Università Mediterranea di Reggio Calabria

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1 Università Mediterranea di Reggio Calabria Facoltà di Architettura Corso di Laurea in Pianificazione Territoriale Urbanistica e Ambientale STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI PROGETTAZIONE STRADALE ANDAMENTO PLANIMETRICO Poligonale d asse Asse stradale Raggi planimetrici ANDAMENTO ALTIMETRICO Profilo longitudinale del terreno Profilo longitudinale della strada SEZIONI TRASVERSALI G. LEONARDI, F. CIRIANNI A - 02

2 Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 2 di 27

4 terreno di sedime o sedime naturale profondità incopatibile con scavi a cielo aperto galleria o traforo stradale sovrastruttura struttura di rivestimento terreno di sedime o sedime naturale scarpata scavo stradale scarpata sovrastruttura terreno di sedime o sedime naturale struttura di rivestimento galleria artificiale stradale sovrastruttura scavo a cielo aperto Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 4 di 27

6 Le carte a curve di livello Curve di livello di una superficie: luogo dei punti che si trovano ad uguale quota rispetto ad un dato piano di riferimento. Le curve di livello sono dette anche isoipse. Per capire se si tratta di un tratto di montagna più o meno pendente è sufficiente analizzare quanto vicine siano le curve di livello sulla carta. Se esse sono state disegnate molto vicine l'una all'altra vuol dire che la differenza di quota andrà superata in un tratto di strada più pendente. Per ogni punto generico del terreno passa una sola curva di livello ed una sola linea di massima pendenza; le loro tangenti nel punto stesso sono fra loro perpendicolari. L equidistanza da adottare, ossia il dislivello costante fra due curve consecutive, è generalmente 1 mm alla scala della rappresentazione la curva origine è sempre quella di quota 0 (ossia la linea della costa). curve di livello direttrici; curve di livello intermedie; curve ausiliarie, disegnate tratteggiate; Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 6 di 27

7 linee di impluvio; linee di displuvio. LINEE DI IMPLUVIO: sono le linee dove si possono potenzialmente raccogliere le acque. Luogo dei punti nel quale vanno a confluire le gocce di pioggia se il terreno è impermeabile LINEE DI DISPLUVIO: sono le linee rappresentative di spartiacque naturali. Le linee di compluvio RAPPRESENTAZIONE e di displuvio si alternano DEI COMPLUVI tra loro. E DEI DISPLUVI DISPLUVIO COMPLUVIO DISPLUVIO Le linee di impluvio vengono rappresentate punteggiate se le acque vi si raccolgono, in un corso, soltanto quando piove, a segno continuo quando l acqua generalmente vi scorre perenne. Le linee di massima pendenza sono individuate come le perpendicolari alle curve di livello. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 7 di 27

9 Velocità di progetto Intervallo delle velocità di progetto della strada: a) L estremo superiore dell intervallo dipende dal volume di traffico previsto per la strada in progetto e da considerazioni di carattere economico, ed è quella velocità che un veicolo isolato non può superare, con gli assegnati margini di sicurezza, date le caratteristiche di piattaforma della strada; deve risultare la massima velocità compatibile in rettifilo ed in orizzontale. b) L estremo inferiore è, invece, vincolante per le condizioni più critiche del tracciato ed e di riferimento per il dimensionamento dei connessi elementi geometrici costituenti. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 9 di 27

10 La geometria della strada deve essere tale da indicare chiaramente in ogni istante al conducente quale deve essere il suo comportamento e deve dargli altresì la possibilità di modificarlo con rapidità non eccessiva, comunque accettabile dalla maggior parte degli utenti. Asse stradale L asse di una strada è nel caso più generale una linea non piana; è consuetudine, per evidenti ragioni pratiche, studiarne separatamente l andamento planimetrico e l andamento altimetrico. Occorre comunque tenere presente che, per giungere a una soluzione che nel suo complesso garantisca la sicurezza e la confortevolezza degli utenti della strada, raggiungendo contemporaneamente un risultato soddisfacente dal punto di vista estetico, non è sufficiente che l andamento planimetrico e il profilo longitudinale soddisfino separatamente alle condizioni di cui si parlerà successivamente, ma è altresì necessario che siano opportunamente coordinati fra di loro. La geometria d asse: condiziona direttamente la stabilità dei veicoli unitamente alle condizioni di visibilità e d aderenza Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 10 di 27

11 Tracciato orizzontale Chi guida un veicolo stradale spesso non conosce la strada: il suo comportamento, cioè la velocità da mantenere sui diversi elementi del tracciato le accelerazioni e i rallentamenti gli debbono essere via via suggeriti dall andamento stesso della strada. Un veicolo che percorre un elemento dell asse a curvatura non nulla, è sottoposto alla forza centrifuga che impegna l aderenza in senso trasversale. In queste condizioni il conducente si accorge immediatamente se la sua velocità è prossima o superiore a quella di progetto dell elemento di tracciato che sta percorrendo. Un veicolo che percorre un lungo rettifilo, in condizioni normali non è sottoposto ad alcuna azione trasversale, in questo caso il conducente non riesce a valutare la velocità del veicolo. Quando i rettifili sono lunghi e percorribili a forte velocità l utente non riesce a valutare a quale valore dovrà ridurre la velocità prima d immettersi nella curva successiva; anche se questa è preceduta da una curva di transizione a curvatura variabile, può accadere che il rallentamento a cui deve essere sottoposto il veicolo sia superiore a quello che il conducente si aspetta. Per questi motivi rettifili di lunghezza superiore a un certo valore ( m) si possono introdurre nei tracciati stradali solo se esiste qualche elemento che induca l utente a mantenere la velocità entro i limiti di sicurezza: la sezione stradale stretta, la pavimentazione poco scorrevole, un limite di velocità imposto dall Amministrazione proprietaria della strada. Il tracciato dovrebbe essere formato da una successione di curve circolari e di curve a raggio variabile, in cui brevi rettifili possono essere inseriti prevalentemente come elementi complementari (tracciato a curvatura praticamente mai nulla). Impostazione classica: l elemento di partenza per la definizione dell asse è il rettifilo: il progettista disegna sulla planimetria a curve di livello la poligonale formata dalla successione dei rettifili e tra di essi interpone le curve circolari ed eventualmente quelle a raggio variabile. Impostazione moderna: l elemento di partenza è l arco di cerchio: il progettista pertanto disegna sulla planimetria una successione di curve circolari di raggio non inferiore a quello imposto dalle regole di progettazione, la cui forma e la cui reciproca posizione sono tali da assicurare il miglior adeguamento possibile del tracciato al terreno; questi cerchi vengono poi raccordati fra loro con curve a raggio variabile ed eventualmente con brevi rettifili. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 11 di 27

12 Foto aerea di autostrada realizzata interamente con assi a curvatura variabile clotoidici (a spirale ) (francoforte- normberga) Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 12 di 27

13 Impostazione Geometrica del Tracciato La strada nasce con l obiettivo di collegare due punti A e B. - Quanto maggiore è la distanza tra i due punti da collegare, tanto maggiori sono le possibili alternative di tracciato. - Se c è l obbligo di passare per determinati punti le possibili alternative di tracciato si riducono. Quali sono le prime scelte per la progettazione? 1 problema: il progettista deve saper leggere molto bene la carta topografica. Se la strada da progettare è di lunghezza limitata l ideale sarebbe che il progettista andasse sul posto. ma se la strada da progettare è molto lunga il progettista deve studiare la carta nella scala corrispondente al progetto. (es: se dobbiamo progettare una strada lunga 100 km, bisogna utilizzare una carta che consenta di vedere la strada nella sua interezza). Studiare la carta significa individuare tutti i VINCOLI che possono interferire con l opera stradale: - FIUMI; - CATENE MONTUOSE; - CENTRI ABITATI; - PRESENZA DI ALTRE INFRASTRUTTURE: elettrodotti, acquedotti, oleodotti, ferrovie, strade, autostrade, aeroporti; - VINCOLI NATURALI DA SALVAGUARDARE: boschi, aree naturali protette, zone archeologiche. Occorre cercare gli strumenti che forniscono al progettista tutte le informazioni utili sul territorio che sarà interessato dal progetto della nuova infrastruttura, non soltanto alla data di progetto, ma anche nella futura vita utile della strada: - -STRUMENTI URBANISTICI che forniscono la tipizzazione delle diverse aree; - -STRUMENTI PIANIFICATORI, dati da enti che gestiscono il territorio. 2 problema: esame dettagliato della carta Topografica - Si fa attraverso un sopralluogo o si cerca di immaginare il territorio in tre dimensioni dall esame della carta. Oggi questa operazione è facilitata dai software che permettono di ottenere rappresentazioni tridimensionali del territorio partendo da supporti grafici bidimensionali. - Si individuano le linee di impluvio e di displuvio sulla carta. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 13 di 27

14 COME SI COLLEGANO I DUE PUNTI A E B? - Si disegnano le varie ipotesi progettuali - Si immagina la successione dei rettifili e delle curve, che sia adeguata: al territorio al tipo di strada da progettare - Si progetta la sezione stradale noti: traffico categoria della strada Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 14 di 27

15 Studio della poligonale d asse 1. individuare gli impluvi ed i corsi d acqua 2. evidenziare le linee di displuvio 3. rilevare i costoni meno acclivi, le zone pianeggianti ove le curve di livello si diradano, ecc. 4. tracciare una linea di guida 5. sostituire alla prima traccia un asse ad andamento regolare formato da tratti in rettilineo collegati da curve ad arco circolare - poligonale d'asse. 1. Scegliamo la sezione di progetto (in funzione del traffico previsto). 2. Stabiliamo il valore della pendenza massima imax da adottare (in funzione del tipo di strada da progettare). 3. Stabiliamo il raggio minimo da adottare Rmin. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 15 di 27

16 LE Pendenza trasversale e INCLINAZIONI raggio DELLA minimo PIATTAFORMA RICORDIAMO CHE LA PIATTAFORMA STRADALE E SEMPRE INCLINATA IN CURVA, MA ANCHE IN RETTIFILO PER MOTIVI IDRAULICI peso centrifuga aderenza LE FORZE IN GIOCO Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 16 di 27

17 Relazione fra raggio e pendenza trasversale in curva, per diverse velocità Relazione fra raggio e pendenza trasversale in curva, per diverse velocità Relazione fra i raggi di due curve successive Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 17 di 27

19 Andamento altimetrico asse stradale Sviluppo dell intersezione tra la superficie cilindrica avente per direttrice l asse stradale e generatrice una retta verticale ed il terreno. Composta da tratti a pendenza costante (LIVELLETTE) raccordati da archi di cerchio DEL TERRENO LINEA NERA DI PROGETTO LINEA ROSSA Criteri per la progettazione altimetrica I fattori di cui tener conto sono: 1. INTERFERENZE ESISTENTI (ferrovie, altre strade, acquedotti, elettrodotti, edifici ) 2. ACQUE (fiumi, laghi). La strada deve passare ad una quota maggiore rispetto al regime di piena lasciando un certo franco di sicurezza 3. COSTI (MONETARI). Più opere d arte si progettano, maggiori saranno i costi di realizzazione. Per contenere i costi occorrerebbe progettare una strada il cui andamento sia il più possibile coincidente con il terreno 4. COSTI (AMBIENTALI). Occorre tener conto dell impatto, e dunque delle conseguenze, che la nuova infrastruttura avrà sull ambiente. 5. EQUILIBRIO STERRI E RIPORTI. Occorre limitare la ferita inferta al territorio, riducendo al minimo i movimenti di terra. Il materiale che si scava, se adatto, deve essere riutilizzato come materiale di riempimento per i riporti. 6. EVITARE LIVELLETTE MOLTO BASSE (non inferiori al 3%o - 3 per mille). Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 19 di 27

20 B Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 20 di 27

22 Sezioni trasversali Intersezione del corpo stradale e del terreno con un Piano verticale normale all asse stradale. Evidenziano l andamento trasversale del corpo stradale e del terreno. Forniscono gli elementi necessari per il calcolo del volume del solido stradale (movimenti terra). Le sezioni si rappresentano come appaiono ad un osservatore che, rivolto verso l origine della strada, si dirige a ritroso verso la fine. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 22 di 27

25 SEZIONE IN RILEVATO SEZIONE IN TRINCEA 6 5 PIANO DI CAMPAGNA FOSSO DI GUARDIA Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 25 di 27

27 . RIASSUMENDO. 1. STUDIO DEL TERRITORIO. 2. STUDIO DELLE ACQUE. 3. IPOTESI DI TRACCIATO (tenendo conto del tipo di sezione). 4. VERIFICHE DELLE IPOTESI. 5. IPOTESI DI TRACCIAMENTO PLANIMETRICO TENENDO CONTO DEL RAGGIO MINIMO. 6. ANDAMENTO ALTIMETRICO. 7. VERIFICA DELL ANDAMENTO PLANIMETRICO E ALTIMETRICO CON IL D.M. 5/11/2001. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 27 di 27