Fondamenti di Infrastrutture Viarie

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1 Politecnico di Torino Fondamenti di Infrastrutture Viarie Relazione esercitazioni. Anno Accademico 2011/2012 Corso di Fondamenti di Infrastrutture Viarie Professore: Marco Bassani Esercitatore: Pier Paolo Riviera Studente: Eleonora Magnotta Matricola:

2 ESERCITAZIONE 3 del 3 novembre 2011 Esercizio 1 Un autostrada urbana (categoria A) a tre corsie per carreggiata si colloca su un terreno montagnoso e presenta una velocità di flusso libero di 113 km/h, larghezza delle corsie di 3.00 m ed ostacoli su entrambe i lati a 1.20 m. Il traffico giornaliero medio per l intera sezione è di veicoli (presenza di utenti occasionali). Considerando una percentuale di traffico pesante del 20%, determinare il livello di servizio. In questo esercizio prima di partire direttamente con lo svolgimento dell esercizio riporterò alcune nozioni teoriche: Dove: C: 2200 v/h/corsia (N = 2), 2300 v/h/c (N 3); N: numero di corsie; f w: fattore di correzione legato alla larghezza della corsia ed alla distanza dagli ostacoli; f HV: fattore di correzione legato alla presenza di veicoli pesanti; f P: fattore di correzione che tiene conto della presenza di utenti pendolari. Nella formula del Q LOSi il prodotto trai seguenti termini: condizioni ideali,mentre, il prodotto tra i seguenti termini: condizioni reali. indicano le cosiddette indicano le cosiddette Iniziamo a svolgere l esercizio. Iniziamo con la risoluzione del problema con i valori medi dei parametri. Dalla tabella riportata di seguito considerando i valori medi degli intervalli di definizione dei parametri considerati andremo a ricavare sia il valore della k che il valore del PHF: 2

3 Per numero di corsie (N) maggiori o uguali di 3 si usa un valore di C=2300 v/h/c. Dall interpolazione lineare si sono ottenuti i seguenti valori: k =0.135 e PHF= Ora utilizzeremo questi valori per il calcolo della domanda VHP: Ora passiamo invece al calcolo del Q LOS=VHP: Passiamo ora al calcolo dei fattori correttivi: Il percorso indicato in rosso indica sostanzialmente quale riga e quale colonna abbiamo fatto combaciare per definire il fattore f W. Passiamo ora alla definizione del secondo fattore correttivo,ovvero, f HV: 3

4 Il percorso indicato in rosso indica sostanzialmente quale riga e quale colonna abbiamo fatto combaciare per definire il fattore f HV. Vediamo cosa indicano i termini presenti nella formula generale in alto nell immagine sovrastante: P T: percentuale mezzi grossi; P R:percentuale mezzi turistici; E T: fattore correttivo della percentuale dei mezzi grossi; E R: fattore correttivo della percentuale dei mezzi turistici. Per questo fattore dopo aver definito il percorso, bisogna ancora utilizzare la formula in alto a destra per ottenere il valore reale del fattore. Passiamo ora al calcolo dell ultimo fattore f P: 4

5 Il percorso indicato in rosso indica sostanzialmente quale riga e quale colonna abbiamo fatto combaciare per definire il fattore f P. Dato che in questo caso abbiamo un range di valori per definire il fattore correttivo utilizziamo l interpolazione lineare, ottenendo quel valore in alto a destra. Avendo definito tutti i fattori correttivi siamo in grado di definire il e quindi di conseguenza definire poi il LOS della strada: Con questo valore entreremo nella seguente tabella e potremo definire il livello di servizio della strada: Si ottiene alla fine dei nostri calcoli che per le ipotesi fatte il livello di servizio della strada sarà un LOS B. Ora passiamo alla risoluzione del problema considerando le condizioni peggiorative. Considerare queste condizioni peggiorative significa considerare i valori più penalizzanti degli intervalli di tempo di calcolo. Sostanzialmente ripercorreremo i punti visti precedentemente. 5

6 Dato che dobbiamo definire le condizioni peggiorative andremo a considerare i punti agli estremi degli intervalli che definiscono i valori di k e PHF, in particolare si può osservare che per k si considera l estremo superiore dell intervallo mentre per PHF si considera l estremo inferiore. Come si può vedere dalla seguente tabella prendere k con un valore pari a 0.15 mentre PHF con un valore pari a Per numero di corsie (N) maggiori o uguali di 3 si usa un valore di C=2300 v/h/c. Calcoliamo VHP: Ora passiamo invece al calcolo del Q LOS=VHP: Passiamo ora al calcolo dei fattori correttivi, calcoliamo il primo fattore correttivo: 6

7 Il percorso indicato in rosso indica sostanzialmente quale riga e quale colonna abbiamo fatto combaciare per definire il fattore f W. Passiamo ora alla definizione del secondo fattore correttivo f HV: Il percorso indicato in rosso indica sostanzialmente quale riga e quale colonna abbiamo fatto combaciare per definire il fattore f HV. Vediamo cosa indicano i termini presenti nella formula generale in alto nell immagine sovrastante: P T: percentuale mezzi grossi; P R:percentuale mezzi turistici; E T: fattore correttivo della percentuale dei mezzi grossi; E R: fattore correttivo della percentuale dei mezzi turistici. Per questo fattore dopo aver definito il percorso, bisogna ancora utilizzare la formula in alto a destra per ottenere il valore reale del fattore. Passiamo ora al calcolo dell ultimo fattore f P, dato che dobbiamo tenere conto delle condizioni peggiorative, anche in questo caso dobbiamo considerare l estremo inferiore dell intervallo di definizione del fattore stesso: 7

8 Avendo definito tutti i fattori correttivi siamo in grado di definire il e quindi di conseguenza definire poi il LOS della strada: Con questo valore entreremo nella seguente tabella e potremo definire il livello di servizio della strada: 8

9 Si ottiene alla fine dei nostri calcoli che per le ipotesi fatte il livello di servizio della strada sarà un LOS C. 9

10 Esercizio 2 Una strada extraurbana principale (categoria B) a due corsie per carreggiata si colloca su un terreno pianeggiante e presenta una velocità di flusso libero di 89 km/h, larghezza delle corsie di 3.66 m ed ostacoli su un solo lato a 0.61 m. Il traffico giornaliero medio per l intera sezione è di veicoli (presenza di utenti occasionali). Considerando una percentuale di traffico pesante del 10% e di traffico turistico del 50%, determinare il livello di servizio sia utilizzando i valori medi degli intervalli di calcolo che quelli più penalizzanti. Iniziamo a svolgere l esercizio. Iniziamo con la risoluzione del problema con i valori medi dei parametri. Dalla tabella riportata di seguito e mediante interpolazione lineare andremo a ricavare sia il valore della k che il valore del PHF: I valori della k sarà di 0.175, mentre quella del PHF sarà di Utilizzando questi valori saremo in grado di calcolare VHP mediante la seguente formula: Grazie al calcolo del VHP possiamo definire il Q LOS : Passiamo ora al calcolo dei fattori correttivi, calcoliamo il primo fattore correttivo: 10

11 Tabella 2: f W per strade a carreggiate separate Dalla seguente tabella possiamo vedere che f HW =0.92. Passiamo ora al calcolo del secondo fattore correttivo: Tabella 3: E T e E R per strade a carreggiate separate Dalla tabella sovrastante si ricava che i valori di E T e E R sono rispettivamente 1.5 e 1.2. Tali valori saranno poi usati nella formula che ci permetterà di calcolare il secondo fattore correttivo: Definito anche questo fattore correttivo passiamo alla definizione dell ultimo fattore, ovvero, f P : 11

12 Tabella 4: f P per strade a carreggiate separate Dato che stiamo considerando i valori medi, otteniamo che considerando la riga della tabella sovrastante con scritto recreational or other il valore di f P sarà pari a Ricordiamo che per numero di corsie (N) minori o uguali di 2 si usa un valore di C=2200 v/h/c. Avendo definito tutti i fattori correttivi siamo in grado di definire il e quindi di conseguenza definire poi il LOS della strada: Con questo valore entreremo nella seguente tabella e potremo definire il livello di servizio della strada: 12

13 Si ottiene alla fine dei nostri calcoli che per le ipotesi fatte il livello di servizio della strada sarà un LOS B. Ora passiamo alla risoluzione del problema considerando le condizioni peggiorative. Considerare queste condizioni peggiorative significa considerare i valori più penalizzanti degli intervalli di tempo di calcolo. Sostanzialmente ripercorreremo i punti visti precedentemente. Dato che dobbiamo definire le condizioni peggiorative andremo a considerare i punti agli estremi degli intervalli che definiscono i valori di k e PHF, in particolare si può osservare che per k si considera l estremo superiore dell intervallo mentre per PHF si considera l estremo inferiore. Come si può vedere dalla seguente tabella prendere k con un valore pari a 0.20 mentre PHF con un valore pari a Per numero di corsie (N) minori o uguali di 2 si usa un valore di C=2200 v/h/c. Calcoliamo VHP: Calcoliamo ora invece il Q LOS : 13

14 Ora facendo tutte le considerazioni fatte in precedenza per l esercizio 1, otteniamo i seguenti valori dei fattori correttivi: f W =0.92; f HV =0.50; f P =0.75. Sostituendo tali valori nella formula del potremo andare a definire il livello di servizio della strada considerata, utilizzeremo nuovamente la seguente formula: Con questo valore entreremo nella seguente tabella e potremo definire il livello di servizio della strada: Si ottiene alla fine dei nostri calcoli che per le ipotesi fatte il livello di servizio della strada sarà un LOS D. 14

15 Esercizio 3 Una strada a carreggiata unica si colloca su un terreno pianeggiante e presenta corsie da 3.4 m, banchine pavimentate di 0.6 m e sorpasso impedito per l 80% del tracciato. La distribuzione del traffico è di 20/80. Sono presenti inoltre 5% di traffico pesante, 2% di bus e 5% di veicoli turistici. Determinare il livello di servizio per una portata di 580 v/h. In questo esercizio prima di partire direttamente con lo svolgimento dell esercizio riporterò alcune nozioni teoriche: Dove: f D : fattore di correzione che tiene conto della distribuzione del traffico nella sezione; f w : fattore di correzione legato alla larghezza della corsia ed alla distanza dagli ostacoli; f HV : fattore di correzione legato alla presenza di veicoli pesanti. Nella formula del Q LOSi il prodotto trai seguenti termini: condizioni ideali,mentre, il prodotto tra i seguenti termini: condizioni reali. indicano le cosiddette indicano le cosiddette Iniziamo a svolgere l esercizio. Per prima cosa andremo a supporre un LOS iniziale L (LOS E), andremo dunque a definire: Entriamo con il valore appena ottenuto nella tabella seguente, in modo tale da ottenere il livello di servizio 15

16 corrispondente: Otteniamo dunque che LOS E LOS C andiamo dunque a considerare un livello di servizio D. Prima di andare ad effettuare i calcoli andiamo a vedere come abbiamo definito i fattori correttivi, iniziamo dal primo fattore f D : Passiamo ora alla definizione del secondo fattore correttivo f W : 16

17 Definiamo l ultimo fattore correttivo f HV : 17

18 Capito ora come abbiamo definito i fattori correttivi possiamo passare al calcolo del LOS D, nota la procedura di calcolo riporteremo soltanto i valori. Ridefiniamo ora i fattori correttivi, iniziamo dal primo fattore: Passiamo alla definizione del secondo fattore: Definiamo l ultimo parametro correttivo: 18

19 Andiamo ora a calcolare : Entriamo con il valore appena ottenuto nella tabella seguente, in modo tale da ottenere il livello di servizio corrispondente: Andiamo ora a verificare con un LOS C, nuovamente andremo a definire i parametri correttivi. Iniziamo come al solito dal primo: 19

20 Passiamo al secondo fattore correttivo: Passiamo infine all ultimo fattore correttivo: 20

21 Usiamo questi valori per il calcolo del mediante la seguente formula: Otteniamo che LOS D LOS C per questo motivo il livello di servizio della strada sarà un LOS D. 21

22 Esercizio 4 Una strada extraurbana ad unica carreggiata si colloca su un terreno pianeggiante e presenta corsie da 3.75 m con banchine pavimentate di 1.5 m. Su supponga un sorpasso impedito per il 60% del tracciato. Considerando: una distribuzione del traffico 30/70, 8% di veicoli pesanti calcolare il livello di servizio per una portata pari a 650 v/h. Per la risoluzione di questo esercizio adopereremo esattamente come nell esercizio precedente, in questo caso però non riporteremo tutte le tabelle ma solo i valori finali dei fattori correttivi. Svolgimento che inizierà con l assunzione di un livello di servizio (LOS) D. Detto ciò, i valori dei fattori correttivi saranno: f D : 0.89; f W : 0.92; f HV : 0.926, questo valore si ottiene da: Detto ciò siamo in grado di calcolare mediante la seguente formula: Entrando con questo valore nella Tabella 9: LOS per strade a carreggiata unica, otteniamo che LOS D LOS C, quindi, proseguiamo considerando un LOS C. Quindi avremo che: f D : 0.89; f W : 0.92; f HV : 0.912, questo valore si ottiene da: Una volta definiti siamo nuovamente in grado di andare a definire : 22

23 Da qui si evince che LOS C = LOS C. Il livello di servizio della strada sarà dunque un livello di servizio C. 23

24 Esercizio 5 Determinare il numero di corsie necessarie per avere su un autostrada urbana pianeggiante un LOS C con una portata direzionale di 5200 v/h. Si consideri una percentuale di traffico pesante del 15% e di traffico turistico pari al 4%. Si supponga inoltre una velocità di progetto di 113 km/h. Prima di iniziare con la soluzione diretta del problema andiamo a definire alcune nozioni teoriche. Noi sappiamo che: Da questa formula possiamo ricavare il numero di corsie N necessarie a defluire la portata. Ciò è possibile grazie alla seguente formula: Detto ciò possiamo ora, risolvere l esercizio. Per iniziare dobbiamo nuovamente andare a calcolare i fattori correttivi. Iniziamo con il calcolo del primo fattore correttivo: Andiamo ora a definire il secondo fattore correttivo: 24

25 Infine, il terzo fattore correttivo: Supponiamo C = 2200 v/h/c (N = 2), facendo ciò possiamo calcolare : A questo valore corrisponde un livello di servizio C, tale dato si ottiene entrando nella tabella riportata di seguito il valore 0.747: 25

26 Facendo ciò ora possiamo calcolare il numero di corsie N: L ipotesi che avevamo fatto di N= 2 è dunque errata perciò bisogna considerare un numero di corsie N>2. Per fare ciò andremo dunque a modificare il valore di C=2300 e (Q/C) che definiamo considerando l estremo superiore del dominio di definizione del parametro onsiderato (guarda tabella). Avremo che; Alla quale corrisponderà un valore di N pari ad: In conclusione per ottenere un livello di servizio C servono 4 corsie per senso di marcia. 26

27 Esercizio 6 Calcolare il numero di corsie per un autostrada extraurbana su terreno pianeggiante per una portata veicolare direzionale di 1700 v/h. Si consideri una percentuale di traffico pesante del 10% e di traffico turistico del 4%. Tabella 1: Livelli minimi di LOS da garantire Dato che abbiamo un autostrada extraurbana dobbiamo garantire un livello di servizio minimo C. Detto questo procediamo esattamente come fatto nel dettaglio nell esercizio precedente. Iniziamo andando a definire i fattori correttivi, sintetizzando andremo a scrivere solamente i valori finali: f W =1; f HV =0.945, questo deriva da: f P =0.87. Definiti i parametri ora siamo in grado di calcolare: Grazie a questo dato siamo ora in grado di definire il numero di corsie necessarie per definire il livello di servizio: 27

28 In conclusione per ottenere un livello di servizio LOS C occorrono ben 2 corsie per senso di marcia. 28