Insegnamento di Fondamenti di Infrastrutture viarie

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1 Insegnamento di Fondamenti di Infrastrutture viarie Territorio ed infrastrutture di trasporto La meccanica della locomozione: questioni generali Il fenomeno dell aderenza e l equazione generale del moto Dall equazione generale del moto alle caratteristiche di moto Sistemi di trazione e motori di trazione Trazione ferroviaria: studio di una fase completa di moto Trazione stradale: studio di una fase completa di moto La frenatura in ferrovia e su strada Legislazione e Normativa Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade Andamento planimetrico di un tracciato stradale: 1) elementi del tracciato planimetrico, rettifili e curve circolari, pendenza trasversale in curva, curve a raggio variabile 2) allargamento in curva e diagramma di velocità Distanze di visibilità e andamento altimetrico di un tracciato stradale Volume del solido stradale: metodi di calcolo

2 Fondamenti di Infrastrutture viarie Andamento planimetrico di un tracciato stradale Allargamento in curva Diagramma di velocità

3 Allargamento in curva La necessità di allargare in curva il modulo di corsia, adottato in rettilineo, è da porsi in relazione con due diverse problematiche: allargamento perché sia assicurata la sicura iscrizione dei veicoli nei tratti curvilinei dei tracciati. allargamento perché sia assicurata la corretta visibilità ai veicoli nei tratti curvilinei dei tracciati.

4 Allargamento per l inscrivibilitl inscrivibilità in curva 1 Allo scopo di permettere l inscrivibilitl inscrivibilità in curva dei veicoli è necessario che nelle curve circolari ciascuna corsia sia allargata di una quantità e costante e pari a: e = K / R dove: K = 0,45 ed R è il raggio esterno della corsia in metri Per strade ad unica carreggiata a due corsie con una corsia per senso di marcia, si considera, per R > 40 m, il valore del raggio uguale a quello dell asse della carreggiata. Per strade a carreggiate separate o ad unica carreggiata, ma con più di una corsia per senso di marcia si assume come raggio per il calcolo dell allargamento quello dell asse di ciascuna carreggiata o semi carreggiata. In ogni caso se l allargamento l e della corsia è inferiore a 20 cm la corsia mantiene la larghezza che ha in rettilineo. L allargamento complessivo E è pari alla somma: - degli allargamenti delle singole corsie nel caso che queste siano al massimo due per senso di marcia - degli allargamenti delle due corsie più interne alla curva nel caso che le corsie per senso di marcia siano più di due.

5 Allargamento per l inscrivibilitl inscrivibilità in curva 2 Nelle curve a raggio variabile tale allargamento verrà distribuito lungo tali curve come rappresentato in figura. progressivamente c.c. clotoide c.c. Tratto 1 Tratto 2 Tratto 3

6 Allargamento per l inscrivibilitl inscrivibilità in curva 3 Nelle curve a raggio variabile di raccordo tra rettifilo e curva,, l allargamento l complessivo Lz è pari a: Lz = 2 x 7,50 + L [ m ] dove L, rappresenta la lunghezza del raccordo clotoidico in metri L allargamento quindi ha inizio (nel rettifilo) 7,50 metri prima del d raccordo e termina (nella curva circolare) 7,50 metri dopo il punto finale del raccordo. In ogni caso in assenza di raccordo clotoidico (strade esistenti) ) la Lz deve essere di almeno 15 metri.

7 Allargamento per l inscrivibilitl inscrivibilità in curva 4 Nel caso di raccordo di transizione, se la curva circolare ha uno u sviluppo inferiore ai (strade esistenti), per ciascun ramo del raccordo dovrd ovrà risultare: Lz = 7,50 + L + s/2 [ m ] In ogni caso in assenza di raccordo clotoidico (strade esistenti) ) la Lz deve essere di almeno 15 metri.

8 Allargamento per l inscrivibilitl inscrivibilità in curva 5 Nel caso di raccordo di flesso, per ciascun ramo del raccordo l inizio l del tratto di allargamento è anticipato di 7,50 metri rispetto al punto di flesso e termina 7,50 metri dopo il punto finale della curva di raccordo: Lz quindi vale: Lz = 2 x 7,50 + L [ m ]

9 Allargamento per l inscrivibilitl inscrivibilità in curva 6 Nel caso di raccordo di continuità l allargamento avviene lungo il raccordo e quindi risulta: Lz = L [ m ]

10 Allargamento per l inscrivibilitl inscrivibilità in curva 7 L allargamento complessivo della carreggiata deve essere riportato o tutto sul lato interno della curva. Le banchine e le eventuali corsie di sosta conservano le larghezze ze che hanno in rettifilo.

11 Allargamento per la visibilità in curva

12 Diagramma di velocità Ogni tipo di strada è caratterizzato da un intervallo di velocità di progetto i cui estremi rappresentano i limiti inferiore e superiori. Ogni elemento compositivo ositivo della strada deve pertanto essere caratterizzato da una velocità di progetto ricadente in tale intervallo. Per verificare quindi la correttezza della progettazione, si ricorre al diagramma di velocità che rappresenta appunto l andamento l della velocità di progetto in funzione della progressiva dell asse stradale e si costruisce, sulla base del solo tracciato planimetrico, calcolando, per ogni suo elemento compositivo, l andamento l della velocità di progetto. Tale diagramma si basa su un modello esemplificato di variazione della velocità lungo il tracciato che ipotizza: 1. Nei rettifili, nelle clotoidi e nelle curve di ampio raggio (R > R 2.5 ) la velocità di progetto tende al limite superiore dell intervallo e gli spazi di accelerazione (quando si esce da una c. c.) e di decelerazione (quando si imbocca una c. c.) ricadono soltanto sugli elementi considerati. 2. La velocità è costante lungo tutto lo sviluppo delle c. c. con raggio R < R 2.5 e si determina attraverso gli abachi: p trasversale = f (R). 3. I valori di accelerazione e decelerazione valgono: 0,8 m/sec Le pendenze longitudinali non influenzano la velocità di progetto.

13 Lunghezza di transizione e di riconoscimento La lunghezza di transizione D T è la lunghezza in cui la velocità di progetto in cui, in base al modello esemplificativo adottato, passa dal valore Vp 1 a quello Vp 2 (valori relativi a due elementi compositivi del tracciato che si succedono). D T = V V x Vm / 12,96 x a [ m ] dove: V V = Vp 1 - Vp 2 [Km/h]; Vm velocità media tra due elementi [Km/h]; a = +/- 0,8 m/sec 2. Per distanza di riconoscimento D r si definisce la massima del tratto di strada entro il quale il conducente può riconoscere eventuali ostacoli o avvenimenti. D r = t x v p dove: t =12 sec e v p è riferita alla curva di raggio maggiore. L apprezzamento di una variazione di curvatura dell asse (per permettere al conducente di modificare la sua velocità) ) può avvenire solo all interno della distanza di riconoscimento. Pertanto per garantire la sicurezza della circolazione occorre che: c - in caso di decelerazioni dovrà essere: D T < D r - perché la variazione di curvature sia effettivamente percepita, dovrà essere: D T < D V dove con D V si indica la distanza di visuale libera nel tratto che precede la c. c.

14 Costruzione del diagramma di velocità 1 Preliminarmente è opportuno predisporre, come da figura, il diagramma delle curvature dell asse stradale associandolo alle velocità di progetto nei tratti a curvatura costante. Diagramma delle curvature Diagramma delle velocità (I fase)

15 Costruzione del diagramma di velocità 2 Occorre altresì individuare i punti d inizio d delle manovre d accelerazione d (O) e quelli finali ()( ) per le decelerazioni. La distanza D indicata nei grafici comprende le lunghezze dei raccordi e dell eventuale eventuale rettifilo interposto (il tutto tra punti di tangenza di due curve circolari i successive). Il diagramma delle velocità si ottiene riportando le D T rispettivi puniti d inizio d (O) o di fine ().( di accelerazione o di decelerazione dai Come si osserva in figura i casi che si possono presentare dipendono dono dal rapporto fra le lunghezze D e D T, cioè: : D > D T D = D T D < D T Diagramma delle velocità (fase finale)

16 Esame del diagramma di velocità Ottenuto il diagramma delle velocità e verificate le condizioni precedentemente indicate siano soddisfatte, sfatte, occorre assicurarsi che il tracciato,per entrambi i sensi di marcia, possa essere ritenuto omogeneo. Devono quindi essere soddisfatte le seguenti condizioni: - per Vp max > 100 Km/h (autostrade, strade extraurbane principali e secondarie): a) la V V (nel passaggio da tratti caratterizzati dalla Vp max a curve a velocità inferiore) ) non deve superare i 10 Km/h; b) la V V (tra due curve successive) non deve superare mai superare i 20 Km/h; - per Vp max < 80 Km/h (altre strade): Andamento planimetrico di un tracciato stradale a) la V V (nel passaggio da tratti caratterizzati dalla Vp max a curve a velocità inferiore) ) non deve superare i 5 Km/h; b) la V V (tra due curve successive) non deve superare mai superare i 20 Km/h; Per il diagramma delle velocità prima rappresentato e per le diverse lunghezze D si ha: