UNIVERSITA DEGLI STUDI DELLA BASILICATA Scuola di Ingegneria. Corso di: FONDAMENTI DI TRASPORTI TEORIA DEL DEFLUSSO VEICOLARE

Transcript

1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DELLA BASILICATA Scuola di Ingegneria Corso di: FONDAMENTI DI TRASPORTI TEORIA DEL DEFLUSSO VEICOLARE LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) DELLE STRADE BIDIREZIONALI A DUE CORSIE Dott. Ing. Donato CIAMPA Deflusso veicolare Il sistema globale delle infrastrutture stradali viene rappresentato mediante un GRAFO costituito da un insieme di NODI (o INTERCONNESSIONI) collegati tra loro tramite ARCHI. NODO - centro del territorio in cui si originano o terminano gli spostamenti ovvero punto di intersezione tra due o più strade. ARCO - collegamento tra due nodi (strada). 1

2 Deflusso veicolare Grandezze generali del deflusso veicolare Flusso H = [veic / T ] = frequenza media passaggi (portata) (H = Q = f) Distanziamento Temporale dt = 1/H = [T / veic] = periodo (intervallo medio fra i passaggi) Densità = k = [veic / L] Distanziamento Spaziale ds = 1/ = [L / veic] = distanza media fra i veicoli sulla stessa corsia Flusso ININTERROTTO e Flusso INTERROTTO Sistemi a libera e Sistemi controllata 3 Deflusso veicolare Tipologie di deflusso Flusso ININTERROTTO così definito in assenza di elementi fissi esterni al traffico (dovuti alle caratteristiche geometriche ed ambientali dell infrastruttura) che possono essere causa di interruzione (ad esempio, semafori). Flusso INTERROTTO: quando l infrastruttura stradale è caratterizzata da elementi che possono interrompere il deflusso (accessi, intersezioni, ecc.). 4 2

3 Deflusso veicolare Tipologie di deflusso Con D v = Distanza di visibilità f (V, condizioni del tracciato e atmosferiche) D a = Distanza di arresto f (V 2, f a ) Deflusso a densità libera: (nessun controllo di accesso) [strada] Densità libera Marcia a vista D v >= D a (condizioni di sicurezza) se D v < D a riduzione di V o controllo densità (f a = costante di sistema) Per V elevata f a elevato se f a basso V ridotta (tram) Deflusso a densità controllata: i veicoli accedono ad un tratto di infrastruttura solo se libera: necessario sistema di regolazione e controllo della circolazione (ferrovia, impianti a fune, nastri, ecc.) Non necessaria la visuale (è di solito D v < D a ) 5 Velocità desiderata V d Grandezze caratteristiche del deflusso stradale (variabile aleatoria): Velocità del veicolo isolato in marcia sull arco. Si ottiene dal risultato di tre insiemi di grandezza : VEICOLO, INFRASTRUTTURA e CONDUCENTE Per ogni veicolo che viaggia isolato sull arco esiste, in ogni suo punto, una determinata V d L insieme statistico dei valori di V d in uno stesso punto assume una distribuzione GAUSSIANA con una dispersione abbastanza ampia. Si assume come valore della V d per l insieme del flusso di circolazione il VALORE CENTRALE, ossia il più probabile della distribuzione gaussiana V d Velocità possibile (V p ): Media di tutte le velocità che si possono tenere in corrispondenza di una data portata. Si ottiene dal risultato di quattro insiemi di grandezza: VEICOLO, INFRASTRUTTURA, CONDUCENTE e FLUSSO 3

4 Grandezze caratteristiche del deflusso stradale Velocità desiderata V d (variabile aleatoria) f (veicolo, equipaggio, infrastrutture) d /dv<0 V d Velocità possibile V p (variabile aleatoria) f (veicolo, equipaggio, infrastrutture, flusso) Equazione del deflusso = dn/dl = dn/dt dt/dl = H/V H = V (V) Curva di deflusso 7 Curva di deflusso Equazione del deflusso Prima condizione di stazionarietà: = dn/dl = dn/dt dt/dl = H/V H = V (V) Essendo >0 e V>0 la condizione è SODDISFATTA perché la (V) è decrescente Seconda condizione di stazionarietà (condizione di MASSIMO): Condizione di max: ossia: > 0 < 0 2 membro POSITIVO Caso I, II e III Nei casi II e III esiste il MASSIMO H M perv=v*compresotra zero e V d. Nel caso I il MASSIMO esiste solo se: 8 4

5 Equazione del deflusso = dn/dl = dn/dt dt/dl = H/V H = V (V) Curva di deflusso Modello di Greenshields Grandezze caratteristiche del deflusso stradale = (V) decrescente 9 Grandezze caratteristiche del deflusso stradale Curva di deflusso H = V (V) Si consideri una pista: L = 2km N = 3 automobili = 3/2 = 1,5veic/km Flusso orario H: il veicolo a 100 km/h passa 50 volte il veicolo a 120 km/h passa 60 volte il veicolo a 140 km/h passa 70 volte Il flusso orario vale dunque H = 180 veic/h La Velocità media vale: ( )/3 = 120 km/h H = V (V) = 120km/h 1,5veic/km = 180veic/h 10 5

6 Deflusso veicolare Densità costante Esistono casi dove al crescere della velocità cresce il flusso, perché la densità resta costante. Questo si verifica per esempio nelle funivie, dove il distanziamento tra un veicolo ed il successivo è assicurato da una connessione fisica. H = V (V) Densità variabile Quando tutti i veicoli sono indipendenti nel proprio moto (come nel caso stradale) al crescere della velocità diminuisce la densità perchè aumenta la distanza fisica tra i veicoli (aumentano gli spazi di frenatura). Se la densità è prossima a zero, il prodotto H=V è ovviamente zero, ma se la densità è così alta che tutti devono stare fermi (dunque V è zero) la portata è ancora zero. 11 Relazioni sperimentali e modello di Greenshields Curva di deflusso H = V (V) Sperimentalmente si e visto che: Per densità tendenti a 0, Ia velocità del deflusso è prossima ad un valore massimo detta velocita Iibera di deflusso v 0 (V 0 =V d ) La velocità decresce all'aumentare della densità. Per valori della densità tendenti al valore della densità limite k L (veicoli accodati), Ia velocità tende a zero. Queste osservazioni sperimentali possono essere implementate con diversi modelli analitici; il più semplice e il modello di GREENSHIELDS, che ipotizza una relazione lineare tra velocita e densità: In questa ipotesi le relazioni v = v(f) e k = k(f) hanno andamento quadratico. II flusso (H=f)corrispondente ai punti di massimo delle parabole è Ia capacità della strada; i corrispondenti valori di densità e velocità sono detti critici (k cr ev cr ). 6

7 Relazioni sperimentali e modello di Greenshields Curva di deflusso f = V k (V) Relazioni sperimentali e modello di Greenshields Se si esaminano i diagrammi v = v(f) e k = k(f) si nota che lo stesso flusso f * si può avere sotto due diverse condizioni: in corrispondenza di una velocità minore della velocità critica (densità maggiore della densità critica). in corrispondenza di una velocità maggiore della velocità critica (densità minore della densità critica). Curva di deflusso f = V k (V) 7

8 Relazioni sperimentali e modello di Greenshields Diagramma fondamentale del traffico stradale I diagrammi V=V(f) e k=k(f) possono essere suddivisi in due rami: Ramo STABILE per V > V cr (k < k cr ) Ramo INSTABILE per V < V cr (k > k cr ) Ramo STABILE Ramo INSTABILE Sul ramo STABILE, un aumento di densità k comporta una diminuzione di velocità, ma un aumento del flusso f. Sul ramo INSTABILE, un aumento della densità k comporta una ulteriore diminuzione della velocità ed anche una diminuzione del flusso f, instaurando fenomeni di STOP AND GO. Sul ramo INSTABILE la qualità della circolazione è modesta. HCM: Highway Capacity Manual (HCM) Parte teorica Studio relazioni V(H), V( ), H( ) Parte pratica Capacità e Livelli di servizio (Tabelle) Suddivisione strade in base al funzionamento: Flusso ininterrotto A scorrimento veloce e autostrade con controllo di accessi A più corsie senza controllo accessi A 2 corsie Flusso interrotto Primarie urbane e suburbane Urbane Intensità di traffico 16 8

9 HCM: Relazioni V(H) Velocità media di base Media pesata delle velocità di progetto del tronco stradale Velocità possibile Media di tutte le velocità che si possono tenere in corrispondenza di una data portata 17 HCM: Relazioni V(H) Velocità media di base Media pesata delle velocità di progetto del tronco stradale Velocità possibile Media di tutte le velocità che si possono tenere in corrispondenza di una data portata 18 9

10 La DENSITÀ DI TRAFFICO viene spesso calcolata come rapporto tra il volume di traffico misurato in una data sezione stradale in un breve intervallo temporale (in genere tra 1 e 5 minuti) e la corrispondente velocità media dei veicoli. HCM: Relazioni V( ) Se si ripetono le misure di volume e di velocità molte volte in una stessa sezione (in epoche diverse) si ottengono rappresentazioni grafiche della velocità in funzione della densità del tipo indicato. Regressione lineare: Greenshields LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) Il LIVELLO DI SERVIZIO (LOS ovvero LdS) è un INDICATORE DI QUALITÁ (A, B, C, D, E, F) che descrive le condizioni operative del deflusso, in genere in termini di velocità, durata dello spostamento, libertà di manovra, comfort, ecc. Ciascun LOS rappresenta un range di condizioni operative e la percezione del conducente di queste condizioni 10

11 LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) Qualità della circolazione che ciascun tipo di strada può offrire nell ipotesi di GEOMETRIA IDEALE(A,B,C,D,E,F). Rapporto fra il numero di veicoli transitanti lungo l intero periodo T e la durata del periodo (veic/h). Rapporto fra il volume di traffico nell ora di punta e la massima portata che si registra nell ora di punta ovvero (USA) nei 15 minuti più intensi della stessa ora. LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) Valore della portata cui corrisponde la probabilità del 90% che in un tempo prefissato (15 minuti) non si generi un regime di instabilità, ovvero di deflusso caratterizzato da ripetute fermate e partenze (stop and go). (Spesso si ricorre ad una definizione meno rigorosa e più semplice che identifica la capacità con la portata massima che può transitare per una corsia o per una strada). 11

12 LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) Numero di utenti che nell unità temporale di riferimento si spostano dal nodo O (origine) al nodo D (destinazione). In genere gli utenti sono autovetture e il periodo di riferimento è 1 ora (veic/h). CAPACITÀ E LIVELLI DI SERVIZIO AUTOSTRADE 24 12

13 CAPACITÀ E LIVELLI DI SERVIZIO STRADE MULTICORSIA A CARREGGIATA UNICA 25 CAPACITÀ E LIVELLI DI SERVIZIO STRADE A DUE CORSIE 26 13

14 CAPACITÀ E LIVELLI DI SERVIZIO STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Condizioni ideali: 1) corsie larghe non meno di 3.60m; 2) banchine larghe non meno di 1.80m; 3) velocità di progetto maggiore o uguale a 100km/h; 4) andamento plano-altimetrico del tracciato tale da consentire sempre il sorpasso (distanza di visibilità non minore di 450m); 5) corrente di traffico costituita solo da autovetture; 6) uguale distribuzione del traffico nelle due direzioni di marcia; 7) assenza di semafori e/o impedimenti nelle manovre di svolta; 8) terreno pianeggiante. 27 CAPACITÀ E LIVELLI DI SERVIZIO STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Il valore massimo della CAPACITÀ si ha in corrispondenza di una ripartizione uniforme (50/50) e vale in totale 2800pcphpln (vett/h) in entrambe le direzioni di marcia. Il LIVELLO DI SERVIZIO viene definito in funzione di parametri che non esprimono direttamente la QUALITA DELLA CIRCOLAZIONE ma di due grandezze che a tali parametri si possono ritenere legati, ossia: VELOCITA POSSIBILE (Vp) rapporto fra la PORTATA (H) che transita sulla strada e la sua CAPACITA (C) H/C 28 14

15 Sono individuati sei livelli di servizio, denominati con le lettere da A a F. Il livello di servizio A corrisponde a condizioni di flusso libero, mentre il LoS F è relativo a condizioni di flusso instabile. Con ciò si può definire la portata di servizio per una strada, come la portata che consente le condizioni operative relative a ciascuno dei livelli esposti. Ad esempio nel caso della figura, la portata operativa che consente il livello di servizio A deve essere inferiore al 35% della capacità possibile. Nell ipotesi di condizioni ideali si ha quindi una portata operativa pari a: q o =0, = 980 veic/h Per portate superiori, le condizioni operative scendono a livelli di servizio più bassi. LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) HCM LOS A: Flusso libero, basse portate e densità, alte velocità V p V d, massima libertà di manovra. LOS B: Flusso stabile, libertà di manovra appena limitata V p <V d. LOS C: Flusso stabile, alte portate, V p condizionata dalle portate. LOS D: Flusso stabile instabile, V p ancora accettabili ma fortemente condizionate, scarsa libertà di manovra. LOS E: Flusso instabile, libertà di manovra nulla, velocità unica per tutti, V p =V c <<V d, forte instabilità di funzionamento. LOS F: Flusso forzato, velocità molto basse, funzionamento a stop and go 30 15

16 CAPACITÀ E LIVELLI DI SERVIZIO LIVELLO A: individua le condizioni di circolazione in cui i conducenti riescono a viaggiare alla velocità media desiderata. La domanda di sorpasso è notevolmente inferiore alla capacità di sorpasso, per cui la percentuale di tempo speso in coda dietro veicoli più lenti non supera il 30% LIVELLO B: è caratteristico di condizioni di circolazione in cui la domanda di sorpasso per conservare la velocità desiderata diventa importante e approssimativamente uguaglia la capacità di sorpasso al margine inferiore del livello. La percentuale di tempo speso in coda è in media del 45% 31 CAPACITÀ E LIVELLI DI SERVIZIO LIVELLO C: definisce situazioni in cui vi è un notevole aumento sia del numero, sia della dimensione dei plotoni, insieme con una sensibile diminuzione della capacità di sorpasso. La percentuale di tempo speso in coda raggiunge mediamente il 60% del tempo di viaggio LIVELLO D: i sorpassi sono estremamente difficili, mentre la domanda è molto alta. Plotoni lunghi da 5 a 10 veicoli in media sono molto frequenti. La percentuale di tempo speso in coda è circa il 75% del tempo di viaggio 32 16

17 CAPACITÀ E LIVELLI DI SERVIZIO LIVELLO E: individua situazioni di traffico in cui la percentuale di tempo speso in coda è superiore al 75%. Il massimo flusso veicolare in entrambe le direzioni di marcia, capace grado di garantire tale livello, coincide con la capacità della strada LIVELLO F: come per gli altri tipi di strade è caratteristico delle condizioni di flusso forzato, con marcia tipo stop-and-go, e portate inferiori alla capacità 33 LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Tabella 1 Tabella

18 LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Tabella 4 Tabella 3 Tabella 5 35 LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Tabella 6 Tabella

19 LIVELLI DI SERVIZIO (LOS) STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Tabella 9 (a) Il valore esatto della velocità dipende dalla pendenza del tratto e dalla sua lunghezza. Dipende inoltre dalla composizione del traffico e dal suo volume. Tabella 8 Le pendenze longitudinali NON superano il 3% o le lunghezze dei vari tronchi sono minori di 800m. È preferibile che la lunghezza minima totale sia almeno pari a 3200m. SF i = flusso totale (in entrambe le direzioni di marcia) per servizio (vph). l i-esimo livello di (v/c) i = rapporto tra flusso e capacità ideale (livello i-esimo). (TABELLA 1) 38 19

20 Tabella 1 (v/c) i = rapporto tra flusso e capacità ideale (livello i-esimo). (TABELLA 1) 39 Le pendenze longitudinali NON superano il 3% o le lunghezze dei vari tronchi sono minori di 800m. È preferibile che la lunghezza minima totale sia almeno pari a 3200m. f d = fattore di correzione per la distribuzione del traffico nelle due direzioni di marcia. (TABELLA 5) Tabella

21 Tabella 2 f W = fattore di correzione per la ridotta larghezza delle corsie e delle banchine. (TABELLA 2) 41 Tabella 4 f HV = fattore di correzione per la disomogeneità del traffico (presenza di autobus, veicoli industriali e/o veicoli turistici): P T, P R, P B porzione di veicoli industriali, veicoli turistici ed autobus, in decimali; E T,E R,E B autovetture equivalenti per veicoli industriali, veicoli turistici ed autobus. (I coefficienti E T,E R ed E B sono riportati in TABELLA 4). 21

22 Conversione del volume orario nell ora di punta (entrambe le direzioni di marcia) in flusso veicolare relativo ai 15 minuti più intensi di tale ora: Confronto tra il flusso equivalente e i flussi di servizio SF i per la determinazione del Livello di Servizio (LOS) 43 Pendenze in SALITA superiori al 3% e lunghezze dei vari tronchi superiori a 800m SF i = flusso totale (in entrambe le direzioni di marcia) per servizio (vph). l i-esimo livello di (v/c) i = rapporto tra flusso e capacità ideale (livello i-esimo). (TABELLA 7) f d = fattore di correzione per la distribuzione del traffico nelle due direzioni di marcia. (TABELLA 6) f W = fattore di correzione per la ridotta larghezza delle corsie e delle banchine. (TABELLA 2) IDEM CASO GENERALE 22

23 Tabella 6 Tabella 7 45 f HV = fattore di correzione per la disomogeneità del traffico (presenza di autobus, veicoli industriali e/o veicoli turistici): P HV porzione totale di veicoli pesanti (veicoli industriali + veicoli turistici + autobus) nella corrente di traffico in salita, espressa in decimale. E HV numero di autovetture equivalenti valutato con la seguente espressione: 23

24 E = autovetture equivalenti per una data pendenza, lunghezza e velocità (TABELLA 8). P T/HV = incidenza dei veicoli industriali sul totale dei veicoli pesanti, ovvero: P T,P R,P B porzione di veicoli industriali, veicoli turistici ed autobus, in decimali. Calcolo dei fattori E ed E 0 Tabella

25 f g = fattore di correzione: P p porzione di autovetture nel flusso di traffico in salita, espressa in decimale. I p fattore di impedenza per le autovetture valutato con la seguente espressione: E = autovetture equivalenti per una data pendenza, lunghezza e velocità (TABELLA 8). E 0 = autovetture equivalenti per una data velocità su pendenza nulla (TABELLA 8). OSSERVAZIONI Il FLUSSO DI SERVIZIO SFi deve essere calcolato in corrispondenza delle seguenti VELOCITA MEDIE: 89 km/h (LOS A) 81 km/h (LOS B) 72 km/h (LOS C) 64 km/h (LOS D) 48 km/h (LOS E) Le lunghezze dei tronchi si estendono oltre il punto di tangenza dei raccordi verticali di una quantità pari a ¼ dello sviluppo del raccordo stesso (discorso valido anche nel caso GENERALE) 25

26 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE Il FLUSSO DI SERVIZIO IN CONDIZIONI PROSSIME ALLA CAPACITÀ (LIVELLO E) non è facilmente determinabile perché dipende dalla pendenza e dalla lunghezza dei tratti costituenti il tracciato. In condizioni ordinarie (pendenze comprese tra il 3 e il 7% e lunghezze inferiori a 1200m), le velocità dei veicoli in situazioni prossime alla capacità variano tra i 40 e i 64km/h (TABELLA 9). L equazione che descrive tale andamento è la seguente: Tabella 9 dove: S c = velocità in corrispondenza della capacità ( 40 S c 64km/h); v c = flusso veicolare in corrispondenza della capacità (vph). 51 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE Rappresentazione analitica Si osservi che l equazione è valida nell intervallo 0 v c 2000vph, Per v c > 2000vph è quindi applicabile il CASO GENERALE FASI OPERATIVE? Rappresentazione grafica 52 26

27 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE 1) VALUTAZIONE DEI DATI DI PROGETTO: volume nell ora di punta (esistente o previsto), in vph; PHF (valore sperimentale o desunto dalla Tabella 3); composizione del traffico (porzione di veicoli industriali, veicoli turistici ed autobus); distribuzione direzionale del flusso; lunghezze e pendenze dei vari segmenti costituenti il tracciato; larghezza delle corsie e delle banchine; percentuale di lunghezza della strada a sorpasso impedito. 2) CALCOLO DEI FATTORI: v/c (Tabella 7); f d (Tabella 6); f w (Tabella 2); E, E 0 (Tabella 8). Tabella 3 53 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE 2) CALCOLO DEI FATTORI: v/c (Tabella 7); f d (Tabella 6); f w (Tabella 2); E, E 0 (Tabella 8). Tabella

28 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE 2) CALCOLO DEI FATTORI: v/c (Tabella 7); f d (Tabella 6); f w (Tabella 2); E, E 0 (Tabella 8). Tabella 6 Tabella 2 55 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE 2) CALCOLO DEI FATTORI: v/c (Tabella 7); f d (Tabella 6); f w (Tabella 2); E, E 0 (Tabella 8). Tabella 8 In corrispondenza delle seguenti VELOCITA MEDIE: 89 km/h (LOS A) 81 km/h (LOS B) 72 km/h (LOS C) 64 km/h (LOS D) 48 km/h Tabella

29 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE 3) CALCOLO DEL FATTORE CORRETTIVO f g, PER CIASCUNA DELLE VELOCITÀ DEFINITE NEL PASSO 2: f g = fattore di correzione: P p porzione di autovetture nel flusso di traffico in salita, espressa in decimale. I p fattore di impedenza per le autovetture valutato con la seguente espressione: E = autovetture equivalenti per una data pendenza, lunghezza e velocità (TABELLA 8). E 0 = autovetture equivalenti per una data velocità su pendenza nulla (TABELLA 8). 57 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE 4) CALCOLO DEL FATTORE CORRETTIVO f HV, PER CIASCUNA DELLE VELOCITÀ DEFINITE NEL PASSO 2: P HV porzione totale di veicoli pesanti (veicoli industriali + veicoli turistici + autobus) nella corrente di traffico in salita, espressa in decimale. E HV numero di autovetture equivalenti valutato con la seguente espressione: E = autovetture equivalenti per una data pendenza, lunghezza e velocità (TABELLA 8). P T/HV = incidenza dei veicoli industriali sul totale dei veicoli pesanti, ovvero: P T,P R,P B porzione di veicoli industriali, veicoli turistici ed autobus, in decimali 58 29

30 CAPACITA SU SPECIFICHE PENDENZE 5) Calcolo del flusso di servizio per ciascuna delle velocità definite nel passo 2; 6) Rappresentazione grafica sia della seguente funzione, sia della curva passante per i punti aventi come coordinate cartesiane le velocità di cui al passo 2 (ascisse) e i corrispondenti flussi di servizio calcolati nel passo 5 (ordinate); 7) Individuazione del punto di intersezione tra le due curve definite nel precedente passo e valutazione della sua ordinata (corrispondente alla capacità) e della sua ascissa (corrispondente alla velocità); Conversione del volume orario nell ora di punta (entrambe le direzioni di marcia) in 8) Calcolo del flusso veicolare: flusso veicolare relativo ai 15 minuti più intensi di tale ora 9) Confronto tra il flusso veicolare di cui al passo 8 e i flussi di servizio calcolati nel passo 5 e determinazione del livello di servizio. 59 Esempio 1 STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Caratteristiche della strada (tipo C-sottocategoria C1): corsie larghe 3.75m; banchine larghe 1.50m; 80% di zone a sorpasso impedito; terreno montuoso; pendenza del 7%; 3000m di lunghezza totale. Caratteristiche del traffico: distribuzione nelle due direzioni pari a 80/20; 4% di veicoli industriali; 10% di veicoli turistici; 2% di autobus; 84% di autovetture; volume orario nell ora di punta pari a 500vph; PHF = Si determini il LIVELLO DI SERVIZIO e la VELOCITÀ IN SALITA durante il picco di 15 minuti nell ora di punta. Si determini inoltre la CAPACITÀ della strada. 30

31 Esempio 1 89 km/h (LOS A) 81 km/h (LOS B) 72 km/h (LOS C) 64 km/h (LOS D) 48km/h Interpolazione lineare Tabella 1 Tabella 7 (estratto) (v/c) = per 89km/h, 0.14 per 81km/h, 0.42 per 72km/h, 0.64 per 64km/h e circa 0.86 per 48km/h (Cfr. Tabella 7-80% di sorpasso impedito, pendenza del 7% ) Esempio 1 Tabella 6 Tabella 2 f d = 0.70 (Cfr. Tabella 6, 80/20 di distribuzione direzionale e pendenza del 7% in salita); f w = 0.96 per 89, 81 e 72km/h e 64km/h e 0.99 per 48km/h (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); 89 km/h (LOS A) 81 km/h (LOS B) 72 km/h (LOS C) 64 km/h (LOS D) 48km/h 31

32 Esempio 1 Interpolazione lineare Tabella 8 (estratto) E 0 = 2.12 per 89km/h, 1.64 per 81 km/h, 1.44 per 72km/h, 1.3 per 64km/h e circa 1.3 per 48km/h (Cfr. Tabella 8-0% di salita per una lunghezza generica) 89 km/h (LOS A) 81 km/h (LOS B) 72 km/h (LOS C) 64 km/h (LOS D) 48km/h Esempio 1 Interpolazione lineare Tabella 8 (estratto) E = 46.8 per 81 km/h, per 72km/h, per 64km/h e circa 8.8 per 48km/h (Cfr. Tabella 8-7% di salita per una lunghezza di 3000m; il valore relativo alla velocità di 89km/h non è disponibile 89 km/h (LOS A) 81 km/h (LOS B) 72 km/h (LOS C) 64 km/h (LOS D) 48km/h 32

33 Esempio 1 P P = 0.84 (Input); P HV =P T +P R +P B = = 0.16 (Input); P T/HV = 0.04/0.16 = 0.25 (Input). Esempio 1 I flussi di servizio totali, in corrispondenza di ciascuna velocità di progetto risultano: intersezione Capacità: 950vph Velocità in corrispondenza della capacità: 45km/h 33

34 Esempio 1 Per calcolare il LIVELLO DI SERVIZIO occorre trasformare il volume orario relativo all ora di punta (500vph), in flusso veicolare relativo al picco di 15 minuti. Capacità: 950vph Tabella 9 Velocità in corrispondenza della capacità: 45km/h Riportando il valore v=588vph sul diagramma si ottiene V=61km/h. Poiché questa velocità è minore di 64km/h, il minimo valore per il livello D (Cfr. Tabella 9), ma più alto della velocità in corrispondenza della capacità (45km/h), risulta LOS=E Esempio 2 Caratteristiche della strada (tipo C-sottocategoria C2): corsie larghe 3.50m; banchine larghe 1.25m; terreno montuoso; 80% di zone a sorpasso impedito; 16000m di lunghezza totale. Caratteristiche del traffico: distribuzione nelle due direzioni pari a 60/40; 5% di veicoli industriali; 10% di veicoli turistici; 0% di autobus; 85% di autovetture; volume orario nell ora di punta pari a 180vph. STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Si calcoli il LIVELLO DI SERVIZIO della strada durante l ora di punta 34

35 Esempio 2 STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) La soluzione del problema richiede il confronto tra il flusso veicolare attuale v (massimo valore nei 15 minuti più intensi dell ora di punta) e il flusso afferente ciascun livello di servizio. Considerando PHF=0.87 (Cfr. Tabella 3: 200vph): Tabella 3 Esempio 2 Tabella 1 (v/c) = 0.02 per il LIVELLO A, 0.12 per il LIVELLO B, 0.20 per il LIVELLO C, 0.37 per il LIVELLO D, 0.80 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno montuoso, 80% di sorpasso impedito); f d = 0.94 (Cfr. Tabella 5, 60/40 di distribuzione direzionale); f w = 0.91 per i LIVELLI DI SERVIZIO A, B, C e D, 0.97 per il LIVELLO DI SERVIZIO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.50m e banchine da 1.25m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 5.0 per LIVELLO A, 5.2 per i LIVELLI B, C, D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.05 (dato di progetto); P R = 0.10 (dato di progetto). 35

36 Esempio 2 Tabella 5 (v/c) = 0.02 per il LIVELLO A, 0.12 per il LIVELLO B, 0.20 per il LIVELLO C, 0.37 per il LIVELLO D, 0.80 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno montuoso, 80% di sorpasso impedito); f d = 0.94 (Cfr. Tabella 5, 60/40 di distribuzione direzionale); f w = 0.91 per i LIVELLI DI SERVIZIO A, B, C e D, 0.97 per il LIVELLO DI SERVIZIO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.50m e banchine da 1.25m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 5.0 per LIVELLO A, 5.2 per i LIVELLI B, C, D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.05 (dato di progetto); P R = 0.10 (dato di progetto). Interpolazione lineare Esempio 2 Tabella 2 (v/c) = 0.02 per il LIVELLO A, 0.12 per il LIVELLO B, 0.20 per il LIVELLO C, 0.37 per il LIVELLO D, 0.80 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno montuoso, 80% di sorpasso impedito); f d = 0.94 (Cfr. Tabella 5, 60/40 di distribuzione direzionale); f w = 0.91 per i LIVELLI DI SERVIZIO A, B, C e D, 0.97 per il LIVELLO DI SERVIZIO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.50m e banchine da 1.25m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 5.0 per LIVELLO A, 5.2 per i LIVELLI B, C, D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.05 (dato di progetto); P R = 0.10 (dato di progetto). 36

37 Esempio 2 Tabella 4 (v/c) = 0.02 per il LIVELLO A, 0.12 per il LIVELLO B, 0.20 per il LIVELLO C, 0.37 per il LIVELLO D, 0.80 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno montuoso, 80% di sorpasso impedito); f d = 0.94 (Cfr. Tabella 5, 60/40 di distribuzione direzionale); f w = 0.91 per i LIVELLI DI SERVIZIO A, B, C e D, 0.97 per il LIVELLO DI SERVIZIO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.50m e banchine da 1.25m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 5.0 per LIVELLO A, 5.2 per i LIVELLI B, C, D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.05 (dato di progetto); P R = 0.10 (dato di progetto). Esempio 2 Tabella 4 (v/c) = 0.02 per il LIVELLO A, 0.12 per il LIVELLO B, 0.20 per il LIVELLO C, 0.37 per il LIVELLO D, 0.80 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno montuoso, 80% di sorpasso impedito); f d = 0.94 (Cfr. Tabella 5, 60/40 di distribuzione direzionale); f w = 0.91 per i LIVELLI DI SERVIZIO A, B, C e D, 0.97 per il LIVELLO DI SERVIZIO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.50m e banchine da 1.25m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 5.0 per LIVELLO A, 5.2 per i LIVELLI B, C, D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.05 (dato di progetto); P R = 0.10 (dato di progetto). 37

38 Esempio 2 Tabella 4 (v/c) = 0.02 per il LIVELLO A, 0.12 per il LIVELLO B, 0.20 per il LIVELLO C, 0.37 per il LIVELLO D, 0.80 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno montuoso, 80% di sorpasso impedito); f d = 0.94 (Cfr. Tabella 5, 60/40 di distribuzione direzionale); f w = 0.91 per i LIVELLI DI SERVIZIO A, B, C e D, 0.97 per il LIVELLO DI SERVIZIO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.50m e banchine da 1.25m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 5.0 per LIVELLO A, 5.2 per i LIVELLI B, C, D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.05 (dato di progetto); P R = 0.10 (dato di progetto). Esempio 2 I fattori di correzione f HV in ciascun livello di servizio valgono quindi: Il flusso veicolare nei 15 minuti più intensi dell ora di punta (207vph), è compreso tra il flusso totale del livello B (SF B =154vph) e il flusso totale del livello C (SF C =256vph). Questo vuol dire che la strada in esame garantisce il LIVELLO DI SERVIZIO C. 38

39 Esempio 3 Caratteristiche della strada (tipo C-sottocategoria C1): corsie larghe 3.75m; banchine larghe 1.50m; terreno pianeggiante; Sorpasso consentito lungo tutto il tracciato; 8000m di lunghezza totale. Caratteristiche del traffico: distribuzione nelle due direzioni pari a 70/30; 10% di veicoli industriali; 5% di veicoli turistici; 1% di autobus; 84% di autovetture. STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Si calcoli la CAPACITÀ della sezione e il MASSIMO FLUSSO VEICOLARE in grado di garantire il LIVELLO DI SERVIZIO C La soluzione del problema richiede il calcolo del flusso di servizio relativo ai livelli C ed E (capacità) Esempio 3 Tabella 1 (v/c) = 0.43 per il LIVELLO C, 1.00 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno pianeggiante, 0% di sorpasso impedito); f d = 0.89 (Cfr. Tabella 5, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per ii LIVELLO C e 0.99 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 2.5 per LIVELLO C, 1.6 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.10 (dato di progetto); P R = 0.05 (dato di progetto); P B = 0.01 (dato di progetto). 39

40 Esempio 3 Tabella 5 (v/c) = 0.43 per il LIVELLO C, 1.00 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno pianeggiante, 0% di sorpasso impedito); f d = 0.89 (Cfr. Tabella 5, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per ii LIVELLO C e 0.99 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 2.5 per LIVELLO C, 1.6 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.10 (dato di progetto); P R = 0.05 (dato di progetto); P B = 0.01 (dato di progetto). Esempio 3 Tabella 2 (v/c) = 0.43 per il LIVELLO C, 1.00 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno pianeggiante, 0% di sorpasso impedito); f d = 0.89 (Cfr. Tabella 5, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per ii LIVELLO C e 0.99 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 2.5 per LIVELLO C, 1.6 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.10 (dato di progetto); P R = 0.05 (dato di progetto); P B = 0.01 (dato di progetto). 40

41 Esempio 3 Tabella 4 (v/c) = 0.43 per il LIVELLO C, 1.00 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno pianeggiante, 0% di sorpasso impedito); f d = 0.89 (Cfr. Tabella 5, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per ii LIVELLO C e 0.99 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 2.5 per LIVELLO C, 1.6 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.10 (dato di progetto); P R = 0.05 (dato di progetto); P B = 0.01 (dato di progetto). Esempio 3 Tabella 4 (v/c) = 0.43 per il LIVELLO C, 1.00 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno pianeggiante, 0% di sorpasso impedito); f d = 0.89 (Cfr. Tabella 5, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per ii LIVELLO C e 0.99 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 2.5 per LIVELLO C, 1.6 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.10 (dato di progetto); P R = 0.05 (dato di progetto); P B = 0.01 (dato di progetto). 41

42 Esempio 3 Tabella 4 (v/c) = 0.43 per il LIVELLO C, 1.00 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 1 - terreno pianeggiante, 0% di sorpasso impedito); f d = 0.89 (Cfr. Tabella 5, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per ii LIVELLO C e 0.99 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E T = 7 per LIVELLO A, 10 per i LIVELLI B e C, 12 per il LIVELLO D ed E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); E R = 2.5 per LIVELLO C, 1.6 per il LIVELLO E (Cfr. Tabella 4, terreno montuoso); P T = 0.10 (dato di progetto); P R = 0.05 (dato di progetto); P B = 0.01 (dato di progetto). Esempio 3 I fattori di correzione f HV valgono quindi: Questo vuol dire che la CAPACITÀ della strada è pari a 2171vph (totale delle due direzioni) e che il MASSIMO FLUSSO VEICOLARE in grado di garantire il LIVELLO C è 854vph 42

43 Esempio 4 STRADE BIDIREZIONALI A 2 CORSIE (1 corsia per senso di marcia) Caratteristiche della strada (tipo C-sottocategoria C1): corsie larghe 3.75m; banchine larghe 1.50m; terreno montuoso; 60% di zone a sorpasso impedito; pendenza longitudinale del 6%; 3000m di lunghezza totale. Caratteristiche del traffico: distribuzione nelle due direzioni pari a 70/30; 12% di veicoli industriali; 7% di veicoli turistici; 1% di autobus; 80% di autovetture; PHF pari a Tabella 9 Si calcoli il MASSIMO VOLUME ORARIO in grado di garantire una velocità in salita di 64km/h (LOS=D, Tabella 9) Esempio 4 Interpolazione lineare Tabella 7 (v/c) D = 0.83 (Cfr. Tabella 7 64km/h, 6% di pendenza, 60% di sorpasso impedito); f d = 0.78 (Cfr. Tabella 6, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per il LIVELLO DI SERVIZIO D (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E = 9.54 (Cfr. Tabella 8, 6% di salita per una lunghezza di 3000m); E 0 = 1.3 (Cfr. Tabella 8, 0% di salita per una lunghezza generica); P HV =P T +P R +P B = = 0.20 (dati di progetto); P T/HV = 0.12/0.20 = 0.6 (dato di progetto). 43

44 Esempio 4 Tabella 6 (v/c) D = 0.83 (Cfr. Tabella 7 64km/h, 6% di pendenza, 60% di sorpasso impedito); f d = 0.78 (Cfr. Tabella 6, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per il LIVELLO DI SERVIZIO D (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E = 9.54 (Cfr. Tabella 8, 6% di salita per una lunghezza di 3000m); E 0 = 1.3 (Cfr. Tabella 8, 0% di salita per una lunghezza generica); P HV =P T +P R +P B = = 0.20 (dati di progetto); P T/HV = 0.12/0.20 = 0.6 (dato di progetto). Esempio 4 Tabella 2 (v/c) D = 0.83 (Cfr. Tabella 7 64km/h, 6% di pendenza, 60% di sorpasso impedito); f d = 0.78 (Cfr. Tabella 6, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per il LIVELLO DI SERVIZIO D (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E = 9.54 (Cfr. Tabella 8, 6% di salita per una lunghezza di 3000m); E 0 = 1.3 (Cfr. Tabella 8, 0% di salita per una lunghezza generica); P HV =P T +P R +P B = = 0.20 (dati di progetto); P T/HV = 0.12/0.20 = 0.6 (dato di progetto). 44

45 Esempio 4 Tabella 8 Interpolazione lineare (v/c) D = 0.83 (Cfr. Tabella 7 64km/h, 6% di pendenza, 60% di sorpasso impedito); f d = 0.78 (Cfr. Tabella 6, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per il LIVELLO DI SERVIZIO D (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E = 9.54 (Cfr. Tabella 8, 6% di salita per una lunghezza di 3000m); E 0 = 1.3 (Cfr. Tabella 8, 0% di salita per una lunghezza generica); P HV =P T +P R +P B = = 0.20 (dati di progetto); P T/HV = 0.12/0.20 = 0.6 (dato di progetto). Esempio 4 Tabella 8 Interpolazione lineare (v/c) D = 0.83 (Cfr. Tabella 7 64km/h, 6% di pendenza, 60% di sorpasso impedito); f d = 0.78 (Cfr. Tabella 6, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per il LIVELLO DI SERVIZIO D (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E = 9.54 (Cfr. Tabella 8, 6% di salita per una lunghezza di 3000m); E 0 = 1.3 (Cfr. Tabella 8, 0% di salita per una lunghezza generica); P HV =P T +P R +P B = = 0.20 (dati di progetto); P T/HV = 0.12/0.20 = 0.6 (dato di progetto). 45

46 Esempio 4 Tabella 8 Interpolazione lineare (v/c) D = 0.83 (Cfr. Tabella 7 64km/h, 6% di pendenza, 60% di sorpasso impedito); f d = 0.78 (Cfr. Tabella 6, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per il LIVELLO DI SERVIZIO D (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E = 9.54 (Cfr. Tabella 8, 6% di salita per una lunghezza di 3000m); E 0 = 1.3 (Cfr. Tabella 8, 0% di salita per una lunghezza generica); P HV =P T +P R +P B = = 0.20 (dati di progetto); P T/HV = 0.12/0.20 = 0.6 (dato di progetto). Esempio 4 (v/c) D = 0.83 (Cfr. Tabella 7 64km/h, 6% di pendenza, 60% di sorpasso impedito); f d = 0.78 (Cfr. Tabella 6, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per il LIVELLO DI SERVIZIO D (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E = 9.54 (Cfr. Tabella 8, 6% di salita per una lunghezza di 3000m); E 0 = 1.3 (Cfr. Tabella 8, 0% di salita per una lunghezza generica); P HV =P T +P R +P B = = 0.20 (dati di progetto); P T/HV = 0.12/0.20 = 0.6 (dato di progetto). 46

47 Esempio 4 Volume di traffico nell ora di punta Il massimo volume di traffico in grado di garantire una velocità in salita pari a 64km/h (LOS D) è dunque pari a 534vph (v/c) D = 0.83 (Cfr. Tabella 7 64km/h, 6% di pendenza, 60% di sorpasso impedito); f d = 0.78 (Cfr. Tabella 6, 70/30 di distribuzione direzionale); f w = 0.96 per il LIVELLO DI SERVIZIO D (Cfr. Tabella 2, corsie da 3.75m e banchine da 1.50m); E = 9.54 (Cfr. Tabella 8, 6% di salita per una lunghezza di 3000m); E 0 = 1.3 (Cfr. Tabella 8, 0% di salita per una lunghezza generica); P HV =P T +P R +P B = = 0.20 (dati di progetto); P T/HV = 0.12/0.20 = 0.6 (dato di progetto). Bibliografia Ferrari P., Giannini F., "Ingegneria Stradale-Geometria e Progetto di Strade", 1998, Ed. ISEDI. ISBN Agostinacchio M., Ciampa D., Olita S., "La Progettazione delle Strade- Guida pratica alla corretta applicazione dei Decreti Ministeriali 05/11/01 (G.U. n.3 del 04/01/02), 22/04/04 (G.U. n.170 del 24/07/06)", 2011, II Edizione, EPC Editore, ISBN Petruccelli U., "Dispense del Corso di Fondamenti di Trasporti", Università degli Studi della Basilicata. 47