Influenza del filler sulle proprietà meccaniche e reologiche del mastice

Un aspetto fondamentale dello studio delle pavimentazioni in conglomerato bituminoso risulta essere la determinazione e di conseguenza il miglioramento delle prestazioni a rottura del materiale impiegato. Come noto ormai da tempo, le prestazioni a rottura del conglomerato bituminoso sono strettamente legate alle proprietà del mastice di cui è composto, e di conseguenza alle caratteristiche del filler e del bitume. Il filler è infatti la componente irrigidente del mastice, che concorre all’aumento della resistenza alle deformazioni permanenti della miscela ad alte temperature, ed all’aumento della resistenza a fatica a medie e basse temperature. Come discusso da molti autori, l’influenza del filler dipende dall’effetto volumetrico e/o chimico-fisico dell'interazione che si instaura con il legante. Un ruolo fondamentale nell’aumento della rigidezza del mastice è giocato dal valore dei vuoti frazionari del filler; tale parametro è stato impiegato come indicatore del potere irrigidente del filler a partire dal 1947, anno in cui Rigden introdusse il relativo test, “Rigden Voids”. A determinare la rigidezza finale del mastice è poi l’interazione che si instaura con il legante, il quale può essere naturale oppure modificato con polimeri di modifica. Tuttavia, i meccanismi che regolano tale interazione sono di natura complessa, e non ancora del tutto noti. Risulta quindi di interesse rilevante svolgere un’accurata analisi delle proprietà reologiche del mastice, studiandone la correlazione con le proprietà fisiche e meccaniche del filler che lo compone. Scopo principale del presente studio è quindi quello di valutare l’effetto del filler e dei relativi vuoti frazionari sulle proprietà reologiche e meccaniche del mastice. A tal fine si è deciso di analizzare quattro tipi di filler aventi differenti proprietà fisiche (di cui uno argilloso ed uno calcareo). I quattro filler sono quindi stati combinati con quattro diversi leganti bituminosi, di cui due naturali e due modificati SBS, ottenendo così 16 differenti tipi di mastice. Il valore dei vuoti frazionari dei filler è stato determinato mediante Rigden Voids; a supporto dell’indagine delle proprietà fisiche dei filler si è inoltre deciso di impiegare un difrattometro a raggi X. Le proprietà reologiche dei mastici sono state valutate tramite procedura di prova Superpave, utilizzando i reometri Dynamic Shear Rehometer (DSR) e Bending Beam Rehometer (BBR). Il comportamento a rottura dei mastici è stato valutato utilizzando il test a trazione diretta Modified Direct Tension Test (MDTT) sviluppato presso l’Università di Parma, congiuntamente ad un sistema di correlazione digitale delle immagini che ha consentito il calcolo delle deformazioni all’interno del campione di mastice.