MODELLI TEORICO-SPERIMENTALI PER L'ANALISI FUNZIONALE DELLE ROTATORIE DI NUOVA GENERAZIONE (TURBO-ROTATORIE)

L’evoluzione più recente delle intersezioni a rotatoria si è indirizzata verso schemi cosiddetti a turbina (turborotatorie) con l’obiettivo di garantire condizioni di sicurezza più elevate rispetto agli schemi tradizionali. I pochi esempi di realizzazione delle rotatorie a turbina non hanno tuttavia finora consentito di sviluppare metodi di analisi delle condizioni operative e modelli di capacità che possano vantare una validazione attraverso osservazioni di campo. In ogni caso, l’approccio teorico allo studio funzionale delle turborotatorie presenta aspetti decisamente più complessi di quelli delle rotatorie convenzionali sia a causa delle traiettorie dei flussi in ingresso (costretti ad immettersi in corsie fisicamente separate) sia per la configurazione a turbina della carreggiata anulare e del regime delle precedenze che si stabilisce all’ingresso in rotatoria. Ne risultano profondamente modificati, rispetto alle rotatorie convenzionali, gli schemi di conflitto tra flusso entrante e flusso di contrasto e, di conseguenza, i modelli di capacità applicabili e gli stessi criteri per la valutazione delle prestazioni dell’intersezione. A partire da queste considerazioni, tenuto conto dello stato delle conoscenze, la presente ricerca intende proporre un criterio di valutazione della capacità delle turborotatorie basato su alcune formulazioni esistenti per le intersezioni regolate da precedenza, per le quali è possibile far riferimento alla teoria del gap acceptance. Pur con i limiti di una trattazione esclusivamente teorica, i principali obiettivi dell’approccio sono riconducibili ai seguenti: i) determinare il dominio di convenienza (in termini capacitivi) delle rotatorie con configurazione a turbina rispetto a quelle convenzionali; ii) valutare indici prestazionali (ritardi, lunghezze delle code e livelli di servizio) più aderenti al reale funzionamento delle turborotatorie.

In considerazione delle caratteristiche geometrico-funzionali delle turbo-rotatorie, quanto alla configurazione a turbina della carreggiata anulare, alla separazione fisica delle corsie ed al regime delle precedenze che si stabilisce all’ingresso, i modelli di analisi di funzionalità comunemente utilizzati per le intersezioni canoniche non risultano applicabili al caso della particolare tipologia di rotatorie considerata nella ricerca che si intende intraprendere. Si sottolinea, inoltre, che quanto evidenziato sulla geometria e sulle condizioni di funzionamento può anche inibirne la realizzazione, in quanto non risultano chiare, allo stato attuale, le modalità di funzionamento e, dunque, non è possibile fare un confronto con schemi già in esercizio. Per quanto detto, è apparso indispensabile intraprendere una specifica ricerca i cui principali obiettivi sono riconducibili ai seguenti: a) formalizzare un modello teorico di analisi delle prestazioni di intersezioni a rotatoria con schema a turbina, adattando, al caso in studio, alcune formulazioni esistenti applicabili alle intersezioni regolate da precedenza; b) determinare il dominio di convenienza, in termini capacitivi, delle rotatorie con configurazione a turbina rispetto a quelle convenzionali; c) valutare gli indici prestazionali (ritardi, lunghezze delle code e livelli di servizio) più aderenti al reale funzionamento delle turborotatorie. Un ulteriore obiettivo è quello di individuare le condizioni di traffico per le quali può risultare conveniente, in termini capacitativi, realizzare rotatorie con configurazione a turbina, piuttosto che rotatorie tradizionali. Dal punto di vista metodologico, il calcolo della capacità di una turborotatoria e, in particolare, la procedura da seguire per l’analisi funzionale di un’intersezione di questo tipo presenta alcune specificità che qui si intendono sottolineare. Analogamente a quanto avviene per le intersezioni canoniche, i dati di input sono: i) la matrice direzionale (O/D); ii) le caratteristiche geometriche dell’intersezione (numero delle corsie anello e rami); iii) i parametri caratterizzanti il comportamento degli utenti (Tc, Tf e Tmin). Diversamente dalle rotatorie canoniche, nel caso di configurazioni a turbina la capacità e gli indicatori di efficienza (tempi di attesa, lunghezza delle code, livelli di servizio) devono essere riferiti alle singole corsie di ingresso. Infatti, dopo avere esaminato le peculiarità e le modalità d’utilizzo delle corsie di marcia dei rami e dell’anello, la metodologia di analisi dovrà prevedere la determinazione della capacità delle corsie specializzate per la svolta a destra e della corsia utilizzata per l’attraversamento e per la svolta a sinistra. Si sottolinea che per la particolare categoria di rotatorie in esame, si può facilmente dimostrare che la capacità di ciascun ingresso è influenzata, oltre che dalle capacità delle singole corsie, anche dal flusso antagonista, dalla distribuzione dei flussi circolanti sulle corsie anulari (ciò che può interessare solo alcuni ingressi), dal comportamento degli utenti (attraverso i parametri comportamentali quali l'intervallo critico ed il tempo di follow-up) e dal bilanciamento della domanda di traffico sul ramo. Contrariamente a quanto accade nel caso delle rotatorie convenzionali, per i bracci di una turbo rotatoria non si istaura un rapporto biunivoco tra flusso circolante e capacità dell’ingresso, ma esiste un insieme continuo di valori della capacità correlati ai gradi di utilizzazione delle corsie di marcia; il massimo valore di capacità si raggiunge nel caso in cui i rapporti di utilizzazione delle corsie risultano, simultaneamente, pari ad uno. Al fine di individuare le condizioni di traffico per le quali può risultare conveniente, in termini capacitativi, realizzare rotatorie con configurazione a turbina, piuttosto che rotatorie tradizionali, si intende elaborare uno specifi