Barriere di Sicurezza Stradali

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1 Barriere di Sicurezza Stradali Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 1

2 Interventi di sicurezza attiva Obiettivo : raggiungere elevati standard di sicurezza Def. Sicurezza attiva: insieme di provvedimenti finalizzati ad EVITARE che l incidente si verifichi, o meglio, ad aumentare la probabilità che non si verifichi : ABS; limitatori di velocità; campagne di informazione e formazione; disposizioni legislative; criteri progettuali per le strade di nuova concezione; adeguamenti delle strade esistenti; interventi relative alle pavimentazioni, alla segnaletica, alla illuminazione; Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 2

3 Def. Sicurezza passiva: Interventi di sicurezza passiva insieme di provvedimenti finalizzati a MITIGARE i danni, principalmente alle persona, che conseguono al verificarsi dell incidente ; cinture di sicurezza + air bag; scocche particolarmente studiate; obbligo del casco per gli utenti dei veicoli a due ruote; provvedimenti per consentire la tempestività del soccorso medico; rifugi pressurizzati, impianti antincendio, cunicoli ausiliari (lunghe gallerie); dispositivi di ritenuta; In passato venivano utilizzati in maniera abbastanza sistematica come protezione dei margini stradali in tratti particolari (ponti, rilevati limitati da muri di sostegno a tutta altezza ed altri punti ritenuti particolarmente pericolosi). A partire dagli anni 50 si è riconosciuta l importanza e la necessità di protezioni meno rigide, in modo da limitare, per quanto possibile, i danni agli occupanti del veicolo/i incidentato/i. Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 3

4 Studi teorici e sperimentali sono stati compiuti per definire materiali, forme, resistenza, deformabilità, luoghi e modalità d installazione: Barriere metalliche (guard-rail); Barriere in calcestruzzo (New Jersey); Barriere in metallo e legno; La progettazione, l omologazione e l impiego delle barriere di sicurezza sono disciplinati dalla seguente legislazione: - D.M. n 223 del 18/02/1992 e successive modifiche (D.M. 15/10/96, D.M. 3/6/98, D.M. 11/6/99, D.M. 21/06/2004); - Circolare del Ministero dei LL.PP. del 6/4/2000; - UNI EN , 2, 3; Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 4

5 COSA E UNA INGEGNERIA CIVILE costruzioni edili NORMA squadra romama Sinonimo di REGOLA, di rispetto dell ordine naturale (dalla tradizione romana antica) Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 5

6 Attualmente l ORIGINE LEGISLATIVA è una Legge ordinaria sovrastante altri dispositivi di legge Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 6

7 L EVOLUZIONE TEMPORALE DELLE NORME sui dispositivi di ritenuta C M / 8 7 D M / 9 2 C M / A g gd M 2 23 / 9 2/ 9 6 P re n o rm a e u rop e a P R C E N re P nno rm a e u rop e a 1317/1/2/3/4 CEN AggDM 223/92/98 G.U. D M Disciplina Del transitorio 3 AggDM 223/92/98 G.U P rim a n o rm a Norma attuale Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 7

8 1. FUNZIONI realizzare accettabili condizioni di sicurezza per gli utenti e per terzi esterni, assicurando il contenimento e la redirezione dei veicoli che dovessero tendere ad uscire dalla carreggiata. Devono essere progettati in maniera tali da possedere 2 requisiti essenziali: - capacità di assorbimento dell energia cinetica del veicolo che urta; - capacità di limitare gli effetti/danni derivanti dall impatto. Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 8

9 2. CLASSIFICAZIONE A seconda della loro destinazione ed ubicazione le barriere di sicurezza sono classificate in: a) barriere centrali da spartitraffico; b) barriere laterali in rilevato o trincea; c) barriere per opere d arte, quali ponti, viadotti, sottovia, muri ecc.; d) barriere o dispositivi per punti singolari quali attenuatori d urto, letti d arresto, dispositivi per ostacoli fissi, zone terminali e/o di interscambio. Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 9

10 3. ZONE DA PROTEGGERE - spartitraffico; - bordo laterale delle sezioni in rilevato (h > 1 m); - sempre necessaria se la pendenza della scarpata > di 2/3, con pendenze minori e per sezioni in trincea è possibile adottare altre soluzioni; - bordi di tutte le opere d arte all aperto (ponti, viadotti, muri di sostegno); - ostacoli fissi, quali pile di ponti, rocce affioranti, alberature, pali per la illuminazione e quant altro possa rappresentare un ostacolo. La protezione è sempre necessaria se i predetti ostacoli (che non possono essere rimossi) distano 3.00 m o meno dal bordo della carreggiata; per 3.00 m < d < m va valutata, caso per caso dal progettista. Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 10

11 4. PARAMETRI FONDAMENTALI PER LA CLASSIFICAZIONE 4.a. Livello di Contenimento: grandezza che misura la capacità di una barriera a resistere agli urti. L c = 1 2 M ( v senφ) 2 L c = (KJ) M = massa del veicolo (t) V = velocità d impatto del veicolo (m/s) φ = angolo d impatto. Barriera di sicurezza θ v Veicolo di massa M Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 11

12 4. PARAMETRI FONDAMENTALI PER LA CLASSIFICAZIONE Indice di Severità dell Accelerazione: grandezza che misura la severità dell impatto e quindi le conseguenze sugli occupanti della vettura. ASI = a ( 12g a x 2 y 2 ) + ( ) + 9g a ( z ) 10g 2 ax, ay az sono i valori medi (su un interv. di 0,05 sec) delle componenti longitudinale trasversale e verticale dell accelerazione misurate in corrispondenza di un punto P vicino al baricentro dell autovettura. T.H.I.V. (Indice Velocità Teorica della Testa) P.H.D. (Indice di Decelerazione della Testa dopo l impatto) Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 12

13 4. PARAMETRI FONDAMENTALI PER LA CLASSIFICAZIONE Classificazione dei dispositivi di ritenuta secondo la normativa italiana Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 13

14 4. PARAMETRI FONDAMENTALI PER LA CLASSIFICAZIONE ASI < 1 ASI < 1,4 da preferire a parità di condizioni per barriere da installare in punti particolarmente pericolosi in cui il contenimento del veicolo in svio diviene essenziale per la sicurezza di terzi. (THIV < 33 km/h e PHD < 20 g) ( ) 2 = v (T) ( v (T)) 2 ( ) 2 PHD = a (t) + ( a (t)) 2 THIV + x y x y Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 14

15 5. DEFLESSIONE DINAMICA E LARGHEZZA UTILE Deflessione dinamica D n : massimo spostamento dinamico trasversale del frontale del sistema di contenimento. Larghezza utile W: distanza tra la posizione iniziale del frontale del sistema di contenimento e la massima posizione dinamica laterali di qualsiasi componente principale del sistema. Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 15

16 5. DEFLESSIONE DINAMICA E LARGHEZZA UTILE La deflessione dinamica e la larghezza utile permettono di determinare le condizioni per l installazione di ogni barriera di sicurezza, nonché di definire le distanze da creare davanti agli ostacoli per permettere alla barriera di fornire prestazioni soddisfacenti (corretto funzionamento): 1,20 m < Larghezza Operativa < 2,50 m (2,80 m) Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 16

17 PROCEDIMENTO DI OMOLOGAZIONE DEL PROTOTIPO PROGETTO ESECUTIVO DI UNA BARRIERA PROTOTIPO FIRMATO DA INGEGNERE PROVE SUI MATERIALI COMPONENTI E CERTIFICAZIONI RILASCIATE DA ISTITUTI ACCREDITATI PREPARAZIONE VEICOLO DI PROVA SISTEMAZIONE PISTA DI LANCIO VEICOLO ESECUZIONE PROVE IN QUALITA NORME ISO RELAZIONE DEL PROGETTISTA CON GIUDIZIO SULLA PROVA RICHIESTA FORMALE DI OMOLOGAZIONE A EX- ISPETTORATO C&T CON RELAZIONE PROGETTISTA E CERTIFICATI PROVE COMMISSIONE RELATRICE CSLLPP FORMULA PARERE SU BASE RELAZIONE EX-ISPETTORATO PARERE FORMALE DEL CSLLPP REALIZZAZIONE DEL PROTOTIPO SU PISTA AUTORIZZATA PER PROVE DI OMOLOGAZIONE LANCIO VEICOLO DI PROVA E MISURAZIONI PREVISTE DA NORMA ANALISI RISULTATI PROVE EMISSIONE CERTIFICATO EX ISPETTORATO CHIEDE PARERE AL CS LLPP CON RELAZIONE E GIUDIZIO SU PROVA PRESCRIZIONI eventuali CERTIFICATO DI OMOLOGAZIONE EMESSO DA MINISTERO PROPONENTE ISTITUTO DI PROVA PROPONENTE E MINISTERO CS/LLPP E MINISTERO Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 17

18 PROCEDIMENTO DI OMOLOGAZIONE DEL PROTOTIPO Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 18

19 PROCEDIMENTO DI OMOLOGAZIONE DEL PROTOTIPO Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 19

20 PROCEDURA E RUOLO CENTRALE DEL PROGETTISTA PROGETTO DEL PROTOTIPO INSTALLAZIONE SU STRADA CRASH TESTS E PROVE MATERIALI OMOLOGAZIONE DEL PROTOTIPO TIPO OMOLOGATO PROGETTO STRADALE (progettista) APPROVAZIONE DIREZIONE LAVORI COLLAUDO TECNICO AMMINISTRATIVO Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 20

21 6. SCELTA Il criterio di scelta dei dispositivi di ritenuta si fonda essenzialmente sulle seguenti considerazioni: - l evento incidentale ha carattere aleatorio e così pure l energia cinetica da assorbire, ma è ragionevole presumere che i livelli di contenimento più elevati siano da prevedere tanto più elevate sono le velocità di progetto e le percentuali di veicoli pesanti; - a parità di strada e di traffico la resistenza della barriera deve essere tanto più grande quanto più gravi sono le conseguenze derivanti dallo sfondamento o dallo scavalcamento della barriera; questo a costo di accettare indici ASI fino a 1,4 (es. barriera bordo ponte). Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 21

22 6. SCELTA Traffico tipo I: TGM < 1000, o TGM > 1000 e veicoli pesanti (m>3,5 t) < 5% tot. Traffico tipo II: TGM > 1000 e 5% < veicoli pesanti (m>3,5 t) < 15% tot. Traffico tipo III: TGM > 1000 e veicoli pesanti (m>3,5 t) > 15% tot. Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 22

23 In definitiva il progettista stradale DEVE: - individuare i punti da proteggere; - scegliere le barriere da adottare fra i diversi tipi omologati in funzione del tipo di strada e del traffico veicolare; - richiedere il livello di larghezza utile della suddetta barriera onde prevedere gli spazi necessari per il corretto funzionamento della barriera; - dove inoltre curare con specifici disegni esecutivi e relazioni di calcolo l adattamento dei singoli dispositivi alla sede stradale in termini di supporti, drenaggio delle acque, collegamenti tra i diversi tipi di protezione, zone d approccio alle barriere (punto di inizio e fine), interferenza e/o integrazione con altri tipi di barriere. Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 23

24 7. SOLUZIONI ALTERNATIVE Soluzioni alternative alla installazione dei dispositivi di ritenuta è quella di prevedere spazi liberi al di là della carreggiata opportunamente dimensionati in modo tale che un veicolo in fuoriuscita possa arrestarsi senza danni e rientrare, eventualmente, sulla carreggiata. Incremento sicurezza; Incremento larghezza sede stradale; Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 24

25 7. SOLUZIONI ALTERNATIVE (manuale HCM) (clear zone) (clear zone) Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 25

26 7. SOLUZIONI ALTERNATIVE Ripresa dal manuale AASHTO Roadside Design Guide Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 26

27 Barriere New Jersey Zona d urto A: la resistenza di contatto iniziale frena i pneumatici e rallenta il veicolo: Zona d urto B: la pendenza consente al veicolo di arrampicarsi sulla barriera; l energia d urto è assorbita dal sistema pneumatico-sospensione e dall azione di sollevamento del veicolo stesso; Zona d urto C: quando le ruote raggiungono questa altezza, la sagoma più rigida ne corregge la direzione e ne raddrizza la traiettoria (comportamento ridirettivo) Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 27

28 Barriere Metalliche Tipo H3 e H4 Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 28

29 Tipo N 2 Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 29

30 Tipo H 4 Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 30

31 Barriere Metalliche Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 31

32 Tipo H 4 Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 32

33 Tipo bordo ponte H 3 Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 33

34 Tipo bordo ponte H 3 Tipo bordo ponte H 4 Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 34

35 Errata installazione carenza di supporto montanti Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 35

36 Barriere in Legno Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 36

37 Attenuatori d urto tipo ridirettivo Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 37

38 Attenuatori d urto tipo non ridirettivo Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 38

39 Attenuatori d urto tipo cinetico Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 39

40 Attenuatori d urto tipo inerziale Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 40

41 Terminali speciali Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 41

42 Terminali speciali Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 42

43 Terminali speciali a manina Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 43

44 Terminali speciali immerso Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 44

45 Terminali speciali immerso su scarpa Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 45

46 Terminali speciali - tubolare Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 46

47 Terminali speciali - tubolare Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 47

48 Terminali speciali - tubolare Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 48

49 Terminali speciali con attenuatore d urto Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 49

50 Soluzioni particolari integrate (pannelli acustici) Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 50

51 Soluzioni particolari integrate per motociclisti Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 51

52 Planimetria barriere di sicurezza Prof. Ing. Francesco Canestrari Barriere di Sicurezza Stradali - 52