ROTATORIE

Rotatorie moderne un eccesso!

Generalità La rotatoria si sviluppa come sistema di gestione delle intersezioni in alternativa alla semaforizzazione allontanando i punti di conflitto fra correnti veicolari il conflitto viene trasformato in confluenza fra correnti veicolari ciascuna corrente veicolare nell’attraversamento del nodo deve attraversare una successione di intersezioni a precedenza “a T”

Generalità Per traffici bassi la rotatoria presenta una buona soluzione per ridurre le velocità e quindi la pericolosità delle intersezioni. I problemi delle rotatorie si hanno soprattutto con flussi elevati e con distribuzioni asimmetriche delle correnti veicolari Attualmente l’utilizzo delle rotatorie è molto diffuso ma, soprattutto in Italia, manca la fase di valutazione delle prestazioni (e l’analisi di possibili alternative)

Valutazione delle prestazioni Le intersezioni sono i nodi più critici di un sistema a rete Le correnti in conflitto generano ritardi e code La capacità e il livello di servizio dipendono da: tipo di regolazione e geometria del nodo entità/composizione dei flussi matrice O/D dei movimenti

Intersezioni complesse Distanza limitata tra gli attestamenti, forti interazioni tra le correnti Code critiche che possono generare condizioni di blocco Condizione necessaria al funzionamento è garantire la stabilità interna (assenza di spill-back) Le intersezioni “a rotatoria” sono intersezioni complesse

Intersezioni complesse Semaforizzate Non semaforizzate

Intersezioni complesse non semaforizzate I singoli nodi dell’intersezione sono molto vicini e sono regolati a precedenza teoria del “Gap Acceptance” valida per tutte le intersezioni a precedenza Fondamentale è il comportamento degli utenti

Rotatorie non semaforizzate Anche le rotatorie sono intersezioni complesse I “Traffic Circles” (precedenza ai flussi entranti) si bloccano per elevati valori di traffico (spill-back) La stabilità interna non è quindi sempre garantita se non vi è una regolazione semaforica Ne segue la necessità di dare la precedenza all’anello per garantire la stabilità

La rotatoria oggi E’ un’intersezione con i seguenti requisiti: Area centrale inaccessibile circondata da un anello percorribile in senso anti-orario da correnti veicolari provenienti da più entrate È provvista di specifica segnaletica che indica la precedenza all’anello

Logica di funzionamento -1 Il nuovo regime di precedenza permette di: Evitare o ridurre i fenomeni di blocco dell’anello Generare pochi punti di conflitto Semplificare i conflitti veicolari Attraversamenti e svolte si risolvono in manovre di immissione, scambio corsia e uscita, favorite dalla geometria circolare Ridurre le velocità dei veicoli in attraversamento

logica di funzionamento -2 La precedenza all’anello tende a garantire che l’area interna del nodo sia sempre stabile La rotatoria non dovrebbe essere considerata come una successione di intersezioni “a T” indipendenti: Flussi veicolari elevati e/o molto sbilanciati richiedono uno studio accurato che tenga conto di: Origine/destinazione dei flussi Caratteristiche geometriche Formazione di code sia agli ingressi sia nell’anello (fenomeni di spill-back dovuti a “limited priority merging”)

Rotatorie moderne Normativa Internazionale Il concetto moderno di rotatoria nasce in G. Bretagna negli anni ’60 Si diffonde quindi in Europa, Australia e USA Nelle Normative Nazionali si danno indicazioni su aspetti geometrici e funzionali: Riferimenti per una corretta progettazione Riferimenti per il calcolo della capacità di ingresso a garanzia di un adeguato livello di servizio

Normative sulle rotatorie 1967: Nasce la “Modern Roundabout” in UK 1967: Prima normativa elvetica per le aree extraurbane 1973: Prima normativa elvetica per le aree urbane 1984: Prima normativa francese 1993: Normativa in Australia 2000: FHWA,“Roundabouts: Information Guide”, USA 2001: Bozza di normativa del CNR “Norme sulle caratteristiche funzionali e geometriche delle intersezioni stradali”

Contenuti delle Normative Tipologie di rotonde Classificazione e ambito di utilizzo Caratteristiche tecniche Elementi geometrici Elementi funzionali (calcolo della capacità e dei ritardi/code) Elementi di segnaletica Elementi di illuminazione Elementi per la gestione del trasporto pubblico Elementi per la tutela delle utenze deboli

Metodologia per la progettazione di una rotatoria Normativa Svizzera

Compromesso tra sicurezza e capacità Classificazione delle rotatorie in funzione delle dimensioni e dell’ubicazione mini-rotatorie rotatorie con isola centrale semi-controllata rotatorie compatte urbane rotatoria urbana o extraurbana ad una corsia rotatoria urbana o extraurbana a due corsie Zone a velocità limitata, priorità alla sicurezza Compromesso tra sicurezza e capacità

CETUR (F) – elementi geometrici

CNR – Elementi geometrici

CNR - elementi per una progettazione di massima

Disposizione e allineamento degli assi Situazione ideale Sistemazione da escludere Sistemazione da evitare La Normativa inglese consente un lieve scostamento dalla condizione ideale (facilita le uscite e l’inserimento dell’intersezione circolare)

Visibilità in sicurezza NB: l’osservatore è posto a 1m dal suolo In tutte le normative la visibilità agli accessi deve essere garantita a partire da 15m dalla linea di dare precedenza La visibilità sull’anello deve coprire la distanza di arresto

Riduzione di velocità e sicurezza

Possibile nuova tipologia - “Semi-two-lane roundabouts” Diametro tra 45 e 60 m. – circolare Anello 8 m. (senza anello sormontabile) Nessuna segnaletica orizzontale nell’anello Ingressi a una corsia ove possibile Solo 1 corsia in uscita Ringresso 14-16m.; Ruscita 16-18m. Isola di separazione necessaria Cicli e pedoni protetti come nelle rotatorie compatte

Valutazione delle prestazioni La valutazione delle prestazioni deve considerare tutti i seguenti aspetti: Capacità e livello di servizio Costi Sicurezza Tutela delle utenze deboli Un modello completo per la valutazione delle prestazioni di una rotatoria dovrebbe contenere Elementi legati alla geometria della rotatoria Elementi legati alla regolazione “a precedenza” Modellazione del comportamento dell’utente

Elementi di geometria del nodo Il funzionamento dipende da: Diametro esterno Velocità di progetto Tipologia dei veicoli Geometrie Raccordo anello-ramo di ingresso Raggi di manovra Deflessione delle traiettorie Visibilità, illuminazione e segnaletica Isola spartitraffico

Metodi di calcolo delle prestazioni Possibili approcci per il calcolo di capacità e ritardi metodi statistici o empirici metodi probabilistici (teoria del Gap-Acceptance) metodi simulativi Le Normative dei vari Paesi si rifanno a: metodo statistico metodo probabilistico

Approccio statistico Analisi di regressione tra flussi e parametri geometrici in entrate congestionate diretta correlazione tra geometria e capacità richiede una grande quantità di dati Pregi Difetti metodo poco flessibile se le condizioni di traffico sono lontane da quelle su cui si è costruita la regressione fattori significativi non hanno giustificazione teorica

Approccio probabilistico La relazione tra i flussi entrante e circolante si basa sulle sole interazioni veicolo-veicolo La capacità di ingresso dipende da parametri microscopici Pregi offre base teorica alla valutazione della capacità Difetti: se flussi ridotti, la capacità è sopra-stimata; altrimenti è sotto-stimata utenti omogenei, consistenti e costanti nel tempo

Normative nazionali: metodi per la valutazione delle prestazioni Approccio statistico: UK, (Kimber, 1980) suggerito in Norvegia e Rep. Ceka Francia (SETRA, CETUR, anni ‘80) suggerito in Italia Germania (Brilon, anni ‘90) Svizzera (Bovy, anni ‘80) Approccio probabilistico: Australia (Troutbeck, 1993) Svezia (Hagring) USA (HCM 2000)

Modelli di calcolo della capacità (flusso entrante vs Modelli di calcolo della capacità (flusso entrante vs. flusso circolante)

Alcuni esempi di Normative.… Francia Svizzera USA

Francia, “Carrefours giratoires” Principi base: Il diametro esterno è il parametro geometrico di base L’intersezione deve essere facilmente interpretabile Circolare, no bretelle superflue né sovradimensionamenti Necessaria un’ottima percezione del tracciato Allineamento ingressi, segnaletica, no ostacoli ingombranti, dimensionamento isole separatrici Necessaria una minima deflessione (R deflessione<100m.) Verifica della capacità Si può modificare e ridurre il diametro dell’isola centrale senza pregiudicare le prestazioni del nodo

Francia, “Carrefours giratoires” – verifica delle prestazioni funzionali Sicurezza e capacità: compromesso Verifica capacità: Se il flusso totale afferente: < 1500 Ae/h, non serve analisi di dettaglio >2000 Ae/h, necessario test di capacità (metodo manuale o con “Girabase”) Se la riserva di capacità: >30%, sufficiente (se >80%, sovradimensionamento!) Tra 5 e 20%, attenzione ai ritardi e all’evoluzione delle code <5%, forti perturbazioni Allargare entrata,anello,isola di separazione; by-pass

Francia, “Carrefours giratoires” – elementi geometrici significativi Isola centrale Isole separatrici Anello Entrate Uscite By-pass

Francia, “Carrefours giratoires” – ingressi in rotatoria

Approccio empirico: modello Setra La capacità di ciascun ingresso è funzione: Del flusso in uscita e del flusso nell’anello Di 3 parametri geometrici Larghezza dell’anello Larghezza dell’isola separatrice Larghezza della corsia di ingresso La capacità è definita per ogni ingresso Riferimento: “Capacité des carrefours giratoires interurbains, SETRA, 1987”

Approccio empirico: modello Setra -2 Data una geometria, si verifica la capacità e il LOS Dati Traffico equivalente, matrice O/D, geometria Capacità pratica, grado di saturazione, ritardi per ogni ingresso C=f(Qc, Qu, SEP, ANN, ENT) Capacità: N° massimo di veicoli/h che possono immettersi nell’ingresso data una matrice O/D

Setra (F) – Tempi di attesa Tempi di attesa in condizioni lontane dalla saturazione Qd=f(Qc, Qu) Qe’=f(Qe, ENT)

SETRA - Elementi Geometrici ANN = larghezza dell'anello ENT = larghezza dell'ingresso SEP = larghezza dell'isola spartitraffico

SETRA - formule Flusso di uscita: Flusso di disturbo: Capacità: Qu'=Qu*((15-SEP)/15 (Qu'=0 se SEP>=15 metri) Flusso di disturbo: Qd=(Qc+2/3Qu') *(1-0,085(ANN-8)) Capacità: K=(1330-0,7*Qd)*(1+0,1*(ENT-3,5)) Flusso entrante: Qe'=Qe/(1+0,1*(ENT-3,5))

USA (HCM) ca= capacità dell'accesso va= fliusso sull'accesso vc=flusso circolante sull'anello

USA (HCM) Analisi separata per ciascun accesso Parametri di base Follow up time tf Critical gap tc Capacità

USA (HCM)

Numerazione manovre

Esempio

Procedura

Calcolo dei volumi

Calcolo dei flussi sull’anello

Calcolo della capacità

Effetto della scelta dei parametri

Ritardo

Coda