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 INTERSEZIONI STRADALI INTERSEZIONI A RASO INTERSEZIONI A LIVELLI SFALSATI G. LEONARDI, F. CIRIANNI A - 04

2 DM NORME FUNZIONALI E GEOMETRICHE PER LA COSTRUZIONE DELLE INTERSEZIONI STRADALI Art. 3 CODICE DELLLA STRADA SVINCOLO: Intersezione a livelli sfalsati in cui le correnti veicolari non si intersecano tra loro; INTERSEZIONE A LIVELLI SFALSATI: Insieme di infrastrutture (sovrappassi, sottopassi, rampe, corsie specializzate ecc..) che consente lo smistamento delle correnti veicolari fra rami di strade poste a diversi livelli; INTERSEZIONE A RASO: Area comune a più strade, organizzata in modo da consentire lo smistamento delle correnti di traffico dall una all altra di esse. Considerazioni generali La classificazione delle intersezioni dipende dalla Classificazione delle strade (CS). La classificazione si realizza utilizzando i principi della teoria delle svolte, basati sull analisi funzionale dei flussi di traffico,sulla topologia delle manovre possibili e sulla geometria delle traiettorie. La classificazione presuppone un organizzazione a rete delle viabilità. Una rete stradale funzione se funzionano i nodi ovvero le intersezioni tra le strade Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 2 di 30

3 Per le piattaforme dei tipi di stradeconsiderate vedere Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade Aex Aurb B C D E Fex Furb INTERSEZIONEALIVELLI SFALSATI CONEVENTUALI 2 MANOVREDISCAMBIO Aex Aurb B C D E F ex Furb 3 INTERSEZIONEARASO 3 3 Aex - AUTOSTRADEEXTRAURBANE Aurb - AUTOSTRADEURBANE B C D E Fex - EXTRAURBANEPRINCIPALI - EXTRAURBANESECONDARIE - URBANEDISCORRIMENTO - URBANEDIQUARTIERE - LOCALIEXTRAURBANE Furb - LOCALIURBANE 3 INTERSEZIONEALIVELLI SFALSATI CONMANOVRE DI SCAMBIOOINCROCI ARASO INTERSEZIONE CONNESSIONE NON CONSENTITA NON CONSENTITA 3 Classificazione tipologica delle intersezioni Sulla base della classificazione delle strade prevista dal Codice della Strada e dal D.M , articolata in otto tipi di strade, quattro per l'ambito extraurbano e quattro per l'ambito urbano, i nodi di interconnessione possono concettualmente rappresentarsi come gli elementi di una matrice simmetrica (8x8) ove figurano tutti i possibili nodi di intersezione fra due strade (o punti simbolici). Nella matrice si distinguono nodi omogenei, che connettono strade dello stesso tipo, e nodi disomogenei, che connettono strade di tipo diverso. Mentre nei primi (nodi omogenei) sono sempre consentite connessioni che realizzano il trasferimento dei flussi da una strada all'altra, nei secondi (disomogenei), per ragioni di sicurezza e funzionalità, non sempre la realizzazione della connessione dei flussi di traffico è ammessa. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 3 di 30

4 Laddove la connessione è ammessa, è possibile distinguere diverse tipologie di nodo in relazione alla possibilità o meno che in corrispondenza del nodo si verifichino punti di conflitto di intersezione. Nel caso di nodo in cui le strade confluenti siano tutte a carreggiate separate, non sono ammessi punti di conflitto di intersezione e la connessione sarà risolta con uno svincolo (nodo di tipo 1), ammettendo eventualmente per le sole correnti di svolta manovre di scambio. Laddove una delle strade che convergono nel nodo è di un tipo per il quale la sezione trasversale è prevista ad unica carreggiata, possono essere ammesse su tale strada manovre a raso, mentre l'incrocio fra le correnti principali va risolto sfalsando i livelli (nodo di tipo 2). Laddove le due strade che si considerano appartengano a tipi per i quali la sezione trasversale prevista è ad unica carreggiata, l'intersezione potrà essere risolta a raso (nodo di tipo 3). Tipologie di nodo presenti nella matrice generale 1) INTERSEZIONE A LIVELLI SFALSATI [con eventuali manovre di scambio] 2) INTERSEZIONE A LIVELLI SFALSATI [con manovre di scambio o incroci a raso] 3) INTERSEZIONE A RASO 4) INTERSEZIONE NON CONSENTITA Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 4 di 30

5 Una classifica sistematica di tutte le possibili forme elementari del modo di effettuare le svolte, facilita la definizione dello svincolo o dell intersezione a raso; Consente cioè di tradurre in forma schematica di elementi di collegamento o di svolta lo schema dei flussi di traffico che interessano il nodo. Definizione delle manovre elementari: a) attraversamento ad incrocio b) diversione o uscita in sinistra in destra c) immissione o entrata in sinistra in destra d) svolta propriamente detta e) scambio Conseguentemente alle manovre indicate vengono ad identificarsi alcuni punti caratteristici; dalla presenza dei quali dipendono le condizioni di sicurezza e di operatività dell'intersezione. Questi costituiscono i cosiddetti "punti di conflitto" fra le traiettorie, e nascono dalla interferenza potenziale di queste. Si distinguono in: punti di conflitto di attraversamento; punti di conflitto di diversione; punti di conflitto di immissione. Osservando i citati tipi di manovre elementari (attraversamento, svolta ecc.) è facile riconoscere un primo elemento di classificazione dei "modi" pratici di risoluzione del nodo. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 5 di 30

6 Se prevarranno manovre di attraversamento si parlerà di intersezioni a "raso" o a "livello" (semaforico o no); se prevarranno manovre di immissione, diversione e svolta, mancando completamente quelle di attraversamento, si sarà in presenza di "intersezioni" a livelli completamente sfalsati. Nel caso che prevalessero invece manovre di scambio, le soluzioni possono considerarsi "intermedie" tra quelle a livelli completamente sfalsati e quelle a "raso". Per i punti di conflitto di intersezione deve essere adottata una delle seguenti soluzioni progettuali: I. sfalsamento altimetrico delle traiettorie; II. realizzazione di tronchi di scambio trasformando il punto di conflitto di intersezione in punti di diversione e/o immissione; III. sfalsamento temporale di tipo imposto (semaforo) o di tipo attuato dall'utente (precedenza o stop). Intersezioni PUNTI DI CONFLITTO A UNA INTERSEZIONE La svolta a sinistra presenta una criticità maggiore, in quanto comporta quattro punti di conflitto, di cui due di attraversamento molto ravvicinati. Per valutare la pericolosità dei punti di conflitto, bisogna tenere conto che, nella dinamica dei veicoli in corrispondenza delle intersezioni, interessa la velocità relativa tra i veicoli stessi, che è funzione sia delle velocità assolute, sia dell'angolo sotto cui si incontrano i veicoli. Le strategie di organizzazione e di controllo di un'intersezione in primo luogo sono dirette ad indirizzare opportunamente le traiettorie, mediante segnaletica di preselezione o canalizzazione; quindi possono essere volte a modificare il numero e la natura dei punti di conflitto. Tale obiettivo può raggiungersi: introducendo sensi unici di circolazione; vietando alcune manovre di svolta; sfalsando temporalmente le traiettorie con segnaletica o con impianti semaforici; sfalsando altimetricamente le traiettorie. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 6 di 30

7 La scelta della soluzione da adottare dipende dal tipo di strada e dall'entità dei flussi interessati, nonché da vincoli economici e di spazio. Caratterizzazione geometrica degli elementi dell intersezione Per la definizione delle caratteristiche geometriche dell intersezione, i principali elementi da stabilire riguardano: le dimensioni e la composizione delle piattaforme stradali; le pendenze longitudinali, trasversali e composte delle rampe, delle aree pavimentate interessate dal transito dei veicoli e degli spazi marginali; i raccordi altimetrici; le caratteristiche geometriche degli elementi componenti, e specificatamente: i raggi delle curve circolari (in relazione alle velocità e alle pendenze trasversali della piattaforma); i parametri caratteristici degli elementi planimetrici a curvatura variabile; le rotazioni delle sagome stradali e l andamento dei cigli; l entità di eventuali allargamenti delle carreggiate (o delle aree di transito) per tutte le tipologie di veicoli ammessi a circolare nell intersezione; le caratteristiche delle curve di ciglio, necessarie per consentire l iscrizione in curva dei veicoli pesanti e/o per migliorare le condizioni operative delle correnti di svolta; la forma, le dimensioni e le caratteristiche delle isole di canalizzazione, ove presenti, dalle quali dipendono le caratteristiche di leggibilità e guida visiva delle traiettorie di approccio alle zone di incrocio; la forma, le dimensioni e le caratteristiche degli elementi complementari e d arredo; gli eventuali altri elementi relativi alle caratteristiche geometriche dell intersezione, anche per analogia con quanto previsto dal D.M Definizioni I principali elementi componenti un intersezione sono: Le rampe, che rappresentano i tronchi stradali di collegamento tra rami di un intersezione a livelli sfalsati (svincolo). Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 7 di 30

8 Le corsie specializzate, destinate ai veicoli che si accingono ad effettuare le manovre di svolta a destra ed a sinistra, e che consentono di non arrecare eccessivo disturbo alla corrente di traffico principale. Possono essere di entrata (o di immissione), di uscita (o di diversione) e di accumulo per la svolta a sinistra, e possono essere realizzate nelle intersezioni lineari a raso e a livelli sfalsati, secondo quanto previsto nella Tabella seguente. Tipologia di corsia specializzata Tipo di strada principale di uscita (o diversione) di entrata (o immissione) d accumulo per svolta a sinistra strade extraurbane A Obbligatoria Obbligatoria Non ammessa B Obbligatoria Obbligatoria Non ammessa C Ammessa Non ammessa Ammessa F Ammessa Non ammessa Ammessa strade urbane A Obbligatoria Obbligatoria Non ammessa D Ammessa Ammessa Non ammessa E Ammessa Ammessa Ammessa F Ammessa Ammessa Ammessa Intersezioni a livello Le intersezioni a livello (o a raso) sono sistemate su un unico piano e si distinguono a seconda del numero di strade che si intersecano (a tre rami, a quattro rami, ecc.). Il primo importante elemento geometrico da considerare per la sistemazione di un incrocio a raso, è costituito dalle zone che devono essere tenute libere da ostacoli in modo tale da consentire ai conducenti una visibilità sufficiente per decidere le manovre da compiere e per valutare situazioni di pericolo. A tale scopo è necessario definire planimetricamente i contorni del triangolo di visibilità, le cui dimensioni dipendono dalle velocità di approccio dei veicoli e dal tipo di regolazione previsto. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 8 di 30

9 Intersezioni a tre o quattro braccia lineari o a rotatoria: A 3 braccia A 4 braccia Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 9 di 30

10 OBIETTIVO: riduzione, trasformazione o eliminazione dei punti di conflitto Nel caso di intersezione a raso libera un veicolo che sopraggiunge deve poter vedere i veicoli di un'altra corrente veicolare quando entrambi distano dall'ipotetico punto di conflitto di una lunghezza pari almeno alla distanza di arresto, calcolata sulla base della velocità di progetto della relativa strada. Nel caso di intersezione regolata con lo stop un veicolo fermo sulla strada secondaria, a 3 metri dal ciglio della principale deve potere vedere un veicolo quando dista dall'ipotetico punto di conflitto di una lunghezza pari a L, che corrisponde al tratto di strada che il veicolo sulla strada principale percorre, nel tempo necessario al veicolo sulla strada Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 10 di 30

11 secondaria per ripartire e completare la manovra di attraversamento o di svolta (curve B e B'). Nel caso di incrocio regolato con il segnale di dare la precedenza la zona di visuale libera è calcolata supponendo che il conducente proveniente dalla strada secondaria, a una distanza di 30 m dal punto di conflitto, deve poter vedere un veicolo quando questi dista dal potenziale punto di conflitto della lunghezza L, che corrisponde al tratto di strada che il veicolo, nel tempo necessario al veicolo sulla strada secondaria per completare la sua manovra di attraversamento o di svolta a sinistra. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 11 di 30

12 Sistemazione delle intersezioni a raso Il sistema più semplice per realizzare l'immissione di una strada su un'altra, è quello di arrotondare gli spigoli dell'intersezione in modo da agevolare la svolta dei veicoli. Tale sistema, specialmente nel caso di intersezioni molto ampie, non è sufficiente a evitare incertezze nelle traiettorie seguite dai conducenti, se non è associato ad una canalizzazione delle correnti di traffico e più in generale ad una organizzazione complessiva della zona dell'intersezione. Per la svolta a destra è preferibile adottare una preselezione completamente a flusso libero. Per la svolta a sinistra, in presenza di flussi elevati, occorre prevedere una corsia di accumulo opportunamente dimensionata, per consentire l'accodamento dei veicoli in attesa di svoltare. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 12 di 30

13 CORSIA DI ACCUMULO Raccordo (Lv,a) - GEOM. Manovra (Lm,a) GEOM. Decelerazione (Ld,a) - CINEM. Accumulo (La,a) - FUNZ. AMBITO EXTRAURBANO Raccordo (Lv,a) - GEOM. Accumulo (La,a) - FUNZ. AMBITO URBANO Le corsie di accumulo sono composte dai seguenti tratti elementari: Tratto di raccordo, di lunghezza L v,a Tratto di manovra, di lunghezza L m,a Tratto di decelerazione, di lunghezza L d,a Tratto di accumulo, di lunghezza L a,a Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 13 di 30

14 CORSIA DI ACCUMULO Le corsie di entrata (o di immissione) sono composte dai seguenti tratti elementari: Tratto di accelerazione di lunghezza L a,e. Tratto di immissione di lunghezza L i,e. Elemento di raccordo di lunghezza L v,e. Accelerazione (La,e) - CINEM. Immissione (Li,e) - FUNZ. Raccordo (Lv,e) - GEOM. CORSIA DI USCITA Le corsie di uscita (o di diversione) sono composte dai seguenti tratti elementari: Tratto di manovra di lunghezza L m,u. Tratto di decelerazione di lunghezza L d,u parallelo all asse principale della strada, nel caso di tipologia parallela, o coincidente interamente con l elemento a curvatura variabile, nel caso di tipologia ad ago. Manovr a (Lm,u) - GEOM. Decelera zione (Ld,u) - CINEM. CORSIA DI USCITA Le zone di scambio. Queste si hanno quando avviene l attraversamento reciproco di due correnti di traffico aventi medesima direzione e verso, lungo un tronco stradale di lunghezza significativa: L sc. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 14 di 30

15 0.6 m Scamb io (Lsc) - FUNZ. 3.6 m Le lunghezze La,e L d,u e L d,a e vanno dimensionate con criteri cinematici. Le lunghezze L v,e L m,u L v,a e L m,a e vanno dimensionate con criteri geometrici. Le lunghezze L i,e L a,a e L sc vanno dimensionate con criteri funzionali. ESEMPI SCHEMATICI DI INTERSEZIONI CANALIZZATE Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 15 di 30

16 ESEMPI SCHEMATICI DI INTERSEZIONI CANALIZZATE Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 16 di 30

17 Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 17 di 30

18 Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 18 di 30

19 Geometria dei margini stradali La geometria dei bordi di connessione tra la strada secondaria e la principale va adottata una curva tricentrica, asimmetrica tra i bordi di entrata ed uscita, caratterizzata dalla successione di tre circonferenze di raggio R1, R2, R3 i cui valori sono intercorrelati dalla seguente relazione: Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 19 di 30

20 Suggerendo per R2 valori minimi variabili tra 8,00 e 12,00 m. Inoltre: Le rotatorie Una soluzione delle intersezioni a raso è quella "a rotatoria" in cui tutti i rami che confluiscono nell'intersezione vengono immessi in una strada con un numero di corsie comprese tra 2 e 4, chiusa su se stessa, con asse circolare o ellittico, che viene percorsa in senso antiorario. Di seguito sono indicati i principali elementi da valutare nella scelta di una soluzione a rotatoria. Il funzionamento corretto dell'intersezione si ha quando i veicoli, una volta immessi sulla rotatoria, con una manovra di scambio si spostano verso la corsia più interna, in modo tale da non ostacolare i veicoli che provengono o si immettono nei rami successivi. A tal fine occorre dimensionare con accortezza la zona di scambio. Si considerano tre tipologie fondamentali di rotatorie in base al diametro della circonferenza esterna (limite della corona rotatoria): rotatorie convenzionali con diametro esterno compreso tra 40 e 50 m; rotatorie compatte con diametro esterno compreso tra 25 e 40 m; Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 20 di 30

21 mini rotatorie con diametro esterno compreso tra 14 e 25 m. In ambito extraurbano l adozione di mini rotatorie viene limitata agli incroci tipo F/F tra strade locali, mentre le rotatorie compatte sono consentite per gli incroci tipo C/C, C/F, F/C. Nelle minirotatorie l isola centrale non è più invalicabile, e spesso viene semplicemente dipinta sulla pavimentazione dell incrocio; in altri casi viene resa evidente differenziandone la pavimentazione da quella dell anello. In questo modo la rotatoria è percorribile anche da veicoli di ingombro superiore a quello delle autovetture. In linea generale si ribadisce la convenienza di generalizzare, per tutte le rotatorie, la priorità di circolazione nell anello rispetto ai bracci, e pertanto i veicoli che transitano sulla corona giratoria devono avere la precedenza sugli altri in entrata. E quindi importante prevedere una attrezzatura segnaletica sia orizzontale sia verticale che elimini ogni possibile dubbio sul diritto di precedenza dei veicoli all interno della corona. VANTAGGI - rallentamento delle correnti veicolari in arrivo ai vari rami; - assenza, in genere, di regolazione semaforica; - soluzione adottabile anche per incroci con più di quattro bracci; - possibilità di effettuare con facilità l'inversione di marcia; - facilità di inserimento nel contesto urbano. SVANTAGGI - necessità di spazi elevati per un corretto funzionamento; - impossibilità a gerarchizzare i rami di accesso; - difficoltà di inserimento in itinerari coordinati; - interruzione delle corsie riservate al trasporto pubblico; - difficoltà di utilizzo dell'isola centrale; - allungamento e scarsa protezione dei percorsi pedonali. Elementi geometrici delle rotatorie Il criterio principale per definire la geometria delle rotatorie riguarda il controllo della deviazione delle traiettorie in attraversamento del nodo. Per impedire l attraversamento di un intersezione a rotatoria ad una velocità non adeguata, è necessario che i veicoli siano deviati per mezzo dell isola centrale. La valutazione del valore della deviazione viene effettuata per mezzo dell angolo di deviazione β. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 21 di 30

22 Per determinare la tangente al ciglio dell isola centrale corrispondente all angolo di deviazione β, bisogna aggiungere al raggio di entrata R e,2 un incremento b pari a 3,50 m. Per ciascun braccio di immissione si raccomanda un valore dell angolo di deviazione β di almeno 45. Distanze di visibilità Negli incroci a rotatoria, i conducenti che si approssimano alla rotatoria devono vedere i veicoli che percorrono l anello centrale al fine di cedere ad essi la precedenza o eventualmente arrestarsi; sarà sufficiente una visione completamente libera sulla sinistra per un quarto dello sviluppo dell intero anello, posizionando l osservatore a 15 metri dalla linea che delimita il bordo esterno dell anello giratorio. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 22 di 30

23 Criteri di progettazione delle corsie di immissione: I criteri di progettazione delle corsie di immissione nelle intersezioni a più livelli sono identici a quelli per le intersezioni a raso lineari. Criteri di progettazione delle zone di scambio: Si definisce scambio su una carreggiata stradale l attraversamento reciproco, lungo una significativa lunghezza della carreggiata, di due correnti di traffico che procedono nella stessa direzione. Un ulteriore elemento distintivo tra le diverse tipologie di rotatoria è rappresentato dalla sistemazione dell isola circolare centrale che può essere resa in parte transitabile per le Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 23 di 30

24 manovre dei veicoli pesanti nel caso di mini rotatorie; le rotatorie compatte sono invece caratterizzate da bordure non sormontabili dell isola centrale. Intersezioni stradali sfalsate altimetricamente Questa tipo di sistemazione deve prevedersi sempre sulle autostrade e su tutte le strade in cui si vuole evitare il conflitto tra correnti di attraversamento, in particolare quando i flussi di traffico sono tali da rendere poco efficiente e sicuro il funzionamento a raso. Le possibili soluzioni dipendono dal numero di rami che confluiscono nell'intersezione e dal numero di punti di conflitto che si intende eliminare. I vantaggi più evidenti che possono derivare dalla realizzazione di un'intersezione a livelli separati sono sostanzialmente i seguenti: le strade mantengono pressoché immutata la propria capacità anche in corrispondenza dell'intersezione. la velocità dei flussi di traffico principali non subisce diminuzioni significative. si consegue un maggiore livello di sicurezza per l'utente che compie le varie manovre. Lo sfalsamento dei livelli si ottiene tramite opere d'arte che consentono l'incrocio delle strade a quote diverse. Generalmente la strada di minore importanza, e quindi con velocità di progetto inferiore, passa a quota superiore; in tal modo si favoriscono le manovre di uscita (in decelerazione) e di immissione (in accelerazione) sulla strada principale, che avvengono rispettivamente in salita e in discesa. Rampa diretta per la svolta a destra (a) e a sinistra (b): permette di eseguire la manovra con il minore percorso. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 24 di 30

25 Rampa a cappio: trasforma la svolta a sinistra in una svolta a destra con angolo al centro di circa 270. Rampa semidiretta: consente la svolta a sinistra uscendo dalla destra della carreggiata. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 25 di 30

26 SVINCOLO A TROMBETTA Tipo di soluzione utilizzata in caso di distribuzione dissimetrica delle correnti di scambio. Il cappio si dispone generalmente dalla parte della corsia di entrata. Poiché tutti i flussi in ingresso e in uscita dalla viabilità principale transitano in un'unica sezione si presta per l'esazione di pedaggi e pertanto è molto utilizzato nelle uscite autostradali. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 26 di 30

27 SVINCOLO A ROMBO Tale sistemazione consente di eliminare totalmente i punti di conflitto su una sola delle strade che si intersecano. Le quattro rampe dirette formano un angolo molto acuto con la strada principale e quasi retto con la strada secondaria. La confluenza della rampa sulla strada secondaria viene regolata come un'intersezione a raso SVINCOLO A QUADRIFOGLIO Questo svincolo realizza le svolte a sinistra con quattro rampe indirette. Presenta l'inconveniente che l'immissione nella strada da una rampa a cappio, precede l'uscita dalla stessa strada nel cappio seguente, generando una zona di scambio che per volumi di traffico elevati assume lunghezze considerevoli. Considerando anche le rampe dirette per la svolta a destra l'area complessiva occupata dal quadrifoglio finisce per essere molto ampia. Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 27 di 30

28 Caratteristiche plano-altimetriche delle rampe Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 28 di 30

29 Esempio di svincolo direzionale Esempio di intersezione non omogenea (quadrifoglio parziale) Esempio di intersezione non omogenea (losanga) Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 29 di 30

30 Esempio di intersezione non omogenea (quadrifoglio parziale) Autori: G.Leonardi, F.Cirianni Pagina 30 di 30