Modelli esistenti in letteratura

In letteratura esistono vari modelli che rappresentano l’andamento delle prestazionali della segnaletica orizzontale. Tali modelli hanno come obbiettivo quello di prevedere il decadimento dell’indice di retroriflessione RL in modo da conoscere

quando esso scenderà sotto i valori minimi accettabili. Tali modelli stanno quindi alla base della realizzazione di un piano di manutenzione efficace. Senza di essi la necessita di un intervento di rifacimento della segnaletica è del tutto soggettiva, mentre tali modelli propongono metodi oggettivi.

8. Modello di decadimento prestazionale della segnaletica orizzontale

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Modello di Andrady

Andrady nel 1997 ha proposto un modello di tipo logaritmico per prevedere la durata effettiva della segnaletica orizzontale utilizzato i dati provenienti da precedenti studi basati su misure in sito. Questo modello assume come valore minimo accettabile di RL pari a 100 mcd/lux/m2. Andrady è giunto alla seguente equazione espressa in

forma esponenziale:

T100 =

Dove

T100 è il tempo, espresso in mesi, prima di raggiungere il limite di retroriflettenza

imposto;

R0 rappresenta il valore di retroriflettenza misurato ad inizio vita della segnaletica;

b costituisce un parametro di calibrazione del modello. [18]

Modello di Lee, Maleck e Taylor

Lo studio di tale modello è durato quattro anni ed è stato concluso nel 1999. Lo scopo quello di individuare il materiale economicamente più conveniente da utilizzare per la segnaletica orizzontale per lo stato del Michigan negli Stati Uniti. I materiali testati sono quelli più diffusi cioè le pitture ad acqua i termoplastici e i nastri preformati.

Attraversi i dati raccolti in cinquanta siti sparsi su tutto il territorio del Michigan sono stati costruiti modelli di tipo lineare per ogni tipo di materiale testato. A causa dell’elevata variabilità delle misurazioni il coefficiente R2

, il quale indica la bontà del modello, risulta essere variabile tra 0,14 e 0,18 e quindi molto basso per i vari modello lineare. Sulla base di questi risultati, gli autori hanno concluso che tutti i materiali hanno una vita breve (minore di 24 mesi) in cui riescono a mantenere un valore di RL

maggiore di 100 mcd/lux/m2.È stato calcolato un degrado giornaliero del parametro RL

mediamente pari al 0,14 per cento. Come materiale più vantaggioso sono state individuate le pitture a base di acqua.

8. Modello di decadimento prestazionale della segnaletica orizzontale

90 Per la segnaletica in materiale termoplastico e per le pitture a base di acqua i modelli hanno le seguenti espressioni:

Y = -0.3622 X + 254.82, R2 = 0.14 (Materiale termoplastico) Y = -0.4035 X + 279.42, R2 = 0.17 (Pitture ad acqua)

Dove

Y è la retroriflettenza RL in mcd/lux/m2;

ed X è l’età della segnaletica espressa in giorni.

Le variabili considerate nei modelli sono il traffico giornaliero medio annuo TGMA il limite di velocità e la percentuale di veicoli commerciali ma nessuno di tali parametri ha evidenziato un significativo effetto su degrado del valore di RL. Gli autori

hanno però notato che la segnaletica esposta frequentemente ad operazioni di rimozione di neve subiscono un abbassamento di RL particolarmente veloce e consigliano quindi di

aggiungere questo aspetto come variabile nei modelli futuri. [19]

Modello di Migletz,Graham, Harwood e Bauer

Il loro studio è stato pubblicato nel 2001 ed è il risultato di quattro anni di lavoro condotto in 19 diversi stati degli Stati Uniti. Il modello si concentra principalmente sui prodotti ad alta durabilità (materiale termoplastico e preformati) ma riporta anche alcune valutazioni sulle pitture ad acqua. Come variabile principale fu utilizzato il CTP (Cumulative Traffic Passes) cioè il numero di veicoli totali transitati da quando la segnaletica è stata installata. Per descrivere il legame tra RL e il CPT sono stati definiti

modelli con forme lineare, quadratiche ed esponenziale. L’espressione dei modelli sono le seguenti:

RL = a + (b * CTP)

RL = a + (b * CTP) + c * (CPT)2

RL = a *

Dove

a, rappresenta il valore di retroriflettenza misurato ad inizio vita della segnaletica; b costituisce un parametro di calibrazione del modello.

8. Modello di decadimento prestazionale della segnaletica orizzontale

91 Le variabili indipendenti considerate nel modello sono il tipo di materiale ed il colore della segnaletica, il tipo di stradale e la posizione della linea ( se di margine, di corsia o centrale). Nello studio i valori minimi di RL sono stati fissati tra 85-150

mcd/lux/m2 per le linee bianche. Utilizzando queste soglie è stato valutato che la durata delle pitture a base d'acqua varia tra 4,1 e 18,4 mesi. [19]

Modello di Abboud e Bowman

Nel 2002, Abboud e Bowman hanno condotto uno studio riguardante i costi e la longevità delle pitture a base d'acqua per determinare la vita utile. I due autori hanno utilizzato una soglia minima di 150 mcd/lux/m² per RL. Tale valore è il risultato di un

loro precedente studio basato sui dati di incidentalità e su l'esposizione veicolare (VE) condotto su strade statali in Alabama. L’esposizione veicolare lega il traffico giornaliero medio annuo con l’età della segnaletica t (VE = TGMA * t ) e in tale modello viene espresso in migliaia di veicoli. I ricercatori hanno sviluppato un modello logaritmico per correlare la retroriflessione all'esposizione veicolare, le equazioni ottenute sono le seguenti: [18]

RL = –19.457 Ln (VE) + 267, R2 = 0.31 (Pitture ad acqua)

RL = –70.806 Ln (VE) + 640, R2 =0.58 (Materiale termoplastico)

Modello di Sarasua, Thamizharasan, Clarke e Davis

Un altro interessante modello è quello sviluppato da Sarasua, Thamizharasan, Clarke e Davis. Il loro progetto è stato condotto dal maggio 1999 all'agosto 2001 per una durata complessiva di 28 mesi. La raccolta dati è stata effettuata sulle autostrade del South Carolina negli Stati Uniti, ed in ogni sito le misure si ripetevano ad intervalli di tempo regolari. Tale studio ha portato alla determinazione di un modello in grado di stimare l’andamento del degrado del sistema segnaletico. Le variabili indipendenti considerate consistono nel tipo di superficie stradale, di materiale segnaletico, di colore adottato e di attività manutentiva, in base alle quali è stata valutata la variazione di retroriflettenza in funzione del tempo. Lo studio mostra come il ciclo di vita della segnaletica orizzontale possa essere descritto tramite due differenti modelli. Un primo

8. Modello di decadimento prestazionale della segnaletica orizzontale

92 modello va a rappresentare il comportamento della segnaletica durante le prime fasi di vita. L’andamento i questo caso è non lineare caratterizzato per un breve iniziale periodo da un incremento del parametro RL per poi decrescere gradualmente. Tale

andamento è quindi il seguente:

Fig. 8.5.1: Modello rapresentativo della prima fase di vita della segnaletica[18]

L’incremento iniziale di retroriflettenza è essenzialmente imputabile al fatto che, specialmente per le pitture con microsfere di vetro premiscelate, i primi transiti permettono la pulizia dell’eventuale film di pittura formatosi sulla microsfera rendendola maggiormente visibile.

Nella seconda parte di vita, una volta raggiunta la massima retroriflettenza ottenibile, si ha una graduale diminuzione dell’efficienza del segnale, fino al raggiungimento di un valore pressoché stabile, generalmente inferiore a 50 mcd/lux/m2.

8. Modello di decadimento prestazionale della segnaletica orizzontale

93 Lo studio evidenzia con un terzo modello dei netti cambiamenti nell’andamento della retroriflettenza in funzione del tempo causati da attività di manutenzione come il ripristino della segnaletica i quali comportino ovviamente un notevole incremento della retroriflettenza e dalle operazioni meccaniche di rimozione della neve che causano invece un repentino crollo della capacità retroriflettente della segnaletica. Tale tendenza è evidenziata nella seguante figura: [18]

Fig. 8.5.3: Modello rapresentativo dei cambiamenti nell’andamento della retroriflettenza in funzione del tempo causati dal ripristino e da operazioni meccaniche di rimozione della

neve[18]

Modello di Rasdorf, Hummer, Zhang, Sitzabee

Per tale studio del 2009 le variabili indipendenti considerate nei modelli sono il tempo, il valore iniziale di RL, il TGMA, e la posizione laterale. Per la segnaletica di

margine della carreggiata realizzata con pitture all'acqua di colore bianco, hanno sviluppato un modello lineare con la seguente espressione:

RL = RL iniziale - 0,205 × Giorni

Da questi modelli, è stato determinato che la velocità di degradazione di quel tipo di segnaletica è di -75 mcd/lux/m2 ogni anno.

Questi sono solo alcuni dei vari modelli di decadimento prestazionale che si possono trovare in letteratura.

8. Modello di decadimento prestazionale della segnaletica orizzontale

94 Come si può capire tali modelli possono essere molto utili nella gestione della manutenzione della segnaletica orizzontale.