PROGRAMMAZIONE DELLE TEMPISTICHE DELLE LAVORAZIONI PER LA REALIZZAZIONE DEI MOVIMENTI

TERRA

L'ultima fase relativa al progetto di un'infrastruttura viaria consiste nel calcolo e nella programmazione delle lavorazioni, ossia il calcolo delle macchine e dei tempi richiesti, in questo caso per la realizzazione dell’opera.

Per semplicità, in questo caso, ci si limita a valutare le tempistiche relative alla sola costruzione del rilevato e non della sovrastruttura. Del resto, negli altri elementi costruttivi, si può seguire un ragionamento simile.

Il terreno utilizzato per la realizzazione del rilevato è stoccato in cumuli in una zona distante 1,5 km dall'area di cantiere e il collegamento avviene per mezzo di una strada di servizio. Siccome essa presenta un certo profilo altimetrico e la pavimentazione è eterogenea, essa è suddivisa in tronchi omogenei, caratterizzati dallo stesso valore di resistenza di livelletta e resistenza a rotolamento.

Durante la costruzione del rilevato, a essa verrà ad aggiungersi una porzione di strada a quella già esistente, fino a un’estensione di 1000 m. Per questo motivo, il percorso in analisi è un percorso a lunghezza variabile.

I dati relativi ai terreni impiegati sono riassunti di seguito.

Terreno in sito

Spessore degli strati [cm] 50

Numero di passate per costipamento degli strati 12

Premessa

L'obiettivo è la cantierizzazione dell'opera su scala temporale, ossia organizzare il cantiere definendo i tempi necessari alle varie fasi che intervengono nella realizzazione del rilevato.

L'algoritmo su cui si basa questa operazione consiste di tre punti.

 Scelta dei mezzi d'opera: questa è una fase relativamente immediata, in quanto l'impresa provvede a noleggiare i mezzi e dunque si occupa della decisione.

 Determinazione del singolo ciclo lavorativo per ogni mezzo, dal quale si deduce la produzione oraria. Questa sarà poi confrontata con il volume da lavorare.

 Si mettono insieme i risultati e si combinano le lavorazioni in modo da definire il cronoprogramma dei lavori.

Per ottenere una valutazione esaustiva dei tempi, occorre però tenere conto di più aspetti.

 Le lavorazioni da eseguire, ma il problema è relativamente semplice poiché l'opera non è complessa.

 I materiali utilizzati e quelli da rimuovere.

 I volumi di materiali da somministrare per migliorare le caratteristiche.

 Il livello di produzione delle macchine.

 Le distanze di trasporto.

In base a questo e ai dati relativi alla geometria di lavorazione e al percorso, si può determinare il tempo richiesto per ciascuna lavorazione.

Si procede dunque all'analisi di ciascuna delle lavorazioni, nelle quali si individuano delle sotto-lavorazioni, cioè delle attività elementari. Ciascuna di esse sarà soggetta a un’analisi per conoscerne la tempistica.

In realtà, i terreni sono materiali variegati e presentano diverse caratteristiche coesive. Da una parte, in un materiale granulare le particelle tendono a non aderire tra di loro. Dall’altra parte, i materiali coesivi subiscono una forte compattazione durante lo scavo e l'ammasso dunque può superare le dimensioni della lama. Per tenere conto di questo aspetto, si corregge la capacità nominale mediante un fattore di riempimento (fill factor) 𝐹𝐹.

𝑄_𝑒 = 𝑄 × 𝐹𝐹

Esso assume un valore che dipende dalla natura del terreno e cresce man mano che si passa da terreni granulari a terreni a grana fine coesivi.

Natura del terreno Fill factor 𝑭𝑭

Granulare omogeneo asciutto 0,8 ÷ 0,9 Terre, ciottoli o humus vegetale 0,9 ÷ 1,0

Granulare misto bagnato 1,0 ÷ 1,1

Argilla satura compatta 1,1 ÷ 1,2

Nel caso di un terreno vegetale, assume un valore definito in un intervallo di variazione, di cui si considera il valore medio per essere prudenziali e non penalizzare eccessivamente la lavorazione (c’è infatti il rischio di diminuire molto la quantità di terreno movimentata in ogni ciclo).

𝐹𝐹 = 0,9 ÷ 1,0 ⟶ 0,95

Il tempo di scavo si calcola allora rapportando le due quantità appena ricavate.

Nel caso di lavorazione longitudinale, il dozer scaverebbe per una certa distanza e poi lascerebbe in loco il materiale oppure cambierebbe direzione e lo poserebbe a lato.

In questo caso, siccome il rilevato è largo 35 m e lungo 1000 m, la dimensione longitudinale è dominante. Pertanto, è conveniente il ricorso alla configurazione in cui il dozer lavora trasversalmente senza variare di direzione e poi posa a lato.

La scelta non ha alcun effetto nei confronti della lunghezza di scavo, in quanto essa dipende esclusivamente dalla geometria del mezzo, ma modifica la lunghezza di trasporto.

Occorre inoltre tenere conto che il materiale di risulta non è portato via per essere smaltito, in quanto sarà utilizzato nelle lavorazioni finali. Per questo motivo, il materiale è semplicemente accantonato a lato del cantiere, a una distanza di 10 m, in modo che non intralci con le altre lavorazioni e consenta il passaggio dei mezzi d'opera.

In base a queste considerazioni, è possibile calcolare la lunghezza di trasporto.

Si potrebbe valutare tale quantità a partire dalla fine della lunghezza di scavo, in quanto essa corrisponde alla distanza tra tale punto e la zona di scarico. Il problema, però, è che per ciascuna fase di scavo occorrerebbe calcolare la relativa lunghezza di trasporto. Ciò però porterebbe a una notevole complicazione dei calcoli.

Per semplicità, si stabilisce allora che la lunghezza di trasporto sia calcolata in relazione alla metà della lunghezza di trasporto effettivamente disponibile, ossia la prima lunghezza di trasporto che si ha durante la lavorazione. È vero che, se si finisse prima lo scavo, si sottostimerebbe la lunghezza reale ma, d’altra parte, ciò è compensato dalle sovrastime che si avrebbero nelle fasi in cui lo scavo si arresta più avanti.

Tempo necessario per variare la velocità

Il cambio di marcia e di velocità richiede un tempo compreso tra 4 s e 5 s, da cui si assume un valore intermedio.

𝑇_𝑚 = 4,5 𝑠 = 0,075 𝑚𝑖𝑛 Tempo per il cambio di direzione

Questa operazione si pone alla fine dello scarico e all'inizio dello scavo e richiede un tempo pari a 1