Hola
Pues bastante extraño, copie tu código así
Código PHP:
Ver original<?php
echo $rutatmp='repositorio/sesion16/Nueva';
echo "<br/>".$rutatmp= dirname($rutatmp); //$_SESSION['directorio']= dirname($rutatmp);
?>
Y obtengo estos resultados
repositorio/sesion16/Nueva (primer echo)
repositorio/sesion16 (segundo echo)
te pasa lo mismo si haces pruebas en otro servidor?
y en el servidor donde estas pero en otro script?
nos comentas
saludos