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La sicurezza “passiva” dei bordi stradali

Problematiche delle barriere a nastri e paletti: tre possibili soluzioni innovative per superarle

Si esaminano le molteplici criticità connesse all’uso operativo delle barriere di sicurezza tradizionali, con paletti infissi nel terreno di supporto, compresa l’abitudine degli ultimi anni , di usarle con forte diffusione, anche nei luoghi dove potrebbero peggiorare le conseguenze di una fuoriuscita accidentale. La necessità di considerare la barriera di questo tipo come un “unicum” comprendente sia gli elementi metallici che il terreno di infissione ne rende palesi le problematiche, non risolte con i crash test di convalida. Questi test, per norma, si riferiscono al loro terreno di prova e non tengono conto del terreno di infissione dove le barriere finiranno; non ne tengono conto né per consistenza, che può essere non costante nello spazio (variazione lungo la strada) e nel tempo (variazioni legate al clima), né per forma, che non è mai continua sul bordo della strada come nel campo prove.

Non si sostiene che i guard rail (nastri e paletti) non sono più usabili, ma che il modo con cui si valutano non è correlato al funzionamento reale, specialmente sul bordo della strada; questa affermazione è convalidata dai comportamenti in atto in Italia dove, per usi su strade esistenti si declassano a barriere di livello di molto inferiore rispetto ai crash test di verifica, in quanto oltre alla sua variabilità, non è quasi mai sufficiente lo spazio esistente per contenere i carichi delle prove; nelle nuove costruzioni, dove lo spazio si può inserire, ciò che si sostiene nei progetti di sistemazione non è detto che sia verificato nel funzionamento reale in quanto il terreno di infissione dei paletti varia come dettagliato in precedenza, con conseguente cambiamento delle prestazioni del dispositivo. La variabilità di cui sopra è naturalmente presente anche nel caso di strade esistenti, e quindi, anche per gli urti ridotti che la Normativa consente, l’affidabilità non è costante nel tempo e nello spazio.

  • La prova TB 51: la posizione dell’autobus dopo l’urto, sopra la trincea artificiale
    La prova TB 51: la posizione dell’autobus dopo l’urto, sopra la trincea artificiale
    La prova TB 51: la posizione dell’autobus dopo l’urto, sopra la trincea artificiale
  • Lo schema della variabilità del terreno di supporto
    Lo schema della variabilità del terreno di supporto
    Lo schema della variabilità del terreno di supporto
  • Le prime trincee artificiali studiate da ANAS
    Le prime trincee artificiali studiate da ANAS
    Le prime trincee artificiali studiate da ANAS
  • Un esempio di trincee artificiale funzionante
    Un esempio di trincee artificiale funzionante
    Un esempio di trincee artificiale funzionante
  • Gli spazi necessari secondo una delle soluzioni attuali
    Gli spazi necessari secondo una delle soluzioni attuali
    Gli spazi necessari secondo una delle soluzioni attuali
  • Lo spostamento assoluto palo-tempo nelle due condizioni di prova, in piano e nel vuoto
    Lo spostamento assoluto palo-tempo nelle due condizioni di prova, in piano e nel vuoto
    Lo spostamento assoluto palo-tempo nelle due condizioni di prova, in piano e nel vuoto
  • L’impattatore THOR in fase di misura
    L’impattatore THOR in fase di misura
    L’impattatore THOR in fase di misura
  • Il bordo sostituito con elementi di gabbioni in maglia di rete d’acciaio zincato riempiti con ciottoli di grossa pezzatura
    Il bordo sostituito con elementi di gabbioni in maglia di rete d’acciaio zincato riempiti con ciottoli di grossa pezzatura
    Il bordo sostituito con elementi di gabbioni in maglia di rete d’acciaio zincato riempiti con ciottoli di grossa pezzatura
  • Il gabbione modificato
    Il gabbione modificato
    Il gabbione modificato

Tre le soluzioni possibili: la soluzione dei problemi prospettati, a parte la riduzione drastica delle protezioni spesso non necessarie vengono individuate con due indicazioni che implicano la sostituzione delle barriere con:

  • trasformazioni morfologiche del bordo strada in rilevato (trincee artificiali);
  • l’uso di barriere che non funzionano esclusivamente con paletti infissi o che non li hanno proprio, affidando ad altri meccanismi la loro necessaria resistenza agli urti.

Una terza possibilità, riprendendo e risolvendo le indicazioni enucleate nelle problematiche è la riqualificazione dei supporti tale da renderli omogenei per tutta la loro lunghezza e insensibili alle variazioni climatiche, essa comporta però un criterio scientifico di valutazione della idoneità dei siti di impianto. Detta valutazione viene fornita nel testo con metodologie ed esempi, si arriva così a una nuova evoluzione delle barriere a paletti. che hanno l’occasione di diventare un vero prodotto industriale, senza le forzature poco scientifiche con cui hanno provato a risolvere la loro debolezza intrinseca ormai non più celabile. Le protezioni, finalmente efficienti e valutabili scientificamente nelle tra categorie sopra indicate, andranno fatte solo dove servono, con i costi necessari.

I perché del non funzionamento dei paletti

I paletti comunque hanno nella realtà, rispetto al crash, comportamenti sempre difformi che assumono importanza non trascurabile specialmente quando al dispositivo di cui fanno parte si richiedono resistenze a urti di energia elevata. Infatti il terreno in cui sono infissi i paletti nel crash è di uno specifico tipo, in genere con struttura litologica e compattamento di qualità elevata e la prova è fatta in certe precise condizioni di umidità e temperatura; inoltre esso è pianeggiante con lunghezza indefinita sul retro del dispositivo.

I terreni del bordo strada reale possono essere diversi da quello di prova in tutto o in parte in quanto:

  • sono spesso di natura litologica diversa e di qualità inferiore di quelli del crash test;
  • hanno forma diversa sul retro del dispositivo;
  • possono essere disomogenei in senso longitudinale e non garantiscono quindi uniformità nella resistenza;
  • questi terreni inoltre cambiano il loro comportamento al variare del contenuto di acqua in essi presente con conseguenti resistenze diverse nelle diverse condizioni di umidità;
  • i terreni variano il loro comportamento anche al variare della temperatura (per esempio terreni ghiacciati in superficie e/o in profondità).

Ulteriori vantaggi della trincea artificiale

Elenchiamo sinteticamente anche i benefici aggiuntivi di questo tipo di soluzioni:

  • per le strade di nuova realizzazione si ha:
  1. possibile sistemazione paesaggistica di pregio;
  2. protezioni antirumore precostituite;
  3. uso opportuno specifico dei terreni di risulta in eccesso;
  4. salvaguardia degli alberi senza problemi legali per i Gestori.
  • per le strade esistenti si ha:
  1. protezione degli alberi esistenti senza problemi legali per i Gestori;
  2. eliminazione possibili contenziosi legali per non conformità delle attuali protezioni passive che spesso non hanno gli spazi necessari indicati nelle prove di omologazione o di marchio CE;
  3. eseguibilità delle soluzioni, con opportuni accorgimenti di sostegno, nella proprietà esistente.

Le barriere che non usano il terreno come struttura reagente

Il suo uso, come si è detto, è più che altro legato a un’abitudine consolidata, unita alla ricordata tendenza conservatrice che contraddistingue le costruzioni stradali; tra l’altro anche la Normativa sulla Geometria delle Strade (DM 05/11/2005) avalla questo uso perché si limita a richiedere una maggior larghezza del ciglio per permettere il funzionamento della barriera. In effetti la Normativa menzionata è aperta a tutte le soluzioni, ma le condizioni di funzionamento sono quelle dettate dalle resistenze di barriere e terreno, per cui se si usa un terreno ridotto, come avviene nelle strade esistenti, si deve avere una barriera più robusta di quella testata in piano. Se la barriera quella del crash test allora lo spazio a al suo tergo va aumentato. Infine, se i paletti non ci sono e quindi il terreno non è coinvolto, come avviene nei casi precedenti, allora basta lo spazio, ridotto, rilevato nel crash.

Cambiamenti specializzati e verificati del terreno di supporto

Il supporto costituito da gabbionate modulari

Si tratta di sostituire il bordo strada con elementi affiancati longitudinalmente e opportunamente dimensionati, costituiti da gabbioni in maglia di rete d’acciaio zincato riempiti con ciottoli di grossa pezzatura che li rendano stabili; i gabbioni sono dotati, in corrispondenza dei paletti, di scatole a sezione parallelepipeda da ancorare con filo di ferro alla maglia dei gabbioni e riempite di sabbia grossa. In esse vanno inseriti, con i normali sistemi di montaggio, i paletti della barriera da stabilizzare. I paletti potranno anche proseguire al di sotto del gabbione.

La funzione del gabbione modificato nel modo indicato, la cui struttura è omogenea e non è alterata dalle condizioni di umidità e temperatura ed è sempre uguale a sé stessa, è quella di fornire ai paletti e quindi alla barriera, la calcolabile resistenza necessaria per riprodurre in situ il comportamento avuto nel campo prove; La resistenza fornita dalla parte riempita con ciottoli, indurrà la deformazione del paletto nella zona in cui fuoriesce dal gabbione stesso, con conseguente mantenimento degli spostamenti ottenuti nella prova al vero; il tutto è verificabile con le prove dinamiche sul paletto in situ.