Risposte aperte paniere di progettazione di strade

Svolgimento delle domande aperte paniere di “Progettazione di Strade” Ingegneria civile e ambientale

Docente: Bocci Edoardo

Lezione 002

Illustrare gli elementi caratteristici di una piattaforma stradale

La carreggiata è la parte della strada destinata allo scorrimento dei veicoli. Essa è composta da una o più corsie di marcia, è pavimentata ed è delimitata da strisce di margine.

La corsia è la parte longitudinale della strada, normalmente delimitata da segnaletica orizzontale, di larghezza idonea a permettere il transito di una sola fila di veicoli. La corsia è il modulo fondamentale della carreggiata.

• Corsia di marcia: corsia facente parte della carreggiata, destinata alla normale percorrenza o al sorpasso.
• Corsia riservata: corsia di marcia destinata alla circolazione esclusiva di una o solo di alcune categorie di veicoli.
• Corsia specializzata: corsia destinata ai veicoli che si accingono ad effettuare determinate manovre, quali svolta, attraversamento, sorpasso, decelerazione, accelerazione, manovra per la sosta o che presentino basse velocità, corsia di arrampicamento, o altro.
• Corsia di emergenza: corsia, adiacente alla carreggiata, destinata alle soste di emergenza, al transito dei veicoli di soccorso ed, eccezionalmente, al movimento dei pedoni.

La banchina è la parte della strada, libera da qualsiasi ostacolo, segnaletica verticale, delineatori di margine, dispositivi di ritenuta, compresa tra il margine della carreggiata e il più vicino tra i seguenti elementi longitudinali: marciapiede, spartitraffico, arginello, ciglio interno della cunetta, ciglio superiore della scarpata nei rilevati. Crea un franco di sicurezza tra la corsia e gli elementi disposti lungo i margini.

La piattaforma è la parte della sede stradale che comprende una o più carreggiate complanari, le banchine, i margini eventuali interno e laterale, le corsie riservate, le corsie specializzate, le fasce di sosta laterale e le piazzole di sosta o di fermata dei mezzi pubblici, se esistenti.

Il marciapiede è la parte della strada, esterna alla carreggiata, rialzata o altrimenti delimitata e protetta, destinata ai pedoni. Il dispositivo di ritenuta è un elemento di protezione volto ad evitare la fuoriuscita dei veicoli dalla piattaforma o comunque a ridurne le conseguenze dannose.

La fascia di pertinenza è la striscia di terreno compresa tra la carreggiata più esterna e il confine stradale. È parte della proprietà stradale e può essere utilizzata solo per la realizzazione di altre parti della strada. La fascia di rispetto è la striscia di terreno, esterna al confine stradale, sulla quale esistono vincoli alla realizzazione, da parte del proprietario del terreno, di scavi, costruzioni, recinzioni, piantagioni, depositi e simili. Per la larghezza vedere gli articoli 26, 27 e 28 del DPR 495/92.

La fascia di sosta laterale è la parte della strada adiacente alla carreggiata, separata da questa mediante striscia di margine discontinua e comprendente la fila degli stalli di sosta e la relativa corsia di manovra.

Quali sono le distanze di visibilità che vanno verificate in ambito stradale?

La distanza di visuale libera rappresenta la lunghezza del tratto di strada che il conducente riesce a vedere davanti a sé senza considerare l’influenza delle condizioni del traffico, atmosferiche e di illuminazione della strada. In fase progettuale tale distanza deve essere sempre confrontata con le seguenti distanze di visibilità:

• Distanza di visibilità per l'arresto = spazio minimo necessario perché un conducente possa arrestare il veicolo in condizione di sicurezza davanti ad un ostacolo imprevisto.
• Distanza di visibilità per il sorpasso = lunghezza del tratto di strada occorrente per compiere una manovra di completo sorpasso in sicurezza, quando non si possa escludere l’arrivo di un veicolo in senso opposto.
• Distanza di visibilità per la manovra di cambiamento di corsia = lunghezza del tratto di strada occorrente per il passaggio da una corsia a quella ad essa adiacente nella manovra di deviazione in corrispondenza di punti singolari, intersezioni, uscite, ecc.

Lezione 003

Come variano le velocità e le pendenze trasversali nei rettifili e nelle curve circolari?

Rettifili pendenze trasversali.

La pendenza trasversale nasce dall’esigenza di garantire un rapido deflusso delle acque superficiali. In rettifilo, indipendentemente dal tipo di strada, la pendenza trasversale minima, inclinata verso l’esterno, delle falde della carreggiata è ic = 2.5% (q = 0.025). Valori inferiori possono essere impiegati solo nei tratti di transizione tra due elementi del tracciato caratterizzati da pendenze opposte seguendo comunque adeguati accorgimenti.

Curve circolari pendenze trasversali.

Quali sono gli elementi planimetrici di un tracciato stradale?

• Rettifili.
• Curve circolari.
• Curve a raggio variabile.

Curve circolari.

I parametri geometrici fondamentali sono il raggio di curvatura R e lo sviluppo L. La curva circolare deve essere progettata in modo da garantire sicurezza e confort di guida. Per essere percepita correttamente deve avere uno sviluppo corrispondente ad un tempo di percorrenza di almeno 2.5 secondi valutato con riferimento alla relativa velocità di progetto.

Lezione 004

Qual è l'equazione della clotoide?

Dalla geometria è noto che:

Integrando membro a membro si ha:

L’equazione parametrica della clotoide di parametro A può essere integrata attraverso due metodi:

• Mediante gli integrali di Fresnel.
• Mediante lo sviluppo in serie di Mac Laurin.

Lezione 005

In base a quali metodi è possibile creare geometricamente lo scostamento necessario per l'inserimento della clotoide?

L’inserimento della clotoide: raccordo a raggio conservato.

Il raggio R rimane invariato e per inserire il raccordo tra rettifilo e cerchio occorre spostare o il rettifilo o il cerchio.

L’inserimento della clotoide: raccordo a centro conservato.

Il centro della curva M rimane fisso, il raggio iniziale R1 subisce un accorciamento assumendo il valore R1’ < R1. Tale metodo è poco usato, soprattutto quando il raggio R1 è prossimo a Rmin fissato dalla normativa, poiché si incorre nel rischio di avere R1’ < Rmin.

L’inserimento della clotoide: raccordo a vertice conservato R2’ <.

Il vertice rimane fisso, il raggio iniziale R2 subisce un accorciamento assumendo il valore R2, il centro M si sposta verso il vertice assumendo la nuova posizione M’. Tale metodo è poco usato poiché il nuovo raggio di curvatura tende ad assumere valori estremamente ridotti (R2‘ << R2).

Lezione 006

In cosa consiste la verifica del parametro della clotoide?

Le verifiche relative al parametro di scala A vengono effettuate prendendo in considerazione le seguenti grandezze operative:

• Il contraccolpo, ossia la variazione trasversale dell’accelerazione non compensata nell’unità di tempo (c = dat / dt).
• La velocità di rotazione trasversale della sagoma stradale.
• L’angolo di deviazione finale τf.

Imponendo la velocità di percorrenza costante (V=cost.), si ottengono i tre criteri, dinamico, costruttivo ed ottico, che consentono di calcolare l’intervallo di oscillazione del parametro A (Amin ≤ A ≤ Amax).

Lezione 007

Quali sono le tipologie di clotoidi impiegate in campo stradale, in funzione degli elementi da raccordare?

A seconda degli elementi planimetrici del tracciato che vengono raccordati dalla clotoide si possono identificare tre principali casistiche:

• Raccordo di transizione tra rettifilo e curva circolare.
• Raccordo di continuità tra due archi di cerchio uno interno all’altro ma non concentrici, i centri devono essere diversi, percorsi nello stesso verso.
• Raccordo di flesso tra due archi di cerchio esterni l’uno dall’altro e percorsi in verso opposto.

Come varia la pendenza trasversale nelle clotoidi?

Lezione 008

Che forma ha un raccordo altimetrico e come si dimensiona?

Il raccordo verticale evita bruschi cambiamenti di pendenza tra le livellette successive. I raccordi verticali sono realizzati con archi di parabola quadratica ad asse verticale. Il parametro geometrico che definisce il raccordo parabolico è il raggio RV del cerchio osculatore nel vertice della parabola. Il cerchio osculatore in un punto P0 ad una data curva è la posizione limite di un cerchio passante per tre punti P0, P e Q, quando P e Q tendono entrambi al punto P0.

I raccordi verticali possono essere convessi, concavità rivolta verso il basso, o concavi, viceversa.

Si definisce dosso quel particolare raccordo convesso generato da due livellette di segno opposto, mentre si definisce sacca o cunetta quei raccordi concavi tra livellette di segno opposto.

Lo sviluppo del raccordo verticale può essere determinato tramite la seguente formula:

Dove:

• L = lunghezza del raccordo parabolico misurata sulla proiezione orizzontale.
• Rv = raggio del cerchio osculatore nel vertice della parabola.
• Δi = valore assoluto della differenza di pendenza delle due livellette, pendenza positiva se la strada è in salita, pendenza negativa se la strada è in discesa, = |i1 - i2|.

Quali sono gli elementi altimetrici di un profilo stradale?

Elementi del profilo altimetrico.

Il profilo longitudinale stradale è costituito da una successione di tratti rettilinei, livellette, e tratti curvilinei, raccordi verticali. La massima pendenza che si può assegnare dipende dall’entità e tipo di traffico, caratteristiche dei veicoli, dai valori minimi di velocità ed accelerazione che si è disposti ad accettare e dai costi di costruzione. I valori della pendenza massima possono essere aumentati di una unità qualora 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.

Lezione 009

Che verifiche vanno eseguite su un raccordo altimetrico?

Lezione 010

In cosa si differenzia l'impostazione moderna della progettazione stradale rispetto al precedente metodo del tracciolino?

L’impostazione tradizionale, usata fino a circa 15 anni fa, si basa sul cosiddetto metodo del tracciolino:

• Il rettifilo è l’elemento base.
• Problematiche legate a rettifili troppo lunghi.

L’impostazione moderna si sviluppa come alternativa al metodo del tracciolino, che privilegia il rettifilo. L’impostazione moderna presenta le seguenti caratteristiche:

• La curva è l’elemento base.
• Consente di riconoscere sempre la velocità di progetto.
• Strade a una corsia per senso di marcia va verificato il livello di servizio e garantita al distanza di visibilità per il sorpasso in almeno il 20% del tracciato.

Lezione 011

Con quale criterio si progetta il profilo altimetrico di una strada?

Inserendo manualmente livellette e raccordi verticali il progettista realizza il profilo altimetrico, linea rossa, cercando di minimizzare il più possibile la differenza di quota tra andamento del terreno e profilo di progetto.

Minimizzare la differenza di quota tra terreno e progetto significa minimizzare i movimenti terra legati alle operazioni di sterro e riporto, e quindi minimizzare i costi di realizzazione dell’opera. Dal punto di vista operativo si possono ridurre i volumi di sterro e riporto utilizzando più livellette o agendo sulla planimetria. Negli elaborati progettuali si riportano:

• L’andamento del terreno.
• Le livellette non raccordate.
• Il profilo di progetto, livellette raccordate.

Lezione 012

In quali situazioni è conveniente inserire dei muri di sostegno nelle sezioni trasversali?

Quando le scarpate laterali presentano problemi di stabilità oppure quando la zona di occupazione risulta eccessivamente estesa, diventa necessario inserire dei muri di sostegno.

I muri che sostituiscono, totalmente o in parte, le scarpate in trincea sono detti muri di controripa.

I muri sistemati alla base delle scarpate in rilevato sono detti muri di sottoscarpa.

I muri che, nelle sezioni in rilevato, hanno la sommità alla stessa quota della piattaforma stradale prendono il nome di muri a ciglio strada.

Cosa sono le sezioni trasversali e quali tipologie possono assumere?

La sezione trasversale è l’intersezione del corpo stradale e del terreno con un piano verticale normale all’asse stradale in corrispondenza delle sezioni topografiche e geometriche.

Esse evidenziano l’andamento trasversale del corpo stradale e del terreno e forniscono gli elementi necessari per il calcolo del volume del solido stradale, movimenti terra.

A seconda della differenza tra le quote di progetto si possono avere sezioni:

• In rilevato.
• In trincea.
• A mezza costa.

Se le differenze di quota risultano di notevole entità, può essere economicamente vantaggioso realizzare gallerie e viadotti.

Sono dette sezioni in rilevato le sezioni stradali che hanno tutte le quote di progetto della piattaforma superiori a quelle del piano di campagna.

Sono dette sezioni in trincea le sezioni stradali che hanno tutte le quote di progetto della piattaforma inferiori a quelle del piano di campagna.

Sono dette sezioni a mezza costa le sezioni stradali che hanno le quote di progetto della piattaforma in parte superiori e in parte inferiori a quelle del piano di campagna.

Lezione 013

In cosa consiste il metodo delle sezioni ragguagliate?

Per calcolare i movimenti terra bisogna determinare il volume del solido stradale. Si utilizza il metodo delle sezioni ragguagliate. Secondo tale metodo il volume Vm del solido stradale compreso tra le sezioni A1 e A2 distanti d si può calcolare tramite la seguente formule:

Lezione 014

Per quale motivo la larghezza della strada deve essere aumentata nelle curve circolari?

Nei tratti in curva l’ingombro dei veicoli aumenta rispetto a quello che si ha in rettifilo, in misura tanto maggiore quanto più piccolo è il raggio della curva. Occorre quindi consentire la sicura iscrizione dei veicoli nei tratti in curva conservando i necessari franchi fra la sagoma limite dei veicoli ed i margini delle corsie.

Per le curve circolari è prescritto un allargamento E [m] per ciascuna corsia in funzione del raggio esterno della corsia R [m].

Lezione 016

Che cos’è il diagramma delle velocità?

Il diagramma delle velocità è la rappresentazione grafica dell’andamento della velocità di progetto Vp in funzione della progressiva dell’asse stradale.

Si costruisce, sulla base del solo tracciato planimetrico, calcolando per ogni elemento l’andamento della velocità di progetto, che deve sempre risultare Vp,min ≤ Vp ≤ Vp,max.

Il limite superiore Vp,max corrisponde alla massima velocità compatibile, entro i limiti di sicurezza, in rettifilo o per gli elementi meno vincolanti.

Il limite inferiore Vp,min corrisponde alla velocità di progetto degli elementi più vincolanti.

Tali valori determinano l’intervallo di velocità, che definisce il campo dei valori di velocità sulla base dei quali vengono dimensionati gli elementi geometrici del tracciato, rettifili, curve circolari e clotoidi:

• Gli intervalli ampi permettono al progettista l’adeguamento del tracciato al territorio, versatilità, ma potrebbero non consentire il controllo condizionato di velocità sull’utente.
• Gli intervalli ridotti permettono di costringere l’utente ad un certo comportamento, condizionamento, ma restringono la libertà di scelta del progettista.

La lunghezza di transizione DT è la lunghezza in cui la velocità passa, con un prefissato valore di accelerazione o decelerazione, dal valore Vp1 a quello Vp2 relativi a due elementi che si succedono.

La distanza di riconoscimento Dr è la lunghezza massima del tratto di strada entro il quale il conducente può riconoscere eventuali ostacoli e avvenimenti. L’apprezzamento di una variazione di curvatura dell’asse, che consente al conducente di modificare la sua velocità, può avvenire solo all’interno della distanza di riconoscimento.

La distanza di visuale libera Dv è la distanza alla quale il conducente riesce a vedere un eventuale ostacolo posto lungo la propria traiettoria.