Consolidamento sottofondo tramviario con iniezioni di resine, il caso ATM Milano

    LUOGO: Milano
    ANNO: 2024

    IL PROBLEMA

    fessurazioni dell'asfalto, oscillazioni e abbassamenti localizzati delle rotaie

    LA SOLUZIONE

    consolidamento del terreno di fondazione con iniezioni di resina espandente  

    Nel tempo, alcuni tratti della rete tramviaria urbana di Milano hanno mostrato evidenti segni di degrado strutturale, manifestati sotto forma di fessurazioni dell’asfalto, oscillazioni anomale delle rotaie e abbassamenti localizzati dei binari.

    Le cause principali sono riconducibili all’azione combinata del traffico stradale e tramviario e agli eventi meteorici, che hanno portato al dilavamento progressivo del sottofondo e alla perdita di supporto delle traverse.

    In risposta a queste criticità, ATM e Uretek hanno eseguito un intervento di consolidamento del sottofondo con iniezione di resine.

    IL PROBLEMA

    La struttura dei binari tramviari prevede l’utilizzo di traverse (in legno, calcestruzzo o acciaio) poggiate su ballast e vincolate tramite appositi organi di attacco alle rotaie. Con il tempo, la combinazione tra i carichi dinamici del traffico e l’azione infiltrante delle acque meteoriche ha determinato l’indebolimento del piano d’appoggio delle traverse.

    Il fenomeno si è manifestato inizialmente con fessurazioni dell’asfalto in prossimità delle rotaie, che hanno favoritol’ingresso dell’acqua nel sottofondo. Questo processo porta al progressivo svuotamento del ballast, con conseguente perdita di appoggio, aumento delle oscillazioni verticali del binario e peggioramento del degrado superficiale.

     

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    UN CONFRONTO TRA LE POSSIBILI TECNICHE DI INTERVENTO

    Il ripristino tradizionale delle strutture danneggiate avrebbe previsto la rimozione dell’asfalto, l’escavo del sottofondo, la ricompattazione del ballast mediante rincalzatori e il successivo ripristino del pacchetto stradale.

    Sebbene altrettanto efficace, questa procedura avrebbe comportato significativi tempi di fermo dell’infrastruttura, costi elevati e impatti rilevanti sulla viabilità e sul servizio pubblico, risultando poco compatibile con ambienti ad alta densità urbana.

    LA SOLUZIONE IDENTIFICATA

    Per ridurre quindi al minimo l’impatto dei lavori e offrire un’alternativa rapida e non invasiva, è stata scelta la soluzione di consolidamento Uretek con iniezioni a bassa pressione di una resina poliuretanica bicomponente tixotropica, direttamente nel sottofondo.

    Questa soluzione non richiede scavi né rimozioni della pavimentazione esistente. La resina, grazie al suo comportamento tissotropico, penetra nei vuoti intergranulari durante l’iniezione, per poi solidificare rapidamente formando un corpo compatto, resistente e stabile.

    L’effetto ottenuto è un miglioramento delle caratteristiche meccaniche del terreno. 

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    LE FASI DI INTERVENTO

    L’intervento è stato condotto con un camion officina attrezzato e autonomo.

    In primo luogo sono state individuate le traverse da consolidare, spesso riconoscibili direttamente dal profilo sull’asfalto.

    Una volta localizzate, sono state effettuate perforazioni da 14 mm in corrispondenza delle traverse, come stabilito da progetto, fino a raggiungere il sottofondo. All’interno dei fori sono state inserite cannule d’iniezione da 12 mm, attraverso cui è stata iniettata la resina poliuretanica tramite una pistola a bassa pressione. L’iniezione è stata monitorata in tempo reale fino al raggiungimento del principio di sollevamento della rotaia.

    Le operazioni si sono svolte in turni notturni, senza necessità di interrompere il servizio tramviario.

    I VANTAGGI DELLE INIEZIONI DI RESINE

    • Rapidità di esecuzione: grazie alla reazione veloce della resina, è stato possibile consolidare e ripristinare la continuità del servizio tranviario già al mattino seguente.

    • Intervento non invasivo: le iniezioni vengono effettuate perforando l’asfalto con piccoli fori e senza asportare materiali; di conseguenza non è stato necessario interrompere la circolazione dei tram né scavare estese porzioni di strada. Il cantiere ha avuto un ingombro molto limitato (lo spazio occupato dal camion officina) e ha ridotto al minimo i disagi al traffico automobilistico.

    • Impatto ambientale ridotto: evitando demolizioni e scavi, si elimina la necessità di trasporto e smaltimento di materiali di risulta; inoltre la resina, una volta indurita, è un materiale inerte che non inquina il terreno circostante.

    • Monitoraggio in tempo reale: durante le iniezioni, l'intervento è stato monitorato con sistemi laser e strumenti di misura (dettagli in seguito), garantendo la sicurezza dell’operazione.

    IL MONITORAGGIO DELL'INTERVENTO

    Durante tutte le fasi operative sono stati implementati tre sistemi di controllo:

    • Monitoraggio laser ad alta precisione (±0,5 mm) per rilevare sollevamenti indesiderati delle rotaie.

    • Calibro ferroviario per misurare lo scartamento tra le rotaie e il dislivello trasversale prima, durante e dopo l’intervento.

    • Velocimetro per monitorare le vibrazioni dinamiche indotte da veicoli gommati e tram in corrispondenza delle zone trattate.

     

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    I RISULTATI DELL'INTERVENTO

    Per valutare i benefici del consolidamento è stato effettuato anche un monitoraggio vibrometrico comparativo prima e dopo l’intervento.

    I sensori velocimetrici applicati alle rotaie hanno registrato le vibrazioni indotte sia dal passaggio di un automezzo sia dal passaggio del tram.

    I dati hanno mostrato una chiara riduzione delle vibrazioni delle rotaie in seguito al consolidamento del sottofondo. In particolare, sul binario che presentava maggiori problemi iniziali è stata misurata una diminuzione di circa l’88% nella velocità di vibrazione media indotta dal passaggio del veicolo di prova. Anche il transito del tram ha beneficiato del miglioramento: sull’altro binario, già in condizioni migliori, si è comunque registrata una riduzione della vibrazione massima di circa il 25% rispetto a prima.

    Questa mitigazione delle vibrazioni, oltre a confermare l’avvenuto consolidamento del sottofondo, contribuisce a ridurre rumorosità e sollecitazioni dinamiche trasmesse alla struttura e al terreno circostante, migliorando il comfort e la durata dell’infrastruttura.

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    ESEMPIO INTERVENTO IN PIAZZA CANEVA

    Questo intervento ha interessato un tratto di 11 metri della linea tranviaria in corrispondenza di Piazza Caneva, composto da 32 traverse distribuite su 2 binari. Le operazioni si sono svolte in orario notturno, dalle 20 alle 6. L'intervento è stato esteso successivamente ad altre tratte.