UNIVERSITÀ DI ROMA "TOR VERGATA" FACOLTÀ DI INGEGNERIA Dipartimento Ingegneria Civile. Guida alle esercitazioni del

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1 UNIVERSITÀ DI ROMA "TOR VERGATA" FACOLTÀ DI INGEGNERIA Dpartmeto Igegera Cvle Guda alle eserctazo del LABORATORIO DI TECNICA DELLA CIRCOLAZIONE Progettazoe d ua tersezoe semaforzzata co l metodo d Webster DOCENTE g. ANTONIO COMI Ao Accademco

2 SOMMARIO LA PROGETTAZIONE DI UNA INTERSEZIONE SEMAFORIZZATA IL METODO DI WEBSTER ELABORATI DA PRODURRE... 9 Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com

3 LA PROGETTAZIONE DI UNA INTERSEZIONE SEMAFORIZZATA I questo captolo vee descrtta ua metodologa per la progettazoe d ua tersezoe semaforzzata da effettuare sulla base d caratterstche geometrche dell tersezoe e fluss d traffco rlevat da cascu allevo.. Il metodo d Webster S rportao d seguto alcu cocett geeral, da approfodre fase d studo teorco, relatv alle operazo ecessare per la progettazoe delle tersezo semaforche secodo l metodo d Webster. Prma d procedere all applcazoe del metodo d Webster occorre determare l pao d fasatura dell tersezoe; esso cosste ello stablre quate fas deve essere artcolato l cclo semaforco, qual maovre cosetre og fase e quale deve essere la successoe delle fas. È ecessaro cooscere l ettà de fluss vecolar che effettuao le vare maovre e l ettà de fluss pedoal, oché la geometra dell tersezoe. Nella eserctazoe oggetto, s trascurerao fluss pedoal e le problematche ad ess coesse. Geeralmete s prefersce, quado possble, utlzzare due sole fas perché cò rduce al mmo gl tervall d tempo perso, che s hao og volta che s camba fase; questo caso esstoo delle maovre permesse che etrao cofltto co altre corret prortare. Nel caso d fluss d svolta elevat, s possoo avere feome d cogestoe dell tersezoe e rsulta pertato pù coveete usare pa multfase, se la geometra dell tersezoe cosete la dsposzoe d u umero d corse d attesa og accesso almeo par alle fas d verde prevste per lo stesso accesso. C soo molt crter per stablre quado è ecessaro predsporre ua fase apposta per la svolta a sstra; geere cò s fa quado volum d questa maovra superao vec/h e quado fluss d attraversameto dell accesso opposto soo elevat. Il metodo proposto da Webster (958) e Webster e Cobbe (966) cosete d otteere la durata del cclo ed temp d verde per ua tersezoe sgola d cu sa ota la matrce delle fas. Esso parte dall potes che cascua fase sa rappresetata da ua sola correte, quella per cu è massmo l rapporto tra l volume arrvo q ed l relatvo flusso d saturazoe S (el 2 Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com

4 caso cu s abbao pù corse og accesso, ogua rservata ad ua maovra effettuata ella fase cosderata, occorre cosderare la portata d arrvo e l flusso d saturazoe della corsa per cu l rapporto q/s sa massmo). S troducao le quattà: R = tempo d rosso dell accesso rappresetatvo della geerca fase (sec); C l = tempo d cclo semaforco (sec); V E = tempo d verde effcace dell accesso rappresetatvo della geerca fase (sec); l = perdtempo dell accesso rappresetatvo della geerca fase (sec); q = flusso arrvo all accesso rappresetatvo ella geerca fase ; S = portata d saturazoe dell accesso rappresetatvo ella geerca fase. S ot aztutto che, dat parametr semaforc d ua tersezoe, vale la relazoe: = V = C l () E l = Il valore della durata del cclo che rede mmo l rtardo totale all tersezoe è stata otteuta da Webster per va aaltca, tuttava l espressoe a cu è guto può essere sosttuta co la seguete espressoe semplfcata:,5 + 5 l = C l = [sec] (2) q S I temp d verde effcace d cascua fase soo determat mpoedo che tutte le corret rappresetatve abbao grado d saturazoe X eguale (prcpo d equsaturazoe) (le corret o rappresetatve possoo avere u grado d saturazoe more): da cu segue: X = Cl q * = = X (3) V S E V E Cl q = (4) * X S e qud sommado membro a membro la (4) e rcordado la () s ha per l grado d saturazoe dell tersezoe: 3 Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com

5 da cu s ottee: X * q S = = l C l = q S V E = Cl l (5) = q S = U valore tpco per l geerco perdtempo l può essere posto par a 4-5 sec. Il tempo d verde deve avere ua durata mma tale da cosetre l deflusso d u umero mmo d vecol (per es. 5 sec.). Nella seguete Tabella soo rportate le caratterstche d ua geerca tersezoe a 4 bracca. Per questa tersezoe s vogloo progettare parametr del cclo semaforco secodo l metodo d Webster, utlzzado due sole fas. Tab. - Dat d put per l progetto dell tersezoe Accesso Nord Est Sud Ovest v km/h % S vec/h verde q vec/h q/s 0,382 0,286 0,276 0,72 Assegamo agl access Nord e Sud verde ella fase metre agl access Est ed Ovest verde ella fase 2. Le corret rappresetatve per la fase soo quelle proveet dall accesso Nord, metre quelle rappresetatve ella secoda fase soo quelle proveet dall accesso Est, come s può faclmete rlevare dalla Tabella, quato soo massm rapport q/s relatvamete agl access che hao verde ella stessa fase. Ipotzzado par a 4 sec. l tempo perso l, relatvo sa alla fase che alla fase 2, la durata del cclo semaforco ottmo è data da:,5 = = Cl = l + 5 q S, = 0,668 4 = 5,2 52 sec Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com

6 Il verde effcace da dare ad og fase sarà par a: V E 2 q S = Cl l 2 = q S = = 0,382 0,668 ( 52 8) = sec V E 2 2 q2 S2 = Cl l 2 q S = = 0,286 = 0,668 ( 52 8) = 8,8 9 sec S ot che la somma de temp d verde effcace o è par al cclo. La dffereza tra cclo e perdtempo totale è uguale fatt al perdtempo totale L (ved eq. ). Come s è vsto, per applcare l metodo d Webster (ma, pù geerale, per potere procedere al progetto d tersezo semaforzzate) è ecessaro cooscere le portate d saturazoe. S defsce flusso o portata d saturazoe S d u accesso semaforzzato l valore medo della portata co la quale trastao vecol ua volta ragguta la veloctà d regme, quado l accesso è saturo. Tale portata è espressa vecol/ora (veh/h) d verde effettvo o vecol/sec d verde effettvo. Va rcordato che tale portata è la meda d quelle che s realzzao e sgol ccl: tuttava geerale la varaza è bassa e vee trascurata. Il metodo per l calcolo della portata d saturazoe d seguto rportato è l cosddetto metodo glese, esso cosete d teer coto de pù mportat fattor d flueza: larghezza dell accesso e preseza d vecol parcheggat; composzoe del flusso vecolare; maovre d svolta a destra e a sstra ed terfereze co vecol e pedo; pedeza della strada; localzzazoe dell croco ell area urbaa. Il metodo, rcavato da dag spermetal, cosste el determare la portata d saturazoe S partedo da ua portata d saturazoe S b relatva ad ua stuazoe d base e el correggere successvamete tale portata tramte de coeffcet K per teer coto delle dffereze tra la stuazoe d base e quella oggetto d studo: S = S b K K 2... K (6) 5 Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com

7 Per access mpegat esclusvamete da maovre drette, preseza d sole autovetture, co pedeza ulla e seza terfereze co vecol a pedo, la portata d saturazoe d base S b vale medamete: S b = 525 L co 5,5 < L < 8,5 (7) dove: L = larghezza dell accesso ( metr). S b è espressa vec/ora d verde effettvo. Quado la larghezza è ferore a 5,5 m, la portata d saturazoe è rportata Tabella 2. Tab.2 - Portata d saturazoe per larghezze feror a 5,5 m L (metr) 3,05 3,35 3,66 3,97 4,27 4,57 4,98 5,8 S (vec/h d verde) Nella determazoe della larghezza L va teuto coto d evetual vecol parcheggat. I pratca la larghezza rspetto a cu effettuare l calcolo è la larghezza utle dell tersezoe fale della matrce delle caratterstche de ram. Per teer coto della composzoe vecolare s adotta l coeffcete K K = ae / z z dove a z è la frazoe d vecol del tpo z-esmo ed E z è l relatvo coeffcete d equvaleza. Valor dcatv de coeffcet d equvaleza soo rportat ella Tabella 3. Tab. 3 Coeff. d equvaleza de vecol a f del calcolo della portata d saturazoe Tpo d vecol Coeffcete d equvaleza Autovetture e vecol merc legger E a =,00 Vecol pesat med e grad E P =,75 Autobus E b = 2,25 Tram E t =2,50 Motoccl E m = 0,33 Bcclette E c = 0,20 Come coeffcete d equvaleza de mezz pesat s cosder E=2. Se l accesso è posto pedeza la portata d saturazoe s rduce medamete del 3% per og % d pedeza salta esstete fo a 60 metr a mote dell tersezoe; la portata cresce del 3% per og % d pedeza dscesa presete ache a valle dell tersezoe. 6 Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com

8 Pertato se s dca co + la percetuale d pedeza dscesa e co - quella salta, l coeffcete K 2 d correzoe per la pedeza vale: K 2 = + 0,03 Il deflusso de vecol può subre de ralletamet dovut alle terfereze co altr vecol e co pedo o prevst dalla regolazoe semaforca: queste terfereze aumetao passado dalle zoe resdezal a quelle cetral e d esse s può teer coto co l coeffcete K 3 rportato Tabella 4. Tab. 4 - Coeffcete correttvo delle portate d saturazoe per teer coto della localzzazoe dell croco ell area metropoltaa Zoa K 3 Resdezale,00 Commercale suburbaa 0,98 Idustrale 0,93 cetro affar 0,85 Se oltre alle maovre drette soo preset ache maovre d svolta, va cosderato che queste maovre possoo comportare ua rduzoe d portata per tre motv fodametal: rduzoe d veloctà dovuta al raggo d svolta; terfereze co pedo; terfereze co altr vecol. La portata d saturazoe d base può essere corretta tramte l coeffcete K 4 K = ae 4 / z z dove a z soo le frazo d portata dell accesso relatve alle sgole maovre (drette, a destra, a sstra) ed E z relatv coeffcet d equvaleza. Valor dcatv d tal coeffcet soo rportat ella Tabella 5: va teuto presete che per le maovre d svolta a destra l coeffcete d equvaleza cresce al dmure del raggo d svolta ed all aumetare del umero d terfereze co pedo; per le svolte a sstra oltre quest due fattor tervee ache l terfereza co vecol che provegoo dal verso opposto d marca e da qu l valore pù alto del coeffcete rportato tabella. Per metod pù precs per la valutazoe de coeffcet d equvaleza, partcolare per la svolta a sstra, s rva a test specalstc del settore. 7 Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com

9 Tab. 5 - Coeffcet d equvaleza de vecol per tpo d maovra. Maovra Coeffcet d equvaleza Marca dretta E d =,00 Svolta a destra E ds =,00,25 Svolta a sstra E s =,75 Quado l accesso è mpegato solo da maovre d svolta a destra o a sstra (svolta esclusva) occorre dstguere seguet cas: asseza d terfereze co pedo e co vecol (svolta esclusva protetta); preseza d terfereza co pedo o vecol (svolta esclusva e permessa). Nel caso d svolta esclusva e protetta, la portata d base S b, vale S b = S /[ + (l,5/r)] (vec/h verde effettvo) (8) dove r è l raggo d svolta ( metr) ed S vale: S =.800 vecol/h verde effettvo per accesso ad ua corsa; S = vecol/h verde effettva per accesso a due corse. Come valore dcatvo del raggo d svolta s assumerà r = 20 metr. Nel caso d svolta esclusva permessa co terfereza co pedo occorre moltplcare la portata rcavata co la (8) per l coeffcete K 5 K 5 = - α dove: α = 0,05 per bass valor d portate pedoal d attraversameto (00/ora); α = 0,5 per med valor d portate pedoal (300/ora); α = 0,25 per alt valor d portate pedoal (500/ora). Nel ostro caso s trascurao le terfereze co pedo e s poe α=. Nel caso d svolta a sstra esclusva co terfereza co vecol che provegoo dal verso opposto occorre dstguere seguet cas:. vecol che devoo svoltare effettuao la maovra esclusvamete durate perod d terruzoe del deflusso della portata opposta (parteza rtardata, taglo atcpato o terverde). 2. vecol che devoo svoltare effettuao la maovra esclusvamete durate l perodo d va lbera del flusso opposto. 8 Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com

10 3. s verfca sa la stuazoe ) che 2). Nel caso della stuazoe ) s è pratca el caso d svolta protetta, co ua rduzoe de temp pers. Per la stuazoe 2) va cosderato che vecol che devoo svoltare devoo dare la precedeza a destra; subto dopo la comparsa del verde vecol oppost defluscoo co portata par a quella d saturazoe fché o vee smaltta la coda e vecol che devoo svoltare o rescoo ad effettuare la maovra dovedo dare la precedeza a destra; el perodo successvo vecol oppost defluscoo co portata par a quella d arrvo ed vecol che devoo svoltare devoo attedere che s creo degl tervall temporal suffcet per effettuare la maovra. Per quest ultmo perodo, da aals spermetal, la portata d saturazoe S b rsulta S b = S /[+,5 r] 0,75 Q (vecol/ora verde effettvo) dove Q è la somma delle portate orare dretta e svoltate a destra proveet dall accesso opposto. Nel caso 3) la portata d saturazoe è la meda delle portate d saturazoe che competao a sgol cas. È opportuo otare che ache per la svolta esclusva vao usat coeffcet correttv K, K 2 e K 3 per composzoe del flusso, pedeza e localzzazoe dell accesso vst precedeza..2 Elaborat da produrre Al terme d questa fase dell eserctazoe occorre avere prodotto: Progetto d ua tersezoe semaforzzata Pao d fasatura 9 Corso d Laboratoro d Tecca della Crcolazoe docete: g. Atoo Com