Galleria Laives: prima galleria in Italia con pavimentazione stradale in calcestruzzo

Lo scorso 21 dicembre è stata ufficialmente aperta al traffico la nuova Galleria Laives che, con i suoi 2.858 m di lunghezza, è la più lunga galleria stradale realizzata ad oggi in provincia di Bolzano. I lavori erano iniziati nell’agosto 2008 e sono costati complessivamente 86,5 milioni di Euro.
La galleria fa parte del terzo lotto funzionale (denominato “Lotto Galleria Laives”) della nuova Variante SS12 Bronzolo-Bolzano, che si sviluppa, da sud a nord, nei territori comunali di Bronzolo, Laives e Bolzano. La nuova infrastruttura viaria ha permesso di liberare i paesi attraversati dalla vecchia statale, tra cui anche l’abitato di Laives, dall’intenso traffico di lunga percorrenza, che raggiungeva punte di oltre 28.000 veicoli al giorno ed era causa di forti disagi per i residenti. L’intera circonvallazione, lunga 9 km, si sviluppa per quasi il 70% in sotterraneo e rappresenta una delle opere di maggior rilievo degli ultimi anni in Alto Adige. Oltre alla Galleria Laives, fanno parte dell’intero progetto altre due gallerie, la Galleria San Giacomo (2.444 m) e la Galleria Bronzolo (672 m), nonché importanti opere e manufatti.

CARATTERISTICHE DELLA GALLERIA LAIVES

La Galleria Laives è una galleria bidirezionale, ad un’unica carreggiata con una corsia per senso di marcia larga 3,75 m, banchine e marciapiedi di servizio all’interno dei quali sono alloggiate le canalizzazioni impiantistiche (vedi Figura 1). Elemento caratterizzante della sezione della galleria è il canale di aspirazione sopra la zona di transito che, separato da una soletta in calcestruzzo di 25 cm, permette di aspirare i fumi tramite delle botole disposte a 84 m una dall’altra, sia in caso di normale esercizio che in caso di incendio, e di spingerli verso l’esterno attraverso un pozzo di ventilazione.
La galleria risponde a tutti i requisiti imposti dalle nuove “Norme funzionali e geometriche per la progettazione e costruzione di strade”, emanate dalla Provincia Autonoma di Bolzano nel 2006, e che disciplinano la progettazione e costruzione di strade di interesse provinciale. Secondo queste norme la Galleria Laives è classificata in classe A, la categoria più complessa prevista per le gallerie con TGM per corsia compreso tra 4.500 e 12.000 e 1,0 kmL3,0 km. Sono stati realizzati 4 cameroni per la sosta di emergenza di larghezza 3,50 m posti a 600 m l’uno dall’altro, 2 cunicoli di fuga pedonali ed una galleria di emergenza parallela carrabile di 832 m, collegata alla canna principale tramite 3 by-pass. Le vie di fuga sono disposte a 600 m l’una dall’altra e sono chiuse all’estremità da porte pedonali e carrabili REI120 e in caso d’incendio saranno mantenute in sovrappressione rispetto alla galleria da appositi ventilatori. Le dimensioni dei cunicoli carrabili e pedonali sono tali da rendere agevole la loro fruizione e da garantirne la funzionalità anche nelle condizioni di impiego più gravose. La galleria è dotata delle più moderne e innovative tecnologie impiantistiche e di gestione della sicurezza che prevedono tra il resto un’illuminazione di rinforzo e permanente con corpi a LED, impianto di rilevamento dell’incendio, nicchie per la chiamata di emergenza con armadi SOS ogni 150 m, impianto idrico antincendio costituito da una condotta e idranti ogni 150 m, un sistema di gestione del traffico, un impianto radio, un impianto di supervisione e controllo oltre ai sistemi di segnalazione. L’approvvigionamento elettrico è garantito da un doppio allacciamento alla linea elettrica MT presso ciascun imbocco e da un gruppo elettrogeno di 1,4 MW, che assicura il funzionamento dell’impiantistica di emergenza per la durata di 1 ora in caso di black-out, oltre che da un gruppo UPS.

Figura 1. La sezione tipo della Galleria Laives secondo il progetto iniziale con pavimentazione in conglomerato bituminoso

LA PAVIMENTAZIONE IN GALLERIA

Dopo gli ultimi tragici eventi verificatisi nelle gallerie stradali alla fine degli anni ‘90, la progettazione delle gallerie pone oggi la massima attenzione agli aspetti legati alla sicurezza in fase di esercizio per la circolazione e gli utenti. Oltre alle misure di protezione dal fuoco attive (ventilazione forzata, aspirazione dei fumi, rilevamento dell’incendio e sistema di allarme e sorveglianza), i tragici eventi hanno però dimostrato la necessità di prevedere anche misure di tipo passivo, quali l’impiego di materiali non infiammabili, mettendo in discussione le pavimentazioni stradali di tipo bituminoso in questo tipo di opere. In occasione della conferenza internazionale del CTIF (International Committee of Fire Prevention & Extinction) sul tema “Are tunnels safe enough?” (Regensdorf, Svizzera, 8 novembre 2002) era stata data la seguente raccomandazione:
“Fire safety experts recommend the use of non-flammable road surfacing which does not generate any toxic smoke and helps visibility thanks to its light surface. Concrete should therefore be preferred to asphalt which is traditionally used in road construction because asphalt is flammable and gives off toxic gases”.
Ma, mentre all’estero la tecnologia delle pavimentazioni in calcestruzzo, anche in galleria, si è fortemente sviluppata ed è ormai ampiamente diffusa, in Italia non si hanno casi di impiego del calcestruzzo nelle pavimentazioni stradali in galleria, e anche il D.Lgs n. 264/06, che recepisce la Direttiva Europea, non fa alcun riferimento alla valutazione dei materiali da utilizzare per le pavimentazioni. Nonostante questo “deficit”, ma date le dimensioni della Galleria Laives e l’importanza del contesto viario cui si inserisce, committente e progettisti hanno deciso di sostituire la pavimentazione in conglomerato bituminoso, prevista nel progetto originario, con una pavimentazione in calcestruzzo e di puntare sui suoi numerosi vantaggi e benefici, non solo per l’elevato grado di sicurezza, che il calcestruzzo offre in galleria. In mancanza in Italia, ad oggi, di specifiche normative che disciplinano la realizzazione delle pavimentazioni in calcestruzzo si è fatto riferimento a quelle austriache, che sono state inserite come vincolanti nel capitolato d’appalto dell’opera. Infatti, l’Austria, così come altri paesi esteri, vanta una lunga e consolidata tradizione nella realizzazione e gestione delle pavimentazioni in calcestruzzo e ha emanato delle direttive (RVS 03.08.63, RVS 09.01.23 e RVS 08.17.02), che regolano la progettazione e la costruzione delle pavimentazioni in calcestruzzo secondo standard sviluppati e costantemente aggiornati dall’Associazione Austriaca per la Ricerca sulle Strade, Ferrovie e Trasporti.

Le caratteristiche della pavimentazione

Il catalogo austriaco per le pavimentazioni di cui alla direttiva RVS 09.01.23 stabilisce lo spessore dell’intero pacchetto di pavimentazione per le diverse classi di traffico previste, in funzione del numero di passaggi di mezzi pesanti (asse equivalente da 10 t) e nell’ipotesi di un periodo di esercizio di 30 anni. Nella fattispecie la sovrastruttura stradale per la Galleria Laives, con numero di passaggi di mezzi pesanti inferiore a 18 milioni, ha previsto una pavimentazione a lastre in calcestruzzo non armato di spessore pari a 20 cm, gettata su uno strato di separazione in conglomerato bituminoso di 5 cm di spessore e steso su uno strato di fondazione di almeno 30 cm. La compartecipazione tra le lastre è realizzata attraverso un sistema di giunti longitudinali e trasversali armati. Per motivi tecnici ed economici la pavimentazione è costituita da un doppio strato di calcestruzzo: lo strato superiore di 6 cm costituito da aggregati resistenti e tenaci, necessari a ottenere la tessitura superficiale mediante esposizione degli aggregati, e lo strato inferiore di 14 cm.
Per le specifiche del calcestruzzo, la direttiva RVS 08.17.02 fornisce indicazioni precise e dettagliate circa tutti i materiali costituenti, sulla composizione delle miscele e sulle caratteristiche fisiche e meccaniche.
Gli aggregati utilizzati, in particolare quelli per lo strato superiore di calcestruzzo, devono soddisfare i requisiti di cui alla Tabella 1, tra cui un coefficiente di levigabilitá accelerata > 50 e una resistenza alla frantumazione 20.

Tabella 1. Principali requisiti per gli aggregati del calcestruzzo dello strato superiore secondo la direttiva austriaca RVS 08.17.02

Tabella 2. Contenuto di cemento e contenuto d’aria per pavimentazioni in calcestruzzo secondo la direttiva austriaca RVS 08.17.02 1)

Poiché in Italia le Nuove norme tecniche per le costruzioni – NTC 2008 prescrivono all’atto del progetto la specificazione del calcestruzzo in funzione almeno della classe di resistenza, della classe di consistenza e del diametro massimo dell’aggregato, è stata indicata nel contratto, oltre a tutti i requisiti della direttiva austriaca, anche la designazione delle due miscele, ovvero C30/37 XC4/XD2/XF4/XA1 XM2 F2 Dmax 11 per il calcestruzzo dello strato superiore e C30/37 XC4/XD2/XF4/XA1 Dmax 22 per quello dello strato inferiore.
Per ottenere le singole lastre sono state previste tre tipologie di giunti, come riportato in Figura 2: i giunti trasversali realizzati mediante taglio, disposti a una distanza di 5 metri l’uno dall’altro (ovvero 25 volte lo spessore completo della pavimentazione) e armati con barre di acciaio ricoperte da un rivestimento in polietilene, e quelli longitudinali realizzati in mezzeria della carreggiata anch’essi mediante taglio e armati con ferri di armatura ad aderenza migliorata. Questi primi due tipi di giunti garantiscono il controllo della fessurazione da ritiro delle singole lastre della pavimentazione e, essendo delle zone di minor resistenza, consentono al calcestruzzo di fessurarsi in punti predefiniti. Inoltre, la presenza di barre e ferri di compartecipazione impedisce formazione di scalini tra i giunti e movimenti tra le singole lastre garantendo il confort di marcia e la sicurezza stradale. Profondità e larghezza dei tagli, nonché caratteristiche e disposizione delle barre e dei ferri sono definiti dalla direttiva RVS 08.17.02 in funzione anche dello spessore della pavimentazione. Il terzo tipo di giunti sono quelli di discontinuità, al contatto con il cordolo del marciapiede, sono privi di armatura e prevedono l’interposizione di uno strato di separazione costituito da elementi in schiuma rigida di polistirene. Per garantire la durabilità del calcestruzzo, che viene protetto da infiltrazioni di acqua, i giunti sono sigillati con bitume a caldo, tranne quelli trasversali che hanno previsto la posa di un profilo preformato in gomma, che assicura un miglior confort di marcia per l’utenza, riducendo il rumore di rotolamento indotto dal passaggio dei pneumatici sulle discontinuità dei tagli.

Figura 2. Tipologie e caratteristiche dei giunti della pavimentazione in calcestruzzo della Galleria Laives

Per evitare la presenza di pozzetti e caditoie in careggiata e quindi punti di indebolimento delle singole lastre, che avrebbe richiesto la posa di armature di rinforzo e la realizzazione di lastre di dimensioni ridotte in corrispondenza degli inserti nella pavimentazione, è stato modificato il sistema di smaltimento delle acque di piattaforma. Infatti, il progetto originario aveva previsto caditoie laterali ogni 50 m e un collettore di raccolta in carreggiata con pozzetti di ispezione ogni 100 m. In sostituzione è stata posata una canaletta laterale prefabbricata in calcestruzzo armato provvista di fessure intervallate per il convogliamento delle acque, che è servita anche da cordolo per il marciapiede di servizio. Sul lato opposto è stato posato un elemento prefabbricato simile, privo però delle aperture di drenaggio (vedi Figura 3).

Figura 3. Canaletta prefabbricata in calcestruzzo armato per il convogliamento delle acque di piattaforma (a sinistra) ed elemento prefabbricato privo di aperture di drenaggio (a destra)

Nella Figura 4 è riportato il dettaglio della pavimentazione in calcestruzzo della galleria con il nuovo sistema di smaltimento delle acque di piattaforma.

Figura 4. Dettaglio della nuova pavimentazione in calcestruzzo della Galleria Laives

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