ROAD INTERSECTIONS AND SAFETY ROAD INFRASTRUCTURE

Academic Year 2023/2024 - Teacher: Salvatore LEONARDI

Expected Learning Outcomes

To provide knowledge on the design of different types of road intersections (both at-grade intersections and interchanges) and to provide concepts for the preparation of active and passive safety measures that contribute to increasing the overall functionality of road infrastructures.

Course Structure

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The course includes lectures and exercises in the classroom to be carried out individually.

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The work consists of the analysis of two road intersections (standard and roundabout) and their adaptation.

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Students who, after presenting the appropriate documentation (DR n.1598 of 2/5/2018), have obtained recognition as a working student, sports student, student in difficulty and student with disabilities, if it is not possible for them to carry out the work in a group with other students of the course, will carry out a personalized work, the modalities of which will be agreed with the teacher.

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There are no prerequisites. However, it is strongly recommended to have taken the exam of "Road Infrastructure Project" or at least to have acquired the frequencies.

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Class participation is strongly encouraged as this is consistent with the proposed educational model, which is designed to encourage gradual learning, active student participation in the classroom, and dialogue between teachers and students. Since the group works will take place in the classroom, attendance is strongly recommended.

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The didactic material is represented by the reference texts already provided. Additional material required for the teaching activity will be made available on the website: www.stradelandia.it

Detailed Course Content

1. INTRODUCTION

Road safety and intersections. Road intersections as key elements of road networks. Types of road intersections: at grade junctions and interchanges. Choice of the type of intersection. Project parameters.

2. STANDARD INTERSECTIONS

Main types of standard intersections. Definitions and criteria for choosing specialized lanes. Design criteria of the specialized lanes: Central accumulation lane. Entrance lane. Central entry lane. Exit lane. Edge lines. Traffic islands: dividing islands, directional islands, refuge islands. Sight distances.

3. ROUNDABOUTS

Feasibility and planning: objectives. Analysis of the context. Site-specific conditions. Check availability of required land. Comparison with other design alternatives. Modern roundabouts: Italian legislation. Main design rule: control of lane deflection. Procedural sequence for planoaltimetric design of modern roundabouts: arrangement of legs. Mutual inclination of the converging arms. Diameter of the roundabout crown. Width of the circulatory roadway. Central island. Dividing islands. Entrance. Entrance curves. Exit. Exit curves. Visibility criteria. Visibility at intersection (visibility to the left). Visibility for stopping. Cross-section of the circulatory roadway. Mini-roundabouts: advantages, disadvantages and applications. Design criteria. Large diameter roundabouts: weaving sections design. Geometric design. Interchanges: Diamond-shaped intersection. Half cloverleaf intersection. Roundabout interchange. Roundabout-Target : Two-level roundabout with bypass lanes for right turners. Turbo roundabouts: classification of turbo roundabouts. Characteristic elements and design criteria. Safety: conflicts and conflict points. Accidents at roundabouts: Types and causal factors. Operational performance: traffic data collection. Roundabout performance analysis methods (HCM Edition 6 (2016) method, deterministic software, microsimulation software). Special cases and alternative schemes: By-pass lanes for right turners. Flower roundabouts. Roundabouts with double bends. Roundabouts with underground road crossing. Roundabouts crossed by railroad tracks. Mobile roundabouts.

4. INTERCHANGES

Main interchanges schemes. Overpasses. Interconnection ramps. Coordination factors of the ramps. Planimetric conformation of the ramps: Exit section. Intermediate section of deceleration. Section with constant curvature. Intermediate section of acceleration. Entry section. Final connection section. Altimetric conformation of the ramps. Weaving sections.

5. ROAD SIGNAGE FOR SAFETY OF INTERSECTIONS

Role of signage in road safety. Road marks. Road signs. Complementary signs. Signage for standard intersections and roundabouts.

6. DEVICES FOR PASSIVE SAFETY OF ROADS

Types of retaining devices. Safety barriers. Vehicle-barrier collision. Types of road barriers. Installation conditions of metal barriers and concrete barriers. Passive protection systems for dangerous points. Crash cushions. Simple and special terminals. Transitions. Retaining devices for two-wheeled vehicles.

7. ROADS ILLUMINATION FOR THE SAFETY FROM ROADS AND TUNNELS.
Safety at night on sections and junctions. Parameters affecting night vision. Values of lighting parameters. Study areas. Reference, design and operational lighting categories. Lamps and luminaires. Presentation of photometric characteristics. Arrangement of light points on the elements of the road network (curves and intersections). Project of a street lighting system. Daylight illumination of road tunnels. Lighting of long tunnels and short tunnels. Design of an artificial lighting system. Night lighting of road tunnels. Lighting solutions and requirements: Luminance of walls and roadway. Uniformity of luminance. Limitation of glare. Limitation of flicker (flicker effect). Light sources. Types of lighting systems. Partialization of lamps ignitions. Emergency lighting. Maintenance of the lighting system.

Textbook Information

  1. S. Canale. N. Distefano. S. Leonardi. G. Pappalardo. “Progettare le intersezioni. Tecniche per la progettazione e la verifica delle intersezioni stradali in ambito urbano ed extraurbano secondo il D.M. 19/4/2006”. EPC Editore. II Edizione. Settembre 2011.
  2. S. Leonardi. N. Distefano. “ROTATORIE STRADALI. Manuale di pianificazione, progettazione e gestione”. EPC Editore. Marzo 2021.
  3. S. Canale, N. Distefano, S. Leonardi. “Progettare la sicurezza stradale. Criteri e verifiche di sicurezza per la progettazione e l’adeguamento degli elementi delle infrastrutture viarie: intersezioni, tronchi, sovrastrutture, gallerie, opere idrauliche, barriere di sicurezza, illuminazione, segnaletica ed interventi di traffic calming”. EPC Libri. Maggio 2009.

Course Planning

 SubjectsText References
11. INTRODUZIONE: Tipologie di nodi stradali: a raso, a livelli sfalsati e svincoli. Scelta del tipo di intersezione. Parametri di progetto.Testo 1 Capitolo 1 (pag. 22-50)
22. INTERSEZIONI A RASO LINEARI: Principali tipi di intersezioni a raso lineari.Testo 1 Capitolo 2 (pag. 51-58)
32. INTERSEZIONI A RASO LINEARI: Principali tipi di intersezioni a raso lineari. Definizioni e criteri di scelta delle corsie specializzate. Criteri progettuali delle corsie specializzate: Corsia centrale di accumulo. Corsia di entrata. Corsia centrale di immissione. Corsia di uscita. Cigli esterni. Isole di traffico: divisionali, a goccia, direzionali, salvagente.Testo 1 Capitolo 2 (pag. 61-113)
42. INTERSEZIONI A RASO LINEARI: Distanze di visibilità.Testo 1 Capitolo 2 (pag. 133-138) (pag. 140-141)
53. ROTATORIE: Fattibilità e pianificazione: Obiettivi. Analisi del contesto. Condizionamenti specifici del sito. Verifica della disponibilità degli spazi richiesti. Confronto con altre alternative di progetto.Testo 2 Capitolo 1 (pag. 13-31)
63. ROTATORIE: Rotatorie moderne: Normativa italiana. Regola principale di progettazione: controllo della deflessione delle traiettorie. Iter procedurale per la progettazione plano-altimetrica delle rotatorie moderne: Disposizione dei bracci. Inclinazione reciproca dei rami confluenti. Diametro della corona giratoria. Larghezza della corona giratoria. Isola centrale. Isole divisionali. Entrate. Curve d’entrata. Uscite. Curve d’uscita. Testo 2 Capitolo 1 (pag. 33-86)
73. ROTATORIE: Criteri di visibilità. Distanza di visibilità all’intersezione (visibilità a sinistra). Distanza di visibilità per l’arresto. Sezione trasversale della corona giratoria. Testo 2 Capitolo 2 (pag. 87-96)
83. ROTATORIE:Mini-rotatorie: Vantaggi, svantaggi e ambiti applicativi. Criteri progettuali. Testo 2 Capitolo 3 (pag. 99-117)
93. ROTATORIE: Rotatorie di grande diametro: Dimensionamento dei tronchi di scambio. Progettazione geometrica. Testo 2 Capitolo 4 (pag. 119-133)
103. ROTATORIE: Configurazioni a livelli sfalsati: Intersezione a losanga. Intersezione a semi-quadrifoglio. Rotatoria a livelli sfalsati. Rotatoria-bersaglio: doppia rotatoria a livelli sfalsati con corsie di bypass per la svolta a destra.Testo 2 Capitolo 5 (pag. 135-148)
113. ROTATORIE: Turbo-rotatorie: Classificazione delle turbo-rotatorie. Elementi caratteristici e criteri di progettazione.Testo 2 Capitolo 6 (pag. 149-162)
123. ROTATORIE: Sicurezza: Conflitti e punti di conflitto. Incidenti in rotatoria: tipologie e fattori causali. Testo 2 Capitolo 8 (pag. 197-207) (pag. 212-216)
133. ROTATORIE: Prestazioni operative: Acquisizione dei dati di traffico. Metodologie per le analisi prestazionali degli accessi alle rotatorie (metodo dell'HCM Edition 6 (2016), software deterministici, software di micro-simulazione). Testo 2 Capitolo 11 (pag. 281-312)
143. ROTATORIE: Casi particolari e schemi alternativi: Corsie dedicate per la svolta a destra. Rotatorie a fiore. Rotatorie a doppio gomito. Rotatorie con attraversamento viario in sottopasso. Rotatorie attraversate da binari ferroviari. Rotatorie mobili.Testo 2 Capitolo 12 (pag. 313-337)
154. INTERSEZIONI A LIVELLI SFALSATI: Principali schemi di intersezioni a livelli sfalsati. Opere di scavalco. Rampe di interconnessione. Fattori di coordinamento delle rampe. Conformazione planimetrica delle rampe: Tronco di stacco. Tronco intermedio di decelerazione. Tronco a curvatura costante. Tronco intermedio di accelerazione. Tronco di attacco. Tronco finale di raccordo. Conformazione altimetrica delle rampe. Zone di scambio.Testo 1 Capitolo 6 (pag. 227-282)
165. SEGNALETICA STRADALE PER LA SICUREZZA DELLE INTERSEZIONI: Ruolo della segnaletica nella sicurezza stradale. Segnaletica orizzontale. Segnaletica verticale. Segnaletica complementare. Piani segnaletici per intersezioni a raso lineari e rotatorie.Testo 1 Capitolo 7 (pag. 283-321); Testo 2 Capitolo 10 (pag. 269-280)
176. DISPOSITIVI PER LA SICUREZZA PASSIVA DELLE STRADE: Dispositivi di ritenuta. Barriere di sicurezza. Schema dell’urto veicolo-barriera. Tipologie di barriere stradali. Condizioni di installazione delle barriere metalliche e delle barriere in calcestruzzo. Sistemi di protezione passiva per i punti singolari. Attenuatori d’urto. Terminali semplici e speciali. Transizioni longitudinali. Dispositivi di ritenuta per i veicoli a due ruote.Testo 3 Capitolo 7 (pag. 352-390)
187. ILLUMINAZIONE STRADALE PER LA SICUREZZA DI STRADE E GALLERIE: Sicurezza notturna sui rami e sui nodi. Parametri influenzanti la visione notturna. Valori dei parametri illuminotecnici. Zone di studio. Categorie illuminotecniche di riferimento, di progetto e di esercizio. Lampade e apparecchi luminosi. Rappresentazione delle caratteristiche fotometriche. Disposizione dei centri luminosi sugli elementi della rete stradale (curve e aree d’intersezione). Progetto di un impianto di illuminazione stradale. Testo 3 Capitolo 11 (pag. 741-795)
197. ILLUMINAZIONE STRADALE PER LA SICUREZZA DI STRADE E GALLERIE: Illuminazione diurna delle gallerie stradali. Gallerie lunghe e gallerie corte. Progettazione di un impianto di illuminazione artificiale. Illuminazione notturna. Testo 3 Capitolo 12 (pag. 840-857)
207. ILLUMINAZIONE STRADALE PER LA SICUREZZA DI STRADE E GALLERIE: Soluzioni e requisiti illuminotecnici per i tunnel stradali. Luminanza delle pareti e della carreggiata. Uniformità di luminanza. Limitazione dell’abbagliamento. Limitazione dello sfarfallamento (effetto flicker). Testo 3 Capitolo 12 (pag. 857-861)
217. ILLUMINAZIONE STRADALE PER LA SICUREZZA DI STRADE E GALLERIE: Sorgenti luminose da impiegare nei tunnel stradali. Soluzioni impiantistiche. Parzializzazione delle accensioni. Illuminazione di emergenza. Operazioni di manutenzione dell’impianto d’illuminazione.Testo 3 Capitolo 12 (pag. 861-870)