V - Università Kore di Enna

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ENNA KORE
Laboratorio di Strutture, Materiali Stradali e Geotecnica
COSTRUZI
IONE DI STRA
ADE, FERROV
VIE ED AERO
OPORTI
Prof. Ing. T. Giufffrè
Anno Accademico 2011 - 2012
COSTRUZIONE DI STRADE, FERROVIE ED AEROPORTI
IL CALCOLO DELLE DISTANZE DI
VISUALE LIBERA
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LE VISUALI
STRADALE
LIBERE
NELLA
PROGETTAZIONE
Al fine di garantire le condizioni di sicurezza della circolazione, in
condizioni di veicolo isolato, il pprogettista
g
stradale deve verificare
f
pper
ciascun tratto del tracciato la disponibilità per l’utente di una
visuale libera:
a.Per l’arresto del veicolo
b Per il cambio di corsia
b.Per
c.Per l’esecuzione della manovra di sorpasso.
L’entità degli spazi da assicurare per le manovre di arresto e di
sorpasso dipendono da parametri fisici e comportamentali che
possono variare sensibilmente per differenti classi di utenti
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IL CALCOLO DELLA DISTANZA (o visuale libera) DI
ARRESTO
La distanza di arresto è pari allo spazio minimo necessario perché il
conducente ppossa arrestare il veicolo in condizioni di sicurezza in
presenza di un ostacolo imprevisto.
p
alla somma
Pertanto, la distanza di visuale libera di arresto è pari
dello spazio percorso durante il tempo di percezione e reazione e dello
spazio percorso in fase di frenatura:
Da = v tpr + sf
con v velocità di marcia del veicolo prima della frenatura
Per la stima di sf occorre risolvere l’equazione della trazione
P (μ
( + μc ± i ± β/g
β/ dv/dt)
d /dt) + k S V2 = - Mf / r
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IL CALCOLO DELLA DISTANZA (o visuale libera) DI
ARRESTO
Il comportamento delle ruote durante la frenatura è quello della
p
T=0) ed affinché
ff
non si abbia ppattinamento
ruota condotta (perché
deve essere:
Mf/r ≤ fl P (frenatura al limite dell
dell’aderenza);
aderenza);
fl aderenza longitudinale
Se fl = ft (in rettifilo) si ha
dv/dt= v dv/ds = g/β (μ + μc ± i+ fl +(k S V2)/P
e quindi lo spazio di frenatura è pari a
Sf = v dv/(g/β (μ + μc ± i+ fl +(k S V2)/P)
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IL CALCOLO DELLA DISTANZA DI ARRESTO
Le norme per la progettazione stradale (D.M.
(D M 5/11/2001 e s.m.i)
s m i)
indicano per il calcolo della distanza di arresto le seguenti
p
prescrizioni:
-La velocità v deve assumersi pari alla velocità di progetto nel
ppuntoo in cui inizia
z a laa fre
frenatura,
a ra,
- il tempo di percezione e reazione si assume pari a:
tpr (s)
( ) = 2,8
2 8 - 0,01
0 01 V
- Per il coefficiente di aderenza longitudinale fl i valori desunti
dalla tabella
b
seguente:
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IL CALCOLO DELLA DISTANZA DI ARRESTO
Per tenere conto della variazione di alcuni parametri del moto con la
velocità (β, μ, μc, etc.) può essere utilizzato un coefficiente di
q
fe dipendente
p
solo dalla velocità di marcia
aderenza equivalente
prima della frenatura.
Allora la distanza di arresto è
pari a:
Da = v tppr + v2
2g (fe±i)
Da= 0,78 V–0,028 V2+ V2
254 (fe±i)
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IL CALCOLO DELLA DISTANZA (o visuale libera) DI ARRESTO
Caso Autostradale
Caso viabilità ordinaria
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IL CALCOLO DELLA DISTANZA PER CAMBIO DI CORSIA
Lo spazio libero da ostacoli (o visuale libera) da garantire
all’utente stradale per il passaggio da una corsia a quella
p
di ppunti singolari
g
della viabilità,,
adiacente in corrispondenza
è dato dalla somma dello spazio di deviazione e dello spazio
ppercorso durante il tempo
p ppsicotecnico utilizzato pper decidere di
eseguire la manovra
Le norme Ministeriali stabiliscono, nel caso di manovre non di
emergenza, di stimare la distanza per il cambio di corsia come
Dc ((m)) = 2,6
, V ((km/h))
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IL CALCOLO DELLA DISTANZA PER IL SORPASSO
Affinché la manovra di sorpasso possa svolgersi in condizioni
di sicurezza occorre che il veicolo che si appresta a superare
ppossa accertare che nessun veicolo sopraggiunga
p gg
g in senso
contrario durante il tempo richiesto per iniziare e concludere la
manovra di sorpasso
p
senza rischio di collisione ffrontale.
Il tratto di strada che deve essere visibile è pari alla visuale
p
Ds
libera pper il sorpasso
Il calcolo di tale spazio dipende sia da parametri fisici sia da
pparametri comportamentali
p
degli
g utenti.
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SORPASSO IN VELOCITA’
Si ha quando un veicolo viaggia ad una velocità V e
raggiunto un veicolo con velocità minore esegue il sorpasso
f
la ppropria
p
velocità pperché riconosce libera la
senza modificare
distanza necessaria per eseguire la manovra.
t1 = t3 = 4 s ;
t2 = 2 s
Ds = d1 + d2 + d3 +d4= 2 v (4+2+4) = 20 v = 5,5 V
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SORPASSO IN ACCELERAZIONE
Si ha quando un veicolo viaggia ad una velocità V è costretto
ad accodarsi ad un veicolo che lo precede e quando riconosce
g la manovra.
libera la distanza necessaria,, accelera ed esegue
In generale,
generale la velocità che si considera nello schema di calcolo
della visuale libera per il sorpasso è pari alla velocità di progetto
del tratto di strada in considerazione.
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DISTANZE DI SICUREZZA
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LA VELOCITA’ NELLA PROGETTAZIONE STRADALE
La velocità è il parametro del moto del veicolo che incide
maggiormente sulla qualità della circolazione ed è determinante
nella pprogettazione
g
geometrica delle strade.
g
Nella teoria del traffico e delle infrastrutture viarie, esistono
molteplici
o ep
valori
va
or d
di ve
velocità
o à a ciascuno
as
o de
dei q
quali
a corrispondono
orr spo do o
condizioni di circolazione differenti:
-Velocità
Ve o
istantanea
e
-Velocità media della corrente;
-Velocità
Velocità desiderata o operativa;
operativa
-Velocità di progetto;
-Velocità limite legale
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LA VELOCITA’ NELLA PROGETTAZIONE STRADALE
La Velocità istantanea è il valore di velocità che è ppossibile misurare
in una sezione stradale per ciascun punto del tracciato
pp
il valore medio della
La velocità media della corrente, rappresenta
velocità di un flusso di veicoli lungo un tronco stradale
La velocità desiderata o operativa è la velocità che l’utente ha la
possibilità di conseguire lungo il tracciato in presenza del solo
condizionamento geometrico della strada
La velocità
L
l ità di progetto
tt è la
l massima
i
velocità
l ità costante
t t che
h un veicolo
i l
isolato può tenere, con sicurezza, lungo un tronco stradale;
La Velocità limite legale è il valore massimo di velocità a cui devono
attenersi gli utenti durante la marcia ed è stabilita dal codice della
strada per ciascuna classe tipologica e in corrispondenza di punti
singolari del tracciato
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LA VELOCITA’ NELLA PROGETTAZIONE STRADALE
La velocità istantanea può essere definita attraverso la stima dei
parametri E[v] = μv e VAR[v] = σv2, rispettivamente media e
varianza di V, nella f.d.p. espressa come segue:
In condizioni di circolazione più “severe”, le velocità istantanee si
di ib i
distribuiscono
i
intorno
ad
d un valore
l
centrale
l e con una dispersione
di
i
minore che nel caso di marcia di un veicolo isolato condizionato solo
dalla g
geometria del tracciato.
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VELOCITA’ DI PROGETTO
“La
La massima velocità costante che un veicolo isolato può tenere, con
sicurezza, lungo un tronco stradale”
VELOCITA’ DI PROGETTO
G
VELOCITA’ DESIDERATA
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LA VELOCITA’ NELLA PROGETTAZIONE STRADALE
Il concetto di velocità di progetto risale agli anni ’40
40 del XX sec.
sec E
legava la velocità al dimensionamento degli elementi geometrici del
tracciato.
In Italia, a partire dagli anni ’70 del XX secolo, si è introdotto il
concetto di intervallo di velocità di pprogetto,
g , definito
f
come:
L’intervallo entro cui sono comprese, per ciascuna categoria di
strada, le massime velocità che i veicoli ppossono mantenere con
sicurezza in ogni punto, quando la velocità è limitata dalla sola
geometria.
Vpmax: velocità che può essere adottata in piano ed in rettifilo;
Vpmin: velocità pper la q
quale occorre dimensionare g
gli elementi del
tracciato più vincolanti
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LA VELOCITA’ NELLA PROGETTAZIONE STRADALE
Il D.M.
D M 5/11/2001 fissa per ciascuna classe stradale gli intervalli di
velocità di progetto che occorre considerare nella progettazione di
nuove strade
Tabella 3.4 D.M. 5.11.2001
Classificazione
sintetica della viabilità
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LA VELOCITA’ NELLA PROGETTAZIONE STRADALE
I criteri di dimensionamento geometrico contenuti nel D.M.
DM
5/11/2001 fanno si che la velocità di progetto sia una
conseguenza
g
delle scelte pprogettuali
g
.
Il progettista compone il tracciato considerando velocità di
riferimento comprese nell
nell’intervallo
intervallo di velocità di progetto
associato al tipo di piattaforma
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Il D.M.
D M 5/11/2001 indica,
indica inoltre,
inoltre le verifiche di
ottimizzazione del tracciato stradale e tra queste la
p
delle dimensioni degli
g elementi maggiormente
gg
rispondenza
impegnativi del tracciato planimetrico del nastro stradale alla
V85.
La V85 corrisponde al valore della velocità corrispondente
all’850/00 della distribuzione delle velocità in condizioni di
flusso libero.
La V85 ppuò essere determinata attraverso osservazioni
sperimentali o simulazioni in realtà virtuali