L’impiego specifico dell’argilla espansa nelle applicazioni geotecniche e infrastrutturali risale ai primi anni Sessanta in molti paesi europei e ai primi anni Ottanta in Italia con la realizzazione di rilevati stradali, autostradali e aeroportuali alleggeriti (dalle piste di atterraggio dell’aeroporto di Fiumicino alla terza corsia dell’Autostrada Roma-Fiumicino).
Questo materiale possiede infatti proprietà tecnologiche tali da risultare spesso una soluzione semplice per complessi problemi dell’ingegneria civile.
Grazie al peso contenuto, all’elevata resistenza meccanica e alle ottime capacità drenanti i riempimenti in argilla espansa permettono di limitare notevolmente i carichi e le sollecitazioni imposte al terreno o alle strutture interagenti, riducono sensibilmente il rischio di instabilità, favoriscono il drenaggio dell’acqua sotterranea.
Le gallerie paramassi
Tra le molteplici applicazioni dell’argilla espansa Leca nelle costruzioni geotecniche uno degli esempi più significativi è rappresentato dalla realizzazione delle gallerie paramassi, opere ingegneristiche di protezione passiva dei versanti la cui funzione è quella di rallentare o deviare il moto di un masso in caduta dalla parete in roccia.
Tali opere, tipica mente presenti in aree montuose e costiere dove è frequente la presenza di strade e ferrovie affiancate a pareti rocciose, vengono realizzate in corrispondenza di pendii potenzialmente instabili per minimizzare il rischio derivante dalla caduta dei massi, generalmente in corrispondenza di sedi stradali o ferroviarie.
Le gallerie paramassi permettono in questo modo di proteggere le infrastrutture anche quando il versante non fornisce lo spazio sufficiente a realizzare altri sistemi di protezione, essendo la parete del tutto adiacente al sedime stradale.
Tre tipologie
Tali strutture possono essere realizzate in tre differenti tipologie a seconda della configurazione del versante in corrispondenza del quale sono collocate.
Prima
La più comune è quella delle tradizionali gallerie a portale, costituite da un setto murario a monte e una serie di pilastri e archi a valle, entrambi realizzati in calcestruzzo armato, che sorreggono una soletta, anch’essa in calcestruzzo, protetta mediante un “materassino assorbente” costituito da inerti grossolani, cosiddetti smorzatori, che hanno il compito di rallentare o arrestare il moto dei massi in caduta assorbendone parte dell’energia cinetica.
Seconda
Una seconda configurazione, quella delle gallerie a mensola, prevede la presenza di pilastri a monte su cui poggia una soletta in cemento armato, con l’intera struttura opportunamente tirantata a monte in modo da compensare il forte sbilanciamento verso valle, anche in questo caso protetta da uno strato di materiale assorbente.
Terza
In una terza e ultima configurazione, infine, la galleria sorge sempre in adiacenza alla parete rocciosa, ma una volta realizzata viene completamente coperta dallo strato assorbente e dal terreno in modo da mitigarne l’impatto ambientale.
I vantaggi dell’argilla
In tutte le configurazioni sopra esemplificate, nella realizzazione dei materassini assorbenti l’utilizzo dell’argilla espansa Leca come materiale di riempimento offre molteplici vantaggi derivanti dalle sue particolari caratteristiche fisico-meccaniche.
In particolare, il ridotto peso specifico dell’argilla espansa conferisce allo strato di riempimento una maggiore deformabilità e capacità di movimentazione sotto l’impatto di un eventuale corpo in caduta.
Ciò risulta evidente se si considera che l’entità di energia cinetica dissipata nell’urto è inversamente proporzionale alla capacità portante del substrato, e che la capacità portante del substrato è direttamente proporzionale al suo peso proprio.
Le sollecitazioni
A parità di condizioni di sollecitazione, quindi, l’argilla espansa è in grado di dissipare una maggiore quantità di energia rispetto a un materiale pesante come la ghiaia.
In secondo luogo, grazie al basso peso specifico dell’argilla espansa, nei calcoli per il dimensionamento delle strutture in calcestruzzo armato possono essere considerate sia azioni d’urto inferiori che un minor carico permanente portato dalla stessa struttura.
Esecuzione più semplice
Rilevanti sono infine i vantaggi anche in fase esecutiva. Le gallerie paramassi vengono infatti realizzate in siti generalmente di difficile accesso, ma grazie alla possibilità di pompaggio a lunga distanza dell’argilla espansa è possibile realizzare l’intervento senza ricorrere a tecniche di scarico del materiale più complesse ed economicamente onerose.
In questi ultimi anni l’argilla espansa Leca ha trovato molteplici utilizzi in questa tipologia di applicazioni, spesso in situazioni di notevole complessità esecutiva.
Fra i numerosi esempi, le gallerie paramassi realizzate nel territorio dei comuni di Crognaleto (Te) e Norcia (Pg), su una tratta della SS 45 bis Gardesana occidentale e più recentemente nei comuni di Genga (An) e Gubbio (Pg).