Obiettivi Formativi

L'obiettivo formativo del corso (da 12 CFU) è quello di fornire allo studente di Ingegneria Civile le conoscenze che riguardano la costruzione di un’opera e considerando problematiche riguardanti l’organizzazione del cantiere, la sicurezza dei soggetti coinvolti, la gestione economica della commessa, la definizione dei tempi di realizzazione, la conoscenza delle normative e delle più opportune metodologie di progettazione. Tutti questi obiettivi vengono conseguiti attraverso la comprensione, innanzitutto, dei principali codici di calcolo già studiati nel corso di Costruzioni di Strade, Ferrovie ed Aeroporti (erogata nella triennale) che rappresenta la base teorica su cui impostare la progettazione di una strada. La teoria troverà applicazione a casi reali, dove l’interazione con il territorio (insediamenti antropici, reti stradali, orografie particolari) creerà difficoltà effettive che lo studente dovrà risolvere in modo efficace. Si comprenderà, pertanto, che il progetto di una strada non è un mero elaborato di disegno ma implica lo studio dei materiali costituenti il terreno di supporto e la sovrastruttura, dove l’organizzazione del cantiere attraverso l’equilibrio delle risorse coinvolte (operai, materiali e macchine) avrà ripercussioni sull’economia e sui tempi di realizzazione, nel rispetto delle normative cogenti. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite e la comprensione dei principi fondamentali della disciplina per: a) progettare un’infrastruttura stradale in 3D, partendo da una cartografia numerica o da un rilievo topografico, con l’ausilio di software commerciali (Digicorp Civil Design, Autodesk Civil 3D, Autodesk Infraworks). b) indagare situazioni di criticità particolari dovute a difficoltà di composizione geometrica; c) determinare il costo di un’opera di ingegneria civile con il supporto di software commerciali (Acca Primus); d) dimensionare un cantiere di ingegneria civile per quanto riguarda il numero di operai, macchine e materiali, con particolare attenzione alla gestione economica e dal punto di vista di tutti i soggetti coinvolti, quali il progettista, il committente, l’esecutore, il project manager con l’aiuto di software commerciali (Microsoft Project, Gantt Project); e) eseguire ottimizzazioni nei riguardi della produzione in cantiere; f) conoscere le problematiche ambientali e le normative vigenti riguardanti le terre e rocce da scavo; g) conoscere le problematiche relative alla sicurezza nei cantieri temporanei e mobili ai sensi del DL 81/2008; h) conoscere le principali caratteristiche dei contenuti del codice degli appalti (DL 50/2016) e le ricadute sulla gestione dell’esecuzione di un’opera di ingegneria civile e su potenziali contenziosi legali. L’illustrazione del contenuto della materia avviene mediante un linguaggio appropriato e rigoroso, in modo da sviluppare la capacità di analizzare ed elaborare i concetti acquisiti con piena autonomia di giudizio, a presentare i risultati e sostenere argomentazioni teoriche su temi applicativi dell'Ingegneria civile, con particolare riferimento a quelli riguardanti le opere stradali. L'obiettivo perseguito è che il laureato sappia comunicare efficacemente con linguaggio tecnico appropriato sia con interlocutori esperti del settore che con attori non specialisti e di diversa formazione. Sono, in ogni caso, finalizzate a consentire un percorso formativo continuo durante tutta la vita professionale attraverso la consultazione di testi tecnici e di stampa specializzata, l'aggiornamento normativo, tecnico e procedurale, la partecipazione a convegni.

Learning Goals

The educational target of this course (12 CFU) is to provide the student of Civil Engineering with the knowledge concerning the construction of a civil engineering work in general in all its completeness, starting from the design until its execution, considering issues concerning organization of the work zone, workers’ safety, economic management, time duration, knowledge of the regulations. Given that, essentially, all aspects of the construction world are taken into consideration, the most appropriate software design methodologies will be introduced, which have already been formalized by recent legislative decrees. All these objectives are achieved through the understanding, first of all, of the main calculation codes already studied in the three-year degree course which represents the theoretical basis on which set up a road design. The theory will find application to real cases, where the interaction with the territory (road networks, particular land configuration) will create real difficulties that the student will have to solve effectively. It will be understood, therefore, that the design of a road is not a mere drawing elaborate but involves the study of materials, site organization through the balance of the resources (as workers, materials and machines), economy and times duration, in compliance with the mandatory standards. At the end of the course the student will be able to apply the acquired knowledge for: a) designing a 3D road infrastructure, starting from a numerical cartography or a topographic survey, with the help of commercial software (Digicorp Civil Design, Autodesk Civil 3D, Autodesk Infraworks). b) investigating particular critical situations due to difficulties in geometric composition; c) determining costs of a civil engineering work with the support of commercial software (Acca Primus); d) dimensioning a civil engineering work zone regarding the number of workers, machines and materials, with particular attention to the economic management and from the point of view of all the subjects involved, with the help of commercial software (Microsoft Project, Gantt Project); e) performing optimization with regard to production; f) knowing environmental problems; g) knowing safety problems; h) knowing the main contents of the Public Works code (Legislative Decree 50/2016). The illustration of the content of the subject is done in an appropriate and rigorous language, in order to develop the ability to analyze and elaborate the concepts acquired with full autonomy of judgment, to present the results and to support theoretical arguments on the application themes of the 'Civil engineering, with particular reference to those concerning road works. The objective pursued is that the graduate will be able to communicate effectively with appropriate technical language both with interlocutors who are experts in the sector and with non-specialist and differently trained actors. They are, in any case, aimed at allowing a continuous training path throughout the professional life through the consultation of technical texts and specialized press, regulatory, technical and procedural updating, participation in conferences.

Metodi didattici

Il corso viene erogato mediante lezioni frontali (24 ore per il modulo di Progetto di Strade e 24 ore per Gestione del Cantiere) ed esercitazioni in aula (24 ore per il I modulo e 24 ore per il II modulo). Le lezioni sono svolte mediante slide proiettate, interagendo frequentemente con gli studenti. Nelle 24 ore previste per le esercitazioni guidate dal docente in ciascuno dei due moduli (48 ore in totale), gli studenti lavoreranno attivamente con l’aiuto di software specialistici (Autodesk Civil 3D, Autodesk Infraworks, Digicorp Civil Design, Primus Acca, Gantt Project o Microsoft Project). È favorito il confronto tra studenti; eventuali dubbi o difficoltà verranno chiariti con il docente in aula, in modo da sviluppare tra i discenti una maturazione complessiva nel linguaggio e nella esposizione che va oltre l’acquisizione dei contenuti della disciplina. Il risultato di quest’attività sarà la redazione di un progetto stradale ed una serie di esercitazioni possibilmente raccolte in un documento complessivo che lo studente porterà agli esami anche per fruire di rapide consultazioni e fornire commenti critici del lavoro eseguito in aula.

Teaching Methods

The course is delivered through lectures (24 hours for the first module and 24-hour for the second one) and classroom exercises (24 hours for Module I and 24 hours for Module II). The lessons are carried out using projected slides and frequently interacting with the students. In the 24 hours scheduled for the guided exercises in each of the two modules (48 hours in total), the students will work actively with the help of specialized software (Autodesk Civil 3D, Autodesk Infraworks, Digicorp Civil Design, Primus Acca, Gantt Project, Microsoft Project) and with teacher support. The collaboration among students is favored; any doubts or difficulties will be clarified with the teacher in the classroom, in order to develop an overall maturity in the language and in the exposition that goes beyond the acquisition of the contents of the discipline. The result of this activity will be the drawing of a road design and a series of exercises possibly collected in a comprehensive document that the student will take to the exams also to benefit from rapid consultations and provide critical comments on the work performed in the classroom.

Prerequisiti

Conoscenze di analisi matematica (concetti di limite, derivata, integrale, equazioni differenziali), conoscenze di fisica (concetti di forze, tensioni, deformazioni, equilibrio), conoscenze teoriche di base relative alla progettazione stradale, conoscenze superficiali di disegno assistito al calcolatore.

Prerequisites

Knowledge of mathematical analysis (concepts of limit, derivative, integral, differential equations), knowledge of physics (concepts of forces, stresses, deformations), basic theoretical knowledge related to road design, superficial knowledge of computer aided design.

Verifiche dell'apprendimento

A scelta dello studente, sarà possibile usufruire di una prova in itinere (riguardante uno dei due moduli) attraverso un colloquio orale in date da concordare con il docente. Il voto sarà espresso sempre in trentesimi e la prova si intende superata se lo studente conseguirà il punteggio minimo di diciotto. La prova in itinere avrà una validità di un anno accademico. Nella valutazione finale si farà la media con la eventuale prova in itinere superata. La votazione finale conseguita, se positiva, dipenderà dal grado di preparazione dello studente, capacità di ragionamento critico sullo studio realizzato, dalla capacità di collegare le diverse parti del programma, dalla competenza nell’impiego del lessico specialistico, dal rigore metodologico e, in generale, dalla qualità dell’esposizione. Sebbene non vi sia l’obbligo della frequenza, la elaborazione di un progetto stradale (che deve essere approvato dal docente) e di alcune esercitazioni svolte nell’ambito del modulo di "Gestione del Cantiere" sono obbligatorie.

Assessment

At the student's choice, it will be possible to take advantage of an ongoing test (concerning one of the two modules) by means of an oral interview-based exam to be performed on dates decided by the professor. However, the final score does not depend on how the exam will be partitioned. The score will always be expressed out of thirty and the test is passed if the student achieves the minimum score of eighteen. The ongoing test will be valid for one academic year. In the final evaluation, the final grade will be the arithmetic mean of all the obtained scores. It, if positive, will depend on the degree of preparation of the student, critical reasoning skills on the study conducted, the ability to connect the different parts of the program, the expertise in the use of specialized vocabulary, the methodological rigor and, in general, on the quality of the exposition. Although there is no obligation to attend, the development of a road design (which must be approved by the teacher) and some exercises carried out as part of the "Construction Site Management" module are mandatory.

Programma del Corso

Il corso da 12 CFU è suddiviso in due moduli da 6 CFU ciascuno, erogati parallelamente nello stesso semestre. Ciò significa che i contenuti di uno non sono strettamente propedeutici dell’altro, anche se quanto appreso nel modulo di Gestione del Cantiere è una naturale prosecuzione dell’attività di cui è oggetto il corso di Progetto di Infrastrutture Viarie. Il modulo di Progetto di Strade è così strutturato: PRINCIPI DI PROGETTAZIONE DI UNA STRADA: Ipotesi fondamentali, vincoli morfologici, esigenze della collettività. STUDIO PRELIMINARE DEL PROGETTO: tracciolino, elementi di cartografia. L'ANDAMENTO PLANIMETRICO: curve di transizione, rettifili, dipendenza con la velocità. L'ANDAMENTO ALTIMETRICO: le livellette, i raccordi verticali concavi e convessi. PROFILO DEI CIGLI: esame della normativa vigente, ipotesi a base del calcolo, esempio pratico. DIAGRAMMA DI VELOCITÀ: esame della normativa vigente, ipotesi a base del calcolo, esempio pratico. IDRAULICA STRADALE: cenni teorici, problematiche relative all’inserimento di tombini, cunette e fossi di guardia. COMPUTO METRICO: quantificazione economica dei lavori. COMPATTAZIONE DELLE TERRE: caratterizzazione delle terre, metodi di compattazione, scelta delle macchine, analisi del fenomeno ed indicatori di performance. STRADE DI MONTAGNA: esame di normative straniere, schema di calcolo, esempio pratico. REDAZIONE DI UN PROGETTO STRADALE: applicazione con il software professionale Civil Design di Digicorp. Il modulo Gestione del Cantiere si basa sui seguenti punti: MATERIALI DA COSTRUZIONE: sovrastruttura stradale, misti granulari non legati, bitume, conglomerati bituminosi e prove di caratterizzazione, esame del capitolato speciale di appalto. ORGANIZZAZIONE DEL CANTIERE: analisi delle risorse, Gantt, Pert, diagrammi reticolari. MACCHINE: calcolo della produzione, analisi prezzi, durate attività. ECONOMIA DEL CANTIERE: contabilità, massimizzazione del profitto, Earned Value Method. SICUREZZA E SALUTE DEI LAVORATORI: esame del Testo Unico Sicurezza DL 81/2008 e casi pratici. LAVORI PUBBLICI: estratto dal DL 50/2016 ed applicazione a casi pratici in merito ad aggiudicazione, direzione lavori, contabilità, collaudo, riserve.

Course Syllabus

The 12 CFU course is divided into two modules of 6 CFU each, delivered in parallel in the same semester. This means that the contents of one modulus are not strictly preparatory to the other one, even if what has been learned in the “Management of the Work Zone” module, in the professional world, is a natural continuation of the activity of the “Road Design” course. The Road Design module is structured as follows: PRINCIPLES OF ROAD DESIGN: Fundamental hypotheses, morphological constraints, needs of the community. PRELIMINARY STUDY OF THE DESIGN: alignments, elements of cartography. HORIZONTAL DESIGN: transition curves, tangents, relationship with the design speed. VERTICAL DESIGN: grades, vertical curves. EDGES OF CROSS SECTION: examination of the current legislation, practical examples DESIGN SPEED DIAGRAM: examination of current legislation, practical examples. ROAD HYDRAULICS: theoretical outline, problems related to the insertion of manholes, gutters and ditches. METRIC CALCULATION: Economic calculation of the involved activities. SOIL COMPACTION: characterization of the earth, compaction methods, choice of machines, analysis of the phenomenon and performance indicators. MOUNTAIN ROADS: examination of foreign regulations, calculation scheme, practical example. ROAD DESIGN: application of the Digicorp's professional Civil Design software. The “Management of Work Zone” module is based on the following points: CONSTRUCTION MATERIALS: road pavement, granular mixtures, bitumen, hot mix asphalt and characterization tests. ORGANIZATION OF THE WORK SITE: resource analysis, Gantt, Pert, reticular diagrams. MACHINES AND PRODUCTION: production calculation, price analysis, activity durations. ECONOMY: accounting, profit maximization, earned value method. WORKERS’ SAFETY AND HEALTH: examination of the standard and practical cases. PUBLIC WORKS: extracted from Legislative Decree 50/2016 and application to practical cases.