CAPITOLO TERZO
S.R.T.439:livello di servizio attuale
3.1 Considerazioni generali e lo stato attuale della S.R.T. 439
La S.R.T. 439 “Sarzanese - Valdera”, così come gran parte della viabilità ordinaria nazionale, ricalca le antiche vie che collegavano Roma con l’impero, sfruttando antichi tracciati.
Nel tratto Lucca-Pietrasanta si sovrappone all’antica Via Romea o Via Francigena o Via Francesca che in età longobarda e nei periodi successivi assicurò le comunicazioni da Roma all’Italia nord-occidentale e alla Francia passando per la Val d’Elsa. La Via Romea superava le Alpi in Val d’Aosta, scendeva dal Piemonte, dalla Lombardia nella Pianura Padana e valicando l’Appennino presso Berceto attraversava la Toscana ed il Lazio per arrivare a Roma.
In Toscana la Via Romea funzionava da collegamento tra la Via Cassia e l’Aurelia, difatti iniziava a Poggibonsi e proseguiva per S.Genesio, Fucecchio, Cappiano, Galleno, Altopascio, Porcari, Capannori, Lucca e da qui fino ad incontrare l’Aurelia nei pressi di Luni.
E’ probabile che un’altra strada militare, o un importante Viatrio della Francesca, distaccatosi da quest’ultima all’altezza di S.Genesio (Ponte a Elsa) torni a collegarvisi dopo aver costeggiato il lato occidentale del Lago di Sesto o di Bientina passando per Montopoli, San Romano,
tratto da Pontedera a Lucca che coincide con l’attuale Sarzanese-Valdera. Nel tratto che da Pontedera scende a sud verso Volterra, sembra invece ripercorrere un’antica via etrusca che collegava questo centro a Pisa.
Figura 3.1
L’attuale S.R.T. 439 “Sarzanese -Valdera” ha inizio a Pietrasanta in corrispondenza dell’innesto con la STATALE N°1 AURELIA e poi scende verso il sud della Toscana attraversando i centri di Massarosa, Lucca, Carrara, San Leonardo in Treponzio, Colle di Compito, Cascine di Buti, Bientina, Pontedera, Ponsacco, Capannoli, Selvatelle, Saline di Volterra, Pomarance, Castelnuovo Val di Cecina, Massa Marittima, fino a ricollegarsi con la STATALE N°1 AURELIA nei pressi di Follonica.
Ad oggi, la S.R.T. 439 con i suoi 185 km più i 47,5 km della diramazione, ricadenti interamente nel comune di Volterra, è la strada
più lunga che percorre il territorio provinciale pisano.
Questo la rende indispensabile per alcuni comuni dell’entroterra poiché consente il collegamento con la S.G.C. “Firenze-Pisa-Livorno” a Pontedera e nei pressi di Lucca con l’autostrada A11, assorbendo quindi una notevole mole di traffico.
Del resto, come specificato nel primo capitolo, la SRT 439 può essere paragonata ad un’asta fluviale che attira flussi provenienti dalle molteplici strade sia statali (come la SRT 67) sia, soprattutto, provinciali (SP2, SP3, SP5, SP8 ecc) con le quali si connette, ridistribuendoli verso aree diverse da quella attraversata.
La S.R.T. 439 è una strada a carreggiata unica a doppio senso di circolazione che per lunghi tratti presenta larghezze insufficienti ed un’eccessiva sinuosità; inoltre attraversando numerosi centri abitati, più o meno importanti, crea problemi d’inquinamento acustico ed atmosferico. Conseguenze indesiderate a questi rallentamenti sono una bassa velocità di percorrenza con possibilità di arresti, scarsa libertà di manovra, eccessiva presenza di mezzi pesanti, comfort di guida limitato, numerosi punti di conflitto con alta probabilità di incidenti ed una qualità della vita non sempre ottimale per gli abitanti dei centri attraversati.
Nell’area da noi analizzata in questo studio, la S.R.T. 439 attraversa sostanzialmete tre aree urbanizzate ed anche densamente abitate.
I primi kilometri del tratto oggetto di studio sono molto scorrevoli e pressochè rettilinei fino al km 108, infatti subito dopo l’attraversamento del fiume Cecina (Foto 3.1), tramite un viadotto troviamo tratti molto più
tortuosi con curve di piccolo raggio, da qui la scelta di utilizzare un altro tipo di strada di classe inferiore rispetto al precedente.
Foto 3.1 : Attraversamento Fiume Cecina
Dopo un serie di curve rimodellate in modo da rispettare la normativa vigente, troviamo varie intersezioni a raso con strade comunali e poderali fino ad arrivare tra il Km 112 e il Km 113, alla prima variante oggetto di studio per il superamento di Pomarance, che è la cittadina più grande del tratto considerato. L’immissione nella variante avviene tramite un rotatoria a tre rami che lascia la possibilità di scegliere anche per l’attraversamento del centro abitato dove i continui accessi ad ogni singola attività impediscono un deflusso lineare, si avvertono continui rallentamenti e la possibilità di sorpasso è nulla (Foto 3.2).
Foto 3.2 : Rotatoria d’ inizio variante di Pomarance
In questo tratto è facile incontrare veicoli che marciano dietro un mezzo pesante e il deflusso è prossimo a quello della massima portata.
Come noto, infatti, dalla teoria dei modelli macroscopici di deflusso, man mano che partendo da zero la densità veicolare aumenta e cresce anche la portata, in conseguenza del crescere del numero dei veicoli nella corrente. Nel contempo, la velocità a causa dell'incremento delle interazioni reciproche fra veicoli tende a diminuire.
Questa riduzione di velocità è inizialmente modesta, ma come la densità aumenta si ha una brusca caduta della velocità.
A tale punto di soglia corrisponde il valore massimo di portata detto
capacità dell'infrastruttura.
La densità corrispondente è invece detta densità critica e la velocità è detta velocità critica.
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Come ci si avvicina alla rotatoria la capacità il flusso tende a diventare sempre più instabile, data la diminuzione di spazi e tempi di manovra per i conducenti. Alla capacità massima non ci sono più spazi di manovra utilizzabili ed una qualsiasi perturbazione, per esempio un veicolo che cambia direzione o un pedone che attraversa oppure semplicemente un veicolo che rallenta, crea un disturbo che non può essere dissipato o quantomeno smorzato.
Le condizioni di deflusso prossime alla capacità massima sono quindi essenzialmente instabili ed un loro perdurare per consistenti intervalli di tempo è probabile che portino alla formazione di code e a situazioni di flusso forzato e quindi frequenti cadute di portata.Per questa serie di motivi è stata apportata la modifica al tracciato come vediamo dagli elaborati svolti.
La variante si sviluppa per quasi 2 Km e 800 m per poi rientrare nella S.S. 439 tramite una nuova rotatoria a quattro rami posta poco prima del Km 116 (Foto 3.3).
Foto 3.3 : Rotatoria di fine variante di Pomarance
Di qui in poi la strada ha un andamento abbastanza regolare con curve di grande raggio dove non è stato necessario intervenire, fino ad arrivare all’intersezione con la Strada provinciale di Montecastelli n°47.
Subito dopo incontriamo un tratto molto tortuoso le cui curve, oltre ad avere raggi di curvatura troppo piccoli, non garantiscono una sufficiente visibilità a causa anche della posizione planimetrica della strada stessa, che correndo in aderenza alla scarpata delle colline circostanti, priva l’utente alla guida della necessaria visibilità.
In questo tratto l’utente seppur non condizionato dalla presenza di altri veicoli sulla propria corsia di marcia, è condizionato a mantenere basse velocità. Per questi motivi, verrà fatta una soluzione di continuità per attenuare tale fenomeno e rendere la circolazione più facile per i guidatori
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Superato questo tratto arriviamo al secondo centro abitato Montecerboli, anche qui è stata prevista una variante che passa al di fuori del centro abitato intorno al Km 123 dove si è previsto un intersezione a raso ed un allargamento in curva per far si di creare una corsia ai veicoli che marciano lungo la variante (Foto 3.4).
Foto 3.4 : Intersezione di inizio variante di Montecerboli
Il nuovo tratto di strada si sviluppa per circa 750 m e rientra lungo la “Sarzanese – Valdera” poco prima del Km 124 con una rotatoria a quattro, rami studiata per permettere un veloce deflusso dei veicoli che deviano verso Larderello, cittadina molto importante perché sede di centrali elettriche Enel e industrie chimiche, quindi meta di molti lavoratori e mezzi pesanti (Foto 3.5).
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Foto 3.5 : Rotatoria di fine variante di Montecerboli
Da qui in poi il tratto stradale non presenta problemi da un punto di vista geometrico fino ad arrivare intorno al Km 128 in prossimità Bagno la Perla (Foto 3.6 e Foto 3.7).
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Foto 3.6 : Km 128
Qui si trovano due tornanti di raggio molto piccolo, quindi si è ovviato a questo con un’unica curva di raggio minimo e una pendenza massima per il tipo di strada scelta per la realizzazione del progetto.
Proseguendo verso sud arriviamo a Castelnuovo Val di Cecina, ultimo paese del tratto in esame ed ultima variante studiata. Il motivo della realizzazione della modifica sostanziale al tratto stradale è il centro abitato, dove assistiamo ad una riduzione della velocità di scorrimento, ad un deflusso caratterizzato da fenomeni transitori, costituiti da continue accelerazioni e decelerazioni causate da attraversamenti pedonali, dal restringimento della carreggiata e dalla presenza di strade locali che si immettono.
La variante ha inizio intorno al Km 130 tramite una rotatoria a tre rami (Foto 3.8).
Foto 3.8 : Rotatoria d’ inizio variante di Castelnuovo Val di Cecina
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Per un primo tratto segue la strada poderale I Prati , poi si sviluppa per più di 1 Km e 800 m e si ricongiunge all’ S.S. 439, subito dopo il centro abitato tramite un intersezione a raso dopo aver superato tre botri tramite dei piccoli ponticelli (Foto 3.9).
Foto 3.9 : Intersezione di fine variante di Castelnuovo Val di Cecina
Da qui in poi ci sono altri tre kilometri abbastanza tortuosi ma che rispettano la normativa fino ad arrivare al Km 135 dove finisce lo studio. Oltre al notevole traffico che la Strada Regionale Toscana 439 deve assorbire quotidianamente, è anche la presenza di molteplici centri abitati a penalizzarne la circolazione. Il problema dell'attraversamento dei centri abitati da parte di una strada extraurbana è, tra gli altri, quello relativo all'inquinamento acustico e atmosferico prodotto dai veicoli e dai loro gas di scarico. Questi fattori portano all'individuazione della cosiddetta
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capacità ambientale, cioè a quel valore del flusso veicolare al di sopra del quale l'inquinamento ad esso dovuto risulta intollerabile.
Per quanto riguarda l'emissione di sostanze inquinanti esistono dei modelli di calcolo appositamente concepiti, che permettono di stimarne la concentrazione. Riferendoci per esempio al "modello canyon", si considera un canyon stradale cioè una struttura urbana formata da una strada fiancheggiata da due file di alti edifici. Diversi studi sperimentali hanno mostrato che la dispersione degli inquinanti all'interno di un canyon urbano è influenzata fondamentalmente dalle sue caratteristiche geometriche maggiormente interessanti, come la larghezza r del canyon, l'altezza h degli edifici e dalle caratteristiche del moto dell'aria (individuate dalla direzione e dalla velocità media Vt del vento all’altezza
del tetto degli edifici e dalla direzione e dalla velocità media Vs del vento
al suolo). La caratteristica fondamentale di un canyon urbano è quella di favorire, in determinate condizioni, l’instaurarsi di una circolazione d'aria di tipo fortemente locale, costituita da un vortice elicoidale con asse parallelo all'asse longitudinale del canyon e contenuto all'interno di questo.
E’ in queste condizioni che questo tipo di circolazione, parzialmente isolata dall'ambiente circostante, può limitare il trasporto verso l'esterno degli inquinanti influenzando in tal modo il processo di naturale dispersione. In figura 3.4 è riportato lo schema di circolazione dell'aria in un canyon stradale e in figura 3.5 e 3.6 un a foto del tratto che rispecchia questo modello.
Figura 3.5 Foto che rappresenta il modello canyon
3.2 Concetto di livello di servizio
Il progetto della sezione stradale da assegnare ad una strada consiste nella scelta di quella sezione che è in grado di realizzare la desiderata qualità
della circolazione in corrispondenza della portata assegnata.
Si definisce livello di servizio (LoS, level of service) di una strada una funzione che associa ad ogni punto dello spazio, individuato da alcuni parametri della circolazione, una misura della corrispondente qualità della circolazione.
Quando si parla di qualità della circolazione ci si riferisce agli oneri supportati dagli utenti, i quali consistono prevalentemente nei costi monetari del viaggio, nel tempo speso, nello stress fisico e psicologico. I parametri della circolazione che a questi oneri sono più direttamente legati possono individuarsi nella velocità media lungo il tronco stradale in esame, nella densità veicolare da cui dipende il condizionamento reciproco dei veicoli, nella percentuale del tempo di viaggio speso in attesa di sorpassare un veicolo più lento.
Il livello di servizio, che per ciascuna categoria di strada si realizza in corrispondenza di una data portata, dipende evidentemente dalle caratteristiche geometriche ( larghezza delle corsie e delle banchine, andamento plano-altimetrico ) della particolare strada che si considera, dalle condizioni ambientali, dalle caratteristiche della corrente veicolare e dai modi molto diversi con cui può svolgersi la circolazione, segnatamente a flusso ininterrotto o interrotto.
I livelli di servizio individuati dall’Highway Capacity Manual sono sei e ciascuno corrisponde ad un intervallo dei parametri della circolazione da cui dipende.
1. LoS A: rappresenta le condizioni di flusso libero con totale assenza di condizionamento tra i veicoli;
2. LoS B: rappresenta le condizioni di deflusso con qualche limitazione alla libertà di manovra, ma ancora con elevate condizioni di conforto fisico e psicologico;
3. LoS C: si hanno ora maggiori condizionamenti: per mantenere la velocità desiderata occorrono cambi di corsia e/o sorpassi piuttosto frequenti che richiedono notevole attenzione da parte degli utenti; 4. LoS D: in queste condizioni il flusso è ancora stabile, ma la libertà di
manovra è notevolmente ridotta ed è basso il livello di conforto fisico e psicologico degli utenti;
5. LoS E: i condizionamenti sono pressoché totali ed i livelli di conforto sono scadenti; il limite inferiore di questo livello corrisponde alla capacità; le condizioni di deflusso sono al limite della instabilità;
6. LoS F: questo livello rappresenta le condizioni di flusso forzato con frequenti ed imprevedibili arresti della corrente, ossia con marcia a singhiozzo (stop and go).
3.3 Livelli di servizio per strade bidirezionali a due corsie
Lo studio delle strade a due corsie è limitato a due sole problematiche:
• L’analisi operativa
• La pianificazione
L’analisi operativa concerne la determinazione del LoS di una strada esistente conoscendo il traffico e le caratteristiche geometriche, oppure il LoS di una strada in progetto ipotizzando le condizioni di traffico e geometria.
La pianificazione riguarda invece la determinazione dei volumi di traffico (espressi come Tgm) che possono essere smaltiti dalle strade a due corsie a diversi LoS e per diverse tipologie del tracciato.
3.3.1 Caratteristiche del deflusso
Uno dei più grossi problemi delle strade a due corsie è quello dell’effettuazione dei sorpassi per mantenere la velocità di marcia desiderata.
Per il sorpasso, infatti, è necessario usare la corsia di marcia del senso opposto e quindi esso è possibile se lungo il tracciato è assicurata la distanza di visibilità completa (Ds=5,5*V) e se nella corsia opposta vi è
una corrispondente spaziatura veicolare.
All’aumentare del volume di traffico e delle restrizioni delle caratteristiche geometriche, diminuisce la possibilità di sorpasso e si innesca la formazione di plotoni guidati da veicoli lenti.
La qualità della circolazione è quindi fortemente influenzata dalla difficoltà di eseguire i sorpassi, che costringe i veicoli a spendere parte del tempo di viaggio in coda dietro veicoli più lenti. Pertanto i livelli di servizio sono definiti attraverso i parametri:
- Percentuale del tempo di viaggio speso in attesa di sorpassare;
- Velocità media di viaggio;
- Rapporto fra portata e capacità.
Quest’ultima e le portate di servizio sono notevolmente influenzate dal modo in cui la portata sulla carreggiata si distribuisce nei due sensi di marcia.
I valori massimi si hanno con una ripartizione in uguale misura: in questo caso la capacità in condizioni ideali è posta uguale a 2800 veic/h complessive per i due sensi.
1. LoS A: individua condizioni di circolazione in cui i conducenti riescono a viaggiare alla velocità media desiderata. La domanda di sorpassi è notevolmente inferiore alla capacità di sorpasso, per cui la percentuale di tempo speso in coda dietro veicoli più lenti non supera il 30%;
2. LoS B: è caratteristico di condizioni di circolazione in cui la domanda di sorpassi per conservare la velocità desiderata diventa importante e approssimativamente uguaglia la capacità di sorpasso al margine inferiore del livello. La percentuale di tempo speso in coda in media è del 45%;
3. LoS C: definisce situazioni in cui vi è un notevole aumento sia del numero sia della dimensione dei plotoni, insieme con una sensibile diminuzione della capacità di sorpasso. La percentuale di tempo speso
in coda raggiunge il 60% del tempo di viaggio; 4. LoS D: i sorpassi sono estremamente difficili, mentre la domanda di
sorpassi è molto alta. Plotoni lunghi da 5 a 10 veicoli in media sono molto frequenti. La percentuale di tempo speso in coda è circa il 75% del tempo di viaggio;
5. LoS E: individua situazioni di traffico in cui la percentuale di tempo speso in coda è superiore al 75%;
6. LoS F: è caratteristico delle condizioni di flusso forzato, con marcia del tipo “stop and go”, e portate inferiori alla capacità.
Il metodo di calcolo è quello proposto dall’Highway Capacity Manual. Esso definisce in corrispondenza a ciascun livello di servizio, i valori dei parametri della circolazione in condizioni ideali. Attraverso poi dei coefficienti correttivi si tiene conto delle diverse situazioni reali.
Le condizioni ideali, considerate per le strade a due corsie, sono così definite:
- Caratteristiche geometriche: tracciato pianeggiante, corsie larghe non meno di 3,60m e banchine larghe non meno di 1,80m, andamento planimetrico dell’asse stradale tale che la media pesata delle velocità di progetto dei vari elementi del tracciato (calcolata assumendo come pesi le lunghezze degli elementi stessi) sia non inferiore a 95 km/h, andamento planimetrico tale da assicurare una distanza di visibilità non inferiore a 450m (per consentire il sorpasso);
- Condizioni ambientali: tempo buono, luce diurna;
- Caratteristiche della corrente veicolare: corrente formata da sole autovetture, la popolazione dei conducenti che percorre la strada è formata da utenti abituali.
La massima portata che è in grado di garantire un certo livello di servizio prende il nome di portata di servizio relativa a quel livello.
Essa viene definita in condizioni ideali e successivamente corretta mediante idonei coefficienti, allo scopo di tener conto delle varie situazioni reali.
E’ interessante notare che per ciascun livello di servizio si ha un intervallo di portate che sono in grado di realizzare le condizioni di circolazione proprie di quel livello; inoltre gli estremi di tale intervallo sono le portate di servizio del livello in esame e di quello immediatamente precedente.
3.3.2 L’analisi operativa
Obiettivo dell’analisi è, come accennato, la determinazione del LoS di una strada esistente o in progetto che sta operando ad un livello di domanda noto o previsto; tale analisi si può anche usare per determinare la capacità di un dato segmento o la portata massima smaltibile ad un qualsiasi LoS. L’analisi può anche riguardare estesi segmenti a caratteristiche uniformi e/o singole tratte in ascesa, se la pendenza delle tratte è ‹ 3% o se gli sviluppi delle salite sono ‹ 800m, esse possono essere considerate incluse in un esteso segmento a caratteristiche uniformi, altrimenti andranno studiate separatamente con un’apposita metodologia. La procedura che si espone (HCM 1994), articolabile in due fasi, consente di stimare le condizioni operative medie di deflusso su segmenti stradali di almeno 3200 m di sviluppo, basate su caratteristiche medie di tracciato, geometria e traffico.
Il tracciato viene considerato pianeggiante, ondulato o montuoso.
Si acquisiscono i necessari input geometrici e di traffico del tratto da esaminare che comprendono:
- Caratteristiche del profilo longitudinale (con particolare riguardo alla percentuale di tratte a sorpasso impedito nei due sensi);
- Il dettaglio della sezione trasversale;
- La velocità di progetto;
- Il volume complessivo orario dei due sensi;
- La distribuzione direzionale;
Quando si deve determinare il LoS per un volume di traffico noto, il PHF si può ricavare, in mancanza di rilievi diretti, dalla seguente tabella:
Tabella 3.1 – PHF per strade a due corsie per la determinazione dei LoS
Acquisiti tutti gli elementi del punto precedente, si può passare all’individuazione del LoS, che è basata sul confronto tra il flusso esistente o previsto ed i flussi di livello (Qs)i calcolati con la (1).
Dal punto di vista della pratica operativa, si può seguire questa procedura: acquisite le caratteristiche della strada e del traffico, si converte il volume orario esistente o previsto V* in portata oraria di punta con la relazione
Qp=V*/PHF veic/h
Si scelgono i valori appropriati dei fattori correttivi per ogni LoS: Q/C, con l’espressione (2).
Si calcolano le portate di servizio di ogni livello nelle condizioni prevalenti dall’espressione (1) ove tutti i parametri sono ormai noti.
Si confronta il volume Qp con le portate di servizio calcolate con la (1) e
Q/C = rapporto tra flusso e capacità ideali per dato livello di servizio (Tabella 3.2)
fd= coefficiente di riduzione portate dovuto alla disuguale distribuzione
del
traffico nelle due direzioni di marcia (Tabella 3.3)
fw = coefficiente di riduzione portata dovuto alla ridotta larghezza delle
corsie e delle banchine (Tabella 3.4)
fHV = coefficiente di riduzione portata dovuto alla presenza di veicoli
industriali, turistici e autobus
Pt,Pr,Pb =% del totale della corrente veicolare rispettivamente dei veicoli
industriali, di turismo e autobus
Et, Er, Eb =coefficienti di equivalenza in autovetture dei veicoli pesanti
relativi rispettivamente ai veicoli industriali, a quelli turistici e agli autobus (Tabella 3.5)
3.4 Livelli di servizio di arterie urbane e suburbane
Il LoS di un arteria viene individuato dalla velocità media di viaggio di un suo segmento, di una sezione o dell’intera arteria.
La velocità di viaggio di un’arteria si calcola sulla base del tempo di marcia dei segmenti stradali e del ritardo d’accesso alle intersezioni, entrambi riferiti alle correnti dirette. Nella Tabella 3.6 sono riportati i LoS per ciascuna delle tre classi di arterie di scorrimento/quartiere che lo HCM’94 considera, definiti dal valore-limite inferiore della velocità media di viaggio.
VFL = velocità di flusso libero (free flow speeds), è la velocità teorica che
un veicolo riesce a mantenere quando la densità del traffico è prossima a zero.
VMV = velocità media di viaggio (average travel speed). Tiene conto dei
perditempo subiti dai conducenti durante la marcia e, in particolare, di quelli alle intersezioni.
Di seguito viene fornita una breve descrizione delle condizioni di deflusso ai vari livelli di servizio.
- LoS A: descrive condizioni di flusso libero a VMV normalmente
attorno al 90% della VFL della classe della strada; i veicoli hanno
ampia possibilità di manovra all’interno della corrente; il ritardo medio alle intersezioni semaforizzate è minimo (5 sec/veic);
- LoS B: rappresenta condizioni di deflusso che consentono una VMV attorno al 70% della VFL; i veicoli subiscono leggere
limitazioni di manovra; i ritardi ai semafori non danno particolari disagi ai conducenti che non sono soggetti ad apprezzabili tensioni;
- LoS C: rappresenta condizioni limite di flusso stabile: le capacità di manovra e di cambio corsia sono più limitate del livello B; il formarsi di code unitamente a sfavorevoli progressioni alle intersezioni semaforizzate contribuisce a ridurre la VMV al 50%
della VFL caratteristica; i conducenti avvertono apprezzabili
tensioni nella guida;
- LoS D: rispecchia situazioni in cui un modesto incremento di domanda può causare un sostanziale incremento nei ritardi di intersezione e conseguentemente una notevole riduzione della VMV che si attesta attorno al 40% della VFL; ciò è dovuto
di un’errata temporizzazione semaforica e di alti volumi di traffico;
- LoS E: si caratterizza per importanti ritardi d’intersezione cui consegue una VMV1/3 della relativa VFL caratteristica, formazione
di code, totale impossibilità di manovra all’interno della corrente veicolare; le cause dello stabilirsi di queste condizioni di deflusso sono analoghe a quelle riportate per il livello D;
- LoS F: è il livello di servizio di congestione, quale spessissimo si ritrova nelle arterie urbane di interquartiere delle città europee di antica tessitura urbanistica; le VMV sono bassissime, 1/4 della VFL,
le intersezioni sono spesso sovrassature, la formazione di code crescenti è frequente; le cause sono sempre le stesse: eccesso di domanda rispetto alla capacità degli accessi, cattive progressioni negli arrivi ai semafori dell’itinerario, inadeguata temporizzazione.
3.4.1 La procedura di calcolo
La procedura che si espone, tratta dal Manuale HCM 1994, è finalizzata all’individuazione del LoS esistente o previsto per alcuni tipi di arterie. La metodologia è articolata in sette step:
- Step 1: in questa fase preliminare si stabilisce la localizzazione e la lunghezza dell’arteria da classificare e valutare.
- Step 2: si determina la “classe” dell’arteria utilizzando un opportuno disciplinare unitamente ad eventuali misure dirette di velocità a flusso libero.
- Step 3: si divide l’arteria in sezioni ognuna delle quali contiene uno o più segmenti (tratti elementari di arteria da un’intersezione semaforizzata alla successiva).
- Step 4: si determina il tempo di marcia di ciascun segmento e si aggregano i dati per sezioni.
- Step 5: si acquisiscono informazioni sulle intersezioni semaforizzate per calcolare il ritardo d’accesso delle correnti dirette in ogni intersezione tenendo conto di: durata del ciclo “C”, rapporto “λ=g/C”, grado di saturazione “X=Q/c” e capacità “c” riferiti al gruppo di corsie di marcia diretta, qualità della progressione e relazione tra ritardi d’accesso e di fermata.
- Step 6: si calcola la VMV per ogni sezione e per tutta l’arteria.
- Step 7: si assegna il LoS all’arteria utilizzando la Tabella 3.6
Step 1: individuazione dell’arteria
serve e al sistema viario principale e si acquisiscono tutti i dati di traffico, di segnalamento semaforico e di geometria.
Step 2: determinazione della classe della strada
Vengono definite tre classi di arterie caratterizzate per funzione e tipologia progettuale; per la collocazione di un’arteria in una data classe, deve innanzi tutto individuarsi la sua categoria funzionale e, successivamente, quella progettuale.
Al fine di stabilire la categoria funzionale, è necessario premettere che un’arteria può essere classificata di 1° o 2° livello (arterie principali e arterie secondarie). Una strada di 1° livello funzionale serve importanti flussi diretti tra grossi centri di attività direzionali esistenti in un’area urbana e rilevanti quote di spostamenti in entrata e/o uscita dall’area stessa, oppure collega strade primarie con zone di intensa generazione/attrazione di spostamenti. Un’arteria di 2° livello è invece un’infrastruttura di connessione e completamento del sistema di arterie di 1° livello, è caratterizzata da una funzione di accesso collaterale non trascurabile e da spostamenti di lunghezza contenuta; distribuisce infine il traffico verso aree geograficamente più piccole di quelle servite dalle arterie principali. Per individuare la categoria progettuale di un’arteria si considerano una serie di elementi geometrici e di traffico caratterizzanti quali: configurazione della carreggiata e conseguenti velocità di progetto, densità di impianti semaforici, esistenza di corsie esclusive per svolte a sinistra, eventuali limiti di velocità, opportunità di sosta, attraversamenti pedonali, intensità di insediamenti collaterali alla strada, controllo degli accessi. In base alla configurazione progettuale vengono proposte tre categorie tipiche della localizzazione dell’arteria:
- Suburbana (strada di scorrimento principale o di 1o livello)
- Intermedia (strada di scorrimento secondaria o di 2o livello)
- Urbana
Tabella 3.7 – Elementi base per la categoria delle arterie
Step 3: suddivisione dell’arteria
L’elemento base di un’arteria è il segmento, distanza misurata in un senso di marcia tra due intersezioni semaforizzate adiacenti. Se due o più segmenti consecutivi sono simili per classe, lunghezza, limiti di velocità e land use, possono venire aggregati in una sezione, in tal caso tutti i risultati vanno riferiti a quest’ultima anziché ai singoli segmenti.
Step 4: calcolo del tempo di marcia
Il tempo totale impiegato da un veicolo a percorrere tutta un’arteria, una sezione o un segmento si considera composto da due termini: il tempo di marcia e il ritardo d’accesso alle intersezioni semaforizzate.
La velocità media di viaggio è espressa dalla formula:
VMV = velocità media di viaggio in Km/h.
L = lunghezza della sezione o dell’arteria, in Km.
TMK = tempo medio di marcia per Km dei segmenti componenti
un’arteria o una sezione, in sec/Km.
D = ritardo totale agli accessi delle intersezione comprese nell’arteria o nelle intersezioni, in sec/veic.
Per calcolare TMK si deve conoscere:
o Classe dell’arteria
o Lunghezza del segmento
Acquisiti tali elementi il TMK si può individuare dalla Tabella 3.10:
Se non fosse possibile ricavare la VFL, si possono utilizzare i seguenti
valori orientativi:
Step 5: calcolo del ritardo d’accesso alle intersezioni
Al fine di calcolare la velocità media dell’arteria è necessario determinare i ritardi di ciascuna intersezione.
Poiché la funzione di un’arteria è primariamente quella di servire il traffico diretto, basterà ricavare il ritardo dei veicoli compresi nel gruppo di corsie di marcia diretta di ogni accesso.
.
d = ritardo di fermata all’intersezione, in sec/veic
d1 =ritardo per motivi uniformi in sec/veic
DF =fattore correttivo del ritardo d2 =ritardo di tipo random in sec/veic
X =Q/c grado di saturazione per gruppo di corsie
c =λS dove S = flusso di saturazione (veic/h/corsia) del gruppo di corsie
m = termine di calibrazione per il ritardo di tipo random
Il fattore correttivo del ritardo DF si basa sulla valutazione di due fattori separati:
1. CF = fattore correttivo del tipo di controllo 2. PF = fattore correttivo di progressione
Tali effetti sono esclusivi e per questo solo uno dei due può essere usato.
1. PF tiene conto del fatto che nella maggioranza dei casi gli arrivi ad un’intersezione non sono casuali ma per plotoni, come risultato di precedenti raggruppamenti in impianti semaforici di monte o per altre cause; per questo il perditempo d1 deve essere corretto in
funzione del tipo di arrivo individuato usando i valori del fattore di progressione.
g/C = rapporto tra verde effettivo e ciclo
fP = fattore supplementare di aggiustamento per plotoni arrivati durante il
verde
P = parte di tutti i veicoli in movimento in arrivo nel verde della relativa fase
Uno dei parametri di traffico di più difficile determinazione è il “tipo di arrivo” dei veicoli a ciascun ramo dell’intersezione; l’introduzione di questo parametro è mirata alla quantificazione della qualità della progressione di una corrente veicolare in avvicinamento.
Se ne distinguono sei tipi:
1. Tipo di arrivo 1: arrivo di un plotone denso (contenente almeno l’80% del volume del gruppo di corsia) all’inizio del rosso; condizione peggiore;
2. Tipo di arrivo 2: arrivo di un plotone denso a metà della fase di rosso o arrivo di un plotone sparso durante tutta la fase di rosso;
3. Tipo di arrivo 3: arrivi casuali ampiamente dispersi nella fase di verde e di rosso; condizione media;
4. Tipo di arrivo 4: arrivo di un plotone denso a metà della fase di verde o di un plotone sparso durante tutta la fase verde; condizione moderatamente favorevole;
5. Tipo di arrivo 5: arrivo di un plotone denso all’inizio del verde: condizione ottimale;
6. Tipo di arrivo 6: arrivo riservato ad eccezionali qualità della progressione.
Il tipo di arrivo dovrebbe essere accuratamente determinato poiché può avere un rilevante impatto su ritardi e LoS; può essere stimato attraverso la misura del “rapporto di plotone” RP:
2. CF tiene conto del tipo di controllo e di un eventuale coordinamento semaforico
Step 6: calcolo della VMV
Calcolati i tempi di marcia ed i ritardi agli accessi delle intersezioni segmento per segmento o per sezioni, utilizzando la relazione (1), si determina la velocità media di viaggio per tutta l’arteria come media pesata delle velocità di viaggio delle sezioni in cui è stata divisa.
Step 7: attribuzione del livello di servizio
Determinata la VMV ed individuata la classe dell’arteria, si può entrare
alla stessa classe; si riscontra, peraltro, che i LoS di intere arterie o sezioni risultano inferiori ai LoS delle singole intersezioni che vi si trovano.
3.5 Conclusioni
I dati relativi sul traffico e le valutazioni dei livelli di servizio confermano una situazione già nota, e cioè che la strada S.R.T. 439 “Sarzanese - Valdera” è inadeguata a smaltire i flussi di traffico che giornalmente riceve.
Anche laddove il LoS è risultato buono ciò è imputabile solamente allo scarso traffico che percorre tale tratta e non alle condizioni geometriche della sezione stradale che sono assolutamente inadeguate per accogliere nuovi flussi.
Si deve quindi, tenere conto anche della pericolosità del tracciato attuale dovuta sia all’andamento geometrico dell’asse stradale, sia quando si attraversano dei centri abitati e di zone in cui sono presenti attività lavorative ( aree produttive di Pomarance, Montecerboli e Castelnuovo Val di Cecina ), infatti nei pressi di questi si ha un forte abbattimento della velocità, chiaramente imputabile sia alle attività sia all’intersezioni semaforizzate.
Tutto questo, unito alla presenza di numerosi accessi lungo il tracciato, porta ad un notevole incremento dei tempi di percorrenza. La continua crescita dei volumi di traffico è anche indirettamente confermata dall’indicatore di incidenti per km, passato da 0,40 incid/km nel periodo 1986-1989 a 0,84 incid/km nel quinquennio 1998-2002 come testimoniano i dati ACI.
Questo valore più che quasi raddoppiato nel corso di dieci anni evidenzia l’assoluta necessità di un intervento di riqualificazione del tratto stradale,
Del resto anche analizzando l’andamento del numero assoluto di incidenti stradali nella Valdera si ottengono informazioni, sulla funzionalità dell’intero sistema, preoccupanti.
Infatti, si evidenzia un aumento significativo del numero complessivo di incidenti. (vedi Tabella 3.14 – 3.15 e Grafico 3.1 )
