INTERSEZIONI A ROTATORIA

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1 corso di Teoria e Tecnica della Circolazione + Trasporti e Territorio a.a INTERSEZIONI A ROTATORIA PROF. ING. UMBERTO CRISALLI Dipartimento di Ingegneria dell Impresa crisalli@ing.uniroma2.it

2 Introduzione INTERSEZIONI STRADALI Intersezioni a raso Intersezioni a livelli sfalsati Svincoli Lineari Rotatoria Semaforizzate Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 2

3 Introduzione Per la scelta della tipologia d intersezione si tiene conto in particolare di: ü Sicurezza: localizzazione (visibilità, angoli di incrocio), comportamento degli utenti, statistiche degli incidenti, utenze deboli (soprattutto in ambito urbano); ü Funzionalità: ritardo medio totale, numero medio di veicoli in coda, capacità; ü Impatto ambientale: ingombri planimetrici ed altimetrici, emissioni nocive e rumore; ü Costi di costruzione e manutenzione. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 3

4 Definizione Rotatoria convenzionale Secondo una vecchia definizione, una rotatoria è un intersezione a raso non semaforizzata nella quale si realizza una serie di corti tratti di scambio, o di intreccio, allo scopo di non interrompere i flussi di traffico nel momento in cui si hanno delle reciproche manovre di attraversamento. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 4

5 Definizione Rotatoria convenzionale Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 5

6 Definizione Rotatoria moderna Secondo una nuova concezione, introdotta dalla Normativa Francese, si definiscono rotatorie quelle intersezioni che hanno i seguenti requisiti fondamentali: ü una zona centrale inaccessibile, circolare, circondata da un anello percorribile in una sola direzione (antioraria) dal traffico che proviene da più entrate; ü segnaletica specifica che ne indica la presenza e preserva la regola di precedenza nell anello. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 6

7 Definizione Rotatoria moderna Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 7

8 Definizione Rotatoria moderna La tipologia di intersezione a rotatoria moderna si è affermata per la necessità di soddisfare tre esigenze fondamentali nel campo della circolazione: 1. aumento della capacità dell intersezione; 2. miglioramento della sicurezza; 3. aumento del campo di applicabilità del tipo di intersezione. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 8

9 Definizione Rotatoria convenzionale VS Rotatoria moderna Comunemente a tutte le normative nazionali dei vari Paesi, le principali caratteristiche che differenziano le rotatorie moderne da quelle convenzionali sono: ü introduzione della precedenza sull anello; ü classificazione rigorosa in base alle dimensioni; ü forma circolare dell isola centrale; ü larghezza costante dell anello; ü introduzione di isole spartitraffico agli accessi tra il flusso entrante ed uscente; ü introduzione delle svasature in corrispondenza degli innesti. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 9

10 Definizione Regole di precedenza L introduzione del diritto di precedenza ai veicoli all interno dell anello risale: ü alla metà degli anni 60 in Gran Bretagna; ü nei primi anni 80 in Francia. In Italia vi è una totale assenza di una normativa specifica sulle rotatorie e la tardiva modifica del Codice della Strada, che solo nel 1992, con l avvento del Nuovo Codice della Strada, ha stabilito la possibilità di realizzare rotatorie con precedenza all anello: art. 7, comma 1 e art. 7, comma 1c. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 10

11 Definizione Regole di precedenza L introduzione della precedenza all interno dell anello ha portato notevoli benefici: ü ha risolto il problema dell autosaturazione della circolazione all interno dell anello; ü è possibile realizzare soluzioni che richiedono un minor consumo di spazi (rotatorie compatte e mini-rotonde); ü presenza di un regime di basse velocità di percorrenza dell anello per poter effettuare correttamente le manovre di attraversamento. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 11

12 Definizione Comportamento degli autoveicoli in transito Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 12

13 Punti di forza ü la connotazione di un luogo; ü il traffic calming, ossia la moderazione del traffico; ü la riduzione dei punti di conflitto; ü la riduzione dei tempi di attesa; ü la flessibilità degli itinerari grazie alla semplice possibilità di invertire la marcia; ü riduzione del numero e della gravità degli incidenti; ü minor inquinamento acustico e ambientale; ü segnaletica stradale semplificata; ü minori costi di gestione e di manutenzione. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 13

14 Punti di debolezza Le situazioni in cui è fortemente sconsigliata la realizzazione di una rotatoria si riferiscono ai seguenti casi: ü mancanza di spazio; ü irregolarità plano-altimetriche; ü regolazione diretta del traffico; ü sequenza di incroci coordinati da semaforizzazione; ü presenza di corsie riservate al trasporto pubblico; ü presenza di un elevato flusso di mezzi pesanti. Inoltre : ü hanno elevati costi di realizzazione; ü risultano spesso difficili da attraversare e penalizzanti per ciclisti e pedoni. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 14

15 Progettazione La progettazione di un incrocio a rotatoria è un processo complesso che interessa vari aspetti, quali: ü aspetto urbanistico: la rotatoria è concepita come un elemento di connotazione di un luogo, di identificazione di uno spazio di transizione, di caratterizzazione di un percorso; ü aspetto circolatorio: l intersezione a rotatoria è un elemento da valutare e dimensionare secondo metodologie di analisi e di progettazione dell ingegneria del traffico; ü aspetto infrastrutturale: sono richieste specifiche geometriche, indicazioni costruttive e di segnaletica. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 15

16 Progettazione Il progetto di una rotatoria è un processo iterativo le cui scelte devono realizzare il giusto compromesso tra sicurezza e regolarità della circolazione, ovvero capacità, aspetti che sono, però, tra loro contrastanti. La sicurezza si traduce infatti in una geometria dell intersezione che induce basse velocità di ingresso e di circolazione nella rotatoria, mentre purtroppo questa riduzione di velocità influenza negativamente la capacità. La fase preliminare del progetto consiste nell individuare i seguenti tre elementi: ü posizione ottimale della rotatoria; ü dimensione ottimale della rotatoria; ü andamento plano-altimetrico e sistemazione dei tronchi di approccio all intersezione. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 16

17 Progettazione Processo iterativo di progettazione Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 17

18 Sicurezza Vantaggi (1/2) Le rotatorie offrono un livello di sicurezza sicuramente maggiore rispetto ad altre tipologie di intersezioni, per effetto della riduzione sia della gravità che della numerosità degli incidenti, in quanto: 1. le rotatorie presentano un numero inferiore di punti di conflitto rispetto alle intersezioni convenzionali; 2. le basse velocità associate alle rotatorie danno modo ai guidatori di avere maggiore tempo di reazione nelle situazioni di pericolo; 3. i veicoli nelle rotatorie viaggiano a velocità simili (basse velocità relative); 4. i pedoni hanno il vantaggio di attraversare una sola direzione di traffico alla volta in ogni approccio; inoltre le isole direzionali offrono loro rifugio permettendo anche di attraversare la strada in più tempi; Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 18

19 Sicurezza Vantaggi (2/2) 5. la velocità dei veicoli a due ruote, entranti ed uscenti, è ridotta grazie ad una idonea configurazione della rotatoria; 6. eliminazione delle manovre di svolta a sinistra che sono causa della maggior parte degli incidenti mortali alle intersezioni; 7. facilità di decisione (solo svolta a destra) per ogni ramo di entrata; 8. azione di responsabilizzazione dell utenza: la rotatoria, a differenza di un incrocio regolato da semafori costringe il guidatore ad una maggiore attenzione; 9. possibilità di effettuare, in sicurezza, una manovra per lo più proibita negli incroci tradizionali: l inversione di marcia. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 19

20 Sicurezza Tipi di collisione I tipi di collisione sono 16: (1) mancata precedenza all entrata (fra corrente entrante e circolante); (2) fuoriuscita del singolo veicolo dall anello circolatorio; (3) perdita di controllo del singolo veicolo all entrata; (4) tamponamento all entrata; (5) collisione fra corrente circolante e corrente uscente; (6) collisione con pedoni sugli attraversamenti; Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 20

21 Sicurezza Tipi di collisione (7) perdita di controllo del singolo veicolo all uscita; (8) collisione tra corrente uscente e corrente entrante; (9) tamponamento sull anello circolatorio; (10) tamponamento all uscita; (11) collisione con ciclisti all entrata; (12) collisione con ciclisti all uscita; (13) incrocio sull anello circolatorio; (14) direzione errata di circolazione sull anello circolatorio; (15) collisione con pedoni sull anello circolatorio; (16) collisione con pedoni sui bracci di approccio al di fuori degli attraversamenti. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 21

22 Elementi geometrici Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 22

23 Elementi geometrici Gli elementi progettuali di una rotatoria sono principalmente: ü diametro del cerchio inscritto o diametro esterno; ü centro della rotatoria; ü diametro dell isola centrale; ü entrata, uscita ed isola spartitraffico; ü raggio di curvatura dell entrata; ü angolo di incidenza dei rami; ü visibilità; ü pendenza trasversale; ü rotatorie ellissoidali. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 23

24 Elementi geometrici ü diametro del cerchio inscritto o diametro esterno: Esso rappresenta il principale parametro utilizzato per definire il tipo di rotatoria; infatti Il D.M. 19/04/2006 ( Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle intersezioni stradali ) individua tre tipologie di rotatorie sulla base della dimensione D del diametro del cerchio esterno in cui si possono inscrivere: ü mini-rotatorie con diametro esterno compreso fra i 14 e i 25 metri; ü rotatorie compatte con diametro compreso tra i 25 e i 40 metri; ü rotatorie convenzionali con diametro esterno maggiore di 40 metri. CATEGORIA Mini Rotatorie Urbane Compatte Urbane a Singola Corsia Urbane a Doppia Corsia Extraurbane a Singola Corsia Extraurbane a Doppia Corsia DIAMETRO DEL CERCHIO INSCRITTO m m m m m m Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 24

25 Elementi geometrici ü diametro del cerchio inscritto o diametro esterno: Il rapporto tra il diametro del cerchio inscritto ed il diametro dell isola centrale è di fondamentale importanza per il transito dei veicoli pesanti, specialmente nelle rotatorie più piccole dove, ad esempio, un diametro di 18 m dell isola centrale richiede un diametro esterno minimo di 36 m per evitare la possibilità di sormontamento. In base al diametro esterno si ha una classifica tipologica in mini rotatorie, rotatorie compatte e grandi rotatorie. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 25

26 Elementi geometrici ü centro della rotatoria: L ipotetico centro della rotatoria si dovrebbe idealmente trovare nel punto di convergenza degli assi delle strade che si incrociano. Incentrata su questo punto, la rotatoria offre le migliori condizioni di inserimento, di visuale e di deflessione delle traiettorie dei veicoli in entrata. In realtà è raro avere un punto solo e sovente gli assi si incontrano in più punti, che definiscono un poligono e all interno del quale si posiziona, con successivi adattamenti, il centro della rotatoria. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 26

27 Elementi geometrici ü diametro dell isola centrale: deciso il diametro esterno, si traccia l isola centrale adottando una larghezza dell anello. Questa larghezza effettiva, generalmente compresa tra 7 e 9 m, deve essere sufficiente all inscrizione dei veicoli pesanti ed è comprensiva dell ampiezza dell eventuale fascia sormontabile prevista al contorno dell isola centrale. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 27

28 Elementi geometrici ü entrata, uscita ed isola spartitraffico: sono gli elementi di raccordo tra la rotatoria ed i rami dell intersezione e sono specificati nelle diverse normative tecniche. La larghezza di una corsia in entrata è di 3-4 m, mentre in uscita è di 4-5 m, le isole spartitraffico hanno larghezza non inferiore a 5 m, quando la rotatoria è interessata da traffico intenso e veloce ed in caso di attraversamento pedonale, con lunghezza tale da consentire anche la protezione fisica dei pedoni (almeno 15 m). Generalmente le isole spartitraffico prevedono una superficie in rilievo rispetto alla pavimentazione stradale. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 28

29 Elementi geometrici ü raggio di curvatura all entrata: Per avere un adeguato grado di sicurezza e capacità bisognerebbe mantenere il controllo della velocità dei veicoli. Ciò può essere in qualche modo ottenuto per deflessione degli angoli di ingresso delle traiettorie nell anello. Deflessione che si influenza posizionando sulle entrate opportune isole spartitraffico e svasando le entrate stesse. Raggi di curvatura all entrata maggiori di 100m sono sconsigliati per motivi di incidentalità. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 29

30 Elementi geometrici ü visibilità: È importante che i conducenti abbiano una visibilità sufficiente della rotatoria a cui si stanno avvicinando in modo da ridurre la velocità e arrestarsi in tutta sicurezza. Il Nuovo Codice della Strada prescrive la distanza di visuale libera ossia la lunghezza del tratto di strada che il conducente riesce a vedere davanti a sé senza considerare l influenza del traffico, delle condizioni atmosferiche e di illuminazione della strada. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 30

31 Elementi geometrici ü angolo di incidenza dei rami (angolo di deflessione): La geometria di raccordo dei rami sulla rotatoria deve essere tale da scongiurare traiettorie dirette, non compatibili con la sicurezza e col corretto funzionamento della traiettoria. Il problema di traiettorie dirette è frequente nel caso di rotatorie a tre rami. In ogni caso, si deve correggere l approccio dei rami per cercare una configurazione che defletta le traiettorie dei veicoli. L angolo di incidenza tra due rami successivi dovrà essere almeno Angoli minori comportano problemi di visibilità e sicurezza. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 31

32 Elementi geometrici ü pendenza trasversale: Si raccomanda una sola pendenza trasversale dell anello verso l esterno, per favorire il defluire dell acqua piovana e per aumentare la percezione della rotatoria nei conducenti. In zone a basso traffico e velocità contenute, si può arrivare a pendenza trasversali del 5%; con velocità di circolazione sostenute e significativa presenza di veicoli pesanti, è bene non superare il 3%. Devono inoltre essere previste opere di drenaggio, quali canalette per la raccolta delle acque piovane poste proprio sul bordo, che hanno lo scopo di convogliare le acque direttamente alla rete fognaria. Le caditoie si pongono nei punti di attraversamento pedonale o sul bordo dell isola centrale se la rotatoria è realizzata su terreno con pendenza costante. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 32

33 Elementi geometrici ü rotatorie elissoidali: Quando i punti di intersezione degli assi dei rami sono piuttosto distanti si può ricorrere ad una rotatoria di forma elissoidale. Questa geometria è tuttavia da sconsigliare in via generale perché offre una minor sicurezza rispetto a quella circolare. Nei tratti a bassa curvatura i veicoli tendono infatti ad accelerare. Pertanto il rapporto di eccentricità tra assi (o tra raggi) minore e maggiore deve essere compreso tra i ¾ e 1 per mantenere un effetto di riduzione della velocità e di aumento della sicurezza. se l ovale ha un rapporto di eccentricità eccessivo può essere presa in considerazione una soluzione geometrica a doppia rotatoria. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 33

34 Stima della capacità Tempo di attesa Numero di veicoli in attesa Percentuale dei veicoli fermi CAPACITÀ Ritardo geometrico Livello di servizio Riserva di capacità Influenza del flusso veicolare Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 34

35 Stima della capacità Le verifiche di capacità sono necessarie per un corretto dimensionamento degli elementi che costituiscono una rotatoria. Particolare attenzione alla capacità deve essere posta nei casi in cui il flusso totale entrante sia complessivamente maggiore di veic./ ora (traffico dell ora di punta) e comunque nel caso in cui: ü almeno una delle arterie afferenti abbia una funzione non locale; ü la rotatoria sia necessaria al fine di garantire l accessibilità a nuovi contesti residenziali/commerciali/produttivi che modificano le attuali condizioni di deflusso o generano nuovo traffico indotto; ü l isola centrale abbia una forma non circolare; ü si voglia inserire una corsia per la svolta a destra svincolata. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 35

36 Stima della capacità Per aumentare la capacità di una rotatoria è possibile: ü aggiungere una corsia di attestamento in ingresso, ovvero aumentare la larghezza dei bracci di ingresso e uscita; ü aumentare la larghezza della carreggiata anulare ed il numero delle corsie dell anello; ü aumentare la larghezza dell isola spartitraffico al bordo della rotatoria; ü realizzare una corsia dedicata per la svolta a destra continua. Laddove, anche con gli accorgimenti descritti, esistano problemi di capacità occorre valutare la realizzazione di una differente tipologia di intersezione ( ad es. intersezione a livelli sfalsati). Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 36

37 Stima della capacità La capacità del braccio di una rotatoria è definita come il più piccolo valore del flusso sul braccio che determina la presenza permanente di veicoli in attesa di immettersi. Il concetto di capacità si particolarizza per le intersezioni a rotatoria definendo tre grandezze: ü Capacità d entrata; ü Capacità semplice; ü Capacità totale. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 37

38 Stima della capacità Principali grandezze Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 38

39 Stima della capacità Principali grandezze Qe = flusso entrante [veq/h] Qc = flusso circolante [veq/h] Qu = flusso uscente [veq/h] Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 39

40 Stima della capacità Relazioni tra le principali grandezze Dato un vettore Qe dei flussi in entrata ai rami (accessi) i della rotatoria ed una matrice P della distribuzione del traffico tra i vari rami (matrice origine-destinazione), è possibile scrivere per i flussi circolanti davanti all accesso, Qc, e per quelli in uscita, Qu, le seg. relazioni: Si possono allora scrivere quattro equazioni, una per entrata i, del tipo: δ Q = C = f ( δq, δq ) i i ei i i ci i ui Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 40

41 Stima della capacità Capacità d entrata Si riferisce al singolo ramo ed è il diretto output dei modelli di calcolo della capacità, in quanto si assume che essa dipenda solo dal flusso circolante sull anello o, al più per alcuni modelli sofisticati, anche dal flusso uscente. In questo modo è come se si considerasse la rotatoria come una serie di incroci a T, con la strada principale (anello) percorribile ad un unico senso di marcia. Essa ha una generica forma funzionale del tipo: C = ei f ( Qci, Qui) [veq/h] dove Q ci rappresenta il flusso circolante sul ramo i e Q ui rappresenta il flusso uscente dal ramo i. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 41

42 Stima della capacità Capacità semplice definizione La capacità semplice è la somma delle capacità d entrata dei rami afferenti la rotatoria, allorché uno dei rami risulta in condizioni di saturazione. Individua quel valore di flusso massimo che si può avere in entrata da ciascun ramo al momento che uno di questi si satura. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 42

43 Stima della capacità Capacità semplice calcolo Dato il sistema di equazioni δ Q = C = f ( δq, δq ) i i ei i i ci i ui e sia δ= ˆ Min δ { } i i i ossia il minor moltiplicatore trovato, allora l accesso i è il primo a saturarsi (nell ipotesi che i flussi entranti aumentino uniformemente di ˆδ volte), la capacità semplice della rotatoria vale: C = C =δˆ Q s ei ei i δ= Min δ i ' ˆ { } i Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 43

44 Stima della capacità Capacità totale definizione La capacità totale è la somma delle capacità d entrata dei rami afferenti la rotatoria, allorché tutti i rami risultano in condizioni di saturazione. Rispetto ad un dato scenario di ripartizione del traffico, rappresenta la somma dei valori dei flussi entranti da ogni ramo e che simultaneamente determinano la saturazione dei rami stessi. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 44

45 Stima della capacità Capacità totale calcolo (1/2) La capacità totale rappresenta una misura sintetica delle condizioni limite della rotatoria a smaltire il traffico quando ad ognuno degli R accessi sono presenti code. La capacità totale è, quindi, C T R = C i= 1 nell ipotesi che le capacità Cei delle singole entrate si raggiungano simultaneamente. Ciò implica la soluzione di un sistema di tante equazioni e pari incognite, le Cei, quanti sono gli accessi afferenti (per es. R=4) che si ottiene dalla relazione funzionale C = f Q, Q ) ed imponendo Q = i C ei ei e, i ( c, i u, i Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 45

46 Stima della capacità Per la determinazione della capacità esistono: ü metodi empirici. Consistono nell osservazione di rotatorie in esercizio o appositamente costruite e nella deduzione di relazioni tra caratteristiche geometriche, flussi di traffico e capacità attraverso delle tecniche di regressione; ü metodi teorici. Si basano sull approccio dell intervallo critico: ogni guidatore in attesa di immettersi nella rotatoria non esegue la manovra finché non si presenta un distanziamento temporale giudicato sufficiente (GAP) tra due veicoli della corrente principale circolanti sull anello (intervallo critico). L intervallo critico è calcolato attraverso l analisi comportamentale degli utenti e sulla base di una distribuzione dei distanziamenti sull anello. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 46

47 Stima della capacità Metodi empirici I vari metodi proposti possono essere ricondotti ad uno stesso schema generale ma ovviamente differiscono tra loro in qualche misura perché le tipologie di rotatoria considerate ed in particolare i comportamenti degli utenti sono diversi. Il calcolo della capacità di una rotatoria dipende quindi, oltre che dalle sue caratteristiche geometriche e di traffico, dalla regola di precedenza della circolazione cui soggiace la rotatoria stessa. Questi metodi possono essere così classificati: ü precedenza all anello: metodo britannico di Kimber, metodo svizzero di Bovy, metodo francese del SETRA (rotatorie extraurbane), metodo francese del CETUR (rotatorie urbane); ü precedenza ai rami: metodo inglese. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 47

48 Stima della capacità Metodi empirici Metodo di KIMBER A partire degli anni 70 in Gran Bretagna viene sviluppato, da un gruppo di ricercatori del TRR Laboratory guidati da Kimber, un metodo per le rotatorie con regole di precedenza ai veicolo nell anello. Il metodo, considerando ogni entrata come una particolare intersezione a T i cui rami sono percorsi a senso unico, calcola la capacità di entrata, Ce, in base a grandezze geometriche ed in funzione del solo flusso circolante, Qc, in corrispondenza dell entrata stessa. La relazione matematica può essere espressa come: C = F f Q e c c Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 48

49 Stima della capacità Metodi empirici Metodo di KIMBER con: F f = Kt + x c = 303Kx * 0, 210 (1 0, 2 ) C = F f Q e c c K t * = 1 0,00347( Φ 30) 0,978(1/ r 0,05) [ D ] = 1+ 0,5 1+ exp(( 60)/10) x= v+ ( e v) (1 2 S) S = 1, 6( e v) L' SIMBOLO SIGNIFICATO VALORI OSSERVATI VALORI RACCOMANDATI e Larghezza entrata m 4-15 m v Larghezza corsia m m L Lunghezza svasatura > 1 m m S Snellezza svasatura m D Diametro cerchio inscritto m m Φ Angolo entrata r Raggio curvatura entrata > 3.4 m m Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 49

50 Stima della capacità Metodi empirici Metodo di KIMBER L equazione non è applicabile a rotatorie in schemi di intersezione a due livelli. In questo caso l espressione C e diviene: C = 1,11F 1, 4 f Q e c c Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 50

51 Stima della capacità Metodi empirici Metodo SVIZZERO La Normativa Svizzera dedica la Guide Suisse des Giratoires dal 1991 alle rotatorie con precedenza all anello, riportando un metodo di calcolo della capacità applicabile alle rotatorie compatte, ossia con diametro esterno dell ordine di m circa. La capacità Ce di entrata è data dall espressione: e con 8 Ce = k(1500 Qd) 9 Qd =β Qc +αqu [uvp/h] Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 51

52 Stima della capacità Metodi empirici Metodo SVIZZERO dove: k parametro della larghezza all ingresso (circa 1, 1.5, 2 per 1, 2 o 3 corsie all ingresso, rispettivamente); Qd flusso di disturbo nel quale intervengono sia il flusso che percorre l anello sia quello in uscita; α coefficiente di impedenza per flusso in uscita. Assume valori compresi nell intervallo 0-0,8 e dipende dalla dimensione dello spartitraffico e dalla velocità di transito nell anello; β coefficiente di anello ( , , 0.9-1). É funzione del numero di corsie all anello (rispettivamente 3, 2, 1 corsie). Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 52

53 Stima della capacità Metodi empirici Metodo SVIZZERO I valori dei coefficienti a sono tabellati in funzione della distanza b tra i punti di conflitto C e C delle traiettorie dei veicoli in uscita ed in entrata. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 53

54 Stima della capacità Metodi empirici Metodo SVIZZERO Vengono anche proposti due distinti indici di prestazione. Noto un valore del flusso entrata, Qe, il tasso di capacità utilizzata all entrata, TCUe, è dato da: TCU e Qe =γ 100 C e Il tasso di capacità utilizzata nel punto di conflitto, TCUc, è dato da: TCU c γ Qe + (8 9) Qg = Il coefficiente γ vale 1 per una corsia all entrata, tra 0,6 e 0,7 se le corsie all entrata sono due. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 54

55 Stima della capacità Metodi empirici Metodo del SETRA A differenza del metodo messo a punto da Kimber, questo metodo fa intervenire nel calcolo della capacità, oltre al traffico che percorre l anello in corrispondenza di una immissione, anche il traffico che si allontana all uscita immediatamente precedente; per cui definisce una relazione lineare, invece che fra capacità e flusso che percorre l anello come nel metodo di Kimber, fra capacità e un traffico complessivo di disturbo, che dipende dalla larghezza dell anello e dalla larghezza dell isola di separazione. Il metodo del Setra e quello del Cetur possono essere applicati più facilmente rispetto al metodo Kimber, in quanto richiedono la conoscenza di un minor numero di variabili geometriche. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 55

56 Stima della capacità Metodi empirici Metodo del SETRA Si definisce la capacità di entrata, Ce, funzione delle caratteristiche geometriche e di traffico: con: C = f( Q, Q, SEP, ANN, ENT) e c u SEP [m] la larghezza dell isola spartitraffico all estremità del braccio; ANN [m] la larghezza dell anello; ENT [m] la larghezza della semicarreggiata del braccio misurata dietro il primo veicolo fermo all altezza della linea del dare precedenza. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 56

57 Stima della capacità Metodi empirici Metodo del SETRA La procedura di calcolo della capacità si compone di tre fasi: ' 1. Si calcola il traffico uscente equivalente Q come funzione di u e di SEP: ' 15 SEP ' Qu = Q assumendo Q =0 se SEP 15 m u u Si determina il traffico di disturbo Qd come funzione di Qc e di e di ANN: 2 ' Qd = Qc + Qu ANN 3 [ ( 8) ] 3. Si calcola la capacità di entrata Ce mediante la relazione: ( )[ ( 3.5) ] C = Q + ENT e d Qu ' Q u Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 57

58 Stima della capacità Metodi empirici Metodo del SETRA Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 58

59 Stima della capacità Metodi empirici Metodo del SETRA Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 59

60 Stima della capacità Metodi empirici Metodo del CETUR Anche in questo caso la capacità dell ingresso è funzione lineare del flusso di disturbo Qd ma in questo caso i coefficienti di calibrazione sono definiti in maniera discreta tramite delle tabelle in funzione della larghezza dell anello ANN del suo diametro D.. Il modello si esprime come segue: dove: 5 Ce = B(1500 Qd) 6 Q = A Q Q ANN [m] D [m] A d c u Num. corsie B ,4 < < 30 0, ,7 Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 60

61 Stima della capacità Metodi teorici I metodi teorici per il calcolo della capacità si basano sull approccio dell intervallo critico. E necessario quindi analizzare i comportamenti degli utenti alle intersezioni stradali e le distribuzioni dei distanziamenti temporali tra i veicoli delle correnti principali. Tutte le procedure di analisi hanno fatto capo alla Teoria di accettazione del gap (Gap acceptance theory) o hanno comunque compreso che questa teoria è alla base delle operazioni anche se non è stata esplicitamente usata. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 61

62 Stima della capacità Metodi teorici Un conducente della corrente secondaria che arriva in prossimità dell intersezione e che deve ad esempio attraversarla, deve decidere quando è sicuro di poter effettuare la manovra senza alcun pericolo. Egli cerca una opportunità sicura, o gap, nella corrente di traffico principale per poter entrare. Questa tecnica è stata descritta ed è nota come accettazione del gap. I gap non sono altro che i distanziamenti tra i veicoli della corrente principale e sono pertanto misurati come tempi. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 62

63 Stima della capacità Metodi teorici I due aspetti fondamentali su cui si basa questa teoria sono: ü la ricerca da parte dei conducenti di intervalli od opportunità di una certa grandezza che permettano loro di effettuare la manovra di immissione; ü la distribuzione con cui gli intervalli di una certa misura si rendono disponibili al guidatore. Ne consegue allora che la proporzione degli intervalli di una particolare misura che si presentano al guidatore ed il modello dei distanziamenti sono determinanti. Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 63

64 Livelli di servizio La definizione operativa di livello di servizio LOS alle rotatorie è associata al ritardo (delay). Il software SIDRA definisce per le rotatorie: Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 64

65 Livelli di servizio Tempi di ritardo in assenza di coda Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 65

66 Livelli di servizio Tempi di ritardo in presenza di coda Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 66

67 Livelli di servizio Esempio di abachi di calcolo del ritardo medio Crisalli U. - Teoria e Tecnica della Circolazione 67