V - Università Kore di Enna

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ENNA KORE
Laboratorio di STRUTTURE, MATERIALI STRADALI E GEOTECNICA
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COSTRUZIONE DI STRADE,
A
FERROVIE ED AEROPORTI
A
La sezione trasversale dei manufatti
f
stradali
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Concetti introduttivi
Il disegno
g delle sezioni trasversali considera il tracciamento di brevi
profili eseguiti secondo piani verticali, perpendicolari all’asse
stradale, in corrispondenza di ogni picchetto (20 – 25 m).
Le dimensioni della sezione trasversale derivano:
- dalla velocità, dai volumi di traffico e dalla qualità della
circolazione
i l i
che
h sii vuole
l assicurare
i
neii periodi
i di di punta;
- dall’altimetria dell’asse stradale rispetto al terreno;
- dalle
d
caratteristiche
i i
geologiche
i
e geotecniche
i
d i terrenii in
dei
i sito;
i
- da considerazioni economiche (costo degli espropri, costi di
costruzione etc.)
costruzione,
etc )
- da considerazioni riguardanti l’impatto della nuova
infrastruttura sul contesto in cui verrà inserita (paesaggio, uso dei
suoli, regime idrologico, etc.)
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Sezioni in rilevato
Le sezioni in rilevato sono realizzate mediante riporto
p
di materiale
idoneo reperibile in situ e/o proveniente da cave di prestito.
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Sezioni in trincea
Le sezioni in trincea sono realizzate mediante scavo ed asportazione
p
del materiale in situ sino alle quote del piano di fondazione del
manufatto stradale.
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Sezioni a “mezzacosta”
Le sezioni a mezzacosta sono realizzate in pparte mediante scavo del
terreno in situ ed in parte mediante riporto di materiale idoneo in
relazione alle quote di progetto della sede stradale
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Elementi a margine della sezione stradale
Le estremità della piattaforma devono essere poi congiunte al terreno
con segmenti
ti inclinati
i li ti rappresentanti
t ti le
l scarpate
t del
d l corpo stradale;
t d l
in mancanza di indicazioni più precise, ottenute da verifica della
stabilità delle scarpate
p
stesse, la loro inclinazione si suole adottare
pari a 1/1 nelle trincee, a 3/2 nei rilevati.
Nei tratti di strada costituiti da profonde trincee o da alti rilevati,
può essere opportuno prevedere la costruzione di muri di
contenimento al piede della scarpata, col doppio scopo di sostenerla in
modo ppiù efficace e di ridurre l’ampiezza
p
della zona interessata dal
corpo stradale.
MURO DI CONTRORIPA
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Elementi a margine della sezione stradale
E’ opportuno
pp
mantenere l’altezza dei muri entro limiti ppiuttosto
modesti (2,50÷3,00 m), al fine di non apportare eccessive
modificazioni ai siti interessati.
Riportando sulla planimetria, in corrispondenza di ciascuna
sezione, le estremità delle scarpate e congiungendole tra di loro su
ciascun lato della sede con segmenti di retta o con archi di curve,
curve
secondo l’andamento dell’asse nel tratto considerato, si ottiene la
fascia occupata dal corpo (o solido) stradale .
La zona da espropriare è però normalmente più ampia perché in esse
devono rientrare le opere di pertinenza della strada (fossi di guardia
a monte ed a valle, opere di sistemazione idraulica, etc.
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Il Solido stradale
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La Sede stradale
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La sistemazione dei margini interni
Prescrizioni pper il caso di strade di tipo
p A
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La sistemazione dei margini interni
strade di tipo
p A in ambito urbano
strade di tipo B
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La sistemazione dei margini esterni
Per i tratti in rilevato la sistemazione del margine
g
esterno è
costituita da una fascia di raccordo o ciglio di larghezza tale da
consentire l’installazione delle barriere di sicurezza e della
segnaletica verticale,
verticale seguito da un raccordo con la scarpata.
scarpata
In alcuni casi la zona di raccordo viene rialzata di circa 10 cm
formando così ll’ARGINELLO
ARGINELLO.
Nel margine esterno, in particolare per le sezioni in trincea ed a
mezzacosta, devono essere sistemate anche le opere idrauliche a
servizio dell
dell’infrastruttura
infrastruttura.
Cunette
Fossii di guardia
di
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Le Cunette stradali
Possono avere sagoma e dimensioni diverse in funzione della portata
che si prevede debbano avere; i tipi più comunemente impiegati sono
due: le cunette trapezie e le cunette triangolari (o ad L o alla
francese).
Le prime sono preferibili quando la sede è ampia o la trincea è lunga e
profonda; le seconde sono più adatte in tutti gli altri casi.
Le cunette
c ette possono
posso o essere
esse e costruite
cost ite in
i muratura
m at a di pietrame
piet ame o in
i
conglomerato di cemento magro o in struttura mista di conglomerato
e pietrame.
p
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I fossi di guardia
Al pari delle cunette i fossi di guardia hanno la funzione di
allontanare dal corpo
p stradale le acque
q
meteoriche che ppotrebbero
danneggiarla.
Essi vengono eseguiti a monte del ciglio delle trincee e del piede dei
rilevati per intercettare le acque che,
che scorrendo lungo i pendii
naturali, tendono ad interessare direttamente il corpo stradale.
Si osserva che, mentre è sempre necessario realizzarli a difesa dei
rilevati, nel caso delle trincee, quando il pendio soprastante è poco
esteso, può affidarsi ancora alla cunetta il compito di raccogliere e
smaltire le acque
q superficiali
p f
I fossi di guardia solitamente vengono scavati nel terreno, di forma
trapezia con i lati inclinati a 45° e lasciati, talvolta, senza alcun
rivestimento.
rivestimento
Le dimensioni minime suggerite dalle norme sono una profondità di
40 cm ed una pari larghezza del fondo; inoltre il distanziamento
minimo
i i
d l solido
dal
lid stradale
d l richiesto
i hi
è di m 1,00.
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I. fossi di guardia
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Sezioni particolari
In corrispondenza di particolari punti del tracciato occorre provvedere
all dimensionamento
di
i
t sezioni
i i specifiche
ifi h con riferimento
if i
t alla
ll
particolare situazione:
-Sezioni su opere
p di scavalcamento;
-Sezioni in sottopasso
-Sezioni in galleria
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Sezioni particolari
-Sezioni su opere di scavalcamento;
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Sezioni particolari
-Sezioni in sottopasso;
Lunghezza del sottopasso > 300 m
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Sezioni su opere di scavalcamento
Restano invariate il numero e le dimensioni degli elementi della
piattaforma,
i tt f
ma occorre prevedere
d
opportune
t
sistemazioni
i t
i i dei
di
margini esterni
Ambito urbano
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Sezioni in sottopasso
Restano
e
o invariati il numero
e o e lee dimensioni
e o degli
eg eelementi
e e
della
e
piattaforma.
Le pile e le opere di sostegno dell’opera sottopassata devono trovarsi al
di fuori della piattaforma ed a distanza tale da consentire il corretto
funzionamento delle barriere di sicurezza
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Sezioni in galleria
Le carreggiate, le corsie di emergenza e le banchine conservano
immutate le dimensioni che hanno all’esterno, mentre si modificano
i margini interno ed esterno.
Per le strade a doppia carreggiata (tipo A,
A B,
B D) devono prevedersi
gallerie a doppio foro la cui distanza dipende dalla natura dei terreni
attraversati.
In tutti i casi deve essere garantita in qualsiasi punto della
piattaforma un’altezza libera non inferiore a 4,80 m che aumenta a
5 00 m in presenza di controsoffitto o di presenza di apparecchiature
5,00
sospese (ventilazione, illuminazione, etc.).
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Sezioni in galleria
Sezione stradale in galleria
sistemazione del margine esterno
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La Sezione trasversale in curva
I veicoli presentano in curva un ingombro trasversale maggiore di
quello
ll in
i rettifilo,
ttifil per cuii è necessario
i aumentare
t
l larghezza
la
l h
d ll
delle
corsie per mantenere costante i franchi laterali.
Le Norme di pprogettazione
g
pprescrivono che in curva ciascuna corsia
sia aumentata della quantità E = k / R, dove k è pari a 45 ed R è il
raggio esterno della curva espresso in metri.
Per curve con R > 40 m e piattaforme ad
unica carreggiata, si può assumere
gg della curva in corri
R ppari al raggio
spondenza dell’asse.
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La Sezione trasversale in curva
Nel caso di transizione rettifilo-cerchio e nel caso di clotoide di flesso,
l’ ll
l’allargamento
t comincia
i i 7,50
7 50 m prima
i
d ll’i i i della
dell’inizio
d ll clotoide
l t id e
termina 7,50 m dopo la fine della clotoide stessa
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La Sezione trasversale in curva
L’allargamento va riportato tutto all’interno della carreggiata con
l
legge
parabolica
b li neii tratti
t tti iniziale
i i i l e finale,
fi l metre
t nella
ll zona centrale
t l
l’allargamento è lineare.
Asse di tracciamento corretto
Asse di tracciamento
Es = Et s2 / 30 L per 0 ≤ s ≤ 15 (tratto 1)
Es = Et / L (s – 7,5) per 15 ≤ s ≤ (La – 15) (tratto 2)
Es = Et /- Et / 30 L (La – s)2 per (La – 15) ≤ s ≤ La (trat
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La rotazione della sezione trasversale nella curve di transizione
Il passaggio dalla sezione trasversale in rettifilo a quella in curva,
caratterizzata da una diversa pendenza trasversale, si ottiene
facendo ruotare la carreggiata stradale, secondo i casi, intorno al suo
asse, ovvero intorno al suo ciglio interno.
La rotazione intorno all’asse è certamente
preferibile poiché comporta un minor innalzamento del
d l ciglio
i li esterno della
d ll carreggiata.
i
Ciò è possibile, in genere, nelle strade ad unica
egg
a 2 corsie
o e e nelle
e e stradee a carregeg
carreggiata
giate separate con spartitraffico di dimensioni
maggiori di 4 m.
I caso
In
a opposto,
t spartitraffico
a tit affi di dimensioni
di e i i
minori di 4 m, è necessario far ruotare le
due carreggiate
gg
intorno ai cigli
g adiacenti
lo spartitraffico
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La rotazione della sezione trasversale nella curve di transizione
La rotazione delle falde della sagoma stradale deve avvenire lungo i
tratti di clotoide del tracciato attraverso una legge di variazione
lineare del profilo dei cigli
La costruzione del profilo dei cigli
Rappresenta il profilo longitudinale dei bordi
della carreggiata riferendo le quote all
all’asse
asse rispetto
al quale avviene la rotazione
L’asse di rotazione dei cigli è assunto sempre
orizzontale, anche se non lo è, poiché si ha interesse per le quote e le pendenze relative rispetto
ad esso.
Si rappresenta anche l’andamento planimetrico
delle curvature del tracciato orizzontale
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Raccordo rettifilo-cerchio piattaforma ad unica carreggiata o
doppia carreggiata
Nella prima fase ruota la semicarreggiata (o carreggiata) esterna
fino a quando la sua pendenza trasversale raggiunge il valore qi =
2,5% verso l’interno della curva.
Nella seconda fase, ruota l’intera carreggiata (o le carreggiate
interna ed esterna) fino a raggiungere la pendenza trasversale della
curva circolare (qf).
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Raccordo rettifilo-cerchio piattaforma ad unica carreggiata o
doppia carreggiata
Quando si inverte la pendenza trasversale della carreggiata, durante
una certa fase della sua rotazione il valore della pendenza trasversale
può in qualche parte della sagoma assumere valori inferiori al
minimo del 2,5 %, necessaria per il corretto deflusso dell’acqua
meteorica.
In questi casi, è necessario che lungo il tratto della clotoide in cui q <
qimin, la velocità di rotazione della carreggiata sia sufficientemente
elevata.
lv t
Se Δi = B (qi + qf)/ L è la pendenza
g
del ciglio
g esterno,
longitudinale
le Norme impongono che
Δimin ≥ 0,1 B
B distanza tra l’asse di rotazione e il ciglio della carreggiata
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Raccordo rettifilo-cerchio piattaforma ad unica carreggiata o
doppia carreggiata
Viceversa, al fine
f
di limitare la velocità di rotazione trasversale
(velocità di rollio) della piattaforma, è opportuno fissare un limite da
cui deriva un valore massimo della sovra
sovra-pendenza
pendenza Δi
In questi casi,
Δi = dh / ds = B/V dq/dt
Le Norme di progettazione impongono che (dq/dt)max = 0,05 rad/s e se
B è espressa in
i m e V in
i km/h,
k /h sii ha
h
Δimax < 18 B / V
Tale
l condizione
di i
equivale
i l ad
d un ulteriore
lt i
criterio da soddisfare nella scelta del pa
metro A della clotoide
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Raccordo rettifilo-cerchio piattaforma ad unica carreggiata o
doppia carreggiata
Se in caso di inversione della pendenza trasversale, Δi < Δimin,
occorre spezzare il profilo del ciglio esterno attribuendo il valore Δimin
al tratto L1 e il valore che ne deriva alla restante parte.
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Raccordo rettifilo-cerchio piattaforma a doppia carreggiata con
spartitraffico L > 4m
Profilo del ciglio della carreggiata destra (curva a sx) con Δi ≥ Δimin.
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Raccordo rettifilo-cerchio piattaforma a doppia carreggiata con
spartitraffico di L > 4m
Profilo del ciglio della carreggiata destra (curva a sx) con Δi < Δimin.
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Raccordo rettifilo-cerchio piattaforma a doppia carreggiata con
spartitraffico di L < 4m
Profilo
f del ciglio della carreggiata sinistra (curva a sx)
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Raccordo nel caso della clotoide di flesso
Profilo dei cigli della piattaforma per Δi ≥ Δimin
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Raccordo nel caso della clotoide di flesso
Profilo dei cigli della piattaforma per Δi < Δimin
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Raccordo nel caso della clotoide di continuità
Profilo
f dei cigli della piattaforma
f