Costruzione di strade ferrovie ed aeroporti T

Costruzione di strade, ferrovie ed aeroporti T

Redazione del progetto stradale

Si fa una classificazione delle strade, creata sulla base del Nuovo Codice della Strada – NCS (DL.285/1992): autostrade extraurbane/urbane, strade extraurbane principali, strade extraurbane secondarie, strade urbane di scorrimento, strade urbane di quartiere, strade locali extraurbane/urbane.

Le principali fonti sono:

• DL 30/4/1992, n. 285 e succ. Nuovo Codice della Strada e relativo regolamento
• D.M. 5/11/2001, n. 6792 “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade”
• Norme del CNR, articolate in Bollettini Ufficiali (BU), hanno un valore di riferimento, siccome sono recepite nelle norme tecniche dei progetti stradali, detti particolati stradali
• Norme UNI-EN, si trovano nell’ambito dei materiali stradali e dei dispositivi di sicurezza, ma non della configurazione geometrica
• Norme nazionali e regionali per la Valutazione di Impatto Ambientale (VIA)
• Linee guida ministeriali per la sicurezza stradale, importanti per la valutazione delle infrastrutture esistenti
• Direttive UE, es: 2008/96/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio sulla gestione della sicurezza delle infrastrutture stradali, che derivano da disposizioni per il contenimento e la riduzione dell’incidentalità nazionale

In particolare, nel quinquennio tra il 2000 e il 2005, ci fu il passaggio della maggioranza delle strade gestite dall’ANAS alla competenza regionale. Questo non porta un vantaggio dal punto di vista dei miglioramenti qualitativi, dell’infrastruttura, della gestione, della manutenzione per cui la politica si sta invertendo negli ultimi anni.

Per la redazione del progetto stradale si deve fare riferimento alla legge sugli appalti, detta Legge Merloni 109/94, che è stata aggiornata fino all’ultima versione del 2016. È una legge che riguarda i rapporti tra la pubblica amministrazione ed i fornitori dei servizi. La legge più recente è DL 50, si hanno tre livelli di progettazione:

• Progetto di fattibilità tecnica ed economica: definisce le caratteristiche qualitative e funzionali dei lavori, il quadro delle esigenze da soddisfare e delle specifiche prestazioni da fornire (domanda di trasporto)
• Progetto definitivo: individua compiutamente i lavori da realizzare e contiene tutti gli elementi necessari ai fini del rilascio delle prescritte autorizzazioni ed approvazioni
• Progetto esecutivo: determina in ogni dettaglio i lavori da realizzare ed il relativo costo previsto, è possibile avviare le procedure di valutazione ambientale e di esproprio

Nel primo si deve avere un’idea delle dimensioni principali, come altezza, larghezza e collocazione; nel secondo si deve essere certi di tutte le dimensioni al centimetro; nell’ultima si vanno a mettere tutte le disposizioni dei ferri e si individuano.

La novità apportata dal nuovo codice sugli appalti è il recepimento delle diverse direttive dell’UE e l’abrogazione dei decreti legislativi precedenti. Fino al 2001 c’erano due livelli di progettazione, il progetto di massima e il progetto esecutivo. Poi si è passati, nel 94 con la Merloni, a tre livelli di progettazione, i quali sono stati confermati nel 2016: progetto di fattibilità tecnico-economica, progetto definitivo e progetto esecutivo.

Progetto di un nuovo tratto di strada

Per il progetto di un nuovo tratto di strada, come prima cosa occorre disporre del supporto cartografico, ricorrendo alla CTR, cioè la carta tecnica regionale, che è costruita su base aerofotogrammetrica. Il territorio regionale è in scala 1:100.000, che a loro volta sono dettagliati in dettaglio 1:25.000, le aree urbane e extraurbane sono in scala 1:5000, che a livello di progetto definitivo può essere sufficiente, soprattutto se si affianca ad una cartografia base CTR un prelievo in sito, quindi un controllo degli aspetti che possono non essere aggiornati sulle CTR.

Si utilizza la rappresentazione a isoipse, che sono curve caratterizzate da quota costante, ottenute dalle intersezioni del modello digitale del terreno con piani orizzontali equidistanti. Queste sono utili per notare avvallamenti pronunciati, corsi d’acqua, si individuano zone più pendenti e dove la superficie è più pianeggiante, dove le linee saranno più distanziate.

Criteri di scelta: si cerca una soluzione ottimale, il miglior compromesso tra un andamento altimetrico del terreno non troppo acclive, per non dover progettare opere dispendiose, cioè opere eccezionali, ma allo stesso tempo senza allungare troppo il tracciato, siccome il costo è rappresentato anche dall’estensione della strada stessa.

Il flusso di progetto consente di determinare che tipo di strada occorre progettare, in base alla domanda di trasporto che si deve soddisfare. Nel caso di un flusso che riguarda un ramo esistente, si possono fare dei censimenti dei veicoli che devono essere rappresentativi delle varie situazioni durante l’anno, devono tenere quindi conto della periodicità stagionale, della periodicità giornaliera e devono diversificare veicoli pesanti e veicoli leggeri, importante dal punto di vista dell’impegno della sezione stradale. Ma nel caso di un ramo ex-novo, occorre fare dei modelli, si deve avere il censimento delle reti circostanti, per determinare ciò che si definisce domanda di mobilità. Il TGM di un ramo è il numero di veicoli in transito nei due sensi di marcia durante le 24 ore, calcolato su base annuale, per cui si tratta di una media pesata del TGM diurno e del TGM notturno, che saranno individuati in funzione degli orari in cui sono stati fatti i rilievi.

Il TGM definisce, non solo la sezione stradale, ma anche la vita utile espressa in numero di assi che transiteranno sulla sezione stradale dall’anno zero all’anno di progetto. I rilievi vengono fatti dagli enti, come ANAS e enti proprietari, dovrebbero essere aggiornati almeno ogni 5 anni, distinguendo il TGM leggero, per veicoli con carico autorizzato inferiore alle 3 tonnellate, dai veicoli pesanti.

Al fine di determinare la sezione stradale è importante definire il traffico orario, perché si definisce la sezione stradale in funzione del livello di servizio che potrà consentire in base al flusso prevedibile, di norma si accettano dei livelli di servizio, che sono il livello qualitativo del traffico in una certa strada in funzione della sua capacità massima, ma non si determina in base al traffico orario massimo, perché si otterrebbero delle sezioni sovradimensionate per la maggior parte dell’anno. Per cui si deve determinare i flussi orario mettendoli in grafico, con in ascissa le ore e in ordinate i flussi, andando ad indicare in corrispondenza delle ore la portata che viene raggiunta un certo numero di volte durante l’anno. Una volta così ottenuta la curva delle frequenze del flusso orario, è possibile stabilire rispetto a quale flusso fare progettazione, di norma si sceglie la Q30, cioè la portata della trentesima ora, cioè per 30 ore all’anno il flusso sarà superiore alla portata di progetto, per cui si creeranno condizioni di livello di servizio più scadenti, ma il dimensionamento della sezione sarà più contenuto. Se la curva delle frequenze non può essere tracciata, perché i rilievi non sono sufficientemente dettagliati o estesi, ma si conosce il TGM, esterno delle correlazioni che consentono di ricavare il Q30, in particolare una dice che il Q30 è circa compreso tra 0,12 e 0,18 del TGM. Questa è la portata dei veicoli complessivi, per cui si deve conoscere o ipotizzare la percentuale di veicoli pesanti rispetto al traffico totale, si tiene conto di un 15/25% di traffico pesante rispetto al traffico totale. Si può quindi ricavare Qe, cioè la portata equivalente, che è data dalla somma della Q30 dei soli veicoli leggeri e la Q30 dei veicoli pesanti moltiplicata per 2. Ma poi occorre tenere conto che durante la vita utile della strada, il traffico può aumentare, quindi per ottenere il traffico orario futuro Qp, che serve per dimensionare non solo l’arco nell’istante iniziale, ma anche finale, si può ottenere con la formula del Road Research Laboratory: , dove i è il tasso di incremento annuo del traffico, y sono gli anni trascorsi dall’ultimo censimento, 20 rappresenta il numero di anni rispetto ai quali si vuole calcolare il montante del traffico.

Composizione della sezione

In funzione del tipo o della categoria della strada, e composizione della carreggiata, sono fissati i livelli di servizio minimo e la portata oraria. Infatti, noto il traffico orario futuro in ambito territoriale, si possono determinare i tipi di strada idonei. Nota la categoria della strada, ci sono appositi prospetti dove si forniscono dettagli aggiuntivi per le varie categorie. Vengono forniti gli elementi modulari che costituiscono la piattaforma, quindi il margine interno, lo spartitraffico, le corsie, le banchine, corsie di sosta, e l’intervallo di velocità di progetto.

Pendenza trasversale minima: In base alla categoria e all’ambito di ubicazione della strada viene individuata la pendenza trasversale massima (i, percentuale – qmax, decimali), che è la conformazione che ha la sezione stradale intersecata da un piano verticale perpendicolare all’asse della strada. Una strada, infatti, non è mai perfettamente piana orizzontale, questo per consentire l’allontanamento delle acque e in curva la conformazione cambia rispetto al rettifilo, perché in rettifilo le pendenze sono disposte a displuvio, dove la quota massima è in corrispondenza dell’asse stradale e lo scorrere delle acque avviene simmetricamente con due pendenze uguali ed opposte ai lati, mentre in curva la pendenza assume un assetto costante monotono con lo scolo delle acque che va dall’estremità esterna della curva all’estremità interna. Questo corrisponde a un’esistenza di stabilità del moto perché configurando la curva in questo modo, si va a compensare con il peso del veicolo una parte della forza centrifuga che tende a farlo scorrere verso l’esterno, quindi a parità di raggio di curvatura si ottengono delle velocità teoriche di percorrenza più elevate.

Nota la pendenza trasversale massima e l’intervallo di velocità di progetto relativi alla tipologia di strada, si determina il raggio minimo delle curve. Per fare questo c’è una formula fornita dal DL 5/11 del 2001, dove il raggio è in funzione della velocità di progetto, della pendenza trasversale massima e del coefficiente di aderenza trasversale massimo. Per determinare il raggio minimo occorre considerare la velocità minima dell’intervallo delle velocità di progetto. Dove f di t max è il coefficiente di aderenza trasversale massima, fornito dalla normativa, varia in funzione della tipologia di strada e della velocità.

Il raggio minimo, non è il raggio con cui si deve fare il primo tentativo nel disegnare il tracciato, ma è un limite. Infatti, con raggi più grandi il tracciato risulta più scorrevole, con velocità operative più elevate.

La pendenza longitudinale massima è condizionata dal moto dei veicoli pesanti, che in rapporto alla massa hanno un apporto di aderenza più basso, cioè hanno delle ruote motrici su cui grava una frazione minima del peso rispetto agli altri veicoli, per cui sono i primi ad avere problemi in termini di aderenza. I valori della pendenza longitudinale massima aumentano al diminuire della gerarchia delle strade. Anche questo valore va considerato come limite da non superare, ma nemmeno un valore al quale tendere.

Elaborati del progetto stradale

• Relazione tecnica generale nella quale si sintetizzano gli elementi geometrici, ma anche strutturali, tecnologici della strada, anche le valutazioni che hanno portato alla scelta di un tracciato
• Tracciolino e rettifica (scala 1:1000 o 1:2000)
• Planimetria (scala 1:1000 o 1:2000)
• Profilo longitudinale per le distanze in pianta scala 1:2000 o 1:1000, per le altezze 1:200 o 1:100
• Sezioni tipo scala 1:50
• Quaderno delle sezioni scala 1:100 o 1:200
• Verifica del muro di sostegno
• Calcolo dei volumi
• Computo metrico-estimativo

Primo passo che si deve fare per individuare il tracciato, per valutare quale sia la scelta più opportuna. Per fare ciò si utilizza il tracciolino, si tratta di una spezzata a pendenza costante che collega il punto iniziale e il punto finale del tratto di strada che si deve progettare. Quindi, dati due punti A e B, questo permette di collegarli attraverso una poligonale, che sarà ottenuta attraverso un compasso nel quale fisserò un’apertura d, e progressivamente, partendo dal primo punto e proseguendo nelle curve di livello successive si arriverà al punto di destinazione.

La pendenza che si vuole attribuire alla spezzata si determina con d. Dove è l’equidistanza (dislivello delta h) tra due curve di livello successive, mentre p è la lunghezza del segmento del tracciolino ad uniforme pendenza. Puntando quindi il compasso con apertura pari a d in A si individua il punto B o B’ come intersezione dell’arco di raggio d con la curva di livello di quota Q+e.

Nel caso in cui il dislivello tra A e B sia piccolo, ad esempio con il primo tratto si raggiunge già la quota di B, significa che si è preso un’apertura di compasso troppo piccola.

Una volta trovato un tracciolino soddisfacente come combinazioni di pendenze e numero di curve inserite, si otterrà la traccia che è necessario regolarizzare sostituendola con un numero ragionevolmente più basso di tratti rettilinei e curve circolari, questa si chiamerà poligonale d’asse, l’elaborato in sé è detto rettifica. Nella rettifica occorre rifarsi a criteri generali:

• La poligonale d’asse deve discostarsi il meno possibile dal tracciolino perché se si discosta di molto il tracciato sarà comunque realizzabile, ma si avranno degli scavi consistenti andando ad aumentare il costo dell’opera
• Gli angoli sottesi da segmenti consecutivi della poligonale d’asse devono permettere l’inserimento di curve di raggio maggiore rispetto a quello minimo, ma quando le condizioni omografiche sono critiche si ricorre anche al raggio minimo
• Qualora sia necessaria la presenza di tornanti è bene realizzarli dove la pendenza del terreno è minima, questo sempre per minimizzare l’impatto della costruzione sul terreno, i tornanti vanno ubicati in zone visibili dalla planimetria perché le curve di livello sono più distanziate rispetto alla media
• Nel caso siano previste intersezioni con altre strade queste dovranno essere eseguite ortogonalmente per garantire una migliore organizzazione all’intersezione
• In corrispondenza di corsi d’acqua è bene che la strada sia in rettifilo e perpendicolare al corso d’acqua, in modo da ridurre il costo dell’opera, perché se si realizza un’opera obliqua rispetto all’asse dell’argine l’opera si allunga, con luci troppo grandi, che necessitano di pile intermedie

Curve circolari

Il tracciamento in planimetria sia su carta che sul posto si divide in passi. Prima di tutto si misura l’angolo al vertice alfa, formato da due segmenti rettilinei che si sono fissati come interpolazione del tracciolino. Noto alfa si sceglie il valore del raggio della curva tale per cui sia maggiore o uguale al raggio minimo. Con questi due elementi, considerando il triangolo OVT1, il segmento t, che è la lunghezza della tangente, per la tangente di alfa/2 è uguale al raggio. Per cui si ricava:

• Si ha a disposizione il vertice e nota la lunghezza di t, si va a misurare una lunghezza pari a d, che rappresenta la distanza tra il punto di tangenza della curva con la poligonale, mandando la perpendicolare di lunghezza R si trova la posizione del centro.
• In questo modo si determina anche l’angolo al centro omega e tutti gli elementi geometrici che servono per individuare il punto M, quindi l’intersezione tra l’arco di circonferenza con la bisettrice dei punti di corda.
• Una volta individuato il centro O si può tracciare sia su carta che sul posto l’arco di circonferenza che sarà l’arco identificato dai punti T1MT2, lo sviluppo della curva sarà dato dal prodotto dell’angolo al centro per il raggio, determinando così la lunghezza effettiva del tracciato, andando a sommare tutti gli altri elementi che lo costituiscono, costruendo eventualmente altre curve.

Planimetria

Il passo successivo consiste nel posizionare i picchetti, detti così perché derivano dalla materializzazione del tracciato su strada, in quanto in corrispondenza delle sezioni significative si fissano dei picchetti in corrispondenza dell’asse del corpo stradale, in modo che sia possibile individuare con precisione le aree che riguardano le varie lavorazioni. Si va quindi ad individuare un certo numero di punti, con una numerazione progressiva, questi picchetti saranno posti in corrispondenza di tutte le intersezioni dell’asse stradale con le curve di livello.

In aggiunta a questi se ne posizionano anche nei punti di tangenza delle curve (T1 e T2), a metà curva, quindi in corrispondenza della bisettrice della curva, e nel caso in cui la curva abbia uno sviluppo consistente se ne posizionano altri due equidistanti lungo l’arco di circonferenza, dal punto di tangenza e dal vertice, quindi oltre alla metà curva si contrassegnano i quarti della curva. Questi sono i criteri minimi, ma all’occorrenza i picchetti possono essere anche di più, perché magari risultano troppo distanziati.

Una volta definito l’asse longitudinale, si ha una linea che certamente va completata siccome la superficie stradale ha delle dimensioni precise, per cui si deve individuare la larghezza di ingombro effettiva della piattaforma, quindi la linea diventerà un nastro. Di norma nella planimetria in corrispondenza delle sezioni, cioè dei picchetti, si trova il numero progressivo, ma anche...