LA PROGETTAZIONE DELLE STRADE

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1 Q U A D E R N I P E R L A P R O G E T T A Z I O N E LA PROGETTAZIONE DELLE STRADE Guida pratica alla corretta applicazione del D.M. 5/11/01 e sue modifiche ed integrazioni (D.M. 22/04/2004) di MICHELE AGOSTINACCHIO DONATO CIAMPA SAVERIO OLITA L I B R I

2 INDICE GENERALE Premessa... 9 CAPITOLO 1 DEFINIZIONI E RIFERIMENTI NORMATIVI Q U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e CAPITOLO 2 LE RETI STRADALI Le reti Rete Primaria Rete Principale Rete Secondaria Rete Locale Livello Terminale Le strade CAPITOLO 3 CLASSIFICAZIONE DELLE STRADE E CRITERI COMPOSITIVI DELLA PIATTAFORMA Premessa Individuazione delle categorie di traffico Elementi costitutivi dello spazio stradale Caratteristiche geometriche e di traffico delle sezioni Strade locali a destinazione particolare Esempi di organizzazione della piattaforma stradale Scelta della sezione stradale Scelta della sezione stradale: autostrade Calcolo del flusso equivalente Calcolo della FFS

3 Calcolo del livello di servizio Esercizio n. 1: autostrade Esercizio n. 2: autostrade Scelta della sezione stradale: strade multicorsia Calcolo del flusso equivalente Calcolo della FFS Calcolo del livello di servizio Esercizio: strade a più corsie Scelta della sezione stradale: strade bidirezionali a due corsie Capacità su specifiche pendenze Esercizio n. 1: strade bidirezionali a due corsie Esercizio n. 2: strade bidirezionali a due corsie Esercizio n. 3: strade bidirezionali a due corsie Esercizio n. 4: strade bidirezionali a due corsie CAPITOLO 4 ORGANIZZAZIONE DELLA SEDE STRADALE Sezione stradale in sede artificiale Opere di scavalcamento e sottopassi Opere di scavalcamento (ponti, viadotti, sovrappassi) Sottopassi Gallerie Gallerie su strade a carreggiate separate e indipendenti Gallerie su strade a carreggiata unica bidirezionale Corsie supplementari per i veicoli lenti Elementi marginali e di arredo della sede stradale Margine interno Margine laterale Margine esterno Cigli e cunette Sezione a trapezio isoscele Sezione a trapezio scaleno Sezione a profilo variabile Sezione alla Francese LA PROGETTAZIONE DELLE STRADE

4 4.3.5 Marciapiedi Piazzole di sosta Dispositivi di ritenuta ed altri elementi di arredo funzionale CAPITOLO 5 GEOMETRIA DELL ASSE STRADALE Distanze di visibilità Visuali libere Distanza di visibilità per l arresto Calcolo di D Calcolo di D Calcolo della Distanza di visibilità per l arresto: procedimento operativo Distanza di visibilità per il sorpasso Distanza di visibilità per la manovra di cambiamento di corsia Applicazioni progettuali Esempio Andamento planimetrico dell asse Criteri di composizione dell asse Elementi del tracciato planimetrico Rettifili Curve circolari Pendenze trasversali della piattaforma nei rettifili Pendenze trasversali della piattaforma in funzione del raggio delle curve circolari e delle velocità Curve a raggio variabile Clotoide Clotoide: relazioni tra le grandezze A, r, s, τ Equazione cartesiana della clotoide Equazione cartesiana della clotoide: metodo I Equazione cartesiana della clotoide: metodo II Clotoide: calcolo degli elementi geometrici caratteristici Coordinate finali X f e Y f Scostamento R Coordinate X M e Y M del centro della curva circolare Q U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e 5

5 Tangente lunga T L Tangente corta T K Angolo di direzione σ Corda l c Definizione del parametro A in funzione di R e R Clotoidi: verifica del parametro di scala A Criterio dinamico o di limitazione del contraccolpo Criterio costruttivo o della sovrapendenza longitudinale delle linee di estremità della carreggiata Criterio ottico Definizione del parametro A in funzione della velocità di sterzatura Inserimento del raccordo clotoidico Inserimento clotoidico: raccordo a raggio conservato Tracciamento della clotoide Esempio di impiego della clotoide unitaria La clotoide di flesso o linee ad S Clotoide di flesso: trattazione rigorosa Clotoide di flesso: trattazione approssimata Clotoide di flesso dissimmetrica Clotoide di continuità Clotoide di continuità: trattazione rigorosa Clotoide di continuità: trattazione approssimata Clotoide di continuità: caso particolare I Clotoide di continuità: caso particolare II Clotoide di continuità: caso particolare III Clotoidi multiparametro A min per clotoidi multiparametro Clotoide multiparametro: calcolo degli elementi geometrici caratteristici Clotoide multiparametro: elementi caratteristici Clotoide multiparametro: esempio applicativo n Clotoide multiparametro: esempio applicativo n Clotoide multiparametro: raccordo rettifilo-cerchio Clotoide multiparametro: esempio applicativo n Clotoide multiparametro di flesso LA PROGETTAZIONE DELLE STRADE

6 Clotoide multiparametro di flesso: limitazioni sui parametri di scala A 1 e A Clotoide multiparametro di flesso: elementi caratteristici Clotoide multiparametro di flesso: esempio applicativo Clotoide multiparametro di continuità Clotoide multiparametro di continuità: limitazioni sul parametro di scala A Clotoide multiparametro di continuità: elementi caratteristici Clotoide multiparametro: considerazioni dinamiche conclusive Pendenze trasversali nelle curve a raggio variabile Valori massimi della pendenza i Valori minimi della pendenza i Allargamento della carreggiata in curva Andamento altimetrico dell asse Elementi del profilo altimetrico Raccordi verticali Formulazione analitica del raccordo parabolico Tracciamento del raccordo parabolico Elementi geometrici del raccordo parabolico Calcolo delle coordinate del vertice A Calcolo della freccia f Raccordi verticali convessi e dossi Procedimento operativo per il calcolo di R v : raccordi verticali convessi e dossi Esempio Raccordi verticali concavi e sacche Procedimento operativo per il calcolo di R v : raccordi verticali concavi e sacche Esempio Ulteriori prescrizioni di Normativa sul valore minimo del raggio Diagramma delle velocità Lunghezza di transizione Distanza di riconoscimento Esame del diagramma delle velocità Costruzione del diagramma delle velocità Costruzione del diagramma delle velocità - Prima Fase Q U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e 7

7 Costruzione del diagramma delle velocità - Fase Finale Coordinamento plano-altimetrico Posizione del raccordo verticale Difetti di coordinamento fra elementi planimetrici ed altimetrici Perdita di tracciato APPENDICE A D.P.R. 16 dicembre 1992 n regolamento di attuazione del nuovo codice della strada (Stralcio) APPENDICE B Tabellazione della clotoide unitaria - n = APPENDICE C Tabellazione della clotoide unitaria - n = APPENDICE D Tabellazione della clotoide unitaria - n = APPENDICE E Tabellazione della clotoide unitaria - n = APPENDICE F Tabellazione della clotoide unitaria - n = APPENDICE G Tabellazione della clotoide unitaria - n = Bibliografia LA PROGETTAZIONE DELLE STRADE

8 Premessa Il presente volume prende le mosse da alcuni seminari svolti dal sottoscritto presso diversi Enti, quali ad esempio il Comune di Ancona, l Ordine degli Ingegneri della Provincia di Potenza e Matera ecc., organizzati al fine di presentare e discutere la Normativa Stradale edita con D.M. 5/11/01. Tale Normativa trova origine nell art. 13, comma 1, del Codice della Strada, che ne prevede l emanazione da parte del competente Ministero (LL.PP.), sentiti il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici ed il C.N.R. (Consiglio Nazionale delle Ricerche). In particolare il C.N.R., tramite la Commissione di Studio per le norme relative ai materiali e progettazione, costruzione e manutenzione di cui il sottoscritto è componente ormai da numerosi anni, ha approvato in data 13/11/98 il documento normativo di base, poi pubblicato nel Supplemento Ordinario alla Gazzetta Ufficiale n. 3 del 4 Gennaio 2002, Serie generale. La prima importante considerazione relativa alla predetta Normativa Stradale riguarda la nuova veste editoriale tramite Decreto Ministeriale, e quindi differente dalle precedenti edizioni curate dal C.N.R. con la sola etichetta di Istruzioni e Raccomandazioni non cogenti. È pertanto evidente il passaggio epocale messo in atto, considerato che si è voluta destinare alla Normativa Stradale la stessa dignità di stampa riservata, già da tempo, ad altre Normative del Settore dell Ingegneria Civile riguardanti, ad esempio, le costruzioni in calcestruzzo di cemento armato ed acciaio, o la geotecnica e le opere in terra. La valenza di un edizione ministeriale rende a tutti gli effetti la Normativa Stradale cogente in forza di legge, con la conseguenza che ad essa debbono uniformarsi i Progettisti di Infrastrutture Viarie per il trasporto su gomma. Numerose risultano le novità introdotte dalla Normativa in questione, che sostituisce la precedente edita dal C.N.R. nel 1980, e tra queste sono da sottolineare: Q U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e 9

9 - una nuova organizzazione della piattaforma stradale; - l impiego di intervalli di velocità di progetto più ampi; - la presenza di corsie di emergenza in galleria; - una migliore impostazione della geometria dell asse stradale; - l introduzione dei diagrammi di velocità per la verifica dei tracciati. In buona sostanza detta Normativa persegue, ancora con maggior vigore rispetto alle precedenti edizioni, l obiettivo di migliorare la sicurezza della circolazione tramite tutta una serie di provvedimenti che, nel presente volume, vengono analizzati punto per punto per favorirne una maggiore comprensione, anche a favore dei Tecnici non laureati, che operano con responsabilità tecnica presso Enti Pubblici quali Comuni, Province, Comunità Montane ecc. Si precisa, inoltre, come la presente edizione recepisca anche il contenuto del D.M. 22/4/2004, pubblicato in G.U. n. 147 del 25/06/2004, che modifica il D.M. 5/11/2001 nella misura in cui ne limita l osservanza al caso di strade di nuova costruzione, prevedendo, per gli adeguamenti delle strade esistenti, la predisposizione di nuove norme finalizzate all innalzamento dei livelli di sicurezza e al miglioramento funzionale della circolazione, nel rispetto dei vincoli ambientali, paesaggistici, archeologici, delle condizioni locali, nonché delle esigenze della continuità di esercizio. In attesa dell emanazione di una nuova specifica normativa, ad oggi non ancora varata, il contenuto del D.M. 5/11/2001 è, comunque, da considerare di riferimento per l adeguamento delle strade esistenti. In conclusione il presente testo costituisce un valido ausilio a coloro che, sia negli studi universitari, sia nella pratica professionale, si occupano di infrastrutture di trasporto su gomma. Prof. Ing. Michele AGOSTINACCHIO 10 LA PROGETTAZIONE DELLE STRADE

10 CAPITOLO 1 DEFINIZIONI E RIFERIMENTI NORMATIVI Si definisce strada l area ad uso pubblico destinata alla circolazione dei pedoni, dei veicoli e degli animali. Le Norme che formano oggetto di questo testo definiscono i criteri per la progettazione degli aspetti funzionali e degli elementi geometrici delle strade, in relazione alla loro classificazione secondo il Codice della Strada. La qualificazione funzionale della strada è basata sui tipi di utenti e di attività ammesse sulle strade stesse, tenuto conto della situazione ambientale in cui esse sono inserite. I criteri di progettazione riguardano gli elementi geometrici dell asse e della piattaforma delle strade urbane ed extraurbane, affinché la circolazione degli utenti ammessi si svolga con sicurezza e regolarità. Nello specifico, per i veicoli motorizzati le presenti Norme perseguono lo scopo di indurre i conducenti a non superare i valori di velocità posti a base della progettazione. La domanda di trasporto, individuata dal volume orario di traffico, dalla sua composizione e della velocità media di deflusso, determina, come scelta progettuale, la sezione stradale e l intervallo della velocità di progetto. In particolare, la scelta del numero di corsie di marcia della sezione stradale e della loro tipologia definisce l offerta di traffico, mentre la scelta dell intervallo di velocità di progetto condiziona, in relazione all ambiente attraversato dall infrastruttura, le caratteristiche plano-altimetriche dell asse e le dimensioni dei vari elementi della sezione. Con il termine intervallo di velocità di progetto si intende il campo dei valori in base ai quali devono essere definite le caratteristiche dei vari elementi di tracciato della strada (rettifili, curve circolari, curve a raggio variabile). Detti valori variano da elemento ad elemento, allo scopo di consentire al Progettista una certa libertà di adeguare il tracciato al territorio attraversato. Il limite superiore dell intervallo è la velocità di riferimento per la progettazione degli elementi meno vincolanti del tracciato, date le caratteristiche di sezione della strada. Essa è comunque almeno pari alla velocità massima di utenza consentita dal Codice per i diversi tipi di strada (limiti generali di velocità). Il limite inferiore dell intervallo è la velocità di riferimento per la progettazione degli elementi plano-altimetrici più vincolanti per una strada di assegnata sezione. Nel fissare le velocità di progetto di due elementi successivi e contigui del trac- Q U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e 11

11 ciato stradale si dovrà evitare l adozione dei valori minimo e massimo dell intervallo prefissato. Inoltre il passaggio da un elemento con una certa velocità di progetto ad un altro con velocità di progetto sensibilmente diversa dovrà avvenire con i criteri di gradualità successivamente prescritti. Si osservi che, in situazioni favorevoli per conformazione del territorio interessato dal tracciato e per assenza di vincoli di qualunque tipo, è consigliabile, senza un sensibile aggravio dei costi di costruzione, adottare per la progettazione degli elementi plano-altimetrici più vincolanti, una velocità di riferimento maggiore del limite inferiore dell intervallo previsto. Le Norme di questo testo si riferiscono alla costruzione di tutti i tipi di strade previste dal Codice, con esclusione di quelle di montagna collocate su terreni morfologicamente difficili, per le quali non è generalmente possibile il rispetto dei criteri di progettazione di seguito previsti. Inoltre queste Norme non considerano particolari categorie di strade urbane, quali ad esempio quelle collocate in zone residenziali, che necessitano di particolari arredi, quali anche i dispositivi per la limitazione della velocità dei veicoli, né quelle locali a destinazione particolare. Parimenti, esse non riguardano la progettazione geometrica e funzionale delle intersezioni. Per quanto attiene ad interventi su strade esistenti, si evidenzia che, con l emanazione del D.M. 22/04/2004 che limita l osservanza del D.M. 5/11/ 2004 al solo caso di strade di nuova costruzione, la Direzione generale per le Strade e Autostrade è stata investita del mandato di predisporre, entro il termine di sei mesi dalla pubblicazione del predetto D.M. 22/04/04, nuove norme per gli interventi di adeguamento delle infrastrutture esistenti. Fino all emanazione delle suddette norme, i progetti di adeguamento delle strade esistenti devono contenere una specifica relazione dalla quale risultino analizzati gli aspetti connessi con le esigenze di sicurezza, attraverso la dimostrazione che l intervento, nel suo complesso, è in grado di produrre, oltre che un miglioramento funzionale della circolazione, anche un innalzamento del livello di sicurezza, fermo restando la necessità di garantire la continuità di esercizio dell infrastruttura. Per quanto riguarda le distanze minime (in parallelo alla strada) a protezione della piattaforma e delle pertinenze, occorre fare riferimento al Regolamento di esecuzione e di attuazione del Codice (D.P.R. 16/12/1992 n. 495-artt. 26, 27 e 28). Peraltro si raccomanda alla sensibilità del Progettista la previsione progettuale vincolante di idonei distanziamenti, rispetto la strada, di recinzioni, alberature, esercizi di vendita ecc., in modo tale da non pregiudicare la sicurezza di tutti gli utenti e la scorrevolezza del traffico. Rimane inoltre ai Progettisti la possibilità di proporre soluzioni innovative rispetto alle Norme, con l obbligo che esse debbano venire comunque approvate secondo le modalità precisate all articolo 13 del Codice. 12 LA PROGETTAZIONE DELLE STRADE