Le verifiche di tracciato: la costruzione f del diagramma di velocità

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,
A
FERROVIE ED AEROPORTI
A
Le verifiche
f
di tracciato: la costruzione
del diagramma di velocità
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Concetti introduttivi
Se le aspettative
p
e le attitudini ppsico-fisiche
f
del conducente sono
soddisfatte ed assecondate dall’andamento plano-altimetrico del
tracciato, si possono ritenere ottenuti gli obiettivi di sicurezza e di
confort che sono alla base dell
dell’impostazione
impostazione del progetto e si può
quindi dire di essere in presenza di un asse “coerente”.
Sebbene sia ancora insufficiente ll’elaborazione
elaborazione di criteri espliciti per
la valutazione della coerenza del tracciato, gli studi effettuati
pongono un particolare accento sull’importanza che, nella
valutazione dell’omogeneità assume l’evoluzione della velocità
lungo il tracciato.
Il controllo della regolarità di marcia avviene attraverso l’adozione di
limiti alla variazione di velocità nel passaggio da un elemento al
successivo con curvatura diversa
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Concetti introduttivi
Le Norme ffunzionali e g
geometriche pper la costruzione delle strade,
(D.M. 05.11.01), introducono il diagramma delle velocità di progetto
quale strumento di verifica dell’omogeneità del tracciato, a partire
dal quale è possibile determinare il valore locale della velocità di
progetto, indispensabile per il dimensionamento e/o la verifica di
importanti elementi del progetto stradale
La velocità di progetto è una conseguenza delle scelte progettuali.
Il progettista,
progettista infatti,
infatti compone il tracciato considerando velocità di
riferimento comprese nell’intervallo di velocità di progetto associato
al tipo di piattaforma. Attraverso il diagramma delle velocità sarà
possibile definire a posteriori le velocità di progetto da assegnare agli
elementi del tracciato, particolarmente per quelli a curvatura nulla, e
verificare la qualità delle scelte progettuali relative alla composizione
dell’asse
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
Il D.M. 05.11.01, definisce il diagramma delle velocità come la
rappresentazione grafica delle velocità di progetto in funzione della
progressiva dell’asse stradale. Tale diagramma si costruisce sulla base
del solo andamento pplanimetrico del tracciato, determinando pper ogni
g
elemento di esso la velocità di progetto (che deve essere contenuta nei
limiti previsti per ogni tipo di strada).
La costruzione del diagramma delle velocità di progetto permette:
a) di verificare se sono stati rispettati i criteri di omogeneità dell’asse
stradale o se,
se invece,
invece esistono gradienti di velocità tra elementi contigui
intollerabili per la sicurezza della circolazione;
g ppunto del tracciato,, il valore di velocità in
b)) di determinare,, in ogni
base alla quale vanno definite: la pendenza trasversale delle curve
circolari (quando R>R2,5); la visibilità richiesta nelle curve
planimetriche ed altimetriche;
altimetriche
il riconoscimento della gravità di
eventuali situazioni di perdita di tracciato; etc.
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
Le ipotesi secondo cui è costruito il diagramma delle velocità, assumono
che:
h
a) sui rettifili, sulle curve circolari con raggio non inferiore a R* (raggio
ottenuto dalla condizione di equilibrio considerando come velocità,
velocità il
limite superiore dell’intervallo delle velocità di progetto, e per pendenza
trasversale, il massimo valore ammesso pper il tipo
p di strada
considerato) e lungo le clotoidi la velocità tende al limite superiore
dell’intervallo delle velocità di progetto;
b) su tutte le curve circolari con raggio inferiore a R*, la velocità
i à è costante
e viene desunta dalla condizione di equilibrio;
c) gli spazi di accelerazione e di decelerazione, rispettivamente in uscita e
in ingresso da una curva circolare, ricadono sui rettifili e sulle clotoidi; le
curve circolari ppossono essere interessate da variazioni di velocità solo se
il raggio è non inferiore a R*, come sopra definito;
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
Le ipotesi secondo cui è costruito il diagramma delle velocità, assumono
che:
h
d) le accelerazioni e le decelerazioni sono uguali, e pari a 0,8 m/s2. Lo spazio
necessario per passare da una velocità V1 ad una velocità V2 (distanza
di transizione), è calcolato in funzione delle velocità di inizio e fine
manovra, e dell’accelerazione (e/o della decelerazione). L’assunzione di
un unico valore per l’accelerazione e la decelerazione consente la
costruzione di un unico diagramma valido nei due sensi di marcia
e)) La manovra di accelerazione comincia all’uscita della curva circolare; la
decelerazione ha termine all’inizio della curva circolare. A partire da questi
quindi,, riportare
p
le distanze di transizione come
due ppunti occorre,, q
sopra definite;
ff) le pendenze longitudinali non influenzano la velocità di progetto.
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
E’ definita distanza di transizione la lunghezza in cui la velocità passa
d valore v1 a v2, tra due
dal
d elementii che sii succedono
d
ed
d è parii a:
DT= (v12 – v22)/ (2 (3,6)2 0,8) = 0,048 (V12 – V22)
Le norme introducono, inoltre, la distanza di riconoscimento Dr,
d fi it come la
definita
l massima
i
l
lunghezza
h
d l tratto
del
t tt di strada
t d entro
t il quale
l
il conducente può riconoscere eventuali ostacoli e avvenimenti. La
distanza di riconoscimento è pposta ppari a 12 v,, dove v è la velocità di
progetto (m/s) dell’elemento di raggio maggiore.
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
Il modello pprevede che l’apprezzamento
pp
di una curvatura
(necessario al conducente per modificare la velocità di
avvenga entro la distanza di riconoscimento. Nel
decele azio e occorre,
decelerazione
occo e pertanto,
pe ta to che vengano
ve ga o rispettate
ispettate le
condizioni:
dell’asse
marcia)
caso di
seg e ti
seguenti
- DT ≤ Dr, cioè la curva deve poter essere riconosciuta quando il
conducente si trova ad una distanza dal suo punto di inizio
maggiore della distanza di transizione
- DT ≤ Dv (dove Dv indica la distanza di visuale libera nel tratto che
precede la curva circolare), affinché la variazione di curvatura sia
effettiva e te percepita.
effettivamente
e e ita
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
Per la costruzione grafica del diagramma si procede come segue:
- si assegnano alle curve circolari le velocità di progetto, desunte
analiticamente dalla condizione di equilibrio o graficamente
dall’abaco proposto dalle Norme per la sopraelevazione; per i rettifili,
rettifili ai
quali viene associato il valore limite vpmax, la velocità di progetto potrà
essere determinata solo a valle della costruzione del diagramma;
- si calcolano le distanze di transizione (DT= (v12 – v22)/2 (3,6)2 0,8),
verificando che siano minori delle distanze di visuale libera
di
disponibile
ibil e della
d ll distanza
di
di riconoscimento;
i
i
- si pongono le DT calcolate in ingresso ed in uscita dalle curve
circolari a seconda che si tratti di un caso di accelerazione o di
circolari,
decelerazione;
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
-si confrontano le DT con la lunghezza D, somma delle lunghezze
d i trattii di transizione
dei
i i
e dell’eventuale
d ll
l rettifilo
ifil interposto
i
(
(questo
è lo
l
spazio disponibile per le variazioni di velocità).
Si possono presentare diversi casi,
casi quali ad esempio:
• D = DT;
• D = DT1 + DT2;
• DT < D < DT1 + DT2
• D > DT1 + DT2
• D < DT
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
DIAGRAMMA DELLE VELOCITA'-FASE FINALE
0
0
VP1
140
VP4
VP2
0
VP6
140
135
131
VP5
VP3
0
VPmax = 14
V*
P6
135
125
120
VP7
0
110
VP8
0
95
0
0
1
2
3
Progressive
4
5 6
7
verso di percorrenza
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Regole per la costruzione del diagramma di velocità
Il controllo dell’omogeneità del tracciato viene effettuato confrontando
l variazioni
le
i i i di velocità
l ità di progetto
tt tra
t un elemento
l
t ed
d il successivo
i
con i valori differenziali ritenuti ammissibili in relazione al tipo di
strada ed alla situazione locale che si sta considerando:
| Vp,i – Vp,i+1 | ≤ ΔV*
Le norme italiane, in analogia a quelle svizzere, prescrivono:
- per tutte le strade aventi limite superiore dell’intervallo di velocità di
progetto uguale o superiore a 100 km/h, che il ΔV nel passaggio da
Vpmax a curve con velocità inferiore sia non superiore a 10 km/h; tra
due curve successive è consigliato che il Δv non superi 15 km/h (ma
non deve mai superare i 20 km/h);
- per tutte le strade aventi limite superiore dell
dell’intervallo
intervallo di velocità di
progetto uguale o inferiore a 80 km/h che il Δv nel passaggio da
Vpmax a curve con velocità inferiore sia non superiore a 5 km/h; tra
d curve successive
due
i è consigliato
i li t un Δv
Δ non superiore
i
a 10 km/h
k /h
(ma non deve mai superare i 20 km/h).
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