CAPITOLO 3 Definizione e progetto degli interventi di adeguamento funzionale

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CAPITOLO 3

Definizione e progetto degli interventi di adeguamento

funzionale

3.1 Progettazione degli interventi di adeguamento – Geometria stradale.

La progettazione delle varianti al tracciato della Autostrada A15 “Autocamionale della Cisa” è stata eseguita in base alle disposizioni della vigente Normativa, emanata con D.M. 5/11/2001 “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade”; tali prescrizioni consentono di definire, dal punto di vista sia planimetrico che altimetrico, un tracciato ben percepibile dall’utente e che, soprattutto, offra condizioni di guida confortevoli, standards di sicurezza elevati e quindi un livello di servizio adeguato.

Poiché lo sviluppo dell’asse avviene nello spazio a tre dimensioni, è conveniente studiare separatamente l’andamento planimetrico da quello altimetrico.

In virtù di tale imposizione il tracciato planimetrico risulta costituito dalla successione dei seguenti elementi geometrici:

- rettifili;

- curve circolari;

- curve a raggio variabile;

mentre il tracciato altimetrico risulta costituito dalla successione dei seguenti elementi geometrici:

- livellette;

- raccordi verticali concavi o convessi.

Ognuno di questi elementi deve rispettare prima di tutto le disposizioni normative ad esso relative, quindi si procede ad un coordinamento plano-altimetrico al fine di ottenere nello spazio un tracciato prospetticamente soddisfacente e prevederne costantemente l’evoluzione. Procedendo con ordine vengono elencate qui di seguito le prescrizioni prese in considerazione per la progettazione delle varianti.

Rettifili

Per evitare il superamento delle velocità consentite, la monotonia, la difficile valutazione delle distanze e l’abbagliamento è opportuno che i rettifili siano compresi fra i seguenti valori massimo e minimo riportati:

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- lunghezza minima:

Velocità [km/h] 90 100 110 120 130 140

L

r minimo [m] 115 150 190 250 300 360

I valori minimi sono forniti direttamente dalla normativa e garantiscano la corretta percezione del rettifilo da parte dell’utente.

Curve circolari

Il parametro geometrico che caratterizza le curve circolari e che condiziona il rispetto dei requisiti è il raggio di curvatura R: il valore minimo da adottare viene stabilito in funzione della velocità di progetto minima e della pendenza trasversale massima della carreggiata e risulta essere pari a:

vpmin = 90 km/h; imax = 7% → Rmin = 339 m.

come si può evincere anche dall’abaco appresso riportato.

Figura 1: Abaco per il calcolo del Raggio di una curva circolare

Un altro parametro molto importante è lo sviluppo, ovvero la lunghezza dell’arco di cerchio inserito nel tracciato stradale: affinché il conducente possa percepire correttamente la curva è necessario che essa abbia uno sviluppo minimo corrispondente a un tempo di percorrenza di almeno 2,5 secondi.

Tra un rettifilo di lunghezza Lred il raggio più piccolo delle curve ad esso collegate, deve

essere rispettata la relazione:

- per Lr < 300 m deve risultare R > Lr;

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I rapporti tra i raggi di due curve circolari che, con l’interposizione di un raccordo a raggio variabile si succedono lungo il tracciato, per strade di tipo A, come appunto le Autostrade, devono essere molto prossimo all’unità o comunque ricadere all’interno della zona buona dell’abaco di seguito riportato:

Figura 2: Rapporto tra i raggi di due curve circolari consecutive

Curve a raggio variabile

Le curve a raggio variabile devono essere inserite fra due elementi di tracciato a curvatura costante (due curve circolari od una curva circolare ed un rettifilo): lungo esse, infatti, si realizza il graduale passaggio della pendenza trasversale della piattaforma dal valore proprio di un elemento a quello relativo all’elemento successivo.

Devono essere progettati e dimensionati in modo da garantire:

- la variazione graduale di accelerazione centrifuga non compensata (contraccolpo) e la sua limitazione entro valori accettabili;

- la limitazione della pendenza (o sovrapendenza) longitudinale delle linee di estremità della piattaforma;

- la corretta percezione ottica del tracciato.

La curva a raggio variabile che viene utilizzata in campo stradale è la clotoide.

Da un punto di vista geometrico tale curva è una spirale il cui raggio varia in modo continuo da un valore infinitamente grande, fino ad un valore comunque piccolo, nel rispetto della seguente equazione intrinseca:

2

A

s

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dove:

- r = raggio di curvatura nel punto generico P; - s = ascissa curvilinea del punto generico P; - A = parametro di scala.

Le clotoidi che vengono inserite nella progettazione stradale possono essere:

- clotoidi rettifilo - curva: servono a collegare tratti rettilinei a curve a raggio costante; - clotoidi di flesso: le quali servono a collegare tra loro due archi di cerchio esterni l’uno

all’altro e percorsi in senso opposto;

- clotoidi di continuità : le quali servono a raccordare due archi di cerchio l’uno interno all’altro, ma non concentrici, percorsi nello stesso senso.

Le verifiche che si effettuano su una curva a raggio variabile riguardano il parametro di scala A e vengono effettuate prendendo in considerazione le seguenti grandezze operative:

- il contraccolpo: ossia la variazione di accelerazione trasversale non compensata nell’unità di tempo (c=da/dt);

- la velocità di rotazione trasversale della sagoma stradale; - l’angolo di deviazione finale τf.

Imponendo la velocità di percorrenza costante, si ottengono i tre criteri che consentono di calcolare l’intervallo di oscillazione del parametro A.

Criterio dinamico o di limitazione del contraccolpo

Imponendo questo tipo di criterio, dopo una serie di calcoli si trova che:

c v A 3 2 = dove c è il contraccolpo.

Allora si tratta di stabilire un valore limite del contraccolpo che viene fissato in funzione della velocità; le Norme Italiane suggeriscono:

cmax = 14/v (v in [m/s]) ovvero cmax = 50,4/V (V in [km/h]);

in ambedue i casi c è espresso in m/s

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.

Si ricava quindi:

Criterio costruttivo o della sovrapendenza longitudinale

Le clotoidi, in quanto elementi di transizione, vengono inserite fra elementi diversi del tracciato stradale. Lungo la clotoide la pendenza trasversale della strada non si mantiene mai

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costante, ma aumenta con la curvatura, passando dal valore proprio dell’elemento di tracciato che la precede a quello proprio dell’elemento di tracciato che la segue.

Si indicano con:

- Bila distanza fra l’asse intorno a cui ruota la carreggiata ed il ciglio esterno della stessa;

- qi = tgαi e qi = tgαi le pendenze trasversali, rispettivamente, all’inizio ed aò termine

dell’arco di clotoide che fa parte del tracciato; - Ri e Rf i raggi di curvatura iniziale e finale;

- L = sf - si la differenza tra le ascisse curvilinee dei punti finale ed iniziale, ossia la

lunghezza dell’arco di clotoide che interessa.

La sovrapendenza dal bordo esterno del ciglio con le posizioni fatte si scrive:

fissato un valore limite ∆imax si ricava la lunghezza minima dell’arco di clotoide:

e, ricordando l’equazione dell’arco di clotoide, si ottiene infine

Criterio ottico

Con questo criterio si vuole garantire una buona percezione dell’andamento del tracciato da parte dell’utente, le Norme, in analogia a quanto si fa in molti altri Paesi, suggeriscono:

per assicurare la percezione della clotoide, mentre per percepire l’arco di cerchio alla fine della clotoide si richiede che:

Ovviamente tra i valori di A ricavati, con i tre criteri sopra elencati, deve essere preso quello più alto, fermo restando il secondo limite del criterio ottico.

Raccordi verticali.

Il profilo longitudinale dell’asse stradale è generalmente costituito da una successione di tratti rettilinei, detti livellette, e di tratti curvilinei, detti raccordi verticali.

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La massima pendenza che può essere assegnata alle livellette in sede di progettazione dipende, fondamentalmente, dalla importanza della strada e quindi, in ultima analisi, dai costi di costruzione che si è disposti a sostenere.

Nella tabella seguente sono riportate in dettaglio le pendenze massime ammissibili in funzione della tipologia di strada secondo quanto previsto dalla Normativa Italiana:

Figura 3: Pendenze massime per tipo di strada

Per le strade tipo A,B e C è inoltre opportuno, al fine di contenere le emissioni inquinanti e di fumi, non superare in galleria la pendenza del 4% e, ancor meno, nel caso di lunghe gallerie in relazione ai volumi e alla composizione del traffico previsto. Nel progetto in esame infatti si è posto come limite massimo di pendenza per tutti i tratti in galleria un valore pari al 2,5 %. I raccordi verticali sono elementi geometrici del profilo altimetrico: il compito che essi svolgono è quello di garantire comfort e sicurezza di marcia degli utenti, evitando gli effetti deleteri causati dai bruschi cambiamenti di pendenze tra livellette consecutive.

I raccordi verticali sono curve paraboliche che consentono di collegare due livellette a pendenza differente. L’espressione tipica di un raccordo verticale è la seguente:

In cui:

- ∆_i è la differenza con segno tra due livellette [-]; - L è la lunghezza del raccordo [m];

- i1 è la pendenza di una delle due livellette [-].

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Il valore della freccia è:

L’equazione di un raccordo risulta quindi definita quando si conosce la sua lunghezza L, o in alternativa il raggio Rvdel cerchio oscuratore nel vertice, tra cui vale la relazione:

La determinazione del valore di RVo in alternativa di L è fondata essenzialmente su due

criteri:

- assicurare il comfort dell’utente;

- assicurare la visuale libera necessaria per la sicurezza di marcia.

Con il primo criterio si pone un limite all’accelerazione verticale av: detti quindi Rvil raggio

nel vertice V, v (m/sec) la velocità con cui viene percorso il raccordo, ed assunto come suggerito dalle Norme, av max= 0,6 m/sec2, risulta:

Con il secondo si richiede che l’utente possa vedere, ad una prefissata distanza D, un oggetto che si trova sulla sua traiettoria. Relativamente al secondo criterio vanno esaminati separatamente i raccordi convessi e quelli concavi.

Raccordi verticali Convessi (Dossi) Posto:

- Rv: raggio del raccordo verticale convesso [m];

- D : distanza di visibilità da realizzare [m];

- ∆i : variazione di pendenza delle due livellette [%];

- h1: altezza sul piano stradale dell’occhio del conducente [m];

- h2: altezza dell’ostacolo [m].

Si distinguono due casi; se D è inferiore allo sviluppo L del raccordo si ha:

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si pone di norma h1pari a 1,10 m. In caso di visibilità per l’arresto di un veicolo di fronte ad

un ostacolo fisso, si pone h2 = 0,10m. In caso di visibilità necessaria per il sorpasso si pone

h2 = 1,10m.

Raccordi verticali Concavi (Sacche) Posto:

- Rv raggio del raccordo verticale concavo [m];

- D distanza di visibilità da realizzare per l’arresto di un veicolo di fronte ad un ostacolo fisso [m];

- ∆i variazione di pendenza delle due livellette [%] ;

- h altezza del centro dei fari del veicolo sul piano stradale [m];

- θ massima divergenza verso l’alto del fascio luminoso rispetto l’asse del veicolo [°]. Anche in questo caso si distinguono due casi; se D è inferiore allo sviluppo del raccordo si ha:

mentre nel caso opposto si ha:

ponendo h = 0,5 m e θ = 1°.

Fatta questa necessaria premessa dedicata alle prescrizioni normative di cui si è tenuto conto si passa ad illustrare gli interventi previsti per l’adeguamento della Autostrada A15 “Parma – La Spezia” in quei tratti dove le verifiche non sono state soddisfatte.

3.2 Interventi di adeguamento lungo l’asse principale.

Gli interventi di adeguamento dell’Autostrada A15 sono finalizzati sia a migliorare il livello di servizio, che allo stato attuale si attesta sul livello E nei periodi di punta causa geometria inadeguata e presenza di cantieri lungo il tracciato che determinano tempi di percorrenza molto più alti, sia a rendere l’autostrada conforme, dal punto di vista delle caratteristiche geometriche e funzionali, alle norme vigenti emanate con D.M. 5/11/2001.

Gli interventi di adeguamento della sezione trasversale prevedono, per i 46 km di strada di Categoria B, l’allargamento delle corsie di emergenza su entrambi i lati e, laddove possibile, visto che in molto tratti le carreggiate viaggiano a quote diverse o su viadotti distanziati tra di loro, l’adeguamento dello spartitraffico centrale che deve essere portato ad una larghezza di

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2,60 metri, in modo da ottenere un’autostrada di Categoria A in ambito extraurbano a due corsie per senso di marcia. Accanto a questi interventi è necessario prevedere interventi di adeguamento dei tratti in galleria che risultano tutti sprovvisti delle corsie di emergenza. Per quanto riguarda l’andamento planimetrico dell’asse stradale, si è rilevata, dalla lettura del diagramma itinerario e dall’analisi di incidentalità, la necessità di intervenire sul tratto di Autostrada compreso tra gli svincoli di Fornovo e Borgotaro e sul tratto di valico tra Berceto e Pontremoli.

Fornovo – Borgotaro

Per quanto riguarda il tratto autostradale compreso tra gli svincoli di Fornovo e Berceto si osserva che il tracciato si presenta molto tortuoso con curve circolari che presentano un valore compreso tra i 200 ed i 400 m. susseguendosi in modo da non rientrare praticamente mai nella zona “buona” dell’abaco di riferimento. Quelle poche volte che il rapporto tra i raggi di curvatura è ammissibile si osserva che i valori dei raggi risultano essere inferiori ai valori minimi prescritti (Rmin = 339 m. per Vpmin = 90 km/h e pendenze trasversali del 7%).

Le curve circolari presentano comunque uno sviluppo superiore a quello minimo corrispondente ad un tempo di percorrenza di 2,5 secondi valutato con riferimento alla velocità di progetto della curva stessa.

I rettifili presentano lunghezze sempre contenute entro il limite imposto pari a 22 volte la velocità di progetto massima.

Il diagramma delle velocità è caratterizzato da valori compresi tra i 70 ed i 140 km/h, con salti di velocità troppo bruschi tra elementi a curvatura costante, che portano a classificare il tratto, secondo i primi due criteri di Lamm, come appartenente al campo di progettazione scadente.

Per quanto riguarda gli elementi a curvatura variabile le verifiche previste dalla Normativa vigente non vengono in genere quasi mai rispettate relativamente al criterio sulla limitazione del contraccolpo e quello ottico riguardante la percezione del tracciato.

L’intervento in oggetto deve pertanto fare in modo che questi difetti esistenti (causa dei molteplici incidenti verificatisi, come si può osservare anche dal diagramma itinerario e dallo studio di incidentalità) vengano eliminati con la realizzazione di elementi a curvatura costante e a curvatura variabile adeguati all’intervallo delle velocità di progetto previsto dalla Norma per strade di Categoria A.

Nel tratto in esame c’è da tener conto inoltre dei lavori di realizzazione di un nuovo tratto, che si sviluppa subito dopo lo svincolo di Berceto (viaggiando in direzione Parma) e di cui si è dovuto ovviamente tener conto per progettare gli interventi di adeguamento in oggetto.

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Figura 4 : i lavori di realizzazione dei nuovi viadotti

Viste le caratteristiche del territorio attraversato da questo tratto di Autostrada gli interventi di adeguamento alla fine si traducono nella realizzazione di nuovi tratti che andranno poi ad allacciarsi all’infrastruttura esistente senza compromettere, durante l’esecuzione dei lavori, il funzionamento della stessa Autostrada.

L’intervento di adeguamento prevede anche la realizzazione dei nuovi svincoli di Berceto e di Borgotaro: come si può notare anche dal diagramma itinerario i due svincoli sono caratterizzati da un forte tasso di incidentalità dovuto fondamentalmente al fatto che non sono ben percepibili dall’utente e al fatto che le rampe di svincolo non sono dotate né di banchina in destra né di quella in sinistra (come si evince anche dalle foto di seguito riportate).

I tratti sui quali intervenire e gli adeguamenti al tracciato previsti sono stati valutati in base ai risultati forniti dalla analisi effettuata al capitolo precedente e basata sui dati di traffico, su quelli di incidentalità e sulla rispondenza delle caratteristiche geometriche degli elementi alla Normativa vigente.

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Figura 6: rampa di uscita - Svincolo Berceto

Berceto - Pontremoli

Un discorso particolare va fatto sul tratto di Autostrada compreso tra gli svincoli di Berceto e Pontremoli tra i quali si trova il Passo della Cisa: come già osservato precedentemente, il tracciato in questa zona raggiunge una quota di 780 m. s.l.m. ed è caratterizzato da condizioni meteo particolarmente sfavorevoli nei periodi autunnale ed invernale con conseguente diminuzione del livello di sicurezza, delle distanze di visibilità e soprattutto dei tempi di percorrenza (in condizioni sfavorevoli il tratto viene percorso con velocità non superiori a 60-70 km/h).

Per eliminare tale problema si pensa di realizzare una nuova galleria di valico più lunga e ad una quota inferiore di quella già esistente, la cui fattibilità è verificata peraltro da uno studio di carattere geologico dei terreni che saranno interessati riportato al capitolo successivo del presente elaborato.

3.2.1 Tratto Fornovo – Borgotaro

Le conclusioni tratte dall’analisi dello stato di fatto e riportate in sintesi al paragrafo precedente mostrano, per la parte di autostrada in esame, una situazione critica soprattutto per quanto riguarda le caratteristiche geometriche degli elementi che la compongono.

L’intero tratto compreso tra i due svincoli è stato suddiviso in due parti denominate: - I tratto di valle, di lunghezza pari a ca. 3,50 km;

- II tratto di valle, di lunghezza pari a ca. 7,00 km.

Il I tratto di valle si sviluppa, procedendo in direzione Parma, a partire dallo svincolo di Borgotaro e gli interventi ad esso relativi consistono fondamentalmente in raddrizzamenti del tracciato allo scopo di avere raggi di curvatura più ampi. Questi raddrizzamenti però

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comportano la necessità di realizzare un nuovo svincolo in quanto l’esistente, già di per sé poco percepibile dall’utente, risulterebbe del tutto inutilizzabile.

Tali proposte progettuali sono riportate nelle rispettive tavole allegate e comunque si possono visualizzare nella figura alla pagina seguente, in cui i tratti in rosso sono rappresentativi della Autostrada esistente e quelli in nero della soluzione progettuale proposta.

Tutti gli elementi progettati presentano caratteristiche geometriche rispondenti alle prescrizioni di Normativa precedentemente riportate, sia planimetricamente (utilizzo di raggi superiori ai 600 m.) che altimetricamente (livellette con pendenze non superiori al 5% in modo da garantire maggiore sicurezza per i veicoli pesanti), come si può evincere anche dalle tabelle riportate in appendice.

Figura 7: interventi previsti sul I tratto di valle

Il II tratto di valle si sviluppa invece lungo il Fiume Taro e, in questo caso, gli interventi di raddrizzamento non risultano essere possibili causa la presenza di infrastrutture a stretto contatto con l’Autostrada (linea ferroviaria Parma – La Spezia e SS n°62 della Cisa) e di nuclei abitati altrettanto prossimi ad essa.

Poiché il tratto in esame è quello caratterizzato da maggiore incidentalità si è pensato di realizzare una variante che, procedendo sempre in direzione Parma, attraversa da subito il Fiume Taro nell’area dove l’alveo è più ristretto e si sviluppa sull’altra sponda di esso per riallacciarsi dopo 5 km con l’infrastruttura esistente.

Tale variante prevede la realizzazione di due gallerie e di un viadotto di attraversamento del Fiume Taro, mentre per quanto riguarda gli elementi geometrici anche in questo caso sono state rispettate tutte le disposizioni normative sia dal punto di vista altimetrico, con livellette aventi pendenza non superiore al 2,5%, che planimetrico, avendo utilizzato raggi molto ampi,

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sempre superiori ai 1000 m., che di conseguenza permettono di avere curve a raggio variabile ben percepibili e confortevoli dall’utente e nessun problema relativo al rispetto delle distanze di visibilità.

La soluzione progettuale viene riportata nella figura alla pagina successiva con tratto nero indicando invece con tratto rosso l’infrastruttura esistente.

I dati di progetto sono riportati invece in appendice al presente elaborato.

Figura 7: interventi previsti sul II tratto di valle

3.2.2 Tratto Berceto - Pontremoli

Il tratto compreso tra Berceto e Pontremoli ricade invece in una zona caratterizzata da un territorio molto più accidentato, con pendenze del terreno comprese tra il 20 ed il 30 %. Come si evince dall’analisi dello stato di fatto e dall’analisi di incidentalità i problemi maggiori si hanno nel tratto compreso tra lo svincolo di Berceto e la galleria di valico causa condizioni ambientali e di visibilità sfavorevoli e soprattutto una geometria stradale completamente fuori norma.

Vista la particolare situazione morfologica del versante interessato e tenendo presente l’incremento dei flussi che si avrà nei prossimi anni su questa arteria strategicamente molto importante si è preferito prevedere due soluzioni di variante:

- realizzazione di un nuovo tratto e abbandono della vecchia autostrada (Soluzione I); - raddrizzamento dell’attuale asse autostradale (Soluzione II) .

Entrambe queste soluzioni sono state pensate in funzione di un altro intervento proposto, vale a dire la realizzazione di una nuova galleria di valico a quota inferiore di quella attualmente

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La convenienza a realizzare una delle due soluzioni progettuali sarà esaminata al capitolo conclusivo relativo ai costi diretti ed indiretti che dovranno essere sostenuti.

Soluzione I

La presente soluzione progettuale vuole dare una continuità agli interventi di adeguamento che sono già in fase di realizzazione lungo l’asse autostradale tra gli svincoli di Berceto e Borgotaro (tratto che peraltro è a forte incidentalità) e ricalca, ovviamente con elementi geometricamente rispondenti a Norma, l’andamento dell’Autostrada esistente.

L’asse di progetto viaggia tra le quote di 530 m e 650 m. s.l.m.; quest’ultima rappresenta anche la quota di imbocco e di uscita della nuova galleria di valico che si sviluppa al di sotto del Passo della Cisa per una lunghezza di ca. 5,6 km.

L’analisi planimetrica evidenzia che la variante si sviluppa parallelamente a quella esistente per ca. 4,5 km e che i raggi degli elementi circolari sono al di sopra del valore minimo di Norma e si susseguono in maniera tale da rientrare sempre nella zona buona dell’abaco di riferimento; inoltre sono rispettate tutte le limitazioni riguardanti gli elementi a raggio variabile (parametro A sempre verificato) e la lunghezza dei rettifili.

Da un punto di vista altimetrico la pendenza massima adottata risulta pari al 5%, mentre si è deciso di considerare un valore massimo del 2,5 % per i tratti in galleria.

Il ricorso a tale soluzione, come già detto, porta ad abbandonare il vecchio tracciato nel tratto in esame per cui diventa necessario prevedere anche la realizzazione del nuovo svincolo di Berceto la cui progettazione viene affrontata al paragrafo successivo.

La figura di seguito riportata permette di evidenziare quanto appena detto; in blu è rappresentata la variante in fase di realizzazione e, come fatto già per i tratti di valle, in rosso viene riportato lo stato di fatto ed in nero la variante prevista dal presente progetto:

Figura 8: Variante alla Autostrada A15 - Soluzione I Imbocco galleria

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Soluzione II

La seconda soluzione progettuale proposta prevede invece di operare un raddrizzamento del tracciato esistente eliminando quella serie di curve a raggio estremamente ridotto che si hanno in corrispondenza dello svincolo di Berceto.

L’intervento pensato può essere apprezzato mediante la figura sotto riportata:

Figura 9: Variante alla Autostrada A15 - Soluzione II

Come si evince dall’immagine anche in questo caso, con l’operazione di raddrizzamento del tratto, diventa inutilizzabile lo svincolo di Berceto e nasce quindi il problema della ubicazione e della progettazione di una nuova intersezione.

La variante prevista si sviluppa per ca. 2,5 km e praticamente va a riallacciarsi alla esistente nel tratto in cui questa ritorna ad essere pressoché in rettifilo, per poi proseguire verso la galleria di valico esistente la cui quota di imbocco è pari a 720 m.

La soluzione in esame prevede però che la nuova galleria di valico non segua quella esistente ma subisca una deviazione rispetto ad essa e tenda, dal punto di vista planimetrico ma non altimetrico, all’andamento del tracciato della galleria di valico analizzata precedentemente. Il tutto può essere visualizzato mediante la figura riportata alla pagina successiva dove, al solito , viene riportato in rosso lo stato di fatto.

Gli elementi costituenti il tracciato di progetto rispondono alle prescrizioni del D.M. 5/11/2001 mentre dal punto di vista altimetrico, come per la soluzione precedente, sono state adottate pendenze non superiori al 2,5% in galleria e al 5% negli altri tratti.

Una volta esaminati gli interventi di adeguamento proposti si passa alla progettazione dei nuovi svincoli per poter poi procedere all’analisi dei tracciati relativi alle gallerie di valico e alla loro verifica di fattibilità dal punto di vista geologico – geotecnico.

Innesto con esistente

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Figura 10: Andamento planimetrico gallerie di valico

3.3 Progettazione delle intersezioni a livelli sfalsati

Le rampe, secondo la nuova Normativa, vengono classificate in tre tipologie principali: - dirette;

- indirette; - semidirette.

Esse sono caratterizzate da tratti curvi a raggio costante e da tratti di raccordo a raggio variabile (clotoidi). Per l'inserimento delle clotoidi si fa riferimento alle disposizioni contenute nel già citato D.M. 5/11/2001 mentre per quanto riguarda le altre disposizioni relative alla geometria si fa riferimento alle nuove “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle intersezioni stradali”.

L’intervallo di velocità di progetto da adottarsi per ciascuna tipologia prevista è indicato nella tabella seguente:

Figura 11: Velocità di progetto per le varie tipologie di rampe

Per velocità di progetto delle rampe si intende quella dell’elemento rampa con esclusione dei dispositivi di immissione e/o decelerazione

Soluzione I

Soluzione II

Stato di fatto Innesto con

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Rispetto alla velocità di progetto è necessario verificare la sussistenza, lungo le rampe, di visuali libere commisurate alla distanza di visibilità per l’arresto.

I parametri fondamentali per il disegno geometrico delle rampe sono indicati invece nella tabella seguente:

Figura 12: Caratteristiche plano-altimetriche delle rampe

Le larghezze degli elementi modulari degli svincoli sono determinate in funzione della strada di livello gerarchico superiore, tra quelle confluenti nel nodo. Tali larghezze sono indicate qui di seguito:

Figura 13: Larghezza elementi modulari

Per quanto concerne le corsie specializzate di immissione e di uscita si fa riferimento a quanto riportato dalla stessa nuova Normativa in merito alle intersezioni a raso (sia per i raggi che per le lunghezze dei tratti).

In particolare si prendono in considerazione tutte quelle prescrizioni che vengono fornite per la progettazione dei tratti specializzati di:

- accelerazione e decelerazione; - manovra e raccordo;

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- immissione.

Gli elementi del primo gruppo vengono progettati con criteri dinamici, quelli del secondo attraverso considerazioni di carattere geometrico mentre quelli del terzo mediante criteri funzionali.

Per determinare la lunghezza dei tratti di variazione cinematica in decelerazione o accelerazione si adotta la seguente espressione:

dove:

- L (m) è la lunghezza necessaria per la variazione cinematica;

- v1 (m/s) è la velocità di ingresso nel tratto di decelerazione o accelerazione;

- v2 (m/s) è la velocità di uscita dal tratto di decelerazione o accelerazione;

- a (m/s2) è l’accelerazione, positiva o negativa, assunta per la manovra. I valori di v1, v2 ed a da inserire nella formula precedente sono i seguenti:

- corsie di decelerazione:

Per v1 si assume la velocità di progetto del tratto di strada da cui provengono i veicoli in

uscita, determinata dai diagrammi di velocità secondo quanto riportato nel D.M. 5/11/2001; per v2 si assume la velocità di progetto corrispondente al raggio della curva di

deviazione verso l’altra strada; per a si assume, per strade di Tipo A e B: 3,0 m/s2. - Tratto di accelerazione nelle corsie di entrata.

Per v1 si assume la velocità di progetto della rampa nel punto di inizio del tratto di

accelerazione della corsia di entrata, mentre per v2 si assume il valore corrispondente allo

80% della velocità di progetto della strada sulla quale la corsia si immette; questa velocità va determinata dal diagramma di velocità (secondo quanto riportato nel D.M. 5/11/2001). Si considera una accelerazione a = 1,0 m/s2.

La lunghezza del tratto di raccordo nelle corsie di entrata od immissione si determina in funzione della velocità di progetto della strada sulla quale la corsia si immette, sulla base della tabella seguente:

Figura 14: Lunghezza del tratto di manovra

La lunghezza del tratto di manovra in una corsia di uscita o decelerazione si determina in base alla velocità di progetto del tratto di strada dal quale si dirama la corsia, secondo la tabella:

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Figura 15: Lunghezza del tratto di raccordo

Accanto alle regole di carattere geometrico indicate nel capitolo precedente, una intersezione deve essere dimensionata con riferimento alla domanda di traffico specializzata in relazione alle manovre consentite. Gli elementi ed i parametri da determinare in funzione della domanda di traffico, riferita al periodo di punta di progetto, sono per le intersezioni a livelli sfalsati la lunghezza delle corsie di immissione e delle zone di scambio. In particolare deve essere determinata secondo procedure basate sulla distribuzione probabilistica dei distanziamenti temporali tra i veicoli in marcia, su ciascuna corsia.

Il livello di servizio dell’intersezione non dovrà essere inferiore a quello prescritto dal DM 5.11.2001 per il tipo di strade confluenti nel nodo.

Fatta questa premessa rivolta alle prescrizioni di carattere normativo si passa ora ad analizzare nel dettaglio le scelte progettuali per la progettazione degli svincoli in esame.

3.3.1 Realizzazione svincolo Berceto

L’adozione di una delle due soluzioni proposte per il tratto Berceto – Pontremoli comporta, come visto nei paragrafi precedenti, la realizzazione di un nuovo svincolo che permetta il collegamento con la zona di Berceto vista l’impossibilità di sfruttare quello esistente. Oltre a questa considerazione va anche detto che lo svincolo esistente in esame dovrebbe comunque essere adeguato alla vigente Normativa e che in corrispondenza di esso si sono verificati molteplici incidenti mortali come dimostrato anche dall’analisi di incidentalità svolta.

Considerando dapprima la Soluzione I si osserva che l’unica zona adatta ad accogliere l’intersezione è ubicata in corrispondenza della intersezione esistente, come riportato anche nella figura alla pagina successiva.

Dalla stessa figura emerge che lo svincolo sarà realizzato ricorrendo alla tipologia definita “trombetta”.

Il problema che si incontra per realizzare il presente svincolo è rappresentato dal fatto che lo sviluppo altimetrico delle rampe è vincolato alla presenza della vecchia Autostrada e che, questa, durante le fasi di realizzazione, continuerà a funzionare; per tali motivi le rampe non

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devono interferire col traffico veicolare e avere quindi una quota tale da rispettare i franchi minimi previsti dalla Norma.

Figura 16: svincolo Berceto- Soluzione I

Non potendo passare al di sopra dell’infrastruttura esistente si è pensato di far passare le rampe al di sotto della esistente, imponendo però lo smantellamento immediato della Autostrada esistente al momento dell’apertura della nuova variante in modo che i tratti in sottopasso diventino poi delle normali trincee; il ricorso a tale soluzione comporta inoltre la realizzazione di una nuova stazione di pagamento, peraltro richiesta vista l’inadeguatezza di quella attualmente presente in sito, e di un nuovo collegamento con la strada provinciale. Trattandosi di una intersezione di Tipo II, in quanto permette il collegamento tra una strada di tipo A ed una di tipo C, si considerano, ai fini della progettazione, i seguenti valori funzione della velocità di progetto:

- RAMPE DIRETTE E SEMIDIRETTE (vp = 40 km/h): Raggio planimetrico minimo = 45 m.;

Pendenza max salita = 7,0% (si è preferito non andare oltre il 5%); Pendenza max discesa = 8,0% (si è preferito non andare oltre il 6%); Raggio minimo raccordo verticale convesso = 500 m.

Raggio minimo raccordo verticale concavo = 250 m. Pendenza trasversale minima = 2,5%

(21)

Distanza di visuale minima = 35 m.

- RAMPE INDIRETTE (vp = 30 km/h):

Raggio planimetrico minimo = 25 m. (in fase di progetto si è preferito assumere un valore minimo di 45 m.vista la presenza notevole di mezzi pesanti);

Pendenza max salita = 10,0% (si è preferito non andare oltre il 5%) Pendenza max discesa = 10,0%(si è preferito non andare oltre il 6%) Raggio minimo raccordo verticale convesso = 500 m.

Pendenza trasversale massima = 7,0% Distanza di visuale minima = 25 m.

Dal punto di vista normativo si può osservare, dalle tavole allegate e dai dati di progetto, che tutti gli elementi rispettano le prescrizioni sia dal punto di vista altimetrico che planimetrico.

Il raddrizzamento ottenuto invece ricorrendo alla Soluzione II obbliga a realizzare l’intersezione, ricorrendo alla tipologia definita come “trombetta”, in quella zona di Autostrada esistente compresa tra la variante illustrata ed il nuovo tratto in fase di realizzazione:

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I parametri geometrici degli elementi sono i soliti adottati per lo svincolo esaminato in precedenza:

Pendenza max salita = 10,0% (si è preferito non andare oltre il 5%) Pendenza max discesa = 10,0%(si è preferito non andare oltre il 6%) Raggio minimo raccordo verticale convesso = 500 m.

I raggi utilizzati, gli elementi a raggio variabile e le pendenze adottate rientrano nei limiti previsti dalla Normativa vigente.

Come si evince dalla figura alla realizzazione del nuovo svincolo si accompagna la costruzione di una nuova strada di collegamento con la viabilità locale e di una nuova stazione di pagamento.

3.3.2 Realizzazione svincolo Borgotaro

Gli interventi di adeguamento previsti per il I tratto di valle consistono, come già visto, in un raddrizzamento dell’esistente asse autostradale: tale soluzione taglia fuori e rende inutilizzabile l’esistente svincolo di Borgotaro per cui è stata ideata una soluzione alternativa schematizzata alla pagina seguente:

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Figura 18: Svincolo Borgotaro

Dalla figura emerge che si ricorre ad uno svincolo del tipo “a trombetta” con rampe che si sviluppano al di sotto dell’asse autostradale.

I parametri utilizzati per la progettazione sono:

Pendenza max salita = 10,0% (si è preferito non andare oltre il 5%) Pendenza max discesa = 10,0%(si è preferito non andare oltre il 6%)

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Tali parametri sono stati tutti rispettati.

Con la realizzazione del nuovo svincolo si prevede di utilizzare come strada di accesso all’infrastruttura quella già realizzata per servire la vecchia autostrada con l’unica differenza di spostare la stazione di pagamento.

A questo punto si passa a stabilire la larghezza degli elementi modulari degli svincoli; dalla tabella precedentemente riportata, in cui i valori sono riportati in funzione della strada di livello gerarchico superiore tra quelle confluenti nel nodo, avremo:

tipo di strada principale = A - rampa monodirezionale - larghezza corsia = 4,00 m.

- larghezza banchina in destra = 1,00 m. - larghezza banchina in sinistra = 1,00 m.

Per quanto riguarda le corsie specializzate di uscita e di immissione queste saranno previste esclusivamente per la strada di Categoria A ragion per cui si prevedono i seguenti valori: - larghezza corsia = 3,75 m.

- larghezza banchina in destra = 1,00 m.

Per le larghezze degli elementi marginali si rimanda alle disposizione del D.M. 5/11/2001 assimilando le rampe dirette e semidirette a strade extraurbane di tipo F.

Nella progettazione di tutti e tre gli svincoli inoltre è stata effettuata anche la verifica plano-altimetrica: le rampe di collegamento infatti si raccordano con le strade esistenti seguendo l'andamento di quest'ultime, cioè sullo stesso piano e con la stessa tangente.

E' stato poi previsto, nei tratti di scavalco in viadotto e di sottopasso, un franco superiore a quello minimo previsto dalla Normativa, pari a 5 m. dal punto più alto della strada principale a quello più basso di quella a quota superiore.