ROTATORIE

1. ROTATORIE

2. Rotatorie moderneun eccesso!

3. 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”

4. 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)

5. 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

6. 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

7. Intersezioni complesse Semaforizzate Non semaforizzate

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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”)

13. Rotatorie moderneNormativa 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

14. 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”

15. 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

16. Metodologia per la progettazione di una rotatoriaNormativa Svizzera

17. 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

18. CETUR (F) – elementi geometrici

19. CNR – Elementi geometrici

20. CNR - elementi per una progettazione di massima

21. 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)

22. 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

23. Riduzione di velocità e sicurezza

24. 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

25. 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

26. 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

27. 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

28. 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 • diretta correlazione tra geometria e capacità • 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

29. 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

30. 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)

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

32. Alcuni esempi di Normative.… • Francia • Svizzera • USA

33. 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

34. 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

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

36. Francia, “Carrefours giratoires” –ingressi in rotatoria

37. 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”

38. Approccio empirico: modello Setra -2 • Data una geometria, si verifica la capacità e il LOS • Dati • Traffico equivalente, matrice O/D, geometria Capacitàpratica, 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

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

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

41. SETRA - formule • Flusso di uscita: • 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))

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

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

44. USA (HCM)

45. Numerazione manovre

46. Esempio

47. Procedura

48. Calcolo dei volumi

49. Calcolo dei flussi sull’anello

50. Calcolo della capacità