprendere asfalto riciclato che riduce il costo del conglomerato. Con il termine di asfalto, come è consuetudine, si intende un conglomerato bituminoso utilizzato per un manto stradale.

[0021] In caso di utilizzo di asfalto riciclato, la proporzione di asfalto riciclato rispetto al peso totale del conglomerato può variare a seconda della destinazione d'uso del conglomerato stesso e più preferibilmente è: da 5% a 60% per realizzare uno strato di usura o superficiale della pavimentazione stradale; da 10% a 70% per la realizzazione di uno strato di collegamento di due tratti della pavimentazione stradale; da 10% a 80% negli strati di base; da 10% a 90% negli strati di fondazione.

[0022] In una forma di realizzazione specifica, il conglomerato comprende un quarto componente in un materiale inerte leggero, preferibilmente con una massa volumica inferiore a 2.0 Mg/m<3>e una massa volumica in mucchio inferiore a 1.2 Mg/m<3>, di peso da 2% a 30 % del peso totale del conglomerato. Detto inerte leggero è adottato specialmente per aumentare la plasticità del conglomerato e migliorare la posa, anche a freddo. Il conglomerato dell'invenzione tuttavia può anche essere realizzato in una versione priva di materiale inerte leggero.

[0023] Il conglomerato della presente invenzione è realizzabile tramite un metodo di miscelazione in cui i componenti sono inseriti nel dispositivo miscelatore in accordo alla seguente sequenza: per primo il materiale inerte pesante; per secondo il polimero termoplastico e il materiale elastomerico, per terzo il legante. La produzione del conglomerato con questo metodo può essere effettuata presso impianti di produzione di miscele bituminose tradizionali. Tutte le componenti vengono immesse nel miscelatore secondo la sequenza sopra indicata.

[0024] Il materiale elastomerico e il polimero termoplastico, almeno in parte, possono essere sotto forma di compound in granuli o pellet. In una realizzazione, tutto il materiale elastomerico e tutto il polimero termoplastico utilizzati per il conglomerato sono sotto forma di detto compound o pellet.

[0025] Pertanto, in un altro aspetto del metodo di miscelazione, almeno parte del materiale elastomerico e almeno parte del polimero termoplastico sono aggregati sotto forma di un compound o pellet il quale vantaggiosamente contiene il materiale elastomerico e il polimero nella proporzione desiderata.

[0026] Preferibilmente, il peso del compound o pellet è compreso, ad esempio, tra 3% e 15% del peso totale del conglomerato.

[0027] Si noti che le proporzioni sono state indicate in percentuale; nel settore per immediatezza di comprensione si fa spesso riferimento a kg per tonnellata di conglomerato, dove 1% corrisponde a 10 kg per tonnellata. Quindi per esempio un intervallo da 1% a 12% corrisponde a un peso da 10 kg a 120 kg per tonnellata.

[0028] Un ulteriore aspetto dell'invenzione prevede un compound sotto forma di granuli o di pellet pronto all'uso per la realizzazione di un conglomerato per manti stradali, il quale contiene il materiale elastomerico e il polimero nelle proporzioni desiderate per una specifica formulazione di conglomerato (ad esempio per uno degli usi che sono stati più sopra menzionati).

[0029] Il conglomerato dell'invenzione ha un primo importante vantaggio per il fatto che è realizzabile facilmente e a costo conveniente e mostra una spiccata proprietà fonoassorbente.

[0030] Grazie alla combinazione tra polverino o granulato di gomma e materiale termoplastico, il conglomerato dell'invenzione è realizzabile con dosaggi di polverino o granulato e di materiale termoplastico insolitamente elevati. Poiché questi materiali possono provenire da riciclo (per esempio da penumatici esausti per il polverino di gomma, e da riciclo di bottiglie per il PET), l'invenzione consente di aumentare l'utilizzo di prodotti da riciclo con importanti vantaggi in termini di costo e di riduzione di impatto ambientale. Questo vantaggio è ulteriormente aumentato nelle realizzazioni che usano anche asfalto riciclato.

[0031] Nel polimero termoplastico riciclato possono esserci tracce di altri prodotti da riciclo o scarti come metalli e carta. Il richiedente ha potuto verificare che tali ulteriori tracce di scarto, nella quantità normalmente presenti nei polimeri riciclati ricavati ad esempio dalle bottiglie in PET, non influenzano la performance del conglomerato secondo la presente invenzione, in particolare la fonoassorbenza.

[0032] L'uso di un compound o pellet contenente le desiderate quantità di gomma e polimero ha l'ulteriore grande vantaggio di semplificare e rendere a prova di errore il processo di produzione ottenendo una qualità costante.

[0033] Ulteriori caratteristiche e vantaggi saranno evidenti dalla descrizione data nel seguito a solo scopo esemplificativo e non limitativo dell'ambito di protezione della presente applicazione.

Esempio

[0034] A titolo esemplificativo, è data di seguito la composizione di un conglomerato per strati di usura secondo la presente invenzione; il richiedente ha riscontrato ottimi risultati a livello di fonoassorbenza del manto stradale realizzato con tale composizione e anche di caratteristiche fisico meccaniche quali resistenza alle deformazioni permanenti, resistenza alla fatica, scarsa perdita di materiale.

[0035] Composizione del conglomerato per strati di usura: Filler 4% Sabbia da 0/2 mm 4% Sabbia da 2/4 mm 29% Pietrisco da 4/8 mm 47% Polverino di gomma 7% Polietilene riciclato in granuli 1% Bitume 8%

Claims

1. Conglomerato per la realizzazione di manti stradali comprendente: un legante, preferibilmente bitume; un primo componente di materiale inerte pesante avente massa volumica superiore a 2.0 Mg/m<3>; almeno un materiale elastomerico in forma di polverino e/o granulato; caratterizzato dal fatto che il conglomerato comprende almeno un polimero termoplastico in granuli o in fibre; detto materiale elastomerico ha peso compreso tra 0.3% e 40% del peso totale del conglomerato, e detto polimero termoplastico ha peso compreso tra 0.1% e 12% del peso totale del conglomerato.

2. Conglomerato secondo la rivendicazione 1 in cui detto polimero termoplastico comprende uno o più tra PE, PET, PP, PS, PVC.

3. Conglomerato secondo la rivendicazione 1 o 2, particolarmente per la realizzazione di uno strato di usura, in cui: il materiale elastomerico ha peso compreso tra 1.0% e 12%, preferibilmente tra 2% e 10%, del peso totale del conglomerato.

4. Conglomerato secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il polimero termoplastico, che preferibilmente è PE o PET, ha peso compreso tra 0.3% e 3.0% del peso totale del conglomerato.

5. Conglomerato secondo una delle rivendicazioni precedenti, particolarmente per la realizzazione di uno strato di collegamento, in cui: il materiale elastomerico ha peso compreso tra 1% e 9% del peso totale del conglomerato; il polimero, che preferibilmente è PE, ha peso compreso tra 0.1% e 2% del peso totale del conglomerato.

6. Conglomerato secondo una delle rivendicazioni precedenti comprendente asfalto riciclato.

7. Conglomerato secondo la rivendicazione 6, in cui: il peso dell'asfalto riciclato è da 5% a 60% del peso totale del conglomerato e il conglomerato è destinato alla realizzazione di uno stato di usura del manto stradale, oppure il peso dell'asfalto riciclato è da 10% a 80% del peso totale del conglomerato il quale è destinato alla realizzazione di uno strato di collegamento di due tratti del manto stradale, oppure il peso dell'asfalto riciclato e da 10% a 80% o da 10% a 90% del peso totale del conglomerato, il quale è destinato rispettivamente alla realizzazione di un fondo oppure alla realizzazione di una base soprastante al fondo del manto stradale.

8. Conglomerato secondo una delle rivendicazioni precedenti, dove il polverino e/o granulato di materiale elastomerico è ottenuto almeno in parte da pneumatici fuori uso e/o il polimero termoplastico è ottenuto almeno in parte da riciclo, preferibilmente di bottiglie in PET o contenitori tipo Tetra Pak.

9. Conglomerato secondo una delle rivendicazioni precedenti, il quale è privo di materiale inerte leggero.

10. Conglomerato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8 comprendente anche un materiale inerte leggero con una massa volumica inferiore a 2.0 Mg/m<3>e una massa volumica in mucchio inferiore a 1.2 Mg/m<3>, detto materiale inerte leggero essendo presente in peso tra 2% e 30% del peso totale del conglomerato.

11. Metodo di produzione di un conglomerato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9 tramite un dispositivo miscelatore, in cui i componenti sono inseriti nel dispositivo miscelatore in accordo alla seguente sequenza: per primo il materiale inerte pesante; per secondo il polimero termoplastico e il polverino o granulato, per terzo il legante.

12. Metodo di produzione di un conglomerato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10 comprendente una fase di aggiunta di materiale elastomerico e di polimero termoplastico sotto forma di un compound in granuli, preferibilmente in forma di pellet, il quale comprende detto materiale elastomerico e detto polimero termoplastico in una proporzione desiderata, detto compound avente preferibilmente ha un peso compreso tra 3% e 15% del peso totale del conglomerato.

13. Compound sotto forma di granuli o di pellet pronto all'uso per la realizzazione di un conglomerato per manti stradali secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui detto compound contiene il materiale elastomerico e il polimero per la realizzazione del conglomerato.