Opere stradali in Italia - Tesina per istituto tecnico statale per geometri

Questi elementi vengono ricavati da un rilievo topografco se si tratta di un progetto esecutivo,

se il progetto è di massima questi dati vengono misurati sulla planimetria. Una volta ottenuti i

dati necessari si assume un’orizzontale a cui si assegna una quota intera e inferiore a quella

x y

che ha il picchetto altimetricamente più basso. Si assumono due scale diverse per le e le

perché il disegno con scale uguali sarebbe difficilmente leggibile in quanto le pendenze sono

modeste raffrontate alle distanze. La scala delle distanze è quella della planimetria (1:1000 o

1:2000), mentre quella per le quote è solitamente dieci volte più grande (1:100 o 1:200). Sotto

questa orizzontale vengono riportati i picchetti, la loro distanza parziale, la distanza progressiva

a partire dall’origine, la quota del terreno, la quota di progetto (questa casella verrà completata

in un secondo tempo), distanze ettometriche e i dettagli su curve e rettifli.

N.B. i picchetti devono essere riportati utilizzando le distanze progressive poiché comportano

un minore errore nella restituzione dei punti.

Da ogni picchetto viene tracciata una verticale sulla quale si riporta il dislivello tra la quota del

picchetto e la quota di riferimento opportunamente scalata unendo questi vari segmenti si

ottiene il proflo del terreno che solitamente è troppo irregolare per assumerlo come base della

piattaforma stradale.

Verranno tracciate delle livellette, cioè tratti di strada a pendenza costante, tenendo presente

alcuni criteri già citati in precedenza:

pendenza massima che viene fatta in funzione del tipo di veicoli che dovranno transitare

 sulla strada, non può mai essere superata fatta eccezione per alcuni casi in cui è consentito

per un breve tratto un aumento dell’ 1%;

le livellette non devono distaccarsi eccessivamente dal proflo naturale del terreno in modo

 da evitare eccessivi movimenti di terra;

evitare di cambiare pendenza in curva;

 evitare di cambiare bruscamente la pendenza tra due livellette consecutive, è consigliabile

 inserire tra le due uno o più tratti con pendenze intermedie;

un tratto con pendenza positiva a cui ne segue un altro con pendenza negativa, o

 viceversa, deve avere una livelletta intermedia orizzontale;

in corrispondenza di curve, soprattutto se di piccolo raggio, è opportuno diminuire la

 pendenza;

in corrispondenza di ponti e viadotti le livellette devono essere orizzontali o con una

 pendenza limitata.

E’ consigliabile comunque che la lunghezza delle livellette non sia troppo piccola poiché si

avrebbe un andamento altimetrico troppo irregolare che influirebbe negativamente sul traffico.

Nella tavola vengono poi inserite le quote di progetto che vengono calcolate come segue:

p•d

Q = Q +

L p d

Dove Q è la quota del picchetto, Q è la quota iniziale della livelletta, è la pendenza, è la

L

distanza tra l’inizio della livelletta e il picchetto.

Le distanze ettometriche sono rappresentate da una tre righe riempite a scacchiera ogni 100

m. Nella casella rettifli e curve viene tracciata una linea continua che in corrispondenza delle

curve si sposta verso l’alto o verso il basso a seconda che la curva sia verso sinistra o verso

destra; vengono poi riportati i dati caratteristici dei rettilinei (lunghezza) e delle curve (angolo

al centro, raggio, tangente, sviluppo).

Sopra il proflo vengono riportate le caratteristiche delle livellette, cioè lunghezza e pendenza.

Dopo aver calcolato la “quota rossa”, cioè la differenza fra quota del progetto 9

e del terreno, si riporta sopra o sotto a seconda che sia positiva o negativa. Spesso viene

anche disegnata la scala grafca delle pendenze che può essere utile in fase di studio e di

verifca. Nel progetto in esame sono state inserite 5 livellette:

I°: p = 4,84 % ; l = 263,65 m

II°: p = 2,59 % ; l = 248,53 m

LE SEZIONI TRASVERSALI

Si ottengono immaginando di sezionare il terreno con piani perpendicolari all’asse stradale in

corrispondenza dei picchetti, se si trovano in una curva questi convergono verso il centro di

essa. Le sezioni vengono numerate progressivamente come si è già visto per planimetria e

sezione longitudinale e vengono disegnate in scala 1:100. Per poter disegnare le sezioni è

necessario conoscere l’andamento del terreno a monte e a valle della strada per una distanza

di circa 10 m rispetto all’asse stradale, ciò può essere ottenuto mediante un rilievo del terreno

o, nel caso di progetto di massima, letto su una planimetria. Per disegnare le sezioni si assume

una orizzontale di riferimento più bassa di tutte le quota della sezione, si traccia il proflo del

terreno con lo stesso criterio che si è seguito per la sezione longitudinale. Sulla verticale del

picchetto d’asse si riporta la quota rossa (al di sopra del terreno se positiva, al di sotto se

negativa) e si traccia il segmento che rappresenta la piattaforma stradale, se a lato della sede

stradale vi è scavo, bisogna prevedere la costruzione di una cunetta per lo smaltimento delle

acque piovane. Vengono poi tracciate le scarpate laterali , con scarpa 3/2 per i riporti e 1/1 per

gli scavi.

Convenzionalmente le aree di scavo sono colorate in giallo (o tratteggiate), mentre le aree di

riporto sono di colore rosso (o punteggiate). Si possono incontrare vari casi:

sezioni tutto in rilevato, quando la strada è completamente al di sopra del proflo del

 terreno (fg.12);

sezioni tutto in scavo, quando la strada è completamente al di sotto del proflo del terreno

 (fg.13);

sezioni miste o a mezza costa, quando la strada è in parte sopra e in parte sotto il proflo

 del terreno (fg.14). 10

Fig.12 Fig.13 Fig.14

Si debbono anche calcolare le quote rosse in alcuni punti della sezione in modo da poter

calcolare in un secondo tempo le aree di scavo e riporto, le sezioni vengono completate

inserendo nel disegno:

numero della sezione;

 quota di riferimento dell’orizzontale;

 distanze parziali;

 quote del terreno;

 quote di progetto;

 quote rosse;

 due tabelle a lato che riportino i calcoli delle aree di scavo e riporto (per il metodo di calcolo

 vedere il capitolo seguente).

Calcolo delle Aree

Il calcolo delle aree nelle sezioni consiste nel determinare le aree di scavo e di riporto mediante

i dati precedentemente calcolati. Esistono metodi: grafci; meccanici, (si utilizzano planimetri);

programmi di calcolo, mediante l’utilizzo di software; analitici, la sezione si scompone in fgure

geometriche più semplici delle quali sono noti gli elementi, l’area della sezione è data dalla

somma delle aree scomposte. Il calcolo del volume di terra compreso fra due sezioni

consecutive può essere effettuato considerando le loro aree totali solo quando le due sezioni

considerate sono omogenee (entrambe di scavo o di riporto) o non omogenee (una tutta di

scavo, l’altra tutta di riporto e viceversa). Se nelle sezioni vi sono punti di passaggio fra scavo e

riporto si devono tracciare piani verticali da prolungare alla sezione che segue e che precede

quella considerata. Le sezioni risultano così parzializzate.

Prima di incominciare il calcolo delle aree è necessario analizzare dapprima la sezione

precedente e seguente quella in esame per verifcare la necessità o meno di parzializzare. Nel

calcolo delle aree non viene inclusa l’area occupata dal marciapiede. Le aree ottenute vanno

inerite in due tabelle (una per lo scavo, una per il riporto) a lato della sezione che contengono i

valori delle aree totali e di quelle parzializzate, ove ce ne siano.

Calcolo dei Movimenti di Terra

I movimenti di terra sono una voce rilevante sul costo complessivo di una strada, il costo è

differente a seconda che si tratti di spostamenti longitudinali o trasversali. E’ necessario

calcolare i volumi complessivi di scavo e di riporto che si ottengono come somma dei volumi

compresi fra due sezioni consecutive, ciò permetterà di quantifcare gli spostamenti di terra e

successivamente i costi. Esistono due metodi per calcolare i volumi dei movimenti di terra:

analitico, mediante processi matematici (utilizzando la formula delle sezioni ragguagliate) si

 calcolano i volumi tra le sezioni e alla fne si sommano;

grafci.



Il movimento di terreno può essere:

trasversale, avviene nelle sezioni miste, la terra viene scavata e poi riportata a valle;

 longitudinale, si ha quando la terra in eccedenza in una sezione di scavo deve essere

 trasportata parallelamente all’asse stradale in un’altra sezione di riporto.

Con il metodo grafco si dovranno redigere vari elaborati: diagramma delle aree, diagramma

con i compensi trasversali, diagramma depurato, diagramma di Brückner.

1. Diagramma delle Aree: x

E’ un grafco, sull’asse delle sono riportate le distanze

y 2

progressive dei picchetti mentre sulle sono riportate, in una opportuna scala (es. 1cm=1m ),

y

le aree delle sezioni. Sopra l’asse delle vengono disegnati i riporti, mentre sotto gli scavi. Il

diagramma è formato da spezzate in quanto si ritiene che fra le due sezioni successive l’area

abbia una variazione lineare in funzione della distanza. 11

Nel disegno si potranno presentare vari casi:sezioni consecutive omogenee di riporto o di

scavo: dopo aver riportato i picchetti sulle ascisse da essi si tracciano dei segmenti che

rappresentano le aree, infne si uniscono le estremità dei segmenti (fg.15-16);

Fig.15 Fig.16

sezioni consecutive non omogenee: dopo aver

riportato i picchetti sulle ascisse da essi si tracciano

dei segmenti che rappresentano le aree uno sarà

diretto verso l’alto, l’altro verso il basso; infne si

uniscono le estremità dei segmenti (fg.17) si verrà a

creare un punto che rappresenta la linea di passaggio

tra scavo e riporto

sezioni consecutive una di riporto (fg.18), o di scavo(fg.19), e una mista: si riportano i

picchetti sulle ascisse; si devono prendere in esame le due sezioni a sinistra del piano verticale

e si considerano come se fossero due sezioni normali e si procede come nel caso precedente, si

riportano sopra e sotto la fondamentale le aree in una appropriata scala, quindi si uniscono i

segmenti. Ora si prende in esame la parte a destra del piano verticale e si procede come sopra.

Si noterà che c’è una sovrapposizione tra il triangolo e il trapezio dei riporti (o degli scavi), si

P, P’

traccia la perpendicolare della fondamentale nel punto si unisce il punto con R (o S ) e si

1 1

otterrà un triangolo equivalente a quello precedente con stessa base e altezza;

Fig.18 Fig.19

sezioni consecutive entrambe miste con punti di passaggio alla stessa distanza dall’asse

stradale: dopo aver riportato i picchetti sulle

ascisse da essi si tracciano dei segmenti che

rappresentano le aree uno sarà diretto verso

l’alto, l’altro verso il basso; infne si uniscono le

estremità dei segmenti e si verranno a creare

un’area di riporto e una di scavo (fg.20);

sezioni consecutive entrambe miste con punti di

passaggio a distanza diversa dall’asse stradale:

questo caso è l’insieme dei due casi del punto 3, le

12

sezioni verranno parzializzate in tre parti e si creeranno due triangoli sovrapposti che andranno

riportati sopra e sotto (fg21). Fig.21

2. Diagramma delle Aree con i compensi trasversali: Dopo aver disegnato il diagramma

delle arre è necessario togliere tutti quei volumi che saranno spostati trasversalmente, cioè

dovrà essere effettuato un compenso trasversale. Questo si ottiene immaginando di ribaltare

attorno all’orizzontale di riferimento l’area superiore di riporto e quella inferiore di riporto, le

parti in comune ai due diagrammi rappresentano i compensi trasversali che andranno

rappresentati mediante un tratteggio a 45°.

3. Diagramma delle Aree depurato: Questo successivo diagramma si ottiene eliminando i

compensi trasversali, mettendo così in evidenza i compensi longitudinali, si riportano i

segmenti che rappresentano la differenza tra i riporti, o gli scavi, e i compensi. Unendo i vari

segmenti si otterrà il diagramma delle aree depurato.

4. Diagramma di Brückner : Lo studio del diagramma di Brückner permette di prendere