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I calcoli di progettazione dell'intersezione costituiscono la base dell'ingegneria dei trasporti moderni, garantendo che le strade soddisfino in modo sicuro ed efficiente le esigenze di tutti gli utenti.Dall'attraversamento urbano occupato alle giunzioni autostradali rurali, il design di un'adeguata intersezione richiede un'attenta analisi dei modelli di traffico, dei vincoli geometrici, delle considerazioni di sicurezza e delle prestazioni operative.

Comprendere i Fondamenti del Design Intersezione

Il design di intersezione rappresenta una delle sfide più complesse nell'ingegneria dei trasporti. I progetti alternativi di intersezione possono bilanciare efficacemente le esigenze di sicurezza e mobilità dei conducenti di veicoli a motore, dei piloti di transito, dei ciclisti e dei pedoni che utilizzano l'intersezione. Il processo di progettazione richiede agli ingegneri di considerare simultaneamente più fattori concorrenti, tra cui i movimenti dei veicoli, i passaggi pedonali, i requisiti di distanza di vista, i dispositivi di controllo del traffico e le proiezioni di crescita future.

L'obiettivo principale del design dell'intersezione è quello di facilitare l'utente delle vie di strada e migliorare il movimento dei veicoli efficiente. Gli ingegneri devono bilanciare questo obiettivo con considerazioni di sicurezza, vincoli di costo, impatti ambientali e contesto comunitario. Il processo di progettazione inizia tipicamente con la raccolta e l'analisi dei dati, progredisce attraverso alternative concettuali, e culmina in piani di ingegneria dettagliati che specificano ogni elemento geometrico e funzionalità di controllo del traffico.

Il design moderno dell'intersezione si è evoluto in modo significativo dal semplice incrocio ai sistemi sofisticati che possono includere più corsie, corsie dedicate, segnali stradali con phasing avanzato, isole dei rifugi pedonali, impianti per biciclette e componenti di sistema di trasporto intelligenti.

Analisi del volume del traffico e raccolta dati

I dati precisi del volume del traffico costituiscono la base per tutti i calcoli di progettazione dell'intersezione. Gli ingegneri devono raccogliere informazioni complete sui modelli di traffico esistenti e le condizioni future del progetto per garantire che l'intersezione si esibisca adeguatamente durante la sua vita di progettazione.

Contatori di movimento di rotazione

I motori di solito conducono questi conti durante i periodi di punta del mattino e della sera, registrando il numero di veicoli che effettuano giri a sinistra, giri a destra e attraverso movimenti su ogni approccio. Questi dati rivelano modelli di traffico che influenzano significativamente le decisioni di progettazione, come la necessità di corsie dedicate o strategie specifiche di phasing del segnale.

I moderni metodi di conteggio del traffico includono l'osservazione manuale, la registrazione video con analisi successive e sistemi di rilevamento automatizzati utilizzando tubi pneumatici, radar o analisi video. Ogni metodo ha vantaggi e limitazioni per quanto riguarda l'accuratezza, il costo e il livello di dettaglio fornito.

Analisi dell'ora del picco

L'analisi dell'ora di punta identifica i periodi più frequentati in un incrocio e quantifica la domanda di traffico durante questi tempi critici. Gli ingegneri analizzano tipicamente sia il picco del mattino (di solito 7:00-9:00 AM) che il picco serale (di solito 4:00-6:00 PM), sebbene i periodi di picco specifici variano in base al contesto di utilizzo della terra e del luogo.

La comprensione delle caratteristiche dell'ora di punta aiuta gli ingegneri a progettare intersezioni che possono gestire le condizioni più difficili. Un PHF inferiore indica un flusso di traffico più elevato con periodi più brevi di domanda intensa, mentre un PHF più alto suggerisce una distribuzione del traffico più uniforme durante l'ora.

Proiezioni future del traffico

Accurate informazioni di traffico di progettazione-anno è necessario per aiutare a valutare l'efficacia delle possibili alternative e per produrre i progetti più convenienti che raggiungono la piena durata prevista. Gli ingegneri di solito proiettano volumi di traffico 10-20 anni nel futuro, considerando fattori come la crescita della popolazione, cambiamenti di utilizzo del suolo, lo sviluppo economico e le modifiche della rete di trasporto.

Le metodologie di proiezione del traffico spaziano dalle semplici applicazioni di tasso di crescita ai sofisticati modelli di domanda di viaggio che simulano i modelli di trasporto regionale. Il metodo scelto dipende dalla portata del progetto, dai dati disponibili e dalla complessità dei cambiamenti previsti nella zona. Le proiezioni accurate sono essenziali perché le intersezioni sottodimensionate diventano rapidamente congestionate e non sicure, mentre le risorse di scarto di impianti di grandi dimensioni e possono incoraggiare velocità eccessive.

Analisi delle capacità e livello di servizio

L'analisi delle capacità di gestire le esigenze di traffico di picco periodo è un obiettivo fondamentale della progettazione di intersezione. L'analisi delle capacità determina se un incrocio può ospitare volumi di traffico proiettati mantenendo le condizioni operative accettabili.

Metodologia manuale della capacità autostradale

Il Manuale di Capacità autostradale fornisce una metodologia per l'analisi delle capacità di intersezioni non firmate controllate da segnali STOP o YIELD. Questo riferimento completo, pubblicato dal Consiglio di Ricerca Trasporti, presenta procedure standardizzate per l'analisi di vari tipi di intersezione, tra cui intersezioni segnalate, intersezioni non firmate, rotonde e terminali di rampa di interscambio.

La metodologia del manuale di capacità autostradale considera numerosi fattori che influiscono sulle prestazioni dell'intersezione, compresi i volumi di traffico, la configurazione della corsia, il tipo di controllo del traffico, i movimenti di tornitura, l'attività pedonale, le percentuali di veicoli pesanti, il grado e le condizioni di parcheggio.

Criteri di servizio

Il livello di servizio (LOS) fornisce una misura qualitativa delle prestazioni di intersezione dalla prospettiva dell'utente, che vanno da LOS A (condizioni eccellenti con ritardo minimo) a LOS F (condizioni inaccettabili con ritardo eccessivo e congestione). LOS a intersezioni segnalate è determinato in base al volume orario di punta.

In genere, è auspicabile progettare per i livelli di servizio di punta ora non inferiore a D nelle aree urbane e non inferiore a C nelle aree rurali per qualsiasi movimento nelle condizioni future. Questi livelli di servizio riflettono le aspettative della comunità e i vincoli di risorse. Le aree urbane generalmente accettano livelli più elevati di congestione a causa dell'intensità dell'uso del suolo e considerazioni economiche, mentre le aree rurali hanno tipicamente più spazio disponibile e volumi di traffico più bassi che rendono i migliori livelli di servizio raggiungibili.

Volume a Rapporto di Capacità

Calcola il rapporto volume-capacità (V/C) con V/C mirato di 1.0 nelle aree urbane e 0,9 nelle aree rurali. Il rapporto volume-tasso confronta la domanda di traffico reale o proiettata alla capacità massima teorica di un incrocio o di un approccio. Un rapporto V/C di 1.0 indica che la domanda è uguale capacità, rappresentando la soglia del flusso instabile dove piccole interruzioni possono causare ritardi significativi.

Gli ingegneri utilizzano i rapporti V/C per identificare i colli di bottiglia, valutare i progetti alternativi e determinare quando sono necessari miglioramenti. I rapporti sotto le soglie di destinazione indicano una capacità adeguata, mentre i rapporti che superano le soglie suggeriscono la necessità di ulteriori corsie, tempistiche migliorate del segnale o configurazioni di intersezione alternative. Il rapporto V/C fornisce una metrica semplice per comunicare le prestazioni di intersezione ai decisori e al pubblico.

Valori di capacità per diversi tipi di struttura

Numero di base di corsie è determinato dalla capacità stradale: 2-Lane Facility: 1700 vphpl; 3200 vphpl (entrambi direzioni); Multi-lane Facility: 2000 vphpl; Interstate: 2300 vphpl; Signalized Intersezione: 1900 vphplphg. Questi valori di capacità rappresentano i flussi massimi tipici in condizioni ideali e devono essere regolati per condizioni reali di campo, compresi i veicoli pesanti, i gradi, lane larghezze.

La comprensione di questi valori di capacità di base aiuta gli ingegneri a valutare rapidamente il numero di corsie necessarie per un determinato volume di traffico. Tuttavia, l'analisi dettagliata delle capacità utilizzando le procedure manuali di capacità autostradale è essenziale per le decisioni di progettazione finale, in quanto la capacità effettiva può variare significativamente in base alle condizioni specifiche del sito e alle caratteristiche operative.

Elementi e Calcoli di progettazione geometrici

Il design geometrico comprende il layout fisico di un incrocio, tra cui l'allineamento orizzontale e verticale, le larghezze di corsia, la tornitura di raggi e le caratteristiche di canalizzazione, che devono essere accuratamente coordinate per ospitare veicoli di design in modo sicuro, promuovendo un flusso di traffico efficiente e una navigazione chiara per tutti gli utenti.

Selezione del veicolo di progettazione

Il veicolo di design rappresenta il veicolo più grande che si prevede di utilizzare l'intersezione con una frequenza considerevole, e le sue dimensioni e le sue caratteristiche di tornitura determinano i requisiti geometrici minimi.

I modelli di tornitura sono utilizzati per valutare il percorso di svolta di un veicolo come si completa un giro. I veicoli di design più grandi hanno più grandi requisiti di raggio di svolta. Gli ingegneri utilizzano questi modelli per verificare che i progetti geometrici proposti forniscono un'adeguata clearance per il veicolo di progettazione per completare le curve senza invadere le corsie adiacenti o i curbs e altri oggetti fissi.

I veicoli di design comuni includono autovetture (P), autocarri monounità (SU), autobus di transito urbano, autobus scolastici e varie configurazioni di combinazioni di trattori-semitrailer come la WB-50 e WB-67. La selezione dipende dalla classificazione funzionale delle strade intersecanti, usi terrestri adiacenti e rotte merci.

Allineamento orizzontale e verticale

Le distanze calcolate per i veicoli passeggeri al 3 per cento dei massimi livelli differiscono poco da quelle sul livello. I gradi più ripidi del 3 per cento possono richiedere modifiche a diversi elementi di progettazione per abbinare operazioni simili su strade di livello. I gradi di fermo influiscono sulle prestazioni del veicolo, in particolare per i camion pesanti, e possono complicare la tempistica del segnale e calcoli della distanza di vista.

Evitare gradi per le strade intersecanti in eccesso del 3 per cento all'interno di aree di intersezione a meno che non proibitive di costo, quindi un limite massimo del 6 per cento. Quando i gradi ripidi non possono essere evitati a causa di vincoli topografici, gli ingegneri devono analizzare attentamente i loro effetti sulle distanze di arresto, le capacità di accelerazione e la distanza di vista.

L'allineamento orizzontale influisce anche in modo significativo sul design dell'intersezione. Le curve all'interno o all'avvicinarsi delle intersezioni possono limitare la distanza di vista e complicare i percorsi del veicolo. Idealmente, le intersezioni devono essere situate su sezioni tangenti dove le strade sono diritte. Quando questo non è possibile, gli ingegneri devono garantire una distanza di vista adeguata e può essere necessario ampliare le piste su curve per ospitare il veicolo fuori-tracking.

Angolo di intersezione e Skew

Un angolo di 75 gradi non aumenta in modo irragionevole la distanza di attraversamento o generalmente diminuisce la visibilità. Una caratteristica degli angoli di intersezione inclinati è che si traduce in intersezioni più grandi. Le intersezioni dovrebbero idealmente soddisfare ad angolo retto (90 gradi) per ridurre al minimo le distanze di attraversamento, semplificare i percorsi del veicolo e ottimizzare la distanza di vista.

Particolare attenzione dovrebbe essere data agli angoli inclinati sull'allineamento curvo per quanto riguarda la distanza di vista e la visibilità. I incroci trainati a sinistra hanno una visibilità più limitata per i conducenti. Le intersezioni inclinate richiedono aree pavimentate più grandi e lunghe distanze di attraversamento per i pedoni. Gli ingegneri possono avere bisogno di riallineare gli approcci, fornire ulteriori canalizzazione, o implementare misure di controllo del traffico per compensare le limitazioni della geometria inclinata.

Larghezza e configurazione della corsia

Le larghezze di corsia a intersezioni corrispondono tipicamente alle larghezze di strada di avvicinamento, generalmente che vanno da 10 a 12 piedi a seconda della classificazione funzionale e della velocità di progettazione. La corsia ausiliaria e la larghezza di corsia a intersezioni dovrebbero essere uguali a quelle adiacenti. La larghezza per le corsie di svolta è misurata alla faccia del marciapiede.

Il numero e la configurazione delle corsie dipendono dai volumi di traffico, dalle percentuali di movimento e dai risultati dell'analisi delle capacità. Attraverso corsie si possono raggiungere i veicoli che si protraeno direttamente attraverso l'intersezione, mentre le corsie ausiliarie forniscono una capacità aggiuntiva per movimenti specifici.

Radii e Design ad angolo

Le loro larghezze dipendono dai tipi di veicoli e dai volumi di tornitura (trasporto a destra), i raggi ad angolo devono essere abbastanza grandi da poter ospitare il percorso di svolta del veicolo, considerando fattori come le distanze di attraversamento pedonale, i vincoli di destra e le velocità del veicolo desiderate.

I radii più grandi permettono una maggiore velocità di rotazione e una navigazione più facile per i veicoli di grandi dimensioni, ma aumentano l'esposizione pedonale e possono incoraggiare velocità eccessive. I veicoli a tornitura più piccoli radii e accorciano i passaggi pedonali ma possono essere difficili da navigare. Gli ingegneri devono bilanciare queste considerazioni concorrenti basate sul contesto intersezione, con intersezioni urbane tipicamente utilizzando radii più piccoli per priorità sicurezza pedonale e intersezioni suburbane o rurali utilizzando radii più grandi.

Requisiti e Calcoli a distanza

La distanza di vista adeguata è fondamentale per la sicurezza di intersezione, permettendo ai conducenti di percepire potenziali conflitti, prendere decisioni informate e prendere azioni appropriate. La possibilità di conflitti in realtà si verifica può essere notevolmente ridotta fornendo una distanza di vista adeguata e controlli adeguati del traffico.

Stoccaggio distanza di distanza

La distanza di distanza di visione rappresenta la distanza necessaria per un conducente per percepire un oggetto o un pericolo, reagire e portare il veicolo a una fermata completa. Questo requisito fondamentale della distanza di vista deve essere fornito continuamente lungo tutti gli approcci a un incrocio. Il calcolo considera il tempo di percezione del conducente (di circa 2,5 secondi), caratteristiche di frenata del veicolo, grado di strada e velocità di progettazione.

Il grado della strada ha un effetto sulla distanza di fermo del veicolo. La distanza di osservazione di bloccaggio si basa su gradi di strada pianeggianti. La distanza di arresto è aumentata su downgrades e diminuita su aggiornamenti. Gli ingegneri devono regolare i calcoli di distanza di arresto per gradi superiori al 3 per cento, come la gravità colpisce significativamente le prestazioni frenanti su pendenze ripide.

Intersezione Distanza di distanza

Oltre alla distanza di osservazione di arresto continuamente fornita nella direzione di viaggio su tutte le strade, è necessario fornire una distanza di vista adeguata a intersezioni per consentire ai conducenti di percepire la presenza di veicoli potenzialmente in conflitto. La distanza di distanza di tenuta è anche necessaria a intersezioni per consentire ai conducenti di veicoli fermati di decidere quando entrare o attraversare la strada intersecante.

I calcoli della distanza di vista dell'intersezione sono più complessi che fermarsi a distanza di vista perché comportano l'interazione dei veicoli su diversi approcci. La distanza di vista richiesta dipende dalla velocità di progettazione di entrambe le strade, il tipo di controllo del traffico, e la manovra che viene eseguita (attraversamento, girando a sinistra, o girando a destra).

Triangoli a vista

Questo triangolo consiste in un limite che definisce una distanza di distanza dall'intersezione su ogni approccio e da una linea che collega quei due limiti. Il triangolo di vista definisce un'area che deve essere tenuta chiara di ostruzioni visive come edifici, recinzioni, vegetazione, veicoli parcheggiati e caratteristiche del terreno.

La distanza corretta di vista a intersezioni è determinata attraverso l'istituzione e l'applicazione di triangoli di vista. Le dimensioni richieste delle gambe del triangolo dipendono dalla velocità di progettazione delle strade e il tipo di controllo del traffico fornito all'incrocio.

I triangoli di avvistamento consentono ai conducenti di intersezioni controllate incontrollate o rese per vedere un veicolo potenzialmente in conflitto in tempo sufficiente per rallentare o arrestarsi prima di collisione all'interno dell'incrocio. I triangoli di partenza forniscono una distanza di osservazione adeguata per i conducenti fermati all'incrocio per entrare o attraversare in modo sicuro la strada principale. Le dimensioni di questi triangoli sono calcolate utilizzando formule che considerano velocità del veicolo, caratteristiche di accelerazione e di tempo necessari per le distanze di manovra sicure.

Calcolazioni di distanza di angolo

La distanza minima di vista dell'angolo (feet) deve essere determinata dall'equazione: 1.47VmTg, dove Vm è la velocità di progettazione (mph) della strada principale e Tg è il tempo di distacco (secondi) per il veicolo stradale minore per entrare nella strada principale.

I valori indicati nella tabella 405.1A devono essere utilizzati per determinare Tg in base al veicolo di progettazione, al tipo di manovra e se le ruote posteriori del veicolo fermato sono su un aggiornamento superiore al 3 per cento. La distanza dal bordo del percorso per le ruote posteriori al posto di arresto stradale minore dovrebbe essere assunta come: 20 piedi per una vettura passeggeri, 30 piedi per un camion singolo, e 72 piedi per un camion di combinazione.

Progettazione e calcolo del segnale di traffico

Segnali di traffico rappresentano la forma più complessa di controllo di intersezione, che richiede un'attenta progettazione di hardware del segnale, piani di phasing e parametri di temporizzazione.

Analisi dei avvertimenti dei segnali

La selezione e l'utilizzo dei segnali di controllo del traffico devono essere basati su uno studio di ingegneria delle strade, del traffico e di altre condizioni. Almeno uno dei nove mandati di segnale forniti nel MUTCD deve essere soddisfatto prima di installare segnali di traffico. Questi garantisce criteri oggettivi per determinare quando i segnali di traffico sono giustificati, considerando fattori come volumi di traffico, volumi pedonali, esperienza di crash e coordinamento con i segnali adiacenti.

I nove mandati di segnale affrontano diverse condizioni che possono giustificare la segnalazione, tra cui il volume veicolare di otto ore, il volume veicolare di quattro ore, l'ora di punta, il volume pedonale, l'incrocio scolastico, il sistema di segnale coordinato, l'esperienza di crash, la rete stradale e l'intersezione vicino a un passaggio di grado.

Progettazione di Phasing Signal

La fase di phasing determina quali movimenti ricevono indicazioni verdi simultaneamente e la sequenza in cui vengono servite diverse fasi. Il piano di phasing deve separare i movimenti contrastanti, servendo in modo efficiente la domanda di traffico. Le strategie di phasing comuni includono un'operazione a due fasi (intersezioni semplici con volumi di basso giro sinistro), operazione a tre fasi (aggiunta di una fase di svolta a sinistra separata), operazione a quattro fasi (se fasi di svolta a sinistra per entrambe le strade complesse).

La fase di sinistra protetta fornisce una freccia verde separata per i giri a sinistra, eliminando i conflitti con l'opposizione attraverso il traffico. La fase di sinistra permissiva consente di girare a sinistra durante l'indicazione circolare verde quando le lacune nel permesso di traffico avversario. La fase protettiva-permissiva combina entrambi gli approcci, fornendo una freccia a sinistra seguita da un verde circolare durante il quale i giri a sinistra possono essere completati quando sicuro.

Determinazione della lunghezza del ciclo

La lunghezza del ciclo rappresenta il tempo totale necessario per il segnale per servire tutte le fasi e tornare all'inizio della sequenza. I cicli più lunghi forniscono un tempo più verde per i movimenti del traffico ma aumentano il ritardo per le strade laterali e i pedoni. I cicli più brevi riducono il ritardo massimo ma non possono fornire un tempo verde sufficiente per i movimenti pesanti del traffico.

Gli ingegneri calcolano in genere la lunghezza del ciclo utilizzando il metodo Webster o il metodo critico del volume della corsia, che considerano i volumi del traffico sui movimenti critici e il tempo perso associato ai cambiamenti di fase. Le lunghezze del ciclo variano tipicamente da 60 a 120 secondi per intersezioni isolate, con cicli più lunghi talvolta utilizzati nei sistemi di segnale coordinati. La lunghezza del ciclo ottimale calcolata fornisce un punto di partenza che può essere regolato in base alle osservazioni del campo e alla regolazione.

Allocation di tempo verde

Una volta determinata la lunghezza del ciclo, gli ingegneri devono assegnare il tempo verde tra le varie fasi. L'assegnazione dovrebbe essere proporzionale alla domanda di traffico, con movimenti più pesanti che ricevono più tempo verde. Il calcolo deve tenere conto dei tempi verdi minimi necessari per le attraversate pedonali, i tempi massimi verdi per prevenire un ritardo eccessivo su altri approcci, e il tempo perso durante gli intervalli di sdoganamento giallo e tutto rosso.

I tempi verdi minimi sono tipicamente da 7 a 15 secondi, a seconda delle distanze di attraversamento pedonale e del tempo necessario per i veicoli per eliminare l'intersezione. I tempi massimi verdi possono essere impostati per garantire che il traffico stradale laterale non si presenti in un ritardo eccessivo.

Intervalli di compensazione giallo e all-rosso

Gli intervalli di cambio gialli avvertono i driver che l'indicazione verde sta terminando e devono fermare o cancellare l'intersezione. La durata dell'intervallo giallo dipende dalla velocità di avvicinamento, dal grado e dalla larghezza dell'intersezione. Il calcolo assicura che i conducenti che non possono fermarsi in modo sicuro quando il giallo inizia hanno tempo sufficiente per liberare l'intersezione prima che il traffico conflittuale riceva un'indicazione verde.

Gli intervalli di sdoganamento a tutto tondo forniscono un ulteriore tempo per i veicoli per eliminare l'intersezione dopo le estremità dell'intervallo giallo e prima che i movimenti in conflitto ricevano verde. Questo intervallo è particolarmente importante a grandi intersezioni o dove le alte velocità rendono difficile per i conducenti di arresto. L'intervallo a tutto tondo è calcolato in base alle dimensioni dell'intersezione e velocità del veicolo per garantire che i veicoli che entrino sul giallo possano cancellare prima che il traffico incrocio entri.

Calcolazioni ausiliarie di lunghezza e di stoccaggio

Le corsie ausiliarie forniscono capacità aggiuntive per movimenti specifici a intersezioni, migliorando la sicurezza e le operazioni separando i veicoli di tornitura da attraverso il traffico.

Design a sinistra della corsia

Per la progettazione di intersezioni, il traffico di sinistra in corsie dovrebbe essere evitato, se possibile. Le strutture di svolta a sinistra sulle strade sono tipicamente utilizzate per fornire livelli di servizio ragionevoli per le intersezioni. Storicamente, utilizzando corsie a sinistra ha dimostrato di ridurre i tassi di crash 20 al 65%. Questo significativo vantaggio di sicurezza deriva dalla rimozione dei veicoli a sinistra ferma da attraverso le corsie, dove creano rischi di collisione di fine posteriore e vincoli di capacità.

La lunghezza di stoccaggio a sinistra deve ospitare la coda attesa dei veicoli a sinistra durante il periodo di punta. Il calcolo considera i volumi di sinistra-turn, i tempi di segnale (per intersezioni segnalate), e il livello di servizio desiderato. La lunghezza di archiviazione insufficiente risulta in code che bloccano attraverso le corsie, mentre gli sprechi di lunghezza eccessiva destra-di-via e le risorse di costruzione.

È preferibile compensare le corsie di sinistra per i mediani più di 18 piedi, riducendo la larghezza del divisore a 6-8 piedi prima dell'intersezione e impedendo l'allineamento delle corsie parallele. I due tipi principali di configurazioni di corsia di sinistra offset utilizzati sono paralleli e rastremati.

Design a destra della corsia

Le corsie a destra servono funzioni simili a quelle a sinistra, rimuovendo i veicoli da strada per migliorare la capacità e la sicurezza. Le corsie a destra sono particolarmente vantaggiose per gli incroci con volumi pesanti a destra, dove attraverso il traffico opera ad alta velocità, o dove i veicoli a destra-turn devono cedere a pesanti passaggi pedonali. Il calcolo della lunghezza di stoccaggio segue principi simili a corsie a sinistra, considerando i volumi di rotazione e la tempistica del segnale.

Le corsie a destra possono essere progettate per il funzionamento canalizzato con un'isola triangolare che separa la corsia di svolta da attraverso le corsie. La canalizzazione chiarisce il percorso del veicolo, fornisce spazio per il rifugio pedonale, e permette giri a destra per operare indipendentemente dal segnale principale. Tuttavia, i giri a destra canalizzati richiedono più destra di strada e possono creare conflitti con pedoni e biciclici se non accuratamente progettati.

Decilazione e Accelerazione Lanes

The maneuver distance includes the length needed for both braking and lane changing when there is a left or right turning lane. In the absence of turn lanes, the maneuver distance is the distance to brake to a comfortable stop. Deceleration lanes allow vehicles to slow down before entering turn lanes or making turns, preventing through traffic from being delayed by decelerating vehicles.

La lunghezza di decelerazione richiesta dipende dalla velocità di avvicinamento, dalla velocità di svolta finale e dalla velocità di decelerazione. Le velocità di avvicinamento più elevate e le velocità di rotazione più basse richiedono distanze di decelerazione più lunghe. I veicoli di transizione di lunghezza superiore da attraverso le corsie a corsie ausiliarie e devono essere abbastanza lunghi per i cambiamenti di corsia comodi alla velocità di avvicinamento.

In caso di intersezioni rurali, con il controllo STOP sulla strada trasversale locale, si dovrebbero considerare le piste di accelerazione a sinistra e a destra sullo stabilimento di Stato. Le corsie di accelerazione consentono ai veicoli che entrano dalle strade laterali di raggiungere le velocità di linea prima di fondersi con il traffico, migliorare la sicurezza e le operazioni su strade ad alta velocità. La lunghezza di accelerazione richiesta dipende dalla velocità iniziale (tipicamente zero per i veicoli fermati), dalla velocità finale (velocità di progettazione principale) e dalle caratteristiche di accelerazione del veicolo.

Due vie a sinistra-Turn Lanes

Le corsie a sinistra a due vie funzionano bene dove le velocità di progettazione sono relativamente basse (25 a 50 mph) e non ci sono concentrazioni pesanti di traffico a sinistra. La larghezza di TWLTLs dovrebbe essere limitata ad un massimo di 14 piedi per scoraggiare i motoristi a sinistra che girano fuori nel TWLTL e fermano perpendicolare alla direzione del traffico, mentre aspettano che il traffico in arrivo si sgombra.

Le due vie a sinistra (TWLTLs) offrono un impianto condiviso per i giri a sinistra in entrambe le direzioni lungo un corridoio, tipicamente utilizzato su arterie commerciali con più vie di trasmissione e strade laterali. A differenza di corsie a sinistra dedicate a specifiche intersezioni, TWLTLs si snoda continuamente lungo la strada, permettendo giri a sinistra in qualsiasi posizione.

Canalizzazione e Traffico Isole

La canalizzazione riduce le aree di conflitto separando o regolando i movimenti del traffico in percorsi definiti di viaggio attraverso l'uso di marcature di pavimentazione. La canalizzazione guida il traffico in percorsi specifici, separa i movimenti contrastanti, protegge i veicoli di svolta e di attraversamento, fornisce aree di rifugio per i pedoni e crea spazio per i dispositivi di controllo del traffico.

Tipi di isole del traffico

Le isole triangolari ad angolo utilizzate per separare il traffico a destra da mezzo di veicoli sono la forma più comune: queste isole canalizzano i giri a destra, forniscono spazio per i segnali stradali e creano aree di rifugio pedonali. Le isole di divisione separano i flussi di traffico opposti nella zona mediana, fornendo spazio per le corsie a sinistra e proteggendo i veicoli a sinistra.

Le isole sono tipicamente allungate o triangolari e poste fuori dai percorsi del veicolo. Le isole curvo per intersezioni devono avere una corretta illuminazione o delineazione. La forma e le dimensioni delle isole dipendono dalla geometria dell'incrocio, dai volumi del traffico e dallo spazio disponibile. Le isole devono essere abbastanza grandi da comandare l'attenzione e fornire la loro funzione prevista, senza creare pericoli o confusione.

Standard di progettazione dell'isola

I lati delle isole triangolari d'angolo dovrebbero essere di almeno 12 piedi (preferibilmente 15 piedi), che assicurano che le isole siano visibili ai conducenti e che offrono uno spazio adeguato per i segni e gli altri dispositivi di controllo del traffico.

I nasi dell'isola (l'estremità a monte delle isole divisionali) richiedono un'attenzione particolare per il design, perché sono esposti al traffico e vulnerabili agli scioperi del veicolo. Il naso dovrebbe essere compensato da vie di traffico, protetto con una corretta delineazione e riflettori, e progettato con angoli di approccio appropriati. Le altezze della curva sulle isole tipicamente vanno da 4 a 6 pollici, fornendo una chiara delineazione mentre consentono ai veicoli di montare il marciapiede in situazioni di emergenza senza danni gravi.

Median Apertura

Median openings provide access for crossing traffic plus left-turns and U-turns. The design of median openings must accommodate the turning paths of design vehicles while maintaining adequate sight distance and minimizing the opening length. Do not use median opening lengths longer than 80 feet regardless of skew. These types of lengths may require special channelization, left-turn lanes, or skew adjustment.

Il design di apertura mediana comporta il calcolo della larghezza minima necessaria per il veicolo di progettazione per completare i giri a sinistra e giri a U, considerando il raggio di svolta, la lunghezza del veicolo e l'angolo di skew. L'apertura deve essere abbastanza ampia per impedire ai veicoli di colpire il naso mediano ma non così ampia che crea confusione o permette movimenti non voluti.

Considerazioni di progettazione

Una rotonda è definita come un cerchio di traffico modificato che si adatta a specifici criteri di progettazione geometrica che promuovono la consapevolezza del conducente, riduce le velocità di viaggio e migliora il flusso di traffico.

Vantaggi e applicazioni della rotatoria

Le rotonde sono vantaggiose perché il traffico può scorrere continuamente quando non sono presenti conflitti contro la necessità di fermarsi. Lo svantaggio è che richiedono un costo iniziale più elevato per la costruzione rispetto a un segnale di traffico o un controllo di arresto. Tuttavia, le rotonde hanno tipicamente costi di manutenzione più bassi rispetto ai segnali perché non richiedono il servizio elettrico, l'hardware del segnale, o le regolazioni di temporizzazione in corso.

Le rotonde migliorano significativamente la sicurezza eliminando gli incidenti ad alta velocità e a destra, riducendo le velocità del veicolo attraverso il disegno geometrico e semplificando il processo decisionale per i conducenti. Gli studi hanno dimostrato che le rotonde possono ridurre i crash mortali e le lesioni del 70-90% rispetto alle intersezioni convenzionali.

Elementi di progettazione geometrici

Il design della rotatoria prevede numerosi elementi geometrici che devono essere accuratamente coordinati, tra cui il diametro centrale dell'isola, la larghezza della strada circolatoria, la larghezza di entrata, la larghezza di uscita, l'allineamento dell'approccio e le isole di splitter.

Il raggio del percorso di entrata controlla la velocità a cui i veicoli entrano nella rotonda e rappresenta uno dei parametri di progettazione più critici. I raggi più piccoli forzano una maggiore riduzione della velocità, migliorando la sicurezza ma riducendo potenzialmente la capacità. Il percorso più veloce attraverso la rotonda deve essere deviato per evitare movimenti ad alta velocità.

Analisi delle capacità

L'analisi della capacità di rotonda varia dall'analisi di intersezione segnalata perché le rotonde funzionano sotto principi di accettazione del gap piuttosto che tempistiche del segnale. La capacità di ingresso dipende principalmente dal flusso circolante in conflitto, con volumi circolanti più elevati che riducono le lacune disponibili per l'ingresso dei veicoli.

Le rotonde a singola corsia offrono tipicamente una capacità adeguata per l'ingresso totale di volumi fino a circa 20.000 a 25.000 veicoli al giorno, a seconda della distribuzione del traffico tra gli approcci. Le rotonde a più corsie possono ospitare volumi più elevati ma richiedono un design più complesso e possono avere tassi di crash più elevati rispetto alle rotonde a singola corsia.

Pedestrian e biciclette

Il design moderno dell'intersezione deve ospitare tutti gli utenti, inclusi i pedoni, i ciclisti e le persone con disabilità, che hanno esigenze e capacità diverse rispetto ai veicoli a motore, che richiedono specifiche caratteristiche di design per garantire la loro sicurezza e mobilità.

Design di incrocio pedoni

Le estensioni della curva accorciano la distanza di attraversamento e aumentano la visibilità, queste caratteristiche, chiamate anche lampadine, si estendono nel marciapiede del parcheggio o nella zona della spalla, riducendo la distanza di attraversamento e migliorando le linee di vista tra pedoni e piloti.

Il Manuale sui dispositivi di controllo del traffico Uniform specifica una velocità di marcia di 3,5 piedi al secondo per il calcolo del tempo di sdoganamento pedonale, con disposizioni per velocità di marcia più lente (3,0 piedi al secondo) dove i pedoni più anziani o le persone con disabilità sono previsti.

Le isole di rifugiati consentono ai pedoni di attraversare intersezioni ampie in due fasi, riducendo il divario necessario nel traffico e fornendo una zona di attesa sicura. Queste isole sono particolarmente importanti per i passaggi non firmati di strade multi-lane, dove trovare adeguate lacune per attraversare tutte le corsie contemporaneamente può essere difficile.

ADA Compliance

Gli americani con Disabilities Act (ADA) richiedono che le strutture pedonali a intersezioni siano accessibili alle persone con disabilità. Ciò include fornire rampe di marcia con piste appropriate, superfici di avvertimento rilevabili e spazio chiaro in fondo alle rampe. Le rampe di curvatura devono avere piste non più ripide di 1:12 (8,33%) e piste incrociate non più ripide di 1:48 (2%).

Le superfici di avvertimento rilevabili sono costituite da cupole troncate che forniscono spunti tattili e visivi alle persone con disabilità di visione, indicando il passaggio dal marciapiede alla strada. I segnali pedonali accessibili (APS) forniscono indicazioni udibili e vibrotattili dell'intervallo di cammino per pedoni ciechi o con scarsa visione.

Progettazione di attrezzature per biciclette

Le piste ciclabili devono essere considerate in qualsiasi incrocio e devono essere sempre considerate come uno strumento per fornire mobilità per i ciclisti. I ciclisti affrontano sfide uniche alle intersezioni, inclusi conflitti con veicoli a destra, difficoltà di posizionamento per le curve a sinistra e vulnerabilità nel traffico misto. I trattamenti di progettazione per i biciclici variano da marcature condivise a segnali separati di bicicletta con fasi di segnale dedicate.

Le scatolette per bici forniscono un'area designata davanti a una coda di traffico dove i ciclisti possono aspettare davanti ai veicoli a motore, migliorando la visibilità e facilitando le curve a sinistra. Le caselle di coda a due stadi permettono ai ciclisti di fare giri a sinistra in due fasi senza fondersi nella corsia di sinistra, particolarmente utili nelle intersezioni multi-lane.

AASHTO Standard e Linee guida per il design

AASHTO pubblica diversi documenti fondamentali che servono come riferimento primario per il design autostradale e ponte. La politica AASHTO su Geometric Design of Highways and Streets (Green Book) copre l'allineamento delle strade, le larghezze delle corsie, il design delle intersezioni e le distanze di vista.

Il libro verde AASHTO

La politica di AASHTO sul design geometrico delle autostrade e delle strade (comunemente denominata Libro Verde) funge da riferimento primario per il design geometrico. Fornisce raccomandazioni per le dimensioni delle strade, curvatura, gradienti e visibilità per garantire che le strade soddisfino diversi tipi di veicolo e condizioni di traffico. Il Libro verde rappresenta la conoscenza collettiva e l'esperienza dei professionisti del trasporto in tutto il paese, fornendo indicazioni che bilanciano la sicurezza, le operazioni, l'economia e le considerazioni ambientali.

Il Libro Verde è organizzato in capitoli che coprono i controlli e i criteri fondamentali del design, elementi di design, elementi di sezione trasversale, strade e strade locali, strade e strade da collezione, arterie rurali e urbane, autostrade, intersezioni e separazioni di grado.

Approccio di progettazione basato sulle prestazioni

Il Green Book 2018 AASHTO ha introdotto un nuovo processo di progettazione che si basa sulle prestazioni del design. Il design basato sulle prestazioni è basato sui problemi, e aiuta i progettisti a privilegiare determinati obiettivi al fine di prendere decisioni e tradeoff per soddisfare al meglio le esigenze di tutte le modalità di trasporto. Questo approccio riconosce che l'applicazione rigida dei criteri di progettazione non può sempre produrre i migliori risultati, in particolare negli ambienti urbani contrattati o quando si riconfigurano le strutture esistenti.

In quasi tutti i progetti di costruzione stradale, ci sono vincoli che richiedono compromessi che non consentono l'uso di tutti i criteri di progettazione preferiti. I progettisti dovrebbero consultare i criteri di progettazione stabiliti in questa sezione, ma può essere impraticabile usarli tutti a causa dei vincoli esistenti nel corridoio e la necessità di adattare la strada al contesto comunitario e soddisfare le esigenze di tutte le modalità di trasporto.

Relazioni con gli standard federali e statali

L'FHWA incorpora gli standard AASHTO nelle politiche nazionali di trasporto e programmi di finanziamento. I progetti finanziati dalla Confederazione devono rispettare le specifiche di progettazione AASHTO, in particolare per le autostrade classificate nel sistema autostradale nazionale.

Ogni stato sviluppa i propri manuali di progettazione stradale, spesso utilizzando linee guida AASHTO come base. I DOT di Stato possono modificare le raccomandazioni AASHTO per soddisfare le condizioni regionali, come le variazioni climatiche o i modelli di traffico unici. I manuali di progettazione dello stato tipicamente forniscono una guida più specifica rispetto al Libro verde, compresi i dettagli standard, le politiche di progettazione e le procedure specifiche per le pratiche e le condizioni di tale stato.

Eccezioni e Variazioni di progettazione

Quando i vincoli del sito, le considerazioni sui costi o altri fattori impediscono la piena conformità con gli standard di progettazione, gli ingegneri possono richiedere eccezioni di progettazione o variazioni.Questo processo richiede la documentazione del vincolo, l'analisi delle alternative, la valutazione delle implicazioni di sicurezza e l'approvazione da parte delle autorità appropriate.

Il processo di eccezione per il design serve funzioni importanti: assicura che le partenze dalle norme ricevano una corretta revisione e approvazione, documenta la logica delle decisioni di progettazione e fornisce la protezione della responsabilità dimostrando che il progetto era basato su giudizio tecnico sano.

Design di intersezione alternativa

Poiché i progetti convenzionali di intersezione non possono essere appropriati per tutte le intersezioni, vengono esplorati trattamenti innovativi e non convenzionali, che condividono molti degli stessi obiettivi. I progetti alternativi di intersezione possono fornire vantaggi significativi di sicurezza e di funzionamento in situazioni in cui i progetti convenzionali sono insufficienti o dove le opzioni di limitazione di destra di strada.

Intersezioni di rotazione sinistra spostate

Intersezioni di sinistra spostate (DLT) chiamate anche intersezioni di flusso continuo, spostate i punti di conflitto a sinistra dall'intersezione principale. I veicoli a sinistra si incrociano per traffico in una posizione separata controllata dal segnale a monte dell'intersezione principale, quindi procedete attraverso l'intersezione principale simultaneamente con il traffico.

Le intersezioni DLT funzionano meglio in luoghi con volumi di sinistra e volumi pesanti, dove i progetti convenzionali richiedono lunghe lunghezze di ciclo e fasi multiple. Il design richiede ulteriori passaggi di destra per i crossover di sinistra spostati e può essere confuso con driver non familiari. Tuttavia, le intersezioni DLT progettate correttamente con chiare firme e segni di marcia possono fornire eccellenti operazioni riducendo i crash rispetto ai disegni convenzionali.

Intersezioni di incrocio ristrette U-Turn

Intersezioni di attraversamento ristretto (RCUT) chiamate anche J-turns o superstreets, eliminano i giri diretti a sinistra e attraverso movimenti da approcci di strada minori. Invece, i conducenti si girano a destra sulla strada principale e poi fanno un giro U a monte mediano che apre a valle per completare il loro movimento desiderato.

Le intersezioni RCUT sono particolarmente efficaci sulle autostrade divise ad alta velocità con volumi di strada relativamente bassi. Offrono vantaggi per la sicurezza eliminando i tipi di conflitto più gravi (croci di angolo destro) e semplificando il processo decisionale per i conducenti. Il design richiede una larghezza media adeguata per i movimenti di ritorno U e una distanza sufficiente tra le principali sedi di intersezione e di ritorno U. Mentre i movimenti indiretti aumentano la distanza di viaggio per alcuni utenti, il tempo di viaggio globale a causa di ritardo convenzionale di viaggio.

Intersezioni mediane U-Turn

I crossover mediani U-Turn richiedono un ampio mediano per il loro design. Queste strade sono più adatte per intersezioni con alta resistenza attraverso movimenti, a sinistra bassa a media dal principale, a bassa a media svolta a sinistra gira dalla strada principale, a bassa a media svolta dalla strada minore, e qualsiasi quantità di strada secondaria attraverso i volumi. Questo design, chiamato anche una sinistra del Michigan, vieta giri a sinistra diretta all'incrocio principale e invece diretto a svoltare a sinistra.

I progetti Median U-turn offrono vantaggi operativi eliminando le fasi di svolta del segnale principale, consentendo un maggiore tempo verde per i movimenti, migliorando la sicurezza riducendo i punti di conflitto e separando i movimenti di svolta dall'intersezione principale. Il design richiede grandi mediani (di solito 40-60 piedi) per ospitare veicoli a tornitura U e una distanza adeguata tra le principali sedi di intersezione e di ritorno U per evitare la fuoriuscita della coda.

Intervalli di Diamante Divergenti

The product of these is to furnish an indirect path for left-turns. While technically an interchange rather than an at-grade intersection, diverging diamond interchanges (DDI) represent an innovative design that has gained rapid acceptance. The DDI briefly shifts traffic to the left side of the road between two signalized intersections, allowing left turns onto the freeway ramps without crossing opposing traffic.

DDIs offre eccellenti prestazioni di sicurezza e capacità, pur richiedendo un cambio di diamante meno a destra rispetto alle tradizionali con doppia corsie a sinistra. Il design elimina le fasi di svolta, riduce la lunghezza del ciclo e il ritardo. Gli studi hanno mostrato significative riduzioni di crash nelle sedi DDI rispetto agli intercambi convenzionali. Il modello di traffico insolito può inizialmente confondere i driver, ma l'esperienza ha dimostrato che la maggior parte dei driver si adattano rapidamente con i segni di marciapiedi e marciapiedi.

Progettazione del dispositivo di controllo del traffico

Come indicato dal MUTCD, dovrebbe essere utilizzato il livello minimo appropriato di controllo del traffico che promuove operazioni di traffico sicure ed efficienti e minimizza il ritardo pur essendo ancora efficace i costi. La valutazione del tipo necessario di controllo del traffico deve essere condotta da un ingegnere qualificato del traffico.

Segni regolatori

Segnali regolamentari informano gli utenti di leggi e regolamenti stradali che si applicano alle intersezioni. I segni di regolazione comuni includono segnali STOP, segnali YIELD, NON ENTER segni, segni UNA WAY e segni di divieto di girare. Il Manuale su Dispositivi di controllo del traffico uniforme (MUTCD) specifica la progettazione, il posizionamento e l'applicazione dei segni di regolazione per garantire la coerenza e il riconoscimento del conducente in tutto il paese.

Il segnale deve essere visibile da una distanza sufficiente per consentire ai conducenti di fermarsi comodamente, tipicamente posizionati o vicino al punto in cui i veicoli devono fermarsi. I segni STOP multidirezionale devono sempre essere integrati con una placca ALL WAY. Questa placca supplementare chiarisce che tutti gli approcci sono controllati da segni STOP, impedendo confusione e potenziali crash.

Segni di avvertimento

I segnali di allarme dei conducenti a condizioni inaspettate o pericoli in vista, permettendo loro di regolare la loro velocità e la loro posizione in modo appropriato. I segnali di avvertimento relativi all'intersezione includono segnali di allarme di intersezione anticipato, segnali di avvertimento incrociati, segnali di allarme laterale, e varie placche supplementari che indicano il tipo di controllo dell'intersezione.

Il MUTCD fornisce tabelle che specificano le distanze di posizionamento minime di anticipo basate sulla velocità, assicurando che i driver abbiano tempo adeguato per percepire il segno, leggere il messaggio e rispondere in modo appropriato. In alcuni casi, possono essere necessari più segnali di avviso, come un segnale di avviso anticipato seguito da un secondo segnale di avviso più vicino all'intersezione.

Marcature di pavimentazione

I segni di inserimento sono indicati come linee di stop, passerelle, linee di corsia, frecce di svolta e vari segni di parole e simboli. Questi segni completano i segni e i segnali, fornendo informazioni al punto in cui i conducenti devono prendere decisioni e prendere azioni.

Le linee di arresto indicano dove i veicoli dovrebbero fermarsi quando richiesto da un segnale STOP o da un segnale rosso. Sono tipicamente posizionati a 4 piedi in anticipo del più vicino passerella o, se non è presente alcun crosswalk, al punto in cui i conducenti hanno la migliore vista del traffico in conflitto.

Analisi della sicurezza e Predizione del Crash

L'analisi della sicurezza rappresenta una componente critica del design dell'intersezione, aiutando gli ingegneri a identificare i pericoli, valutare le alternative e prevedere le prestazioni di sicurezza dei progetti proposti.

Analisi dei dati di Crash

I dati storici di crash forniscono preziose informazioni sui problemi di sicurezza nelle intersezioni esistenti.Gli ingegneri analizzano i rapporti di crash per identificare i modelli relativi al tipo di crash, alla gravità, al tempo di giorno, alle condizioni meteorologiche e ai fattori di contributo. I tipi di crash di intersezione comuni includono crash di fine corsa (spesso relativi a fermate inaspettate o tempi di segnale), crash di angolo (tipicamente il tipo più grave, derivanti da violazioni di distanza di vista inadeguate o segnali pedonali), crash di sinistra-turne

The type of traffic control affects the type of collisions. Signalized intersections tend to have more rear-end crashes but fewer severe angle crashes compared to unsignalized intersections. Understanding these relationships helps engineers select appropriate traffic control types and design features to address specific safety concerns.

Metodi manuali di sicurezza autostradale

Il Manuale di Sicurezza dell'autostrada (HSM), pubblicato da AASHTO, fornisce metodi basati sulla scienza per stimare quantitativamente la frequenza di crash e la gravità per diversi tipi di struttura e alternative di progettazione.Il HSM include modelli predittivi per vari tipi di intersezione, permettendo agli ingegneri di stimare la frequenza di crash prevista in base ai volumi di traffico, alle caratteristiche geometriche e alle caratteristiche di controllo del traffico.

I metodi HSM utilizzano funzioni di sicurezza (SPF) che riguardano la frequenza di crash al volume del traffico e altre variabili, insieme a fattori di modifica dei crash (CMF) che regolano le previsioni basate su specifiche caratteristiche geometriche e operative. Ad esempio, i CMF quantificano gli effetti di sicurezza delle caratteristiche come le corsie di svolta sinistra, l'illuminazione, le telecamere a luce rossa e l'angolo di skew dell'intersezione.

Analisi dei punti di conflitto

Ogni intersezione ha il potenziale per diversi tipi di conflitti veicolari. La possibilità di questi conflitti in realtà può essere notevolmente ridotta fornendo una distanza di vista adeguata e controlli adeguati del traffico.

Un'intersezione convenzionale a quattro gambe ha 32 punti di conflitto: 16 conflitti di attraversamento, 8 conflitti di fusione e 8 conflitti di divergenti. Le rotonde riducono drasticamente i punti di conflitto a 8 per una rotonda a una singola corsia (4 merge, 4 diverge e zero conflitti di attraversamento), spiegando le loro prestazioni di sicurezza superiori.

Considerazioni di costruzione e Phasing

Per garantire la manutenzione e la rimozione delle nevi si possono accedere a tutte le aree. La fase di costruzione rappresenta un'importante considerazione nella progettazione di intersezioni, in particolare per progetti che modificano le intersezioni esistenti che servono volumi di traffico significativi.

Mantenere il traffico durante la costruzione

I progetti di ricostruzione intersezione devono mantenere il flusso di traffico e la sicurezza durante la costruzione, consentendo agli appaltatori di completare il lavoro in modo efficiente. Ciò richiede spesso misure di controllo temporaneo del traffico, come segnali temporanei, deviazioni, turni di corsia e limiti di velocità ridotti. Il piano di phasing della costruzione dovrebbe ridurre al minimo la durata delle gravi interruzioni, mantenere l'accesso dei veicoli di emergenza e fornire alloggi sicuri per pedoni e biciclici.

La costruzione a stadi consente di mantenere in funzione parti dell'intersezione, mentre altre parti sono in costruzione. Ad esempio, un approccio potrebbe essere ricostruito mentre il traffico continua ad utilizzare gli altri approcci, quindi i cambiamenti di costruzione al prossimo approccio. Questa strategia estende la durata complessiva della costruzione, ma riduce gli impatti sul traffico e sulle imprese adiacenti. Il piano di phasing deve garantire che ogni fase fornisca una capacità adeguata, mantiene la sicurezza e permette progressione logica alle fasi successive.

Controllo del traffico temporaneo

Il MUTCD Part 6 fornisce standard per il controllo temporaneo del traffico nelle zone di lavoro, tra cui indicazioni specifiche per il lavoro nelle aree di intersezione. I piani di controllo del traffico temporaneo devono affrontare la firma, i segni di marcia, i dispositivi di canalizzazione e il controllo del traffico durante varie fasi di costruzione.

I segnali temporanei possono essere necessari durante la costruzione per controllare il traffico attraverso configurazioni di intersezione modificate, che devono essere progettati e temprati per le condizioni temporanee, con visibilità chiara e phasing appropriato. I segnali portatili offrono flessibilità per le condizioni di costruzione in continuo cambiamento, ma richiedono un monitoraggio e una manutenzione regolari per garantire un corretto funzionamento.

Tecnologie emergenti e tendenze future

Il design dell'intersezione continua ad evolversi con l'avanzare della tecnologia e le mutevoli esigenze di trasporto. Veicoli collegati e automatizzati, sistemi di gestione del traffico avanzati e nuovi servizi di mobilità stanno iniziando ad influenzare il modo in cui gli ingegneri progettano e operano le intersezioni.

Controllo segnale adattivo

A differenza dei tradizionali segnali fissi o attuati che seguono modelli predefiniti, sistemi adattativi ottimizzano la tempistica dinamicamente per ridurre il ritardo e massimizzare il throughput. Questi sistemi possono migliorare significativamente le operazioni durante incidenti, eventi speciali, o altre condizioni che disturbano i normali modelli di traffico.

L'attuazione del controllo del segnale adattivo richiede sistemi di rilevamento sofisticati, infrastrutture di comunicazione e capacità di elaborazione centralizzate. I vantaggi includono un ritardo ridotto, una progressione migliorata, una minore emissione e una migliore risposta alle condizioni di cambiamento. Tuttavia, i sistemi adattativi richiedono un monitoraggio e una manutenzione in corso per garantire un corretto funzionamento e non possono fornire benefici in tutte le posizioni.

Tecnologia del veicolo collegato

La tecnologia dei veicoli collegati consente ai veicoli di comunicare con le infrastrutture e altri veicoli, offrendo nuove opportunità di sicurezza e di funzionamento dell'intersezione. La comunicazione dei veicoli a infrastrutture (V2I) può fornire informazioni di fase del segnale e tempistiche per avvicinarsi ai veicoli, consentendo ai conducenti di velocità di arrivare durante le fasi verdi.

Le applicazioni di sicurezza includono sistemi di avvertenza incrociata che avvisano i conducenti ai potenziali conflitti con altri veicoli, pedoni o biciclici. Poiché la tecnologia dei veicoli collegati diventa più diffusa, il design dell'intersezione può evolversi per sfruttare queste capacità, potenzialmente permettendo distanze di vista ridotte o configurazioni geometriche diverse quando i veicoli possono comunicare elettronicamente.

Considerazioni autonome del veicolo

I veicoli autonomi possono eventualmente cambiare le ipotesi fondamentali sulla progettazione dell'intersezione, che possono potenzialmente operare con distanze più brevi, reagire più rapidamente ai segnali e coordinare i movimenti con altri veicoli autonomi. In un ambiente completamente autonomo, le intersezioni potrebbero non richiedere segnali di traffico, con veicoli che negoziano a destra di strada attraverso la comunicazione veicolo-veicolo.

Tuttavia, il periodo di transizione durante il quale i veicoli autonomi e guidati dall'uomo condividono la strada presenta sfide significative. I progetti di intersezione devono ospitare entrambi i tipi di veicoli, che richiedono marcature migliorate del pavimentamento, firma e altre caratteristiche per supportare i sensori autonome del veicolo.

Applicazione pratica e processo di progettazione

Il progetto di intersezione di successo richiede l'applicazione sistematica dei principi, calcoli e standard discussi in tutta questa guida. Il processo di progettazione segue tipicamente una sequenza logica dalla raccolta dei dati attraverso il design finale, con molteplici iterazioni e raffinazioni lungo il percorso.

Scoping e raccolta dati del progetto

Il processo di progettazione inizia con la definizione di obiettivi, vincoli e requisiti del progetto, che comprendono l'individuazione del problema da risolvere (deficienza della capacità, preoccupazione di sicurezza, impatto dello sviluppo), la comprensione del contesto comunitario e delle preoccupazioni degli stakeholder, e la definizione di criteri di progettazione.

Sviluppo alternativo e valutazione

A capacity analysis requires accurate traffic data and analysis. Traffic data collection, specifically turning movement counts, should be performed in accordance with established standards. After the traffic volumes are collected, determine the future growth and establish future design volumes. Next perform the analysis using Synchro, Highway Capacity Software, or other approved analysis software packages. Engineers typically develop multiple alternatives that address project objectives through different approaches, such as adding lanes, modifying traffic control, or implementing alternative intersection designs.

Ogni alternativa viene valutata in base a criteri multipli, tra cui prestazioni di sicurezza, efficienza operativa, costi, impatti di destra e di destra, effetti ambientali e accettazione della comunità. Questa valutazione aiuta a identificare l'alternativa preferita che meglio bilancia obiettivi e vincoli concorrenti.

Design e documentazione dettagliata

Una volta selezionata l'alternativa preferita, gli ingegneri procedono con un design dettagliato, sviluppando piani di costruzione che specificano ogni elemento geometrico, funzione di controllo del traffico, struttura di drenaggio e altro componente. Questa fase comprende calcoli finali per tutti gli elementi di progettazione, preparazione di disegni dettagliati, sviluppo di specifiche, stime di quantità e stime dei costi. Il design deve essere coordinato con le società di utilità, operatori ferroviari e altre agenzie le cui strutture possono essere influenzate.

La documentazione progettuale fornisce un registro delle decisioni di progettazione, dei calcoli e delle ipotesi che supportano le modifiche costruttive e future.Questa documentazione è essenziale per le eccezioni di progettazione, le autorizzazioni ambientali, l'acquisizione di diritto e l'amministrazione delle costruzioni.

Conclusione e Risorse aggiuntive

I calcoli e gli standard di progettazione dell'intersezione costituiscono la base tecnica per creare strutture di trasporto sicure, efficienti e sostenibili. Questa guida completa ha esplorato gli elementi essenziali del design dell'intersezione, dall'analisi del volume del traffico e dai calcoli della capacità alla progettazione geometrica, alla tempistica del segnale, ai requisiti della distanza di vista e alle considerazioni di sicurezza.

Gli ingegneri dei trasporti devono rimanere attuali con standard in evoluzione, tecnologie emergenti e migliori pratiche nel design di intersezione. Il AASHTO Green Book, manuale di capacità autostradale, manuale su dispositivi di controllo del traffico uniforme e manuale di sicurezza autostradale forniscono una guida autorevole che dovrebbe essere consultato per le procedure e gli standard di progettazione dettagliate.

Per ulteriori informazioni e sviluppo professionale nel design di intersezione, gli ingegneri possono accedere alle risorse da organizzazioni come l'Associazione americana di State Highway e Trasporti Ufficiali, il Istituto di Trasporti Ingegneri, il Trasporto di ricerca, e il [FLTFSEzione:6]

Mentre i sistemi di trasporto continuano ad evolversi con nuove tecnologie, cambiando i modelli di viaggio, e aumentando l'enfasi sulla sostenibilità e l'alloggio multimodale, il design dell'intersezione rimarrà un campo dinamico e stimolante. Gli ingegneri che padroneggiano i calcoli e gli standard fondamentali, pur rimanendo adattabili all'innovazione saranno ben posizionati per creare intersezioni che servono le loro comunità in modo sicuro ed efficiente per decenni a venire.