Progetto Stradale: Indagini Preliminarie per la Progettazione di una Strada, Appunti di Topografia

Scarica Progetto Stradale: Indagini Preliminarie per la Progettazione di una Strada e più Appunti in PDF di Topografia solo su Docsity! IL PROGETTO STRADALE 1 INDAGINI PRELIMINARI 2 VALUTAZIONI E ANALISI PRELIMINARI ELEMENTI DERIVATI Aspettative dell’Ente committente Classificazione tipologica della strada (A, B, C, …) Stima della domanda di trasporto e sua composizione Indagini statistiche sul traffico attuale Indagini geologiche e morfologiche sui terreni interessati Tracciato (o percorso) della nuova strada Valutazioni sulla consistenza di eventuali centri abitati intermedi Valutazioni sulle eventuali interferenze con la viabilità esistente Classificazione tipologica Larghezza piattaforma (L) Raggio minimo dei tratti circolari (Rmin) Valore ninimo del parametro della clotoide (Amin) Lunghezza massima e minima dei rettifili pendenza massima dell'asse (pmax) La realizzazione di una strada costituisce un momento della pianificazione urbanistica del territorio, dunque viene sempre preceduta da un’attenta analisi che porta alla definizione dei criteri di progettazione che riguardano la definizione del suo tracciato (o percorso), che deve collegare due punti del territorio, e i relativi elementi geometrici dell’asse e della piattaforma, secondo lo schema di indagini preliminari sotto illustrate: In precedenza si è visto che la classificazione tipologica della strada condiziona implicita- mente sia le dimensioni geometriche della sua piattaforma, sia le caratteristiche plano- altimetriche del suo asse; tra queste citiamo fondamentalmente quelle indicate nel seguente schema. TRACCIATO PLANIMETRICO 5 MODALITÀ DI DEFINIRE IL PERCORSO STRADALE 6 Lo studio del tracciato planimetrico è la prima e la più importante tra le attività progettuali; da essa dipenderanno tutti i successivi elaborati tecnici, l’efficienza della strada, i connessi aspetti economici. In generale lo studio del tracciato in proiezione orizzontale presenta numerose soluzioni possibili, per individuare quella più conveniente (percorso più breve, limitati scostamenti dal piano di campagna, ecc..), il progettista ha a disposizione due tracciati ideali che fungono da guida e da riferimento nella fase di studio del percorso.  In PIANURA, o in terreni a lieve pendio, quando non vi siano controindicazioni di altro tipo, il percorso guida è costituito dal collegamento diretto tra i punti da collegare con la strada (vedi seconda slide successiva)  In COLLINA o in MONTAGNA, lo studio della ricerca del tracciato diventa assai più complessa, perché occorrerà fare in modo che la pendenza longitudinale della strada non superi quella massima (pmax) assegnata. In questo caso il percorso guida è costituito da particolari linee dipendenti dalla giacitura della strada. A questo proposito si distinguono i tre casi illustrati nella successiva slide. TIPOLOGIE DI GIACITURA DELLE STRADE IN MONTAGNA 7 – STRADE DI FONDOVALLE: l’elemento guida e l’elemento morfologico costituito dallo stesso andamento della valle, spesso caratterizzato dalla presenza di un corso d’acqua, pertanto il tracciato si svilupperà grossomodo parallelo a quello della stessa valle. La strada avrà un andamento altimetrico molto regolare e con pendenze inferiori a pmax, ma deve svilupparsi a quote tali da escludere eventuali problemi di inondazione (in presenza di un corso d’acqua). – STRADE DI CRESTA: anche in questo caso l’elemento guida e un elemento morfologico costituito dalle linee di displuvio del terreno; l’andamento altimetrico e, in generale, meno regolare rispetto a quello delle strade di fondovalle, tuttavia hanno spesso caratteristiche panoramiche molto apprezzate in ambito turistico. – STRADE DI VERSANTE: e il caso più generale (pertanto quello che, in seguito, prenderemo come riferimento) nel quale la strada sviluppa su un versante e collega due punti con un significativo dislivello. In questo caso non esistono elementi naturali da utilizzare come guida; tuttavia e possibile creare uno o più percorsi guida costituiti da una particolare spezzata (nel prossimo punto impareremo come ottenerla) detta tracciolino; in seguito vedremo come costruire tale linea guida. La slide successiva illustra, in modo semplificato, i percorsi guida nei contesti descritti in precedenza, COSTRUZIONE DEI TRACCIOLINI 10 IL TRACCIOLINO AD UNIFORME PENDENZA 11 In presenza di terreni collinari (comunque altimetricamente irregolari) o montagnosi il collegamento diretto tra gli estremi della strada raramente e compatibile con la pendenza massima da rispettare e, comunque, avrebbe costi (relativi ai movimenti delle masse terrose) molto elevati. In tale ambito l’individuazione del tracciato stradale dovrà essere ricavata per passi successivi. Diventa allora di grande aiuto, come anticipato, la costruzione sulla carta a curve di livello, sulla quale si esegue lo studio, di una spezzata che collega gli estremi della strada e che viene chiamata tracciolino a uniforme pendenza. La pendenza del tracciolino non deve superare (salvo particolari deroghe) la pendenza massima dell’asse stradale (pmax o i se in %). Questa viene prescritta dalle norme in relazione alla classificazione della strada in progetto. Il tracciolino costituisce la base di riferimento per progettare il percorso definitivo dell’asse stradale Esso è un percorso costituito da una spezzata che si sviluppa a livello del terreno, e che collega, a pendenza costante, gli estremi della strada. I lati della spezzata hanno lunghezza fissa e si appoggiano via via a due isoipse successive. COSTRUZIONE DEL TRACCIOLINO 12 La distanza «d» necessaria per passare da una curva di livello a quota Q a quella successiva a quota Q +e (potendole considerare grossomodo rettilinee e parallele), rimanendo a livello del terreno, con la pendenza p=pmax (o i se espressa in %) viene ottenuta dalla definizione stessa di pendenza: p ed  i ed 100  Utilizzando un compasso con apertura corrispondente alla lunghezza d (ridotta alla scala della carta), lo si punta in A sulla curva di quota Q e si può individuare il punto B, intersezione tra l’arco di raggio d e la curva di livello di quota Q+e. Il segmento AB (di lunghezza d) rappresenta il percorso da seguire per collegare le due curve di livello con una data pendenza. Le soluzioni possibili, in generale, sono due. È infatti possibile (in generale) determinare un secondo punto B’ sulla curva di livello di quota Q+e, per cui sia AB’=d. In questo caso, si ha la possibilità di collegare le due curve di livello adiacenti con due percorsi diversi. 15 SCALA 1:2000 ; e=2m (QT=QP=302m) (QT=QP=322m) PENDENZA DI PROGETTO 6% PENDENZA DEL TRACCIOLINO 5,5% md 4,36 055,0 2  LUNGHEZZA SEGMENTO DEL TRACCIOLINO IN SCALA 1:2000 : 18,2mm FORMAZIONE DEL TRACCIOLINO: un esempio con pmax 6% FORMAZIONE DEL TRACCIOLINO: criteri guida 16 I contesti territoriali che si presentano sono talmente mutevoli che non consentono di formulare regole generali alla base della formazione dei tracciolini. Nondimeno, possiamo elencare i seguenti criteri da valutare nella loro creazione. 1. Utilizzare una pendenza p inferiore dello 0,5%-1,5% (in relazione alla morfologia del terreno) rispetto alla pendenza massima pmax, per tenere conto della successiva rettifica (che accorcia il percorso rispetto allo sviluppo del tracciolino). 2. Procedere sempre nella stessa direzione altimetrica (in salita o in discesa) evitando di alternare tali direzioni con «su» e «giù» (se non per evitare ostacoli importanti) da cui deriverebbe un tracciato più lungo e ondeggiante. 3. Qualora si raggiunga rapidamente la quota finale del tracciolino, ma a distanza significativa dall’estremo da collegare (caso frequente nel caso di piccoli dislivelli o grandi valori di p), e opportuno procedere con una delle seguenti soluzioni, in relazione alla morfologia del terreno: a) procedere per tentativi aumentando via via l’apertura d del compasso fintanto che il relativo tracciolino (al quale corrisponderà una pendenza inferiore a quella p iniziale) non terminerà in prossimità dell’estremo da collegare; b) procedere come nel caso precedente, ma limitandolo a un tratto parziale di tracciolino, al quale, pertanto, corrisponderanno due tronchi a diversa pendenza. 4. Evitare, per quanto possibile, di inoltrarsi in zone caratterizzate da curve di livello ravvicinate e/o molto ricurve (in quanto testimoniano terreni molto irregolari), oppure in zone che le indagini geologiche hanno indicate come instabili. FORMAZIONE DEL TRACCIOLINO:un esempio 17 SCALA 1:2000 ; e=2m • Ad ogni passaggio sulla isoipsa successiva, possono essere seguiti due percorsi alternativi. • Pertanto, in teoria, possono essere individuati numerosi tracciolini RETTIFICA DEL TRACCIOLINO: la tipologia di strada 20 Il percorso costituito dal tracciolino ha il pregio di rimanere incollato al terreno (dunque senza rilevati o trincee), tuttavia, come detto, ha un andamento troppo tortuoso per poter essere assunto, così com’è, come percorso definitivo. La rettifica del tracciolino, che produce la poligonale d’asse, è un importante passo progettuale, essa viene definita osservando l’andamento del tracciolino, considerando l’andamento del terreno, e tenendo conto dell’importanza della strada (stabilita dalla sua classificazione). In effetti nelle strade ordinarie (es. tipo E, F) è bene che la poligonale di rettifica non si scosti troppo dal tracciolino, limitando in questo modo i movimenti di terra (quindi i costi) della futura strada. Al contrario, nelle le strade importanti (es. tipo A e B) prevale l’esigenza di ridurre le tortuosità e le alte pendenze, anche a discapito di maggiori costi che inevitabilmente sono causati dai forti scostamenti dal tracciolino ed ai conseguenti maggiori entità dei movimenti delle masse terrose. 1° soluzione (strada ordinaria: 2 rettifili e una curva) 2° soluzione (strada importante: unico rettifilo) Tracciolino SCALA 1:2000 ; e=2m 21 v POLIGONALE D’ASSE TRACCIOLINO • La rettifica del tracciolino tende a ridurre la lunghezza del percorso che collega A e B. • Ciò produce un aumento della pendenza utilizzata per costruire il tracciolino . RETTIFICA DEL TRACCIOLINO: sequenza dei rettifili INSERIMENTO DELLE CURVE CIRCOLARI PRIMITIVE 22 • I raggi R delle curve circolari primitive sono scelti dal progettista in modo da armonizzare il percorso stradale. • Il loro raggio R non deve mai essere inferiore al valore limite del raggio minimo Rmin QUOTATURA DI RETTIFILI E CURVE 25 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 VO 1 R=75,50m S=143,72 =122C,000 S= 72.78 w= 6520 R= 480,00 F=:B5 s= = GLI ELEMENTI DEL TRACCIATO STRADALE: RETTIFILI E CURVE 27 PRESCRIZIONI RIGUARDANTI LE CURVE CIRCOLARI 30 Le Norme per garantire la sicurezza del moto e il comfort di marcia in curva, fa riferimento ai seguenti parametri: • il raggio R ( Rmin); • lo sviluppo LC (lunghezza della curva). Affinché il conducente sia in grado di percepire correttamente la curva, occorre che il suo sviluppo LC sia maggiore della distanza percorsa in 2,5 s alla velocità di progetto all’interno della curva. Indicando con V tale velocità di progetto in km/h, e con v la stessa velocità in m/s, sarà: LC  2,5  v = 0,694  V (m) La velocita di progetto V all’interno della curva si ottiene dalla formula, relativa all’equilibrio per il moto in curva (unita Q1), isolando v : ் (m/s); V = v  3,6 (km/h)  Le Norme, non ammettono che due curve circolari siano collegate direttamente, ma richiedono l’interposizione di un rettifilo di opportuna lunghezza, o di uno o più rami a raggio variabile.  Oltre a tale vincolo, le stesse Norme fissano poi anche ulteriori precise relazioni che devono essere rispettate dai raggi R1 e R2 di due curve circolari successive. In relazione all’elemento stradale che le separa possono presentarsi i due casi illustrati nella successiva slide. PRESCRIZIONI RIGUARDANTI LE CURVE CIRCOLARI 31 1 - Quando tra due curve circolari consecutive è interposto un rettifilo, per una sequenza curva-rettifilo-curva, tra la lunghezza LR del rettifilo e il raggio R minore fra quelli delle due curve (per esempio se R1<R2 allora R=R1) devono essere rispettate le seguenti relazioni: • se LR<300 m, allora deve essere R>LR; • se LR  300 m, allora deve essere R 400 m. Strada tipo A: R1=800m, R2=600m 2 - Quando tra due curve circolari consecutive è interposto un elemento a raggio variabile RVAR, costituito da un arco di clotoide, i rapporti tra i loro raggi R1 e R2 , nell’ambito di strade di tipo A, B, C, D e F extra, sono disciplinati dall’abaco riportato a lato. Per le strade di tipo A e B l’intersezione delle linee corrispondenti ai due raggi R1 e R2 deve trovarsi nella zona buona dell’abaco (di fatto R1 poco diverso da R2), mentre per gli altri tipi di strada si può utilizzare anche la zona accettabile. ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DI UNA PLANIMETRIA 32