Andamento Altimetrico Dossi E Sacche.pdf

Prof. Pasquale Colonna Dipartimento di Vie e Trasporti (Politecnico di Bari)

LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA CIVILE Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

ALLARGAMENTO DELLA CARREGGIATA IN CURVA (1) Nei tratti di strada in curva, a parità di larghezza delle corsie, il franco fra i veicoli diminuisce rispetto a quella che si ha in rettifilo, in misura tanto maggiore quanto più piccolo è il raggio della curva e quanto più grande è lo sbalzo della cassa del veicolo rispetto agli assi delle ruote.

La Normativa prescrive che nelle curve circolari ciascuna corsia sia allargata di una quantità E data dalla seguente relazione:

K E = R

[m]

K = 45 R = raggio esterno (in m) della corsia ( Se R = 450 m: E = 0,1 m = 10 cm ! ) Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

ALLARGAMENTO DELLA CARREGGIATA IN CURVA (2) Se l’allargamento E < 20cm, la corsia conserva la larghezza del rettifilo. Il valore di E può essere opportunamente ridotto, al massimo fino alla metà, qualora si ritenga poco probabile l’incrocio in curva di due veicoli appartenenti ai seguenti tipi: autobus ed autocarri di grosse dimensioni, autotreni ed autoarticolati.

Caso di raccordo clotoidico (RETTIFILO – CIRCONFERENZA) La lunghezza complessiva Lz del tratto di strada lungo il quale si effettua l’allargamento risulta:

In ogni caso Lz, anche in assenza di raccordo clotoidico (strade esistenti), deve essere di almeno 15 m. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

7.50

L

7.5

Lz L A R

[m]

R∞ A

LZ = 2 × 7.50 + L

Lz

ASSE DI TRACCIAMENTO

0

ALLARGAMENTO DELLA CARREGGIATA IN CURVA (3) Caso di raccordo di transizione Se la curva circolare ha uno sviluppo inferiore a 15m (strade esistenti) deve risultare, per ciascun ramo del raccordo

dove:

s LZ = 7.50 + L + 2

[m]

s [m] = sviluppo della curva circolare ( al limite s = 0); L [m] = lunghezza della curva di raccordo considerata.

s s

L Lz Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

L

Lz

ALLARGAMENTO DELLA CARREGGIATA IN CURVA (4)

Caso di raccordo di flesso Nel caso di flesso, per ciascun ramo del raccordo l’inizio del tratto di allargamento è anticipato di 7.50 m rispetto al punto di flesso e termina 7.50 m dopo il punto finale della curva di raccordo.

LZ = 2 × 7.50 + L

[m]

7.50

LZ 1

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

7.50

A1 R∞

E1

L1

R1 A1

7.50

E2

R2 A2

A2 R∞

LZ 2

L2

7.50

ALLARGAMENTO DELLA CARREGGIATA IN CURVA (5)

Caso di raccordo di continuità Nel caso di raccordo di continuità l’allargamento avviene lungo il raccordo pertanto risulta:

LZ = L

[m]

LZ = L LZ

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

A R2

R1 A

E1 E2

ALLARGAMENTO DELLA CARREGGIATA IN CURVA (6) L’allargamento complessivo della carreggiata deve essere riportato tutto sul lato interno della curva. In ogni caso le banchine e le corsie di sosta conservano inalterate la larghezza che hanno in rettifilo.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

ALLARGAMENTO DELLA CARREGGIATA IN CURVA (7) Il valore dell’allargamento ES al variare dell’ascissa curvilinea s si ottiene dalle seguenti espressioni:

ES =

Et × s2 30 × L

per 0 ≤ s ≤ 15 m ( tratto 1)

Et per 15 m ≤ s ≤ ( LZ -15) ( tratto 2) ES = × ( s − 7.5) L Et ES = ET − × ( LZ − s ) 2 per (LZ – 15) ≤ s ≤ LZ ( tratto 3) 30 × L

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

CRITICHE ALLA NORMATIVA (1) Rmin

2 V P max R* = 127 ⋅ [q max + f tmax ]

2 VPmin = 127 ⋅ [q max + f tmax ]

Vp Rmin

R2.5 = K ⋅ R * q

Vpmin 2

1 R*

Vpmax

qmax

R2,5 qmin =2,5% Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

CRITICHE ALLA NORMATIVA (2)

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

CRITICHE ALLA NORMATIVA (3) La normativa si basa su un modello che non corrisponde a realtà. L’utente non viaggia sempre alla velocità indicata dal grafico che è la velocità di progetto; nei punti della zona 1, a sn della curva che rappresenta il limite superiore del comportamento dell’utente, l’utente non ha problemi; nei punti della zona 2 l’utente inizia ad avere problemi; solo nel caso in cui il limite superiore della normativa (punti sulla curva) coincide con il limite superiore del codice stradale ho certezza che l’utente si comporti come nel modello!! la percezione della variazione di R dell’utente non è perfetta, pertanto non sempre riesce ad adeguare la velocità al raggio; nel modello è assegnato ad ogni tipo di strada l’intervallo di velocità (vp min-vp max) ma l’utente non associa ad ogni tipo di strada un intervallo; ogni automobilista si comporta in maniera diversa a seconda del mezzo che conduce (tir o auto per esempio), pertanto sarebbe opportuno fare una differenziazione per tipo di veicolo; si ipotizza che il veicolo è isolato ma al variare delle condizioni di traffico varia anche la velocità, che dipende dunque non solo dal raggio di curvatura! Riassumendo: • Per R>R* si ipotizza V sia quella massima e sia costante, ma non è scontato! • Se R
ANDAMENTO ALTIMETRICO DELL’ASSE Il profilo altimetrico è costituito da tratti a pendenza costante (livellette) collegati da raccordi verticali convessi e concavi. Per limitare l’impatto ambientale e contenere i costi è auspicabile che l’asse si discosti il meno possibile dall’andamento naturale del terreno, cosa resa difficile da: – altre infrastrutture in zone pianeggianti; – colline e montagne. Per limitare le differenze di quota, si può intervenire sia sul tracciato orizzontale sia sul profilo longitudinale; – gli interventi sull’andamento planimetrico sono limitati dai raggi di curvatura minimi. – quelli sull’andamento longitudinale dalle pendenze massime. Qualunque intervento deve garantire la sicurezza e la funzionalità. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Equazione della trazione: resistenze ordinarie • Resistenza al rotolamento Deformabilità dei pneumatici (slittamenti all’interno dell’area di impronta ed isteresi), attrito ai perni. Rr = µ (V , tipo di veicolo) ⋅ P

• Resistenza dell’aria Sovrapressioni nella parte anteriore del veicolo, depressioni su quella posteriore, attrito lungo i fianchi.

Ra = k ⋅ S ⋅ V 2

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Equazione della trazione: resistenze addizionali • Resistenza in curva Deformazione trasversale del pneumatico.

Rr = µc (R, tipo di veicolo ) ⋅ P • Resistenza di livelletta Componente della forza peso parallela alla strada.

Rl = P ⋅ senα

α ≤ 6° ÷7°

≅ P ⋅ tgα = P ⋅ i

• Resistenza dovuta all’inerzia P dv Fi = ⋅ β ⋅ g dt Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Equazione della trazione e pendenze massime • In generale per vincere le resistenze al moto bisogna esercitare una forza di trazione pari a β dv   T = P ⋅  µ + µc ± i ± ⋅  + K ⋅ S ⋅ V2 g dt   • Si possono quindi ricavare le massime pendenze adottabili in un tracciato stradale per garantire la possibilità dell’avviamento: imax

all'avviamento (V = 20- 30 km/h)

β dv T − K ⋅ S ⋅ V2 K⋅S⋅V 2 può essere trascurato = −µ− ⋅   → P g dt imax =

β dv al limite dell'aderenza T −µ− ⋅       → P g dt f ⋅P β dv imax = a a − µ − ⋅ P g dt

che fornisce (con pneumatici e pavimentazioni mediamente buoni, su strada bagnata, per V ≤ 40 km/h) valori di imax pari a 20-25%. I valori minori sono relativi alle autovetture, che hanno un minor rapporto tra peso aderente e peso totale. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Prescrizioni della Normativa sulle pendenze (1) In realtà, la norma stabilisce valori massimi di pendenza ben inferiori a quelli al limite della possibilità di avviamento per evitare: – in salita, rallentamenti inaccettabili (soprattutto per i mezzi pesanti), con consumi elevati e sforzi considerevoli per i motori; – in discesa, l’aumento del rischio di incidenti.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Prescrizioni della Normativa sulle pendenze (2) Le pendenze massime prescritte sono differenti per i diversi tipi di strada, in funzione del ruolo della strada e quindi delle caratteristiche della circolazione (composizione veicolare, velocità, qualità del deflusso). AMBITO TIPO DI STRADA

AMBITO URBANO

EXTRAURBANO

AUTOSTRADA

A

6%

5%

EXTRAURBANA PRINCIPALE

B

-

6%

EXTRAURBANA SECONDARIA

C

-

7%

URBANA DI SCORRIMENTO

D

6%

-

URBANA DI QUARTIERE

E

8%

-

LOCALE

F

10%

10%

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Prescrizioni della Normativa sulle pendenze (3) • I valori della pendenza massima possono essere aumentati di una unità qualora, da una verifica, da effettuare di volta in volta, risulti che lo sviluppo della livelletta sia tale da non penalizzare eccessivamente la circolazione in termini di riduzione delle velocità e della qualità del deflusso. • Le strade di servizio devono avere pendenze longitudinali uguali a quelle della strada principale corrispondente.

• Per strade di tipo A, B e D è opportuno, al fine di contenere le emissioni di sostanze inquinanti e di fumi, non superare in galleria la pendenza del 4%, e ancor meno nel caso di lunghe gallerie in relazione ai volumi ed alla composizione del traffico previsto. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

RACCORDI VERTICALI (1) Il passaggio tra due tratti a diversa pendenza (livellette consecutive) è agevolato dall’introduzione di raccordi verticali curvilinei. I raccordi si distinguono in: – raccordi convessi e dossi (raccordi tra livellette di segno opposto); – raccordi concavi e sacche (raccordi tra livellette di segno opposto).

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

RACCORDI VERTICALI (2) La norma impone che tali raccordi siano archi di parabola quadratica, per consentire la applicaszione graduale della forza centrifuga nel piano verticale. La loro equazione generale è quindi del tipo: y = ax2 + bx + c con a, b e c coefficienti da determinare per mezzo delle condizioni al contorno. Si può quindi affermare che: •per a > 0 il raccordo è concavo (sacche); •per a < 0 il raccordo è convesso (dossi). Il parametro geometrico che definisce il raccordo parabolico è il raggio Rv del cerchio osculatore nel vertice della parabola Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

La geometria dei raccordi parabolici

y = bx − ax 2

[ ]

∆i i m−1 ; b = 1 100 ⋅ 2L 100 1 [m] Rv = raggio del cerchio osculatore = 2a ∆i [m] L = lunghezza del raccordo = Rv ⋅ 100

a = parametro della parabola =

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

I dossi (1) Affinché su un raccordo convesso sia garantita la sicurezza è necessario che il conducente di un veicolo possa vedere un ostacolo (fisso o mobile) almeno ad una distanza D dipendente dalla velocità di progetto e dalle caratteristiche della strada. Siano: Rv = raggio del raccordo verticale convesso [m]; D = distanza di visibilità da realizzare [m]; L = lunghezza del raccordo parabolico misurato sulla proiezione orizzontale [m]; ∆i = valore assoluto della differenza di pendenza tra le due livellette da raccordare [%]; h1 = altezza sul piano stradale dell’occhio del conducente [m]; h2 = altezza sul piano stradale dell’ostacolo da evitare [m]. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

I dossi (2) I casi che si possono presentare sono due:

• Se D
D2 Rv = 2 ⋅ (h1 + h2 + 2 ⋅ h1 ⋅ h2 )

D Di = I i1-i2 I

Rv

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

I dossi (3) • Se D>L

Rv =

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

h + h2 + 2 ⋅ h1 ⋅ h2  2 ⋅ 100   ⋅  D − 100 ⋅ 1 ∆i ∆i  

I dossi (4) In presenza di dossi l’accelerazione a è diretta verso l’alto, pertanto crea problemi di instabilità del veicolo (di aderenza) oltre che problemi di disconfort per l’utente.

a

g

E’ preferibile evitare la curva planimetrica in presenza di dossi, per la presenza dell’accelerazione centrifuga.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

I dossi (5) Le relazioni fra Rv, D e ∆i sono rappresentate graficamente dai seguenti abachi: STRADE A SENSO UNICO h1 = 1,10 m h2 = 0,10 m (ostacolo)

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

STRADE A DOPPIO SENSO DI MARCIA h1 = 1,10 m H2 = 1,10 m (veicolo)

Le sacche (1) La presenza dei raccordi concavi può creare problemi di visibilità ai conducenti.

Durante le ore notturne, infatti, si possono formare delle zone buie dovute all’interazione tra le caratteristiche del raccordo e l’ampiezza del fascio luminoso prodotto dai fari di illuminazione dei veicoli. Con riferimento alla sola distanza di visibilità per l’arresto di un veicolo di fronte ad un ostacolo fisso, ed in mancanza di luce naturale, il raggio minimo del raccordo verticale concavo viene determinato con le espressioni analitiche riportate di seguito. Siano: Rv = raggio del raccordo verticale concavo [m]; D = distanza di visibilità per l’arresto di un veicolo di fronte ad un ostacolo fisso [m]; L = lunghezza del raccordo parabolico misurato sulla proiezione orizzontale [m]; ∆i = valore assoluto della differenza di pendenza tra le due livellette da raccordare [%]; h = altezza del centro dei fari del veicolo sul piano stradale [m]; ϑ = massima divergenza verso l’alto del fascio luminoso rispetto l’asse del veicolo [°]. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Le sacche (2) Anche per questo tipo di raccordo si possono presentare due casi:

•

Se D
D2 Rv = 2 ⋅ (h + Dsenϑ )

Rv

D

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Di = I i1-i2 I

Le sacche (3) • Se D >L

Rv =

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

2 ⋅ 100  100  ( ) D h Dsen ϑ − ⋅ +  ∆i  ∆i

Le sacche (4) Le relazioni fra Rv, D e ∆i sono rappresentate graficamente dal seguente abaco: Rispetto al caso dei raccordi convessi non interviene la variabile legata alle caratteristiche geometriche della strada (numero di carreggiate e numero di corsie per carreggiata), per cui si ha un solo abaco che descrive entrambe le situazioni.

In questo caso aumenta il peso (l’accelerazione a è diretta verso il basso) e migliora anche l’aderenza.

a

g

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

h = 0,50 m q = 1°

Le sacche (5) Se in sacca c’è un’opera d’arte (un viadotto per esempio), è limitata la visibilità sia diurna che notturna.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

I problemi di visibilità La presenza dei raccordi verticali pone dei problemi di visibilità. Per i dossi, perché il dosso stesso può impedire la visione di ostacoli fissi o mobili che si presentassero sulla traiettoria del veicolo.

Nel caso delle sacche • perchè di notte la visuale del guidatore è limitata dall’ampiezza del cono luminoso dei fari;

• perché strutture che sormontano la strada possono ostacolare la visione del percorso (soprattutto nel caso dei veicoli pesanti). La normativa italiana non si pone questo problema.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

ULTERIORI PRESCRIZIONI SUL VALORE MINIMO DEL RAGGIO Il raggio Rv calcolato in precedenza garantisce il rispetto delle distanze di visibilità.

Oltre al rispetto di tali distanze, il raggio Rv deve deve essere determinato in modo da garantire: – che nessuna parte del veicolo (eccetto le ruote) abbia contatti con la superficie stradale; ciò comporta:

• Rv ≥ 20 m • Rv ≥ 40 m

nei dossi; nelle sacche; – che per il comfort dell’utenza l’accelerazione verticale av non superi il valore alim = 0,6 m/s2

av = ove:

v 2p Rv

≤ a lim

Vp = velocità di progetto della curva desunta punto per punto dal diagramma di velocità; Rv = raggio del raccordo verticale [m]. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Per la corretta percezione ottica del tracciato • In ogni caso, al di là delle verifiche secondo i criteri sopraesposti e che conducono alla determinazione di raggi da intendersi come minimi, è opportuno adottare valori anche sensibilmente maggiori, al fine di garantire una corretta percezione ottica del tracciato, in particolare nei casi di piccole variazioni di pendenza delle livellette e nei casi di sovrapposizione di curve verticali con curve orizzontali (torsione dell'asse).

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

COORDINAMENTO PLANO-ALTIMETRICO (1) • La visione prospettica che l’utente ha in ogni punto della strada deve consentirgli di: –percepire con chiarezza i punti singolari (incroci, svincoli, ponti, …); –avere una visione realistica del tracciato, esente da illusioni ottiche (distorsioni, punti angolosi, restringimenti di carreggiata in realtà assenti, ma che appaiono nella visione prospettica); –prevedere l’evoluzione del tracciato con continuità (assenza di punti in cui la strada scompare alla vista per riapparire a distanze inferiori alla distanza di focalizzazione). • Tale visione prospettica è generata dall’interazione dell’andamento planimetrico e di quello altimetrico, di cui, pertanto, è necessario curare il coordinamento. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

COORDINAMENTO PLANO-ALTIMETRICO (2) Lo studio del coordinamento tra andamento planimetrico e altimetrico di una strada può essere eseguito dal progettista solo disegnando le prospettive così come appaiono al conducente.

Tuttavia possono segnalarsi alcune regole, il cui rispetto produce in ogni caso buoni risultati, mentre le conseguenze derivanti dal non osservarle debbono essere controllate con le prospettive.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

COORDINAMENTO PLANO-ALTIMETRICO (3)

I REGOLA Un raccordo verticale deve essere inserito all’interno di un elemento del tracciato orizzontale avente caratteristiche omogenee. La omogeneità si riferisce al segno della curvatura degli elementi planimetrici per cui, per esempio, il raccordo verticale può interessare una clotoide e il successivo arco di cerchio con curvatura dello stesso segno (zona omogenea), ma non un rettifilo e la successiva clotoide oppure i due tratti a curvatura opposta di una clotoide di flesso.

II REGOLA Quando un raccordo verticale convesso (dosso) è inserito in una curva orizzontale, è opportuno localizzare l’origine del raccordo dopo una deviazione di circa 3° della clotoide che precede la curva circolare. In tal modo il conducente si accorge della presenza della curva prima dell’inizio del dosso, per cui vengono scongiurate sorprese improvvise. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

COORDINAMENTO PLANO-ALTIMETRICO (4)

III REGOLA Se il tracciato orizzontale è privo di rettifili (presenza di punti di flesso) e il profilo longitudinale è costituito da una successione di raccordi concavi e convessi separati da brevi livellette , affinché le regole I e II siano soddisfatte, i punti terminali dei raccordi concavi devono essere molto prossimi ai punti di flesso del tracciato orizzontale.

livelletta

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

COORDINAMENTO PLANO-ALTIMETRICO (5)

IV REGOLA Se il tracciato orizzontale è privo di rettifili (presenza di punti di flesso) ed il profilo longitudinale è costituito da soli elementi curvilinei, senza livellette, affinché le regole I e II siano soddisfatte, è necessario che i suoi punti di flesso coincidano con quelli del tracciato orizzontale (principio di corrispondenza dei punti di inflessione).

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

COORDINAMENTO PLANO-ALTIMETRICO (7) Combinazione di curva orizzontale e verticale

Curva orizzontale

Curva orizzontale

+

+

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

curva verticale - dosso

curva verticale – sacca

=

il raggio di curvatura orizzontale sembra più piccolo che nella realtà

=

il raggio di curvatura orizzontale sembra più largo che nella realtà

COORDINAMENTO PLANO-ALTIMETRICO (6) Riassumendo:

• Un tracciato completamente curvilineo non sempre è realizzabile per la necessità di garantire dei tratti in cui il sorpasso è facilmente realizzabile. • In questi casi, il raccordo verticale deve essere inserito in un elemento del tracciato a curvatura omogenea. • E’ necessario che sia soddisfatta la corrispondenza dei vertici delle curve orizzontali e verticali e che lo sviluppo del raccordo verticale sia di poco inferiore a quello della curva planimetrica. • Si deve evitare che un raccordo verticale sottenda un tratto rettilineo e il successivo tratto curvilineo e, ancor di più, che si sviluppi in tutto o in parte in corrispondenza di una clotoide di flesso. • Nei tracciati in ambiente pianeggiante, per motivi estetici, è opportuno che lo sviluppo dei raccordi verticali sia molto superiore al minimo e che i raccordi concavi che precedono e seguono uno convesso siano più lunghi di questo. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

COORDINAMENTO PLANO-ALTIMETRICO (8) In generale, per favorire la visibilità è opportuno che le curve planimetriche non siano messe in presenza di curve altimetriche. La presenza di un dosso in una curva planimetrica riduce la visibilità diurna e notturna, facendo peggiorare anche le condizioni di stabilità del veicolo. La presenza di una sacca in una curva planimetrica riduce la visibilità notturna. Mentre per la progettazione altimetrica ci sono regole che devono essere rispettate con un certo ordine, ciò è più difficile per la progettazione planimetrica. Tuttavia in fase di progettazione planimetriuca in primo luogo è opportuno garantire che: • l’utente sia sempre nella condizione di attenzione: controllo sulla lunghezza dei rettifili, sui valori di raggio di curvatura, rispetto del diagramma della successione dei raggi R1/R2 di due curve (tulip), rispetto della distanza di visibilità per l’arresto, diagramma di velocità. • Con le altre regole, finalizzate al fatto che l’utente non deve fare manovre sbagliate, si possono fare le verifiche. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

PERDITA DI TRACCIATO (1) Quando un raccordo concavo segue un raccordo convesso, nel quadro prospettico dell’utente può rimanere mascherato un tratto intermedio del tracciato. Questa situazione è definita “ perdita di tracciato” e tale perdita può disorientare l’utente quando il tracciato ricompare ad una distanza inferiore a quelle riportate nella tabella che segue.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

PERDITA DI TRACCIATO (2) 25

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

DISTANZA DI RICOMPARSA [m]

150

180

220

280

350

420

500

560

640

720

800

860

distanza di ricomparsa

VELOCITA’ [Km/h]

1000 800

ZONA BUONA

600 400 200 0 25

40

50

60

70

80

90

100

velocità [km/h] Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

110

120

130

140

Difetti e miglioramenti (1) • Occorre evitare che il punto di inizio di una curva planimetrica coincida o sia prossimo con la sommità di un raccordo verticale convesso. Se ciò si verifica, risulta mascherato il cambiamento di direzione in planimetria. • Un miglioramento del quadro prospettico lo si ottiene anticipando l’inizio dell'elemento curvilineo planimetrico quanto più possibile.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Difetti e miglioramenti (2) • Occorre evitare che un raccordo planimetrico inizi immediatamente dopo un raccordo concavo. Se ciò si verifica la visione prospettica dei cigli presenta una falsa piega. • Quando non sia possibile spostare i due elementi in modo che le posizioni dei rispettivi vertici coincidano, un miglioramento della qualità ottica del tracciato lo si ottiene imponendo che il rapporto fra il raggio verticale Rv ed il raggio della curva planimetrica R sia ≥ 6.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Difetti e miglioramenti (3) • Occorre evitare l’inserimento di raccordi verticali concavi di piccolo sviluppo all’interno di curve planimetriche di grande sviluppo. In questo caso, la visione prospettica di uno dei cigli presenta difetti di continuità • Per correggere tale difetto occorre aumentare il più possibile il rapporto Rv/R in modo che gli sviluppi dei due raccordi coincidano

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Difetti e miglioramenti (4) • Occorre evitare il posizionamento di un raccordo concavo immediatamente dopo la fine di una curva planimetrica. Anche in questo caso nelle linee di ciglio si presentano evidenti difetti di continuità ed inoltre si percepisce un restringimento della larghezza della sede stradale che può indurre l’utente ad adottare comportamenti non rispondenti alla reale situazione del tracciato. • Questo difetto può essere ancora corretto portando a coincidere i vertici dei due elementi.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Difetti e miglioramenti (5) • Occorre evitare che il vertice di un raccordo concavo coincida o sia prossimo ad un punto di flesso della linea planimetrica. Anche in questo caso la visione prospettica è falsata e l’utente percepisce un falso restringimento della larghezza della sede stradale • Per ovviare a tale difetto si sposta il raccordo verticale verso una delle curve circolari

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Note sulla sicurezza (1) • Gli incidenti sulle livellette sono più frequenti di quelli sui tratti pianeggianti. La frequenza degli incidenti aumenta con la pendenza, al tasso dell’1,6% per ogni grado di pendenza. • La frequenza e la gravità degli incidenti sono maggiori sui tratti in discesa che su quelli in salita; nelle discese è maggiore anche il coinvolgimento di mezzi pesanti. • La differenza in altezza tra l’inizio e la fine di una livelletta è un indicatore del rischio di incidente migliore della pendenza.

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Note sulla sicurezza (2) • Nell’analisi di sicurezza di una livelletta, i principali problemi cui porre attenzione sono: – nelle livellette in discesa, l’aumento delle distanze di frenatura e il surriscaldamento dei freni dei mezzi pesanti. Bisogna pertanto evitare la presenza lungo la livelletta di elementi che aumentino la probabilità delle manovre di frenatura come: • intersezioni o altre interferenze (ferrovie, percorsi ciclistici, attraversamenti pedonali); • curve orizzontali a curvatura ridotta; • infrastrutture (ponti, gallerie, viadotti) strette; – nelle livellette in salita, i differenziali di velocità tra i veicoli passeggeri e i mezzi pesanti; – sui raccordi convessi, le ridotte distanze di visibilità; – sui raccordi concavi, l’accumulo di acqua e l’erosione accelerata delle banchina a causa del ruscellamento dell’acqua. Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Note sulla sicurezza (3) • La modifica dell’allineamento verticale è spesso una soluzione troppo costosa per essere presa in considerazione. – Un report del Transportation Research Board (del 1987) suggerisce di valutare l’ipotesi di rimodellare un dosso se • nasconde situazioni pericolose, quali curve strette o incroci; • il traffico medio giornaliero è superiore a 1.500 veicoli/giorno; • la velocità di progetto del dosso (basata sul calcolo delle distanze di arresto) è più di 32 km/h (20 mph) al di sotto della velocità di esercizio del dosso. • Soluzioni più comuni comprendono interventi sulla segnaletica, aree di controllo dei freni, corsie supplementari, letti di arresto. • Si può ricorrere anche ad interventi di tipo normativo, quali strade dedicate ai veicoli pesanti e l’obbligo del freno motore. • Segnali e strumentazioni di segnalamento

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

• • • •

Corsie supplementari Area di controllo dei freni Letti di arresto Strade dedicate ai veicoli pesanti

Costi • Modifiche dell’allineamento verticale

Note sulla sicurezza (4) Area di controllo dei freni (brake check area)

Corso di: COSTRUZIONI DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI Unità didattica: Andamento altimetrico: dossi e sacche

Letto di arresto (arrester bed)