La Pianificazione della Manutenzione Stradale

La Pianificazione della Manutenzione Stradale
Corso di Gestione e Manutenzione delle Pavimentazioni Stradali
Prof. Ing. Francesco Canestrari
La Pianificazione della Manutenzione Stradale
Dipartimento ICEA – Area STRADE – Università Politecnica delle Marche
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Ripartizione Incidenti Stradali
UOMO
25%
65%
1%
5%
2%
STRADA
0%
2%
VEICOLO
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Il Problema della Manutenzione Stradale:
La MANUTENZIONE consiste nel complesso di operazioni tese a
conservare nel tempo le caratteristiche “funzionali” di una strada.
Manutenzione  F(durata prevista, livello caratteristiche funzionali)
durata prevista  VITA UTILE:
In tale periodo l’infrastruttura deve conservare, in funzione delle
condizioni
di i i di esercizio
i i ipotizzate,
i ti
t , le
l caratteristiche
tt i ti h attribuite
tt ib it iin ffase di
progetto e verificate in fase di collaudo
• Traffico giornaliero medio (TGM in assi standard)
• Condizioni ambientali
• Caratteristiche fisico
fisico--meccaniche dei materiali impiegati
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Compiti delle Pavimentazioni Stradali:

Sicurezza e comfort di marcia

Costo di esercizio per gli utenti
Funzionalità Ottimale  Caratteristiche Funzionali:
Portanza
Aderenza
Regolarità
Rumorosità
Riferimenti Normativi: DLgs
g 12.04.06 n. 163 e DPR 554/99
 …”il progetto esecutivo deve essere altresì corredato da apposito piano di
manutenzione dell’opera e delle sue parti” … (art. 93, comma 5 DLgs 163/06)
 …”Il piano di manutenzione è il documento complementare al progetto esecutivo
che prevede, pianifica e programma … l’attività di manutenzione dell’intervento al
fine di mantenere nel tempo la funzionalità, le caratteristiche di qualità, l’efficienza
ed
d il valore
l
economico”
i ” ... (art.
( t 40,
40 comma 1,
1 DPR 554/99)
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Sistemi per la Gestione delle Pavimentazioni Stradali (PMS):
Forniscono strumenti decisionali che permettono di intervenire attraverso strategie
ottimizzate derivate da procedure razionali ben definite.
Un PMS valuta
valuta, in funzione di criteri e vincoli predefiniti,
predefiniti le soluzioni alternative che
possono essere adottate nel corso di uno specifico periodo di analisi sulla base della
previsione dei valori attribuibili alle caratteristiche funzionali di una pavimentazione.
L’obiettivo principale di una manutenzione programmata consiste nella
conservazione in esercizio della FUNZIONALITÀ OTTIMALE raggiungibile
nel rispetto delle risorse disponibili e dei vincoli esistenti..
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Criterio maggiormente diffuso:


Interventi a scadenze prefissate;
obiettivo: ripristino livelli di qualità iniziale;
 vincolo economico:
disponibilità
p
finanziaria a breve termine
METODO “STATICO”
STATICO che
non permette di considerare
l’evoluzione nel tempo delle
caratteristiche funzionali.
Moderni orientamenti: METODI DINAMICI
Introducono delle variabili dette
INDICATORI DI STATO ISn che
restituiscono una misura quantitativa delle
caratteristiche funzionali e permettono di
rappresentare l’evoluzione
l evoluzione temporale della
funzionalità globale in relazione alla quale è
consentito definire una SCALA DI
PRIORITÀ
ISn
Modello matematico
Misure periodiche
Previsione
Evoluzione
Valore di soglia
Tempo
Durata residua stimata
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Vincoli che condizionano la pianificazione:
1 Limitatezza risorse economiche
1.
Deriva dall’errore concettuale che correntemente viene spesso commesso nel
considerare un opera
p
non degradabile
g
nel tempo.
p
2. Il Traffico
Richiede
Ri
hi d di norma lla riduzione
id i
dei
d i TEMPI DI INTERVENTO e dell’AREA
d ll’AREA
OPERATIVA (spazi di manovra) per garantire la continuità in esercizio.
3 Il Clima
3.
Limita i PERIODI DI INTERVENTO e/o AUMENTA I COSTI RICHIESTI.
4 Carenza
4.
C
di Informazioni
I f
i i
Sullo stato di conservazione dell’opera, sulle cause del degrado, sulle tecniche di
controllo e di intervento.
intervento
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Settori di applicazione della pianificazione:
Nelle infrastrutture stradali la p
pianificazione della manutenzione è
applicabile in diversi ambiti:

PAVIMENTAZIONI

PONTI
O
E VIADOTTI
O

GALLERIE

OPERE IN TERRA

OPERE IDRAULICHE

SEGNALETICA

DISPOSITIVI DI SICUREZZA
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FASI della pianificazione:
1. Progettazione Iniziale
2. Rilevamento Dati
3. Analisi dei Possibili Interventi
4. Programmazione degli Interventi
5 Esecuzione e Controllo
5.
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1. Progettazione Iniziale
Nell progetto
N
tt dell’opera
d ll’
sii effettuano
ff tt
delle
d ll scelte
lt che
h definiscono
d fi i
la
l VITA UTILE,
UTILE
condizionando nel tempo TIPOLOGIA e FREQUENZA degli interventi di
manutenzione.

Scelta di standards appropriati in relazione ai volumi di traffico previsti;

Incremento della DURABILITÀ delle opere:
- Pavimentazioni “fuori
fuori fatica”
fatica
Interventi richiesti “non strutturali”
Scelta materiali e spessori idonei con il vincolo di minimizzare la
sommatoria dei costi di costruzione, esercizio e manutenzione
(ad un maggiore costo di costruzione segue una riduzione delle
spese necessarie a mantenere il livello di funzionalità richiesto).
- Tipologie opere d’arte
d arte e materiali più resistenti agli agenti esterni
esterni.

Predisposizione di sistemi specifici per agevolare la manutenzione.
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2. Rilevamento Dati
Rilievo
e o ssistematico
s e a co deg
degli
INDICATORI DI STATO In
che restituiscono lo stato di
conservazione della strada
Costituzione
Banca Dati
PREVISIONE EVOLUZIONE CARATTERISTICHE FUNZIONALI
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Costruzione e manutenzione
Dati storici
traffico
incidenti
Interventi
Costi
Dati di
inventario
Ut ti
Utenti
Collettività
Dati g
geometrici
Dati climatici
Dati per la Gestione
delle Sovrastrutture
Politiche di gestione
Stato funzionale (regolarità, aderenza, rumorosità)
Dati
prestazionali
Stato strutturale (portanza)
Degradazioni superficiali
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2. Rilevamento Dati (iniziale e periodico)
T
Tecniche
i h di Rilievo
Rili
per il Degrado
D
d delle
d ll C
Caratteristiche
tt i ti h F
Funzionali:
i
li
Rilievo Visivo
Descrive su base cartacea standard
Descrive,
standard, un giudizio visivo
riguardante lo stato delle caratteristiche funzionali
Catalogo
g delle Degradazioni
g
(Rilievo
(
Visivo Standard))
Rilievo
Strumentale
Strumentazione orientata al rilievo fisico di specifiche
grandezze che concorrono a definire le caratteristiche
funzionali
Misure Puntuali
Apparecchiature ad Alto Rendimento
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2. Rilevamento Dati
Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti
NORME TECNICHE PER LA DISCIPLINA DELLA COSTRUZIONE
E MANUTENZIONE DELLE INFRASTRUTTURE STRADALI
… “L’Ente gestore ha la
responsabilità di offrire una
infrastruttura avente qualità adeguata
alla domanda, alla stregua della
categoria funzionale assegnata ai
tronchi della rete; a tale scopo deve
farsi carico di un controllo periodico
dello stato della strada.
Le grandezze significative, i parametri
ed i mezzi di misura per il suddetto
controllo
t ll sono ill
illustrati
t ti nell’Allegato
ll’All t 33;
i dati del rilevamento, per la loro
natura aleatoria, vanno analizzati con
approccio statistico.” ...
CARATTERISTICA
ADERENZA
nome
METODO DI RILIEVO
tipo di misura
parametro
SCRIM
alto rendimento
CAT
profondità
p
o o d tà media
ed a de
delle
e
asperità
alto
lt rendimento
di
t
MD
Skid Tester
puntuale
BPN
altezza di sabbia
puntuale
HS
(^) misura ad alto rendimento opzionale in sostituzione del rilievo puntuale - (*) rilievo non obbligatorio
REGOLARITA'
ARAN
alto rendimento
profilografo
puntuale
IRI International
Roughness Index
scostamento  dalla
quota di progetto
(^) misura ad alto rendimento opzionale - (*) rilievo facoltativo
PORTANZA
Falling Weight
1
Deflectometer ( )
alto rendimento
vita residua in assi
equivalenti da 12 t
Trave Benkelman
puntuale
deflessione d
(1) richiede la determinazione degli spessori nella sovrastruttura mediante carotaggi o controlli non distruttivi - (^) misura ad alto rendimen
RUMOROSITA'
by pass
puntuale
coefficiente di assorb.
acustico 
((*)) rilievo facoltativo
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In
ndicatore di Stato
2. Rilevamento Dati
Curve di Decadimento Indicatori di Stato
Livello post-intervento
Livello iniziale
Soglia di intervento ottimale
Soglia di sensibilità utenti
Soglia di intervento effettivo
Soglia di Sicurezza
tempo
In un corretto processo di pianificazione la suddivisione delle curve di
decadimento riferite a ciascun indicatore di stato viene superata correlando i
diversi p
possibili stati di degradazione.
g
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2. Rilevamento Dati
Parametri Sintetici e Priorità di Intervento
Es. Indice di dissesto delle pavimentazioni: Pavement Condition Index PCI
Conditio
on
100
70
Difetti superficiali
Di t i i
Distorsioni
Fessurazioni
Rappezzi
Preventive Maintenance
Thi Overlay
Thin
O l
50
Structural Overlay
25
Reconstruction
Age
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3. Analisi dei Possibili Interventi
Gli iinterventi
t
ti di manutenzione
t
i
richiedono
i hi d
MATERIALI E TECNICHE DIVERSI
rispetto a quelli di norma utilizzati in fase di costruzione:



Q
Quantità
modeste;;
Qualità superiore per raggiungere elevate prestazioni in tempi brevi;
Spazi operativi di manovra ridotti (continuità in esercizio).
Soluzioni Possibili: Interventi PROVVISORI oppure DUREVOLI
Scopo
p della Manutenzione
Soluzioni Durevoli
Può comunque essere opportuno (a causa di vincoli climatici, economici, ecc.)
intervenire in alcuni casi tempestivamente anche se con effetti provvisori.
Fattori che Influenzano la Scelta del Tipo di Intervento
RAPIDITÀ ESECUZIONE
AFFIDABILITÀ
DISPONIBILITÀ ECONOMICA
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3. Analisi dei Possibili Interventi
Esempio Manutenzione Preventiva FESSURAZIONI
Non-Load Associated
Load Associated
Fatigue
Longitudinal
Transverse
Shrinkage
ADT
Not
appropriate
for
preventive
maintenance
<1000
1000
10005000
Crack fill
or chip
seal
Crack fill
or chip
seal
>5000
Crack seal
or thin
HMA
overlay
Fog seal
or chip
seal or
thin HMA
overlay
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4. Programmazione degli Interventi
Fase I: Progettazione Iniziale
Fase II: Rilevamento Dati
PROGRAMMAZIONE
DEGLI INTERVENTI
Fase III: Analisi Interventi
PREDISPOSIZIONE DI UN PIANO DI INTERVENTI OTTIMIZZATO
Per ottenere la massima redditività del budget disponibile esaminando:
Dove?
ZONE DI INTERVENTO
Come?
TECNICHE DI INTERVENTO
Quando?
PERIODO DI INTERVENTO
Con quanto?
IMPEGNO FINANZIARIO
Piani Pluriennali
di Manutenzione
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5. Esecuzione e Controllo
Rappresenta la fase attuativa del piano di manutenzione
Il controllo assume un ruolo delicato poiché coincide con il momento di
acquisizione dei dati storici corrispondente al nuovo livello di servizio ottenuto
Studio a carattere pre-normativo Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti
NORME TECNICHE DI TIPO PRESTAZIONALE
PER CAPITOLATI SPECIALI D’APPALTO
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