Gli acciai strutturali utilizzati per la la realizzazione delle barriere stradali devono soddisfare requisiti specifici di resistenza, flessibilità e durata. Tra i materiali più comuni troviamo gli acciai strutturali S235, S275, S355 e S420, ciascuno con proprietà e applicazioni diverse.

In questo articolo analizziamo gli aspetti principali di questi acciai e come vengono impiegati nella costruzione delle barriere stradali, tenendo conto anche di altri fattori che influenzano le proprietà della struttura.

Cosa significano le sigle degli acciai strutturali?

Gli acciai strutturali sono classificati secondo la norma europea UNI EN 10025, che definisce:

• S: Acciaio “Strutturale”, adatto per applicazioni in cui è richiesta una buona resistenza meccanica.
• Numero (235, 275, 355, 420): Indica il valore minimo della tensione di snervamento, espressa in megapascal (MPa). La tensione di snervamento rappresenta la forza necessaria per iniziare a deformare permanentemente il materiale.
• JR, J2, MC: Forniscono informazioni aggiuntive:
  • JR: Energia minima di resilienza di 27 Joule a +20°C.
  • J2: Energia minima di resilienza di 27 Joule a -20°C.
  • MC: Acciaio laminato termomeccanicamente, con alta resistenza e buona saldabilità.

Caratteristiche degli acciai nelle barriere stradali

S235JR Acciaio per carichi più leggeri

• Tensione di snervamento: 235 MPa.
• Caratteristiche: Acciaio con una buona saldabilità e una resistenza meccanica adatta per applicazioni con carichi minori.

Composizione chimica:

• Carbonio (C): massimo 0.17% o massimo 0.19% (variabile in base alla colata o al prodotto finale)Silicio (Si): massimo 0.55% o massimo 0.60% (variabile)Manganese (Mn): massimo 1.40% o massimo 1.50% (variabile)Fosforo (P): massimo 0.035% o massimo 0.045% (variabile)Zolfo (S): massimo 0.035% o massimo 0.045% (variabile)Azoto (N): massimo 0.012% o massimo 0.014% (variabile)Rame (Cu): massimo 0.55% o massimo 0.60% (variabile)

S275JR

• Tensione di snervamento: 275 MPa.
• Caratteristiche principali: Buona saldabilità e proprietà meccaniche che lo rendono adatto per diverse applicazioni.

Composizione chimica:

Carbonio (C): massimo 0.21% o 0.24% (variabile in base alla colata o al prodotto finale)Silicio (Si): non specificato, ma il valore sarà compreso tra 0.40% e 0.45%, Manganese (Mn): massimo 1.50% o 1.60% (variabile)Fosforo (P): massimo 0.035% o 0.045% (variabile)Zolfo (S): massimo 0.035% o 0.045% (variabile)Azoto (N): massimo 0.012% o 0.014% (variabile)Rame (Cu): massimo 0.40% o 0.45% (variabile)

Gli acciai S235 e S275, grazie alla loro buona saldabilità e alla loro resistenza meccanica adeguata, vengono spesso utilizzati per la realizzazione di parapetti stradali.

Acciai a maggiore snervamento

S355JR Acciaio ad alta resistenza

• Tensione di snervamento: 355 MPa.
• Caratteristiche principali: Acciaio con una maggiore resistenza meccanica rispetto ai precedenti, pur mantenendo una buona saldabilità.

Composizione chimica:

Carbonio (C) è circa 0,24%, silicio (Si) è circa 0,55%, manganese (Mn) è circa 1,60%, fosforo (P) è massimo 0,040%, zolfo (S) è massimo 0,040%, nichel (Ni) è massimo 0,60%, cromo (Cr) è massimo 0,30%, molibdeno (Mo) è massimo 0,10% e rame (Cu) è massimo 0,55%.

S420MC Acciaio altamente resistente

• Tensione di snervamento: 420 MPa.
• Caratteristiche principali: Acciaio laminato termomeccanicamente (MC), con alta resistenza e buona saldabilità. Il processo di laminazione controllata conferisce a questo acciaio proprietà meccaniche superiori, come una maggiore tenacità e resilienza. (es. Barriere stradali PAB)

Composizione chimica:

Massimo 0.12% di carbonio, massimo 1.60% di manganese, massimo 0.50% di silicio, massimo 0.025% di fosforo, massimo 0.015% di zolfo, minimo 0.015% di alluminio, massimo 0.09% di niobio, massimo 0.20% di vanadio, massimo 0.15% di titanio, massimo 0.28% di equivalenti carbonio (per acciaio con spessore fino a 40 mm).

S355JOW(P) (Acciaio Corten)

Un acciaio sempre più diffuso per le barriere stradali è il Corten (S355JOW), noto per la sua resistenza alla corrosione atmosferica.

• Caratteristiche: Grazie alla patina protettiva che si forma naturalmente sulla superficie, il Corten garantisce una lunga durata senza necessità di zincatura.
• Utilizzo: Principalmente per progetti esteticamente rilevanti o in ambienti particolarmente esposti alle intemperie.

Composizione chimica:

Carbonio (C) ≤ 0,12%, Silicio (Si) 0,25 – 0,75%, Manganese (Mn) 0,20 – 0,50%, Fosforo (P) 0,070 – 0,150%, Zolfo (S) ≤ 0,035%, Cromo (Cr) 0,50 – 1,25%, Rame (Cu) 0,25 – 0,55%, Nichel (Ni) ≤ 0,65%.

Altri fattori che influenzano le caratteristiche di una barriera stradale

La scelta dell’acciaio è un elemento cruciale nella progettazione delle barriere stradali, ma non è l’unico fattore da considerare. Le prestazioni di una barriera di sicurezza dipendono da una combinazione di elementi, tra cui:

Acciaio:

• Tipologia
• Spessore
• Proprietà meccaniche
• Saldabilità

Geometria della barriera:

• Forma e dimensioni degli elementi
• Disposizione degli elementi
• Distanza tra gli elementi
• Presenza di elementi aggiuntivi (distanziatori, travi, tiranti, piatti, ecc.)

Parametri di sicurezza:

• Classe di contenimento
• Distanza operativa
• Fattore ASI
• Deflessione dinamica
• Intrusione del veicolo

Conclusione

Una barriera stradale efficace richiede un approccio integrato, che tenga conto di tutti questi fattori. Oltre alla scelta del materiale, è importante sottolineare che la buona progettazione di una barriera stradale è confermata dalle prove di crash test e dalla successiva omologazione. Solo in questo modo è possibile garantire la massima sicurezza e affidabilità di questi dispositivi di protezione.